不同方法提取桂花挥发油的GC-MS分析

程满环，杨 灿

（黄山学院 现代教育技术中心，安徽 黄山245041）

桂花（Osmanthus fragrans）又名木犀、岩桂，系犀科(Oleaceea)木犀属(Osmanthus)。是我国特有的常绿阔叶灌木或小乔木经济树种[1,2]。它是我国十大传统名花之一，具有2500多年的栽培史，兼观赏、食用和药用价值于一身。具有很高的利用价值，既可美化环境，又可用于化工、食品工业。桂花味浓香甜，营养十分丰富，以桂花为原料制作的糕点，具有独特的香味，在民间深受喜爱。从桂花中提取的精油具有镇静、抗菌等功效，能净化空气，是很好的情绪振奋剂，对疲劳、头痛、生理痛等都有一定的减缓功效[3-5]。

目前文献报道植物挥发油提取方法主要有水蒸气蒸馏法、索氏提取法、超临界CO2萃取法等[6-12]。但采用何种方法提取桂花挥发油为好，以及不同提取方法对所得挥发油成分的影响尚未见报道。本实验通过GC-MS成分分析比较了水蒸气蒸馏法、索氏提取法、超临界CO2萃取法提取的桂花挥发油化学组成的差异，旨在为桂花的开发利用提供参考。

1 仪器材料与试剂

Waters MV-10超临界萃取系统 （美国waters公司），Agilent 7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪（美国Agilent公司）。桂花采自黄山学院校园内。无水乙醇，石油醚，无水硫酸钠等均为国产分析纯，食品级CO2气体。

2 实验方法

2.1 桂花挥发油提取

2.1.1 超临界CO2萃取法

准确称取粉碎后桂花10g，装入萃取釜中，采用超临界CO2流体萃取的方法提取其挥发油成分。萃取条件为：萃取压力200bar，温度40℃，动态萃取时间10min，静态萃取时间10min，CO2流量10mL·min-1，夹带剂乙醇1mL·min-1。获得具有浓郁香味的透明液体，浓缩，经无水硫酸钠干燥后进行GC-MS测试。

2.1.2 索氏提取法

准确称取粉碎后桂花10g，包入滤纸包中，置于索氏提取器内，以石油醚（30-50℃）为提取溶剂，提取温度55℃条件下提取3h，得到桂花油提取液，浓缩，经无水硫酸钠干燥后进行GC-MS测试。

2.1.3 水蒸气蒸馏法

准确称取粉碎后桂花10g，置于烧瓶中，加水200mL，按水蒸气蒸馏法提取3h，得到大约200mL的蒸馏液，加入乙醚萃取数次，得到桂花油提取液，浓缩，经无水硫酸钠干燥后进行GC-MS测试。

2.2 GC-MS测试条件

选用HP-5MS弹性石英毛细管柱(0.25μm，30m×0.25mm)，高纯氦气为载气，体积流量为1.0mL·min-1，分流比为5:1，进样口温度为280℃，进样量为0.5μL，色谱柱初始温度为40℃，保持3min，先以4℃·min-1升至160℃保持3min，再以6℃·min-1升至285℃保持4min。电子轰击（EI）离子源，离子源温度230℃，四极杆温度150℃，电子能量70eV，扫描质量数范围m/z为35-450，质谱数据库为NIST08。

3 结果与讨论

3.1 不同方法提取的桂花挥发油成分分析比较

按设定的GC-MS条件对挥发油进行分析，经NIST08谱库检索、质谱分析、文献核对确定挥发油的化学成分，并用面积归一化法计算各组分的相对含量。水蒸气蒸馏法，索氏提取法，超临界CO2提取法提取桂花挥发油总离子流图和主要化学成分鉴定结果分别见图1-3和表1所示。

图1 水蒸气蒸馏提取桂花挥发油的总离子流图

图2 索氏提取法提取桂花挥发油总离子流图

图3 超临界CO2萃取桂花挥发油总离子流图

表1 不同方法提取桂花挥发油成分分析

续表

续表

从水蒸气蒸馏法提取的挥发油中共分离、鉴定出29种化合物，占挥发油总量的85.74%，挥发油中含量超过2%以上成分有γ-葵内酯（17.67%），顺式氧化芳樟醇（9.87%），氧化芳樟醇（8.48%），顺-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇 （7.74%），芳樟醇 （7.73%），2，6-二叔丁基对甲酚 （6.95%），7,8-二氢-β-紫罗兰酮（3.77%），2,2'-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)（3.13%），β-紫罗酮（2.7%），1-十九烯（2.53%），(E)-β-紫罗酮（2.49%），正二十七烷（2.42%），α-紫罗兰酮（2.27%）。这13种主要化合物的含量占总挥发油含量的77.75%。

从索氏提取法提取的挥发油中共分离、鉴定出37种化合物，占挥发油总量的64.39%，挥发油中含量超过2%以上成分有庚烷（12.76%），乙基环戊烷（8.42%），顺-1,3-二甲基环戊烷（8.22%），顺式-1,2-二甲基环戊烷 （6.1%），反式-1,2-二甲基环己烷（5.16%），2-甲基庚烷（3.89%），环庚烷（3.02%），这7种主要化合物的含量占总挥发油含量的47.57%。

