GC/MS测定不同采收季节山苍子油的化学成分

赵 欧，班大明，陈海霞

(贵州师范大学化学与材料科学学院，贵州 贵阳 550001)

山苍子(Litsea cubeba)别名山胡椒、木姜子，为樟科木姜子属的落叶灌木或小乔木。山苍子有250余种，主产区在亚洲东部，大洋洲和太平洋诸岛，中国、印度、马来西亚、印尼等国。中国约有46种，为我国主要的林副特产之一。在我国广布于长江以南，比如广西、广东、福建、江西、江苏、浙江、湖南、云南、贵州、四川等省，迄今仍以野生为主，分布于低山丘陵区[1]。山苍子油是由山苍子果实、叶等通过水蒸气蒸馏而得的精油，所得挥发油的主要成分是柠檬醛，化学名3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛，有顺反两种同分异构体，分别为橙花醛(Z-柠檬醛)和香叶醛(E-柠檬醛)，是一种淡黄色透明液体，具有浓郁的柠檬香气，是调配、合成香料及制药的中间体，用途非常广泛[2]。目前已确定的主要成分有: 柠檬醛、柠檬烯、甲基庚烯酮、芳樟醇、香叶醇、香茅醛、α-松油醇、黄樟油素，还有樟脑、α-蒎烯、莰烯、α-蛇麻烯、对散花烃等[3]。山苍子油为天然产品，颜色棕黄色或淡黄色，有浓厚的柠檬香味。研究表明山苍子油有明显的平喘与抗过敏和抑菌作用。也是我国特有的香料植物资源之一，我国山苍子油年产量达20000余吨，为世界上最大的生产国和出口国，年出口量达1500吨左右，产品远销美、日、英、法、德、瑞士、荷兰等国，享誉国内外[4]。

目前对其果皮当中所含精油的开发利用比较广泛。山苍子油的主要用途用于分离柠檬醛，也可直接用作日用香精。山苍子精油富含多种活性成分，具有抑菌、抗氧化、防止动脉硬化等多种药理功效，其药学作用也得到了一定程度的开发。山苍子根、茎、叶、果及树皮均可用于入药，具有祛风散寒、温暖脾肾、健胃消食、消肿止痛等功效，主治食积气胀、脘腹冷痛、反胃呕吐、肠鸣泄泻、淋疾痰癖、中暑、支气管哮喘等疾症，鲜果捣烂外敷，治无名肿毒[5]。紫罗兰酮是重要的人工合成香料之一，具有柏木香，稀释后有紫罗兰的香味，它的香气甚为优雅、柔和，在化妆品和食品香精中应用很广。柠檬醛与丙酮在碱性条件下缩合后生成的假性紫罗兰酮再经环化后即可制得紫罗兰酮[6-7]。众多研究表明，从芳香植物中提取的挥发油及其成分具有多方面的生物活性和治疗保健功效，如抗微生物，抗寄生虫，免疫调节，镇痛，抗焦虑，抗肿瘤和抗抑郁等方面。它对某些真菌或霉菌有抗性作用，可用于作物虫害防治。柠檬醛有抗黄曲霉毒素的作用，直接用山苍子油能消除稻谷中的黄曲霉[8]。

使用水蒸气蒸馏法提取山苍子中的挥发油，不同地区不同季节所收获的山苍子挥发油的成分及含量均有所不同[9]，但主要成分仍然是柠檬醛，其含量最多的是1月采集于凯里的山苍子样品达到35.14%，此时期采收较有利用价值，因为有效成分含量最高。

1 实 验

1.1 仪器、试剂与材料

1000 mL圆底烧瓶；挥发油提取器；电子天平；ZDHW型调温电热套；岛津GCMS-QP2010型气质联用仪等；正己烷；无水硫酸钠等。所用试剂均为分析纯。

安顺(11月采集)；花溪(12月采集)；凯里(1月采集)；湄潭(3月采集)四个地区的山苍子。

1.2 操作条件

1.2.1 GC条件

色谱柱为DB-5 ms 30 m×0.25 mm×0.25 μm弹性石英毛细管柱。程序升温条件：60 ℃保持2 min，以4 ℃/min升至185 ℃保持1 min，以6 ℃/min速度升至190 ℃保持1 min；柱前压：69 kPa；柱流量：1.3 mL/min；进样量：0.4 μL；进样口温度：230 ℃；分流比：10:1。

