离子液体超声辅助萃取－气相色谱法用于红薯挥发油指纹图谱的研究

陈冉，陈芳，余玲，梅艳芳，张银堂，冶保献* ，徐茂田，*

(1.郑州大学 化学与分子工程学院，河南 郑州 450052;2.商丘师范学院 化学化工学院，河南 商丘 476000;3.中南大学 化学化工学院，湖南 长沙 410083)

红薯(sweet potato)，又名地瓜、甘薯、白薯、番薯、红苕等，属旋花科甘薯属植物，在我国已成为仅次于水稻、小麦和玉米的粮食作物.研究表明，红薯不仅营养丰富，而且还具有抗肿瘤、抗糖尿病、增强免疫功能等药用价值和保健功能［1－4］.近年来，有关红薯块茎和叶子中化学成分及其药理作用的研究报道不断涌现［5－9］，但是红薯挥发油中的化学成分却鲜有报道.

红薯的化学成分十分复杂，其质量控制技术引起了人们的广泛关注.指纹图谱技术能够揭示复杂样品的特性“指纹”信息，被人们广泛用于天然产物的质量控制［10－12］.本文利用离子液体作为提取剂，超声提取红薯中的挥发油，研究不同产地红薯的气相色谱指纹图谱，对于天然产物挥发油的鉴定和质量控制具有一定的参考价值.

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

GC 9790 型气相色谱仪(浙江福立分析仪器有限公司);ULTRASONS MEDI－II 型超声波清洗仪(西班牙J.P.Selecta 公司);GL－16G－II 型高速冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂);100 g 速邦多功能粉碎机(江阴市万路机械制造有限公司);MOTICE－36T 型超纯水仪(上海保尔水处理有限公司);离子液体1－丁基－3－甲基咪唑六氟磷酸盐［BMIM］PF6、1－丁基－3－甲基咪唑四氟硼酸盐［BMIM］BF4、1－乙基－3－甲基咪唑六氟磷酸盐［EMIM］PF6、1－乙基－3－甲基咪唑溴盐［EMIM］Br 纯度均为分析纯，购自中科院兰州化学物理研究所;乙腈为色谱纯，购自天津市四友精细化学品公司;红薯分别购自于大连、南阳、平顶山、洛阳和周口等5个产地.实验用水为超纯水，电阻率＞18M Ω·cm.

1.2 红薯样品的制备

将新鲜红薯洗净、切块、粉碎，80 ℃干燥24 h，研磨成粉，4 ℃密闭保存.向50 mL 容量瓶中依次加入1 g红薯粉末样品、20 mL 5% ［EMIM］Br 溶液，常温下超声60 min，然后转入离心管，离心30 min，转速为5000 rpm，取上清液进行气相色谱分析.

1.3 GC 测定条件

氢火焰离子化检测器，色谱柱:ATEO(2 m×3 mm);柱温95 ℃，检测器、进样器温度均为140 ℃;载气:高纯氮气，0.1 MPa，25 mL/min;燃烧气:高纯氢气，0.1 MPa，30 mL/min;助燃气:高纯空气，0.06 MPa，300 mL/min;进样量:5 μL.

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

对色谱柱温和柱前压等色谱条件进行单变量条件优化.固定载气压力为0.1 MPa，在60 ～150 ℃范围内改变柱温，柱温在95 ℃时出峰较多并且分离效果较好;固定柱温为95 ℃不变，在0.05 ～0.15 MPa 改变柱前压，柱前压为0.1 MPa 时出峰较多并且峰形好，压力变大则分离效果差，压力变小则峰变宽.

2.2 红薯挥发油提取条件的优化

研究了1－丁基－3－甲基咪唑六氟磷酸盐(［BMIm］PF6)、1－乙基－3－甲基咪唑六氟磷酸盐(［EMIm］PF6)、1－丁基－3－甲基咪唑四氟硼酸盐(［BMIm］BF4)和1－乙基－3－甲基咪唑溴盐(［EMIm］Br)四种离子液体对红薯挥发油提取效率的影响.其中［BMIm］PF6和［EMIm］PF6为疏水性，［BMIm］BF4和［EMIm］Br 为亲水性.结果表明，［EMIm］Br 萃取液的色谱峰数目较多，峰强较强，故选用［EMIm］Br 作为萃取剂.根据前期研究基础［13］，利用L9(33)正交试验法对离子液体浓度(1%、5%、10%)、离子液体体积(10 mL、20 mL、30 mL)、超声时间(20 min、40 min、60 min)进行优化，萃取的最优条件为:离子液体浓度为10%，离子液体体积为10 mL，超声时间为20 min.

2.3 重复性实验

考察周口红薯提取液样品，连续3次进样，保留时间3.365 min 左右色谱峰的保留时间和面积的相对标准偏差(RSD)分别为0.38%和1.67%，符合指纹图谱分析的要求.

2.4 共有峰的确定

在优化的实验条件下，分别对不同产地红薯提取液样品进行气相色谱分析，如图1所示.根据不同样品指纹峰的相对保留时间(见表1)和相对色谱峰面积，确定共有峰有4个，并作为红薯挥发油的特征指纹色谱峰.

表1 红薯气相色谱指纹图谱的保留时间

2.5 相似度评价

采用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》(2004A 版)软件对样品的相似度进行评价，其中对照谱图(S)为大连红薯.结果表明，不同产地样品之间的相似度良好，均大于0.940，见表2.

图1 不同产地红薯的气相色谱图

表2 不同产地红薯相似度评价表

3 结 论

本文采用离子液体超声辅助提取红薯挥发油，绿色环保，利用正交试验设计，优化了提取条件.通过对样品气相色谱结果的分析，确定4个共有峰作为红薯挥发油的GC 指纹峰，利用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》2004A 版评价不同产地红薯气相色谱指纹谱图的相似度，结果令人满意.

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