GC-MS分析金钗石斛花挥发性成分

宋小蒙， 王洪新*，2， 马朝阳，2， 寇兴然，2， 贾启海

（1.江南大学 食品学院，江苏 无锡 214122；2.国家功能食品工程技术研究中心，江南大学，江苏 无锡 214122；3.赤水国礼金钗石斛发展有限公司，贵州 遵义564700）

金钗石斛（Dendrobium nobileLindl.）俗称扁金钗、扁黄草，系兰科石斛属，是我国传统名贵中药材[1-2]。金钗石斛花花形俏丽，色泽鲜艳，主要生长在贵州、四川、广西、云南等地，具有很高的药用价值，但产量较低且不易保存，因此价格昂贵。金钗石斛花挥发性成分所具有的特殊香气，是评价石斛花品质的重要指标之一。国内外学者对铁皮石斛花、铜皮石斛花、球花石斛等挥发性成分进行分析，发现不同种类石斛花挥发性成分差异显著，因此研究金钗石斛花挥发性成分很有必要。

植物挥发油传统提取方法有水蒸气蒸馏法（SD）、溶剂萃取法（SE）、压榨法（MP）、同时蒸馏萃取法（SDE）等[3]。传统方法操作便利、成本低廉，但提取过程需要大量萃取剂，且温度较高，导致原料受热分解，从而降低提取物价值。和传统方法相比，固相微萃取（SPME）集采样、浓缩、进样于一体，能够与各种检测仪器联用，具有原料消耗少，采样时间短，重现性好，无需萃取溶剂，可最大限度保护挥发性成分[4-5]等优点。

作者采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（SPME-GC-MS）联用技术检测金钗石斛花挥发性成分，并与SD法的提取效果进行比较，为贵州金钗石斛花产品的开发和品质鉴定提供了一定依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

金钗石斛花：由贵州省赤水国礼金钗石斛发展有限公司提供。干品去除花萼和花托，剔除腐败、枯黄的花瓣，粉碎备用；正己烷：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 试验仪器

SCION SQ GC-MS气质联用仪：美国BRUKER公司产品；固相微萃取 （SPME）进样器：美国SUPELCO公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 固相微萃取（SPME）取样将萃取头在气相色谱进样口老化，温度260℃，载气流量1 mL/min.将粉碎的试样置于40 mL顶空瓶中，盖上盖子，插入萃取头，60℃下边加热边吸附30 min[6-12]。

1.3.2 SD法提取挥发性成分将金钗石斛花干燥样品粉碎后，称取20 g放入圆底烧瓶，按料液质量体积比1 g∶20 mL加去离子水，摇匀、浸泡 20 min。用电热套缓慢加热至沸腾，并维持微沸5 h。用正己烷洗脱油状物2次，充分摇匀后取油层。真空浓缩去除正己烷，得样品。

1.3.3 GC-MS分析条件气相色谱条件：DB-5ms色谱柱（30 m×0.25 um×0.25 mm），载气 He，进样口温度260℃，进样时间1 min，不分流。程序升温：45℃保持3 min，以10℃/min速率升至80℃，再以5℃/min速率升至150℃，最后以12℃/min速率升至250℃，保持6 min。见表1。

表1 程序升温条件Table 1 Conditions of temperature programming

质谱条件：EI离子源，能量70 eV，离子源温度200℃，接口温度250℃，检测器电压200 V，溶剂延迟时间1.5 min，质量扫描范围m/z 33～400。

2 结果与分析

SPME和SD法提取的金钗石斛花挥发性成分的总离子流图见图1，应用计算机联机信息检索，共鉴定出69种化合物，其中固相微萃取占63种，水蒸气蒸馏法占24种，分别占总挥发性成分的80.49%和54.92%。采用峰面积归一化法确定各成分的相对百分含量。GC-MS分析数据见表2。

图1 金钗石斛花挥发性成分总离子流图Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile oil from flower of Dendrobium nobile Lindl.

