金桂和丹桂挥发油的超临界CO2萃取和GC－MS分析

夏雪娟 冉春霞 李冠楠 夏 季 罗东升 郑 炯 阚建全

（西南大学食品科学学院1，重庆 400715）（重庆三峡医药高等专科学校医学技术系2，重庆 404120）（西南大学生物技术学院3，重庆 400715）

金桂和丹桂挥发油的超临界CO2萃取和GC－MS分析

夏雪娟1冉春霞2李冠楠3夏 季1罗东升1郑 炯1阚建全1

（西南大学食品科学学院1，重庆 400715）
（重庆三峡医药高等专科学校医学技术系2，重庆 404120）
（西南大学生物技术学院3，重庆 400715）

采用超临界CO2萃取结合气相色谱－质谱联用仪（GC－MS）分析重庆产速生金桂和朱砂丹桂挥发油的组成成分差异。从金桂和丹桂挥发油中分别鉴定出36和34种化合物，其中有17种共有组分，36种非共有组分。醇类及其氧化物是金桂和丹桂挥发油的主要成分，分别占2种桂花挥发油百分含量的82.36%和87.88%。其次为酮类，分别占2种挥发油的11.06%和5.78%。金桂挥发油中含量较高的化合物为对羟基苯乙醇（27.02%）、（E）－呋喃芳樟醇氧化物（26.46%）和 2，6－二甲基 2，7－辛二烯 －1，6－二醇（15.06%）。丹桂挥发油中含量较高的化合物为顺－α，α－5－三甲基－5－乙烯基四氢化呋喃－2－甲醇（51.02%）、对羟基苯乙醇（14.95%）和2，6－二甲基2，7－辛二烯－1，6－二醇（10.70%）。与朱砂丹桂相比，速生金桂中活性物质含量较高，具有较高的研究价值。

桂花 挥发油 超临界CO2萃取 气相色谱－质谱联用仪

桂花（OsmanthusfragransLour.）是木樨属的代表种，在中国分布最广，应用最多，品种资源极其丰富［1］。速生金桂（Osmamthusfragrans‘Sushengjingui’）是从“青拈子”中筛选开发出来的一个生长速度快、始花年龄早的金桂类品种。它形体美，树势强，花色艳，香味浓，是发展潜力比较大的香花树种，在园林上正在被广泛应用。朱砂丹桂（Osmamthus fragrans‘Zhushadan’）是我国一个古老的桂花品种，宋代即有栽培，花色极艳丽，观赏价值很高［2］。

挥发油的传统提取方法主要有挥发性溶剂浸提法、水蒸气蒸馏法和吸附法等［3］。受工艺条件限制，传统法极易破坏挥发油中某些热敏性或不稳定成分，而使香味失真。随着科技的进步，新的提取方法，如超临界流体萃取法、微波辐射诱导萃取法和固相微萃取法等，使提取工艺有了质的飞跃，为获得高品质香料提供了有力保证［4］。超临界CO2流体萃取技术是一种近年来发展最快、使用最广的较新型的萃取分离技术。与传统方法比较，超临界流体对多种物质具有优良的溶解能力，无溶剂残留，渗透力极强，提取效率高［5］，且萃取在低温条件下进行，避免了挥发油成分的热解及挥发［6］。

张坚［7］对银桂精油的微波——同时蒸馏萃取和超临界CO2萃取条件进行了优化，并采用GC－MS对精油的挥发性成分进行了分析。刘虹等［8］以盐桂花为原料，GC－MS分析了超临界CO2萃取和普通溶剂提取得到的桂花精油的化学成分差异。Wang等［9］采用顶空固相微萃取结合GC－MS分析研究了武汉产桂花在4个不同阶段的精油成分差异。但有关金桂和丹桂挥发油组成成分的差异研究鲜见报道，本研究以重庆地区速生金桂和朱砂丹桂为研究对象，采用超临界CO2萃取桂花挥发油，并用气质联用方法对挥发油进行分析，以期为重庆金桂和丹桂产品的开发研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

速生金桂（O．fragrans‘Sushengjingui’），朱砂丹桂（O．fragrans‘Zhushadan’），干花，采于重庆铜梁精品桂花园，由重庆万美农业发展有限公司提供。

CO2（纯度＞99.5%）：重庆市兴业气体有限责任公司；无水乙醇（色谱纯）：成都市科龙化工试剂厂。

HA121－50－01超临界CO2流体萃取装置：江苏华安超临界萃取有限公司；GC－MS－QP2010／PLUS联用仪：岛津国际贸易（上海）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 桂花挥发油的超临界CO2萃取［10］

