同时蒸馏萃取法结合气-质联用分析碰碰香精油成分

朱春阳，李河霖，任瑞冰，朴永革，李小娟，李 萌

（1. 吉林烟草工业有限责任公司，吉林长春 130000；2. 郑州轻工业大学食品与生物工程学院，河南郑州 450001）

碰碰香（Plectranthus hadiensisvar. tomentosus(Benth.) Codd），又名一抹香、触留香、绒毛香茶菜，为唇形科马刺花属灌木状多年生草本植物，全株被有细密的白色绒毛，因触碰后可散发出清新香甜的气味而得名。碰碰香香味浓甜，接近苹果味道，闻起来令人神清气爽，碰碰香的茎叶可以用来泡茶或炮制酒；也可用于炒菜、烹饪、凉拌，具有提神醒脑、清热解暑、驱避蚊虫、消炎消肿和保养皮肤的功效[1]。近年来，国内相关研究表明碰碰香具有抗菌[2-3]、吸收甲醛等生物活性。国外研究发现碰碰香地上部的甲醇提取物具有潜在的抗炎及抗病毒活性，通过DPPH 自由基法、一氧化氮自由基清除法等证实其甲醇提取物同样具有抗氧化作用[4]。

不同样品处理与提取方式不同，对分析鉴定出的碰碰香挥发性化合物种类影响很大。吕慧[3]采用气体收集容器连接预浓缩仪再连接GC-MS，从碰碰香新鲜植株中检测鉴定出26 种化合物；熊伟等人[5]对碰碰香鲜活植株采用顶空套袋与热脱附系统-气相色谱/质谱（TDS-GC/MS） 联用分析检测到叶片挥发物有44 种；王丹[6]运用SPME-GC-MS 技术对碰碰香不同状态下（静置、碰触、机械损伤） 最多鉴定出60 种挥发性成分；孔维维等人[7]运用SPME-GC-MS技术对碰碰香不同部位（根、茎、叶） 挥发性成分最多鉴定出了40 个主要组分。孟雪等人[2]用水蒸气蒸馏法提取碰碰香挥发油共鉴定出20 种化合物；张旋等人[8]运用SPME-GC-MS 技术用不同处理对碰碰香不同部位最多鉴定出44 种挥发性成分。截至目前，碰碰香精油化合物分析鉴定出来的种类相对较少，相对含量差异大，对精油化合物分析鉴定不够精细，这将影响到碰碰香资源的开发与利用。

同时蒸馏萃取法在国内外食品、环境方面应用非常广泛，也常应用于香精香料中挥发性、半挥发性组分分析，是一种提取、分离和富集试样中挥发性、半挥发性成分较为有效的方法。该方法设备简单，萃取溶剂量少，数据重复性好，结合前人研究成果，采取SDE 法提取新鲜碰碰香的精油，通过GC-MS 分析精油中化学成分，为碰碰香资源充分利用与深度开发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

碰碰香，购自河南郑州陈寨花卉市场，选取多盆健康植株作为供试样品。

氯化钠、二氯甲烷、乙醇、无水硫酸钠，上海科丰化学试剂有限公司提供。试验所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Agilent 6890GC/5973MS 型气质联用仪，美国Agilent 公司产品；同时蒸馏萃取装置，郑州科技玻璃仪器厂产品；KPGD5/20 型低温冷却液循环泵，郑州凯鹏实验仪器有限公司产品；PL203 型电子分析天平（感量：0.001 g），瑞士Mettler Toledo 公司产品。

1.3 碰碰香精油提取方法

1.3.1 样品处理

取碰碰香鲜叶50 g，去梗除杂，放入干净的研钵，加5 mL 无水乙醇，快速研磨后，快速移入同时蒸馏萃取装置1 000 mL 圆底烧瓶中。

1.3.2 碰碰香精油的提取

在上述同时蒸馏萃取装置的1 000 mL 圆底烧瓶中，再加入350 mL 蒸馏水，混合均匀；量取60 mL二氯甲烷，置于100 mL 浓缩瓶中，放入沸石，接在同时蒸馏萃取装置的另一端，磁力搅拌，水浴加热，温度控制在60 ℃左右，进行同时蒸馏萃取，当水蒸气开始回流时计时。同时蒸馏萃取装置的冷凝管用冷水机冷却。浓缩萃取液至约2 mL，停止加热。萃取时间约3 h。浓缩萃取液中加入无水硫酸钠干燥，密闭过夜，过滤后将滤液移入色谱瓶供GC-MS 分析。滤液为淡绿色、澄清透明的油状液体，为提取的碰碰香精油，具有浓郁的碰碰香特征香气。

1.4 分析条件

1.4.1 色谱条件

色谱柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气为高纯氮气（99.999%）；色谱柱载气流量1.0 mL/min；进样口温度250 ℃；进样量1 μL；进样方式为分流进样，分流比为10∶1；升温程序：40 ℃保持4 min，以3 ℃/min 升至200 ℃后保持3 min，以2 ℃/min 升至250 ℃后保持3 min，以5 ℃/min升至270 ℃后保持2 min。

