PY-GC-MS法分析显齿蛇葡萄挥发性成分

罗文杰 陈子仪 张 敏*

1.中南林业科技大学材料科学与工程学院，湖南 长沙 410000 2.北京化工大学巴黎居里工程师学院，北京 100029；

显齿蛇葡萄Ampelopsisgrossedentata(Hand.-Mazz.)W. T. Wang系葡萄科蛇葡萄属的一种木质藤本植物，又名藤茶、神仙草、长寿藤、土家甘露等，是我国特有的食药同源的植物[1]。瑶族、壮族、土家族将其幼嫩茎叶制成防病治病的保健茶，具有特异清新香的特点，药用可治疗感冒发热、咽喉肿痛、糖尿病、肝炎、心脑血管疾病、皮肤病等症。显齿蛇葡萄作为保健茶和中草药已有数百年的应用历史[2-3]。

现代研究[4]表明显齿蛇葡萄具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、降血糖、肝保护、消炎解毒等多种药理作用。以土家药显齿蛇葡萄为主药。在中西医结合防治新型冠状病毒肺炎中，亦取得良好的临床效果[5]。目前国内外学者普遍采用提取或萃取技术将显齿蛇葡萄进行预处理，对其化学成分及挥发油进行深入研究，从中发现许了多新的生物活性[6-8]。但迄今为止，尚未见关于其热裂解挥发性成分的研究报道。

热裂解气相色谱质谱法(PY-GC-MS)，即在热分离后挥发组分直接经GC分离和MS的检测，进行定性和定量分析，整个过程操作快速简单、样品用量少、分离效能高、重现性好[9-11]。本实验采用PY-GC-MS技术直接分析显齿蛇葡萄热裂解挥发性成分，为其成分分析和质量控制提供一种简单、高效的新方法，以期为该保健茶的进一步开发应用奠定理论基础。

1 仪器与材料

1.1 仪器 裂解-气相色谱-质谱联用仪(PY-GC-MS)、CDS-5200型热裂解仪(美国CDS公司)、trans-1300/ISQ型气相色谱-质谱联用仪(美国赛默飞科技有限公司)。

1.2 材料 显齿蛇葡萄购于湖南张家界茅岩莓有限公司，经吉首大学林产化工重点实验室田春莲教授鉴定为葡萄科蛇葡萄属显齿蛇葡萄Ampelopsisgrossedentata(Hand.-Mazz.) W. T. Wang，样品存放于中南林业科技大学材料科学与工程学院。

2 方法与结果

2.1 分析条件

2.1.1 显齿蛇葡萄热裂解(PY)分析条件 取1mg显齿蛇葡萄粉末置于热裂解仪的石英管中，两端用石英棉封好，放入热裂解仪的裂解头加热丝中，分别设置热裂解探头最终温度为300、450、600 ℃，保持15 s。传输管线250 ℃。热裂解探头初始温度:30 ℃；升温速率:30 ℃ /ms；进行快速热裂解，产生的挥发性成分由载气He直接导入GC/MS中进行分离鉴定。

2.1.2 色谱(GC)条件 色谱柱采用TR-5MS石英弹性毛细柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，进样口温度250 ℃，载气为高纯氦气(99.999%)，流速1.0 mL/min，分流进样，分流比1∶60。程序升温：柱箱初始温度40 ℃，保持2 min， 以 5 ℃/min 的升温速率升到120 ℃，再以10 ℃/min的升温速率升到230 ℃，平衡10 min，运行时间59 min。

2.1.3 质谱(MS)条件 电子轰击离子源 EI，电子能量70 eV，离子源温度为280 ℃，传输线温度250 ℃，检测离子质量扫描范围30～500 amu，溶剂延迟1.0 min。

2.1.4 数据分析与处理 利用 NIST标准数据库对得到的质谱图进行检索和人工分析，査对有关质谱资料，结合保留时间和质谱分别对各峰加以确认，匹配度≥ 70%作为物质鉴定标准，确定成分。釆用峰面积归一化法进行定量，得到各组分的相对含量。

2.2 PY-GC-MS检测结果

2.2.1 显齿蛇葡萄热裂解挥发性成分的总离子流图 显齿蛇葡萄分别在300、450、600 ℃下热裂解，其挥发性成分总离子流色谱图如图1所示。

2.2.2 显齿蛇葡萄在不同热裂解温度下挥发性成分 按照 2.1.1的方法，分别在300、450、600 ℃温度下，对显齿蛇葡萄进行热裂解分析，产生的挥发性组分如表2和图1所示。

图1 显齿蛇葡萄在不同温度下热裂解挥发性成分的总离子流图(从上至下:300 ℃,450 ℃,600 ℃)