称取100 g桂花装入1 L的超临界CO2萃取釜，调节萃取条件为：CO2流量17～20 kg／h，分离Ⅰ温度35℃，分离Ⅱ温度45℃，萃取温度40℃，萃取压力25 MPa，萃取时间120 min。萃取完成后，从分离Ⅰ和分离Ⅱ中缓慢接出萃取物质，萃取产物为有甜香气味的膏状物，全部用无水乙醇溶解并定容至10 mL。混匀后吸取500μL，用无水乙醇定容至1 mL，用于GC－MS分析。

1.2.2 桂花挥发油的气相色谱－质谱分析［11－12］

色谱条件：色谱柱：DB－5MS石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25μm）；升温程序：初始温度80℃，保持3.0 min，以3℃／min的速率升至130℃，保持2 min，以3℃／min的速率升至170℃，保持3 min；柱箱温60℃，进样口温度250℃；载气（He）流速 0.97 mL／min，压力 62.8 kPa，进样量1μL；分流比 10∶1。

质谱条件：电子轰击（EI）离子源；电子能量70 eV；离子源温度230℃；接口温度230℃；采集方式Scan；扫描速度769／s；质量扫描范围 m／z 40～400。

定性定量分析：将总离子流图中各峰经质谱扫描后得到质谱图，经仪器所配置的NISTO5s.LIB和NISTO5.LIB谱库进行自动检索，结合相似度并参考相关文献进行分析鉴定，并采用峰面积归一定量法计算各组分在金桂挥发油中的相对百分含量［13］。

2 结果与分析

对通过超临界萃取得到的桂花挥发油进行GC－MS分析，2种桂花挥发油的总离子流图见图1。

图1 超临界CO2萃取桂花挥发油总离子流图

表1 金桂和丹桂挥发油共有组分的GC－MS分析结果

2种挥发油的共有组分和非共有组分详见表1～表2。从金桂挥发油中分析到36种化合物，从丹桂挥发油中得到34种化合物。2种挥发油共有17种共有组分，36种非共有组分，其中金桂有19种非共有组分，丹桂有17种非共有组分。金桂挥发油中共有组分含量占总含量的百分比较高（84.95%），丹桂挥发油中非共有组分含量占总含量的百分比较高（57.67%）。

表3所示为金桂和丹桂挥发油的各类挥发性成分组成。由表3可知，金桂和丹桂挥发油化合物组成类型相同，但各类型的种类和含量不同。醇类及其氧化物是金桂和丹桂挥发油的主要成分，分别占2种桂花挥发油百分含量的82.36%（16种）和87.88%（13种），其次为酮类，分别占2种挥发油的11.06%（11种）和5.78%（14种）。此外，2种桂花挥发油还含有少量的酸类、酯类、胺和醛类物质。

表2 超临界CO2萃取金桂和丹桂挥发油非共有组分的GC－MS分析结果

表3 金桂和丹桂挥发油的各类挥发性成分组成

表4所示为金桂和丹桂挥发油的主要组成成分（＞10%），金桂挥发油中含量较高的化合物依次为对羟基苯乙醇（27.02%）、（E）－呋喃芳樟醇氧化物（26.46%）和2，6－二甲基2，7－辛二烯 －1，6－二醇（15.06%），共占总含量的68.54%。丹桂挥发油中含量较高的化合物依次为顺－α，α－5－三甲基－5－乙烯基四氢化呋喃－2－甲醇（51.02%）、对羟基苯乙醇（14.95%）和2，6－二甲基2，7－辛二烯 －1，6－二醇（10.70%），共占总含量的76.67%。

表4 超临界CO2萃取金桂和丹桂挥发油的主要组成成分（＞10%）

Wang等［9］从武汉产桂花中鉴定出的主要成分为芳樟醇及其氧化物，α－紫罗兰酮、β－紫罗兰酮、橙花醇、C－癸内酯、9，12，15－十八碳三烯酸和棕榈酸。李发芳等［14］从咸宁桂花中鉴定出31种化合物，其中芳樟醇、紫罗兰酮、紫罗兰醇、脂肪酸及其酯类为主要香气成分。徐继明等［15］鉴定出江苏产桂花挥发油的香味成分主要是萜烯、醇类、氧化芳樟醇类、5－己基二氢呋喃－2－酮、紫罗兰酮类、邻苯二甲酸酯类，其中邻苯二甲酸酯类含量最大。

与上述研究结果类似，本研究中速生金桂挥发油中芳樟醇及其氧化物含量也较高。芳樟醇氧化物广泛存在于薰衣草油、玫瑰油等挥发油中，具有强烈的甜香、木香和花香，广泛用于配制日化香精、人造挥发油等。芳樟醇氧化物有2种结构异构体，呋喃型和吡喃型，其中呋喃型具有强烈的木香和花香，是一种很好的香料［16－17］。