1.4.2 质谱条件

电子轰击离子源为EI 源，电子能量70 eV；电子倍增器（EM） 电压1 635 V；传输线温度280 ℃；四极杆温度150 ℃。离子源温度230 ℃，扫描方式为全扫描，质量扫描范围30~550 amu，溶剂延迟8 min。

1.4.3 香味物质含量的计算方法

由于碰碰香香味成分种类繁多，很难得到各种香味物质的标准品。因此，主要通过NIST17 质谱数据库检索结合化合物匹配度对各种化合物定性分析，定量分析结果是依据总离子流色谱峰的峰面积归一化法计算各组分相对百分含量。

2 结果与分析

2.1 总精油成分分析

依照上述处理对碰碰香提取精油挥发性成分分析。

碰碰香精油的GC-MS 总离子流图见图1。

图1 碰碰香精油的GC-MS 总离子流图

根据MSD ChemStation 数据处理系统，选择NIST17 质谱图数据库对各色谱峰对应质谱图进行检索，采用峰面积归一化计算分析，共检索出216 种化合物。除去杂质峰、谱库匹配度较低，含量较低的化合物后，共分析鉴定出86 种化合物，占总精油相对百分比91.34%。

碰碰香精油主要化合物成分明细见表1。

表1 碰碰香精油主要化合物成分明细

（续表1）

由表1 可知，碰碰香精油鉴定总化合物为86 种物质，鉴定出的化合物主要有萜烯类、醇类、酮类、酯类、烯烃类、烷烃类等10 余类化合物。

碰碰香精油主要化合物种类数及相对百分含量见图2。

图2 碰碰香精油主要化合物种类数及相对百分含量

由图2 可知，萜烯类化合物种类数最多，有43种，占总精油相对百分比为34.62%；酮类11 种，占总精油相对百分比为45.82%，酯类有9 种，占总精油相对百分比为4.98%；醇类有6 种，占总精油相对百分比为3.24%，烯烃类、烷烃类、醛类、酸类、酚类、醚类及其他类化合物种类较少，相对含量也较低，均不超过1%。

2.2 萜烯类化合物组成和香型特征

萜烯类化合物是碰碰香精油中分析鉴定出种类最多的化合物。

碰碰香精油中萜烯类化合物香型特征汇总见表2。

表2 碰碰香精油中萜烯类化合物香型特征汇总

结合已有文献、化合物百科等网上查询，已查询到24 种萜烯类化合物有特征香气，其中D -柠檬烯相对百分含量18.58%，这与2013 年孔维维等人[7]的研究结果较为接近，D -柠檬烯的香气在碰碰香特征香型中表现直观，确实是碰碰香植株中含量较高的致香成分。另外，由表2 可知，碰碰香中的(+)-4-蒈烯、顺式-p- 薄荷-1(7),8- 二烯-2- 醇、反式-p-薄荷-2,8-二烯醇、α -蒎烯等相对百分含量也较高，单组分均超过1%，其余萜烯类化合物虽然相对百分比较低，但是各自独有的香气特征也丰富了碰碰香甜浓的苹果香型特征。

2.3 酮类化合物分析

酮类化合物虽然种类没有萜烯类和醇类的多，含量却非常高，主要是因为酮类化合物包含了精油中含量相对最高的组分5α -雄甾烷-3,17-二酮，相对百分含量31.49%，现有碰碰香研究并未见到鉴定出高含量甾体酮，研究第一次发现，可能跟样品前处理与SDE 的精油提取方法有关。此外，稠环酮的含量也比较高，顺-2,4b,8,8-四甲基-反式-2,10a-全氢稠环-12- 酮和3,3,4,5,5,8- 六甲基-2,3,5,6- 四氢稠环-1,7- 二酮相对百分比分别为5.51%和4.29%。

3 结论

采用SDE 法提取碰碰香精油后，经GC-MS 分析鉴定后化合物种类86 种，其中萜烯类化合物种类43种，占精油总成分34.62%，其中D -柠檬烯等特征成分含量高。应用SDE 法首次在碰碰香中鉴定出大量天然甾体酮，相较于SPME-GC-MS 或者水蒸馏法，SDE 法是提取碰碰香精油更为有效、易操作、重复性好的一种方法。

碰碰香的常见用途目前还比较有限，人们对其的了解还只限于作为一种园艺盆栽植物，只限于观赏、除甲醛、简单烹饪食用及外敷，经过研究的分析鉴定，碰碰香精油中的天然甾体酮和D -柠檬烯含量较高，且萜烯类化合物种类丰富，总相对百分含量高，有利于碰碰香在医药保健、香精香料、食品添加剂、食品风味剂等方向的拓展开发。

碰碰香精油提取技术主要采用的是碰碰香鲜叶，下一步研究可探索不同样品前处理（新鲜样品、冷冻干燥样品、烘干磨碎样品） 后精油的成分变化，也可进一步探索各品质成分的分离与提纯工艺，为碰碰香资源充分利用与深度开发提供参考依据。