1.2.2 MS条件

离子源：EI源；离子源温度：230 ℃；四极杆温度：150 ℃；电子能量:70 eV；发射电流：34.6 μA；倍增器电压：1200 V；接口温度：280 ℃；溶剂延迟：5 min；质量范围：10～550 amu。

1.3 山苍子油提取

将100 g山苍子果实置于1000 mL圆底烧瓶中，加入500 mL的水，将实验装置安装好，接通冷凝水，打开电源，蒸馏3～4 h。蒸馏完毕待冷却后取下挥发油提取器，用干净的滴管将蒸馏出来的淡黄色山苍子挥发油装入指定的试剂瓶中，称量，计算产率。

1.4 气相色谱-质谱分析

样品稀释至一定倍数，加入适量无水硫酸钠，将10 μL的微量注射器先润洗3～5次，注入量0.4 μL，采集数据。

2 结果与讨论

2.1 挥发油提取结果

采用水蒸气蒸馏法提取并用无水硫酸钠干燥，获得淡黄色挥发油，气味清香。四个不同采集时间采集的山苍子，所得挥发油的平均得油率(平行测定3次)及性状见表1，其中得油率最高的是1月采集于凯里的山苍子。

表1 4批山苍子油的收率及性状Table 1 Yields and character of volatile oil extracted with four different seasons

2.2 GC-MS分析

如图1所示，从上到下分别是1月、12月、11月、3月所采集的山苍子样。

图1 4批山苍子挥发油总离子流图Fig.1 GC/MS chromatograms of the volatile oil extracted from 4 different seasons

在优化的试验条件下测定的4个不同季节的山苍子挥发油的化学成分，其主要成分是时间为16 min左右和17 min左右所出的峰，结合质谱图分析其所指的化合物为橙花醛和香叶醛，由此图可以很容易直观地看出不同采收季节山苍子挥发油的成分有一定的区别。

将GC/MS分析的结果通过NIST27和NIST147标准图谱库自动检索，并对检索结果进行人工比对，利用峰面积归一化法计算其相对含量，将鉴定出来的化合物及其相对含量列入表2。

表2 4批山苍子油化学成分分析Table 2 Analytical results of chemical components of the volatile oil extracted from 4 different seasons

注：表中(1)(2)(3)(4)分别代表的是安顺(11月)、花溪(12月)、凯里(1月)、湄潭(3月)。

2.3 讨 论

(1)通过GC/MS分析，四个不同时间采收的山苍子油成分及含量有所不同，4批山苍子挥发油分离出峰的情况：安顺(11月)分离出21个峰，鉴定出19种成分；花溪(12月)分离出26个峰，鉴定出21种成分；凯里(1月)分离出22个峰，鉴定出16种成分；湄潭(3月)分离出22个峰，鉴定出15种成分。所鉴定出来的化合物的总含量占总油量的百分比分别是安顺(11月)91.78%、花溪(12月)93.24%、凯里(1月)97.88%、湄潭(3月)85.72%。

(2)比较4种不同采集时间的山苍子油中鉴定出来的化合物来看，主要成分为香叶醛(E-柠檬醛)、橙花醛(Z-柠檬醛)等。鉴定出四个时期所采山苍子挥发油中的柠檬醛占挥发油总含量分别是1月：35.14%，3月：32.58%，11月：9.06%，12月：17.52%，1月份采集的山苍子油中柠檬醛含量最高，对于不同时期不同地区山苍子挥发油，除主要成分柠檬醛外，其他化合物种类也存在很大差异，其含量较高的分别是：11月份的橙花叔醇、香茅醇、四烯丙基硅烷、苎烯、环十五烷酮肟等，12月份的香茅醛、a-蒎烯、β-蒎烯、-月桂烯、D-柠檬烯、桉油精、月桂醛等，1月份的D-柠檬烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮 、十氢异喹啉、癸酸乙酯、十六烷酸乙酯、水芹醛等，2月份的正癸醛、正己烷、正戊酰氯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-月桂稀、1-氯癸烷、碳醛、癸酸乙脂等。

3 结 论

综合上述分析，不同时期所采收的山苍子，通过GC/MS分析手段，所得挥发油的主要成分柠檬醛的含量也各不相同，其中含量最高的是1月份采集于凯里的山苍子样，为35.14%，分析证实，1月份是凯里山苍子成熟的主要时期，各地区的气候，土壤，地理等有一定差异，导致不同地区山苍子成熟时间有所不同，因此，应重视山苍子采收季节的控制，避免过早或太晚的采收，影响山苍子油的质量及收率。