不同紫苏挥发油化学成分分析

郑梅琴 魏燕霞 林瑞余

摘要：采用蒸馏法提取了紫苏[（Perilla frutescens （L.） Britt.]和白苏（Perrilla frutenscens L.）两种叶片的挥发油，通过气相色谱-质谱联用法（GC/MS）结合计算机检索分析了两种挥发油的组成成分，采用面积归一法测定各成分的相对含量。结果表明，从紫苏和白苏叶中提取的挥发油，分别检测出66和65种化合物，其中共有的成分有15种。紫苏挥发油主要成分为洋芹醚（76.392%），白苏挥发油的主要成分为2-己酰呋喃（89.418%）。

关键词：紫苏[Perilla frutescens （L.） Britt.];白苏（Perrilla frutenscens L.）;挥发油;气相色谱-质谱联用法（GC/MS）;蒸馏法

中图分类号：S636.9         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）24-0143-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.24.039           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： The constituents of essential oils extracted with steam distillation from leaves of different Perrilla frutenscens L. was analyzed by GC/MS technique and their relative concentration was acquired with the methods of area normalization. The results showed that 66 and 65 compounds were identified respectively from the leaves of different Perrilla frutenscens L. Only fifteen volatile compounds were simultaneously found in the essential oils，including parsley ethers and carenene. The most main component were apiol（76.392%） from the leaves of Perrilla frutenscens L.，but there was 2-benzofuran（89.418%） in the leave of perrilla frutenscens L..

Key words： Perrilla frutenscens L. Britt.; Perrilla frutenscens L.; essential oil; GC/MS; steam distillation

作為中草药的起源国，中国有着非常丰富的中草药资源。紫苏[（Perilla frutescens （L.） Britt.]为唇形科紫苏属植物，中国具有悠久的种植历史，南北方地区均有大面积的种植，因其分布广，种类多，目前对紫苏的分类还有很大的争议[1]。紫苏与白苏（Perrilla frutenscens L.）无论从形态、微形态、化学成分等方面均存在差异，属于紫苏的不同化学生态型。紫苏表现为面青背紫，而白苏叶片两面均为绿色[2]。据《中国药典》记载，紫苏叶、紫苏梗、紫苏子均可作为中药材使用，且具有不同的功效。除了用作中药材，紫苏叶片因其特有的香气和营养成分，也常被当作烹饪的佐料，甚至是餐桌上直接食用的菜肴。紫苏叶片所散发出的浓厚香气和高营养，正是源于其含有的丰富挥发油。这类挥发油不仅在药食方面有独特的用处，而且其本身还有防腐抗菌的作用。因为挥发油成分不同，国外学者将紫苏分为6个类型[3]，而国内学者则将其分为5类[4]。目前国内外文献均报道了紫苏挥发油不同提取工艺及主要成分[5-7]，包括可用作甜味剂紫苏醛、可用于食品配料柠檬烯等。不同品种[8，9]的紫苏所提取的挥发油在成分和含量上存在着一定的差异，且性质应用方面也不径相同[10]。即便是同一品种的紫苏，其不同部位所提取的挥发油成分和含量也不同[11]。紫苏挥发油成分及含量的差异还与产地、气候、生长环境、采集季节和加工方式等因素息息相关[12，13]。

本研究通过GC/MS分析了紫苏和白苏叶片挥发油的主要化学成分及含量，探讨了不同品种紫苏叶挥发油的成分差异，该研究为进一步扩大紫苏在食品、化妆品、药品等领域的开发与运用提供理论依据，有利于进一步延长紫苏产业链。

1  材料与方法

1.1  材料与仪器

1.1.1  材料与试剂

1）材料：购自江西省会昌县祖有种养场的紫苏，叶背紫色，叶面绿色;购自福州本地的白苏，两面绿色。前期播种，育苗，采用完全随机区组设计，进行移栽试验，待成熟后采集叶片。

2）主要试剂：无水硫酸钠和正己烷（分析纯，天津市凯通化学试剂有限公司）。

1.1.2  主要仪器  调温电热套：武汉精华科教仪器有限公司;蒸馏提取装置（自制）;中药粉碎机：浙江省瑞安市飞达药材器械厂;气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦公司。

1.2  方法

1.2.1  挥发油的提取及得率的测定  将采摘的两种叶片在室温下阴干，经粉碎机粉碎得到干燥粉末。称取一定质量的粉末于蒸馏烧瓶中，加入去离子水及沸石，60 ℃恒温浸泡1 h后振荡摇匀，再连接回流冷凝管进行蒸馏[10]。收集提取的芳香水，用正己烷连续萃取两次，合并萃取液，加入少量无水硫酸钠干燥过夜。最后将干燥的芳香水倒入已知质量的空烧杯中，并放于通风柜中风干，风干后得到挥发油。