固相微萃取[13-17]和水蒸气蒸馏法得到挥发性成分差别较大，共鉴定出69种化合物，采用SPME法鉴定出63种化合物，而采用SD法仅鉴定出24种化合物，其中共同成分有2-呋喃甲醛、2-庚酮、苯甲醛、1-辛醇、芳樟醇、石竹烯、右旋大根香叶烯、雪松醇等。由表2可知，SPME法得到的挥发性成分种类较多，且质量分数在0.2%以下的挥发性成分也被收集，因此用SPME法代替SD法，既可以缩短时间，又能够得到更全面的挥发成分。

表2 不同提取方法下石斛花挥发性成分种类和相对百分质量分数Table 2 Constituents and relative percentage contents of volatile oil from different extraction methods

不同种类石斛花挥发成分差异较大[18]，作者鉴定出金钗石斛花挥发性成分主要为萜烯类及其衍生物，其中相对质量分数较高的是柠檬烯（25.87%）、四氢柠檬醛（11.1%）、松油烯（8.80%）、2-呋喃甲醛 （6.51%）、3-己烯醇 （4.7%）、罗勒烯（2.32%）、甲酸己酯（2.12%）、乙酸叶醇酯（1.88%）等。这些成分具有独特的香气和药理活性，己烯醇具有新鲜的青叶香气；乙酸叶醇酯具有强烈的香蕉气息；柠檬烯为单萜类化合物，有类似柠檬的香味，具有良好的镇咳、祛痰、抑菌[19]和抑制肿瘤的作用[20]；松油烯有松木树脂似的气息，是一种珍贵的香料和有机化工原料[21]。

根据文献[22-24]，不同种类石斛花的挥发性成分差别较大。铁皮石斛花中相对质量分数较高的有壬醛（9.21%）、2，3-脱氢-1，8-叶油素（4.39%）、二十五烷 （4.03%）、α-柏木醇 （3.69%）、 异土木香内酯（3.65%）和 2，4-癸二烯醛（2.14%）等；铜皮石斛花中相对含量较高的有 2，4，4-三甲基二戊烯（11.17%）、5，5-二甲基-2-己烯 （11.12%）、石竹烯（6.47%）、异土木香内酯（5.95%）、领苯二甲酸二乙酯（4.7%）、异长叶烯（2.03%）和 2，2，4-三甲基-1-戊醇（4.23%）等；球花石斛花中相对含量较高的有亚油酸 （51.82%）、亚麻酸 （10.06%）、棕榈酸（9.28%）、8-羟基-4，7-二甲基香豆素（4.73%）、硬脂酸（4.58%）、6，7-二甲基香豆素（3.08%）和二十五烷（2.02%）等。

续表2

3 结 语

金钗石斛花挥发性成分比较复杂，选用传统提取方法常会导致含量相对较低的成分损失，对挥发油品质影响较大。作者以金钗石斛花为原料，采用SPME-GC-MS联用技术共鉴定出63种化合物，占挥发性成分的80.49%，主要为烯烃类、酯类、醇类、醛类等，其中质量分数较高的有柠檬烯（25.87%）、四氢柠檬醛（11.1%）、松油烯（8.7%）、2-呋喃甲醛（6.51%）、甲酸己酯（2.12%）等。而SD法仅鉴定出24种化合物，含量较多的有亚油酸 （36.92%）、庚烷（7.69%），肉豆蔻酸（3.51%）等。 此外，通过对比发现，铁皮石斛花、铜皮石斛花、球花石斛花以及金钗石斛花挥发成分有较大差异。

采用SPME-GC-MS联用技术首次从金钗石斛花中得到四氢柠檬醛、乙酸叶醇酯、罗勒烯、香茅醛、椰子醛等成分，同时建立了SPME-GC-MS快速获取金钗石斛花挥发性成分的分析方法。实验表明SPME-GC-MS联用技术在成分分析方面具有快速、稳定、高效、全面的特点，在此基础上，可以进一步研究其生理活性，对金钗石斛花产品的开发和品质的检测具有指导意义。