由表1可知，显齿蛇葡萄分别在300、450、600 ℃条件下热裂解所得的挥发性成分中，共鉴定出45种化学成分。在300 ℃热裂解温度下，共检出化合物20 种，占总峰面积的41.46%。其中含量最高的成分是乙酸(17.61%)，其次是氨基甲酸铵(6.64%)和9,12,15-十八碳三烯酸(3.20%)，在450 ℃热裂解温度下，共检出化合物34 种，占总峰面积的67.25%。其中含量较高的分别为棕榈酸(5.97%)，9,12,15-十八碳三烯酸(5.73%)，醋酸(5.72%)，在600 ℃热裂解温度下，共检出化合物31种，占总峰面积的70.01%。其中含量最高的成分2,3-丁二酮(11.07%)，其次是棕榈酸(6.54%)，9,12,15-十八碳三烯酸(5.79%)。从表中可以看出，在 300 ℃条件下的裂解产物较少，450 ℃、600 ℃下的热裂解产物明显增多。显齿蛇蛇葡萄在上述3种温度下热解，产生的挥发性共有组分为乙酸、2-呋喃甲醇、3-甲氧基儿茶酚、吲哚、2,6-二甲氧基苯酚、2,6-二甲氧基-4-(2-丙烯基)-苯酚、异丁香酚、咖啡因、棕榈酸、植物醇、亚麻酸、十八酸。

表1 显齿蛇葡萄在不同温度下的热裂解挥发性成分

表1 显齿蛇葡萄在不同温度下的热裂解挥发性成分

由表2可以看出，显齿蛇葡萄在300 ℃、450 ℃、600 ℃ 热裂解温度下，产生的挥发性成分主要为有机酸、酮类、酚类、醇类、含氮杂环化合物、呋喃类、苯系物、酯类、醛类。在300 ℃热裂解温度下，检出有机酸类30.24%， 酚类3.78%， 醇类2.87%，酮类2.22%，酯类0.5%，含氮化合物0.47%，醛类0.32%。在450 ℃热裂解温度下，检出有机酸类20.25%，酚类 9.51%，酮类8.46%，醇类8.10%，含氮化合物7.16%，呋喃类3.87%，酯类3.40%，苯系物2.94%。在600 ℃热裂解温度下，检出酮类16.79%， 酚类15.82%，有机酸类14.81%，含氮化合物7.53%，苯系物6.74%，醇类4.36%，呋喃类1.55%。以上可见，不同温度下热解过程中，其有机酸、呋喃类、醛类相对含量随着热解温度增加下降，酮类、酚类、含氮杂环化合物、苯系物及一些其他化合物相对含量则有所增加。

表2 不同温度下挥发成分中各类成分相对含量 (%)

3 讨论

3.1 显齿蛇葡萄热解挥发性成分的变化 显齿蛇葡萄热解挥发性成分比较复杂，不同的热解温度对挥发性成分有一定的影响。PY-GC-MS 结果显示，显齿蛇葡萄在不同温度下热解过程中，共鉴定出45种挥发性成分，检测的物质主要分为有机酸、酮类、酚类、醇类、含氮杂环化合物、呋喃类、苯系物、酯类、醛类。其中，有机酸、呋喃类、醛类相对含量随着热解温度增加下降，其原因可能是高温下产生热裂解或转化生成其他物质，有待于进一步探究。

3.2 显齿蛇葡萄热解成分中有机酸含量较高 热解检出的挥发性成分中，有机酸含量较高，主要包括括甲酸、乙酸等小分子有机酸和棕榈酸、亚麻酸、硬脂酸等高级脂肪酸。这些高级脂肪酸在医药、生命健康方面也有一定的重要作用。据报道，棕榈酸对肝纤维化具有保护作用，亚麻酸具有降低血脂、软化血管、促进微循环的药理作用[12]。

3.3 PY-GC-MS技术可用于植物挥发性成分检测 利用 PY-GC-MS 技术可以快速热解显齿蛇葡萄，检测显齿蛇葡萄中的挥发性成分，与溶剂提取比较，样品用量少,可直接进样分析，分析速度快，具有操作简单、灵敏度高等特点。PY-GC-MS 联用技术是鉴定和评价天然植物的一种简便适用的好方法。

根据PY-GC-MS数据，显齿蛇葡萄挥发性成分随温度变化而变化，鉴定出45种化学成分，主要分为有机酸、酮类、酚类、醇类、含氮杂环化合物、呋喃类、苯系物、酯类、醛类。显齿蛇葡萄热解挥发性组分中富含有机酸，这些高级脂肪酸对人类的生命活动有着重要的作用。PY-GC-MS联用技术分析显齿蛇葡萄挥发性成分简便快速，可用于植物资源质量评价。