从超临界CO2法提取的挥发油中共分离、鉴定出64种化合物，占挥发油总量的75.12%，挥发油中含量超过2%以上成分有2-(4-甲氧基苯基) 乙醇（8.64%），棕 榈 酸 （8.06%），(Z)-9-二 十 三 碳 烯（7.57%），γ-葵内酯（5.42%），亚麻酸（5.14%），亚油酸 （4.50%），正二十七烷 （3.21%），正二十三烷（2.40%），2,3-二氢苯并呋喃 （2.39%），正二十五烷（2.30%），二十五碳烯（2.11%）。这11种主要化合物的含量占总挥发油含量的51.74%。

对比这3种提取方法得到的挥发油组分及其相对含量，差异很大。这3种方法提取的挥发油成分中共有成分12种，其中水蒸气蒸馏法与索氏提取法共有成分13种，索氏提取法与超临界CO2提取法共有成分12种，水蒸气蒸馏法与超临界CO2提取法共有成分18种。水蒸气蒸馏法提取的挥发油主要成分γ-葵内酯、顺式氧化芳樟醇、氧化芳樟醇、芳樟醇、7,8-二氢-β-紫罗兰酮、β-紫罗酮等均为桂花的主要香气成分； 索氏提取法提取的挥发油成分主要为烷烃； 超临界CO2萃取主要成分γ-葵内酯为桂花主要香气成分，亚麻酸，亚油酸等为人体必需营养物质，具有一定保健功效。

3.2 不同方法提取桂花挥发油成分分类比较

按化合物种类分别对水蒸气蒸馏提取法、索氏提取法、超临界CO2萃取法得到的桂花挥发油成分进行分类比较，结果如表2。

由表2可看出，这3种提取方法得到的挥发油组分类别及其相对含量，差异很大。水蒸气蒸馏法提取桂花油成分中醇类（34.67%）含量最多，其次为酯类（18.19%）、醛酮类（11.42%）、酚类（10.08%）。索氏提取法提取桂花油成分主要为烷烃类，含量高达60%以上。超临界CO2提取法提取桂花油成分中酸类（20.88%）含量最高，其次为烯烃（14.77%）、醇类（13.44%）、烷烃（10.87%）、酯类（7.02%）。超临界CO2提取法提取的桂花挥发油组分最多，64种，明显多于其他两种方法，而水蒸气蒸馏法提取的桂花挥发油组分最少，29种。分析3种提取方法所得挥发油组分差异的原因是水蒸气蒸馏法提取是在较高的温度下操作，可能会造成一部分低沸点、易挥发的成分损失，同时对于沸点较高物质提取率相对较低。超临界CO2提取法由于超临界CO2优异的溶解性能，且CO2分子小，容易穿透桂花组织，因此提取的桂花油种类远高于其他两种方法。

表2 不同方法提取桂花挥发油成分分类

4 结 论

通过GC-MS对水蒸气蒸馏法、索氏提取法、超临界CO2萃取法3种不同方法得到的桂花挥发油成分分析可知，水蒸气蒸馏法提取的挥发油主要成分γ-葵内酯、顺式氧化芳樟醇、氧化芳樟醇、芳樟醇、7,8-二氢-β-紫罗兰酮、β-紫罗酮等均为桂花的主要香气成分；索氏提取法提取的挥发油成分主要为烷烃类； 超临界CO2萃取主要成分γ-葵内酯为桂花主要香气成分，亚麻酸，亚油酸等均为人体必需营养物质，具有一定保健功效。因此，可根据桂花油的用途来选择其提取方式，如提取桂花香料成分，则可选择水蒸气蒸馏法； 如将桂花油应用于食品，则可选择超临界CO2萃取法。由此可见，分析不同方法提取桂花挥发油的成分，对于提高其附加值、推动桂花产业发展具有重要意义。

[1]刘龙昌，向其柏.木犀属植物的研究进展[J].南京林业大学学报，2003，27 (2)：84-88.

[2]杨康民，朱文江.桂花[M].上海：上海科学技术出版社，2000：175-204.

[3]臧德奎，向其柏，刘玉莲，等.中国桂花的研究历史、现状与桂花品种国际登录[J].植物资源与环境学报，2003，12(4)：49-53.

[4]陈洪国，汪华.我国桂花种资资源的研究和利用及咸宁桂花发展现状[J].咸宁学院学报，2004，24(3)：116-122.

[5]檀华蓉，曹德菊，夏静.桂花营养价值分析研究[J].安徽农业科学，1997，25(1)：49-50.

[6]于勇杰，张晶，戴智慧，等.不同方法提取香榧假种皮提取物成分的GC-MS 分析[J].核农学报，2014，28(8)：1421-1429.

[7]刘鹏飞，魏跃伟，魏鹏程，等.不同方法提取辛夷挥发油化学成分与热失重分析的比较[J].现代食品科技，2014，30(2)：170-176.

[8]龚志强，谈远锋，黄敏，等.不同方法提取四数九里香挥发油气质联用分析[J].湖南师范大学自然科学学报，2014，37(2)：47-50.

[9]胡春弟，梁逸曾，曾茂茂，等.不同品种桂花挥发油成分的分析研究[J].化学试剂，2010，32(3)：231-234.

[10]陈虹霞，王成章，孙燕.不同品种桂花挥发油成分的GCMS 分析[J].生物质化学工程，2012，46(4)：37-41.

[11]刘淼，肖云川，冉坚，等.日香桂花挥发油的GC-MS 分析[J].华西药学杂志，2013，28(6)：607-609.

[12]林富平，马楠，周帅，等.4 个桂花品种鲜花挥发物成分TDS-GC-MS 分析[J].内蒙古农业大学学报，2012，33(2)：47-51.