1.2.2  挥发油成分的测定  先用正己烷将挥发油稀释到200倍，进行有机膜抽滤，再用GC/MS对挥发油的具体成分进行分析。

色谱条件：BP-5毛细管色谱柱;载气为氦气，流速为1 mL/min，分流比5∶1，进样口温度：250 ℃，质谱接口温度：280 ℃，程序升温：50 ℃，保持3 min，然后以3 ℃/min升温至250 ℃，250 ℃保持10 min。进样体积：1 μL。

质谱条件：EI电离方式，离子源温度：220 ℃，质谱扫描范围：50～550 m/z，电子倍增电压：1 972 mV。

1.3  数据处理

GC-MS分析的MS数据库为NIST05。

2  结果与分析

2.1  挥发油得率分析

所得到的兩种挥发油产品均为金黄色半透明油状液体，紫苏挥发油有淡淡的芳香气味，白苏挥发油香气浓郁，有辛辣味。紫苏挥发油得率为0.353%，而白苏挥发油得率为0.456%，紫苏挥发油得率比周美玲等[14]所得紫苏挥发油得率高。而白苏挥发油得率较张晓琦等[15]的0.6%稍低。这可能与白苏的产地及种植条件有关。

2.2  两个品种挥发油成分比较与分析

紫苏和白苏叶片挥发油的总离子流如图1和图2所示。通过数据谱图库NIST05对紫苏和白苏叶片挥发油的化学成分进行定性，同时按峰面积归一化法，测得挥发油各组分的相对含量，结果见表1。两种挥发油化学成分以烯烃、含氧衍生物、芳香类及杂环化合物为主，但品种不同，紫苏和白苏叶片的挥发油化学成分及含量差异较大。从表1可知，紫苏GC/MS分析共检测到主要化合物24种，紫苏挥发油成分以烯烃和醚为主，还有醛、醇类等活性物质，其中相对含量1%以上的成分6种，分别为洋芹醚、2，5-二甲基-2，4-己二烯、α-法尼烯、石竹烯、叶绿醇和草蒿脑，相对含量依次为76.392%、11.184%、2.494%、2.341%、1.150%和1.134%。而白苏检测到的21种主要化合物中，以杂环类物质2-乙酰呋喃为主，含量占89.418%，其他含量1%以上的还有洋芹醚、石竹烯、石竹烯氧化物和3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯等4种物质，相对含量分别为2.444%、1.783%、1.473%和1.137%。这两种挥发油的共有成分有15种，其中主要的是草蒿脑、紫苏醛、石竹烯、3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯、石竹烯氧化物、洋芹醚。各成分在不同品种挥发油中含量的差距较大。草蒿脑在紫苏挥发油的含量是白苏的18倍，洋芹醚含量在白苏挥发油中含量远低于紫苏。3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯和石竹烯氧化物的含量，白苏均高于紫苏，分别是紫苏的9.6和4.6倍。石竹烯含量，紫苏比白苏高30%，紫苏醛在两种挥发油的含量均不高，分别为0.571%和0.127%。

3  结论与讨论

3.1  讨论

GC/MS结果表明，紫苏和白苏挥发油主要成分在种类上的相似及差异。两种挥发油所提取的成分中，有15种共有成分，但主要的成分及含量不径相同。原因在于两者品种及产地的差异，化学成分决定了不同品种紫苏挥发油特异的芳香气味和药理作用。国内外的很多研究表明，紫苏叶挥发油的主要成分是紫苏醛[16]，但同时也有研究表明紫苏叶的挥发油主要成分是紫苏酮[17]。另外王健等[11]对云南紫苏挥发油的检测发现了大量2-己酰呋喃和石竹烯等物质。而向福等[18]对大别山区的4个品种紫苏挥发油的检测发现，其成分也主要以烯烃类和杂环含氧化合物为主。紫苏叶片挥发油的主成分跟紫苏的品种息息相关。不同品种的紫苏叶片和气味均有明显的差异，本研究的两个品种，紫苏叶片是一面绿一面紫，而白苏叶片则两面全绿，王玉萍等[19]研究表明叶片紫色越深，挥发油中紫苏醛的含量越高，这与本试验结果相一致。两种挥发油虽然紫苏醛含量不高，但除了烯烃类成分外，还含有像洋芹醚、石竹烯、呋喃类的化合物。洋芹醚有催眠、镇静和抑菌的作用[18]。石竹烯广泛运用于食品香料方面，同时还兼具祛痰止咳、消毒杀菌的药用价值[20]。呋喃类化合物属于杂环类，有甜香和果香，常用于合成呋喃类药物的中间体。此类药物主要用于化疗，通过干扰细菌的糖代谢达到抑菌效果。因此，即使仅含有少量的紫苏醛，本研究两个品种的紫苏挥发油仍然检测到了大量的兼具食用和药用功能的化学成分，比如洋芹醚、石竹烯、2-己酰呋喃和草蒿脑等。

