分子蒸餾/氣相色譜－質(zhì)譜法分析火麻仁精油揮發(fā)性組分

李文峰 方國珊 戴 煌 明 建，4 肖旭霖

分子蒸餾/氣相色譜－質(zhì)譜法分析火麻仁精油揮發(fā)性組分

李文峰1方國珊2戴 煌3明 建2，4肖旭霖1

(陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院1，西安 710062)
(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院2，重慶 400715)
(江蘇大學(xué)食品工程與生物學(xué)院3，鎮(zhèn)江 212013)
(西南大學(xué)食品科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心4，重慶 400715)

運用索氏提取法取得火麻仁脂溶性成分，主要考察了不同蒸餾溫度對分子蒸餾制備火麻仁精油組分的影響。通過GC－MS分析得出，250℃條件下蒸餾的火麻仁精油分離出136種成分，鑒定出115種揮發(fā)性成分，占該火麻仁精油總成分的98．81%，且精油的組分?jǐn)?shù)量隨蒸餾溫度的增加而增加。其主要物質(zhì)有:反－1－異丙基－4－甲基環(huán)己烷(22．56%)、乙酸(8．43%)、茴香腦(6．50%)、反－3－甲基－6－(1－甲基乙基)環(huán)己烯(5．06%)、1－ 甲基萘(4．36%)、己醛(3．87%)、己酸(2．63%)、萘(2．93%)等物質(zhì)。

火麻仁 分子蒸餾 精油 氣相色譜－質(zhì)譜法

火麻仁為?？浦参锎舐?Cannabis sativa L．)的干燥成熟果實，在我國有廣泛的種植［1］。研究表明，火麻仁具有鎮(zhèn)痛、抗炎、抗血栓、抗疲勞、降脂及抗動脈粥樣硬化、抗氧化等作用［2－5］。火麻仁味甘，性平，歸脾、胃、大腸經(jīng)，中醫(yī)把火麻仁作為潤下藥，用于血虛津虧，腸燥便秘［6］，同時火麻仁精油也具有降脂、抗氧化、抗疲勞作用［7］。目前對火麻仁精油的提取主要方法有，同時蒸餾萃取法［8］，超聲波輔助－同時蒸餾萃取法［9］，超臨界CO2萃取法［10］，水蒸氣蒸餾法［11］，固相微萃取法［12］，分別得到95、94、43、62、41種揮發(fā)性成分。

分子蒸餾(Molecular Distillation)又叫短程蒸餾，是一種非平衡蒸餾，它依據(jù)不同物質(zhì)分子運動平均自由程的差別在高真空下實現(xiàn)液－液分離［13－14］。分子蒸餾在食品領(lǐng)域，主要用于脂肪酸的提純和精煉［15－17］，油脂中VE［18－19］、胡蘿卜素［20］的分離等。同時分子蒸餾也可用于精油的提?。?1］。本試驗采用索氏提取法提取火麻仁脂溶性成分，再用分子蒸餾法分流出火麻仁精油，并用氣相色譜－質(zhì)譜法對其成分進(jìn)行分析，以期為進(jìn)一步了解探索火麻仁揮發(fā)性成分并為合理開發(fā)利用火麻仁資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 材料與試劑

火麻仁:市售，經(jīng)粉碎、過篩，粉碎粒度大于1 mm，備用。

無水乙醚(分析純):上海欣鳴馬鹿化學(xué)試劑有限公司，使用前重蒸處理;無水硫酸鈉(分析純):廣東汕頭市西隴化工廠，使用前于120℃烘箱烘2～3 h;普通氮氣(純度99．9%)、液氮:重慶北碚飛亞氣體公司。

1．2 儀器與設(shè)備

GC/MS－2010氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀:日本島津公司;HH－4數(shù)顯水浴鍋:常州澳華儀器有限公司;索式提取裝置:重慶北碚玻璃儀器廠;VKL70型分子蒸餾裝置:德國瑞達(dá)(VTA)有限公司;RE－52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器:上海亞榮生化儀器廠;SHZ－C循環(huán)水多用真空泵:河南鞏義市峪華儀器廠。

1．3 精油樣品制備

稱取24．00 g火麻仁粉末，用定性濾紙包裹后置于索氏提取器中，加150 mL無水乙醚于500 mL燒瓶中，在45℃恒溫水浴回流萃取7 h，得墨綠色透明萃取液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去乙醚，得火麻仁油7．93 g，得率為33．04%，多次提取后合并所提油脂備用。

分子蒸餾條件:進(jìn)樣量50 mL，導(dǎo)熱油40℃，蒸餾壓力0．01 mbar(1 Pa)，進(jìn)料速度10 mL/min，刮模速度100 rad/min，蒸餾溫度分別為150、200、250℃。所得精油加無水Na2SO43．0 g密封保存于 －18℃冰箱中過夜干燥，過濾。為了進(jìn)一步去除所得樣品中的乙醚，濾液45℃水浴真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后得到具有一種特殊香味的淡黃色透明液體，即火麻仁精油樣品，GC－MS上機(jī)分析。

1．4 氣質(zhì)聯(lián)機(jī)分析［8－9］

色譜條件:HP－5MS毛細(xì)管柱(30 m×0．25 mm×0．25μm)，F(xiàn)ID檢測器;進(jìn)樣口溫度230℃，柱溫采用程序升溫，升溫程序:起始溫度50℃(保持2．0 min)，以6℃/min升至120℃(保持1．0 min)再以5℃/min升至170℃，最后以10℃/min升至230℃(保持10．0 min)。載氣為氦氣，流量1．0 mL/min，采用分流進(jìn)樣，分流比1∶10，進(jìn)樣量為1．0μL。