本研究中金桂和丹桂的挥发性成分与以上研究相似，但多数主要成分含量差异较大，这可能与桂花的品种、生长环境、提取条件等的不同有关［18］。速生金桂挥发油中含量最高的化合物为对羟基苯乙醇，又名酪醇。对羟基苯乙醇广泛用于合成香料、表面修饰剂、信息储存材料及用作食品添加剂等［19］。同时，它还是一种重要的医药和香料中间体。在红景天甙的药理研究中发现对羟基苯乙醇具有抗缺氧、抗疲劳、抗微波辐射等作用［20］。此外对羟基苯乙醇还能抑制氧化物对DNA的破坏作用［21］，减少骨髓细胞内的氧化作用，保护骨髓中血细胞的生成。由于对羟基苯乙醇的特殊药理功能，相关的合成和药理研究一直比较活跃。由此可见，速生金桂是一种潜在的对羟基苯乙醇来源物，具有一定的药用研究价值。丹桂挥发油中含量最高的化合物为顺－α，α－5－三甲基－5－乙烯基四氢化呋喃－2－甲醇，张龙等［22］研究表明该化合物在山绿茶茎与叶挥发油中的质量分数分别的0.54%和1.99%，施学骄等［23］用传统方法提取的枳实挥发油中该化合物的质量分数为0.68%。

3 结论

通过超临界CO2萃取和GC－MS联用仪分析，从金桂挥发油中共鉴定出36种化合物，从丹桂挥发油中得到34种化合物。2种挥发油共有17种共有组分，36种非共有组分。金桂挥发油中共有组分含量占总含量的百分比较高，丹桂挥发油中非共有组分含量占总含量的百分比较高。金桂和丹桂挥发油化合物组成类型相同，但各类型的种类和含量不同。醇类及其氧化物、酮类、酸类、酯类、胺和醛类物质是构成金桂和丹桂挥发油的组成成分，其中醇类及其氧化物和酮类是主要组成成分。

金桂挥发油中含量较高的化合物依次为对羟基苯乙醇、（E）－呋喃芳樟醇氧化物和2，6－二甲基2，7－辛二烯－1，6－二醇。丹桂挥发油中含量较高的化合物依次为顺－α，α－5－三甲基－5－乙烯基四氢化呋喃－2－甲醇、对羟基苯乙醇和2，6－二甲基2，7－辛二烯－1，6－二醇。由于对羟基苯乙醇具有一定的药用研究价值，呋喃芳樟醇氧化物是一种很好的香料，所以速生金桂与朱砂丹桂相比具有较高的研究开发价值。

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Supercritical Fluid CO2Extraction and GC－MS Analysis of Essential Oil from Osmanthus fragrans Sushengjingui and‘Zhushadan’

Xia Xuejuan1Ran Chunxia2Li Guannan3Xia Ji1Luo Dongsheng1Zheng Jiong1Kan Jianquan1

（College of Food Science Southwest University1，Chongqing 400715）
（Department of Medical Technology Chongqing Three Gorges Medical Colleage2，Chongqing 404120）
（College of Biotechnology Southwest University3，Chongqing 400715）

Essential oil was extracted fromOsmamthusfragransSushengjingui and‘Zhushadan’（Chongqing）with supercritical CO2.The essential oil was analyzed to research the chemical composition by Gas Chromatography and Mass Spectrometry（GC－MS）.A total of 36 and 34 chemical constituents were identified fromO．fragransSushengjingui and Zhushadan respectively.The major compositions were alcohol and its oxide（82.36%in Sushengjingui and 87.88%in Zhushadan），and then ketones（11.06%and 5.78%）.The major constituents of Sushengjingui were 4－hydroxyphenethyl alcohol（27.02%），（E）－furanoid linalool oxide（26.46%）and 2，6－dimethyl－2，7－octadiene－1，6－diol（15.06%）.The major constituents of Zhushadan were 5－ethenyltetrahydro－α，α－5－trimethyl－cis－2－furanmethanol（51.02%），4－hydroxyphenethyl alcohol（14.95%）and 2，6－dimethyl－2，7－octadiene－1，6－diol（10.70%）.Due to its high content of physiological activators，Sushengjingui had greater research values compared with Zhushadan.

OsmanthusfragransLour，essential oil，supercritical fluid CO2extraction，gas chromatography and mass spectrometry（GC－MS）

TQ654

A

1003－0174（2015）09－0066－06

中央高校基本科研业务费专项（XDJK2013D021）

2014－03－25

夏雪娟，女，1988年出生，博士，食品化学与营养学

阚建全，男，1965年出生，教授，食品化学与营养学、食品质量与安全