3.2  结论

通过GC/MS分析，紫苏挥发油成分以烯烃和醚为主，其中相对含量1%以上的成分6种，分别是洋芹醚（76.392%）、2，5-二甲基-2，4-己二烯（11.184%）、α-法尼烯（2.494%）、石竹烯（2.341%）、叶绿醇（1.150%）和草蒿脑（1.134%）。白苏挥发油成分以2-乙酰呋喃为主，含量为89.418%，其他含量1%以上的还有洋芹醚（2.444%）、石竹烯（1.783%）、石竹烯氧化物（1.473%）和3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯（1.137%）等4种物质。东亚的日本、韩国等对紫苏的研究较早且全面，并开发出了大量的紫苏产品，如食用油、保健品和化妆品等。中国的紫苏资源丰富，不同地方、不同品种的紫苏，其食用与药用价值均存在差异，本研究进一步完善了不同品种紫苏在挥发油成分的研究，为其在食品、药品、保鲜等行业的广阔运用提供理论基础。

参考文献：

[1] 代  沙.紫苏叶抗氧化物质提取、含量测定及抗氧化活性研究[D].四川温江：四川农业大学，2013.

[2] 韩碧群，彭  勇.“紫苏”和“白苏”的本草学研究[J].中药材，2012，35（5）：818-821.

[3] YUBA A，HONDA G，KOEZUKA Y，et al. Genetic analysis of essential oil variants in Perilla frutescens[J].Biochem Genet，1995，33（9/10）：341-348.

[4] 韦保耀，黄  丽，滕建文，等.紫苏香气的化学成分分析及评价[J].食品科学，2007，28（3）：301-304.

[5] 张辰露，梁宗锁，吴三桥，等.不同方法提取紫苏叶挥发油成分GC-MS分析[J].中药材，2016，39（2）：337-341.

[6] 汪洪武，刘艳清，韦寿莲，等.微波、超声波和水蒸气蒸馏在紫苏籽挥发油分析中的对比研究[J].精细化工，2011，28（6）：544-547，572.

[7] 刘  阳，王  驰，陈伟梅，等.紫苏籽与紫苏茎叶挥发油的提取及共成分分析[J].中国医院药学杂志，2014，34（22）：1897-1902.

[8] 周晓晶，李  可，范  航，等，不同变种及种源紫苏种子油脂肪酸组成及含量比较[J].北京林业大学学报，2015，37（1）：98-106.

[9] 简毓峰，张占军.不同品种紫苏油化学成分的GC-MS分析[J].光谱实验室，2014，31（3）：409-413.

[10] 林  硕，邵  平，马  新，等.紫苏挥发油化学成分GC/MS分析及抑菌评价研究[J].核农学报，2009，23（3）：477-481.

[11] 王  健，薛  山，赵国华.紫苏不同部位精油成分及体外抗氧化[J].食品科学，2013，34（7）：86-91.

[12] 薛  山.紫苏精油的研究新趋势[J].中国食品添加剂，2011（1）：199-204.

[13] 权美平.紫苏精油化学成分分析研究进展[J].中国调味品，2014，39（2）：88-91.

[14] 周美玲，占今舜，赵国琦，等.紫苏挥发油的共水蒸馏提取工艺研究[J].中国饲料，2014（12）：30-33.

[15] 张晓琦，田光兰，刘存芳.白苏挥发油化学成分的GC-MS分析及抗氧化活性研究[J].饮料工业，2014，17（8）：32-35.

[16] 刘  浏.紫苏叶的研究进展[J].中国医学创新，2012，9（6）：162-163.

[17] SEO W H，BAEK H H. Characteristic aroma-active compounds of Korean Perilla（Perilla frutescens Britton） leaf[J].J Agr Food Chem，2009，57（24）：11537-11542.

[18] 向  福，江安娜，项  俊，等.四种紫苏叶挥发油化学成分GC-MS分析[J].食品研究与开发，2015，36（13）：90-94.

[19] 王玉萍，朱兆仪，杨峻山，等.紫苏叶的质量研究-I.气相色谱法测定紫苏叶中紫苏醛的含量[J].药物分析杂志，2000，20（5）：307-309.

[20] 陳旭冰，仝  诚，陈光勇.β-石竹烯的研究进展[J].山东化工，2011（40）：34-36.