質(zhì)譜條件:EI離子源，電子能量70 eV，離子源溫度230℃，傳輸線溫度250℃，溶劑延遲時間2．5 min。質(zhì)量掃描范圍m/z 30～450 amu。檢測結(jié)果的分析以計算機(jī)NIST05譜庫檢索結(jié)果和人工譜圖解析相結(jié)合的手段確定。

2 結(jié)果與討論

2．1 分子蒸餾對火麻仁精油組分?jǐn)?shù)量的影響

研究不同蒸餾溫度對分子蒸餾制備的火麻仁精油組分的影響，由GC－MS分析后得出，150℃條件下蒸餾的火麻仁精油分離出了62種成分，鑒定出57種揮發(fā)性成分，占該火麻仁精油總成分的99．18%;200℃條件下蒸餾的火麻仁精油分離出了128種成分，鑒定出99種揮發(fā)性成分，占該火麻仁精油總成分的99．03%;250℃條件下蒸餾的火麻仁精油分離出了136種成分，鑒定出115種揮發(fā)性成分，占該火麻仁精油總成分的98．81%?；鹇槿示偷慕M分?jǐn)?shù)量隨著蒸餾溫度的增加而逐漸上升，特別是從150℃上升到200℃時組分增加了42種。從組分?jǐn)?shù)量與其他制備方法對比來看，與同時蒸餾萃取法［8］和超聲波輔助－同時蒸餾萃取法［9］在數(shù)量上相當(dāng)，但遠(yuǎn)高于超臨界CO2萃取法［10］，水蒸氣蒸餾法［11］，固相微萃取法［12］。因此，在氣相色譜－質(zhì)譜分析中只針對蒸餾溫度為250℃的精油進(jìn)行揮發(fā)性成分分析和相對含量的確定。

2．2 氣相色譜－質(zhì)譜分析結(jié)果

圖1、圖2、圖3分別為150、200、250℃蒸餾溫度下所制得的精油GC－MS總離子流圖。根據(jù)系統(tǒng)對NIST 05質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，結(jié)合人工圖譜分析，鑒定出蒸餾溫度為250℃的精油含有115種化合物，確定總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98．81%，結(jié)果見表1。

由表1可以看出，以乙醚為提取溶劑，采用索氏提取和分子蒸餾分離法從火麻仁中提取揮發(fā)性成分，經(jīng)過GC－MS分析，鑒定出115種物質(zhì)，總相對含量為98．81%。其中醛類11種，相對含量8．09%;烷烴類20種，相對含量31．38%;酸類8種，相對含量14．25%;酯類13種，相對含量3．45%;酮類6種，相對含量2．52%;烯烴類20種，相對含量12．74%;芳香族類28種，相對含量17．04%;醚類2種，相對含量6．69%;醇類1種，相對含量0．5%;酚類1種，相對含量0．5%;其他5種，相對含量1．21%。

火麻仁精油成分比較復(fù)雜。其中醛類中相對含量較高的有2種:對甲氧基苯甲醛(1．60%)、己醛(3．87%);烷烴類中相對含量較高的是:反－1－異丙基－4－甲基環(huán)己烷(22．56%)、4－甲基－1－(1－異丙基)環(huán)己烷(1．07%)、蒈烷(%1．24)、十四烷(1．62%);酸類中相對含量較高的有3種:丙酸(1．78%)、己酸(2．63%)、乙酸(8．43%);烯烴類中相對含量較高的是:反－3－甲基－6－(1－甲基乙基)環(huán)己烯(5．06%)、反式石竹烯(1．84%);芳香烴中相對含量較高的是:1－甲基萘(4．36%);萘(2．93%);2－甲基萘(1．72%);醚類中相對含量較高的是:茴香腦(6．50%)。這與戴煌等［8］運用同時蒸餾萃取的方法得到的精油中相對含量較多的組分相類似，如:石竹烯、十四烷烴、不同異構(gòu)體的萘、己醛，等。

表1 火麻仁精油中揮發(fā)性成分

續(xù)表

續(xù)表

在如此眾多的精油成分中，有些已經(jīng)被廣泛運用，如具有辛香、木香、柑橘香、樟腦香，溫和的丁香香氣的石竹烯已經(jīng)批準(zhǔn)其在食品中添加使用。有些在臨床上可作為局部抗炎和止癢涂劑，如樟腦;氧化石竹烯具有抗瘧、抗?jié)?、抗癌和抗菌的作用等?2］。其中大多數(shù)脂肪酸酯類更是應(yīng)用廣泛。火麻仁精油中的這些成分，具有的功效與原植物的藥理作用基本一致［11］。

3 結(jié)論

運用索氏提取法取得火麻仁脂溶性成分，主要考察了不同蒸餾溫度對分子蒸餾制備火麻仁精油組分的影響。由GC－MS分析后得出，250℃條件下蒸餾的火麻仁精油分離出了136種成分，鑒定出115種揮發(fā)性成分，占該火麻仁精油總成分的98．81%，且精油的組分?jǐn)?shù)量隨蒸餾溫度的增加而增加。其主要物質(zhì)有:反－1－異丙基－4－甲基環(huán)己烷(22．56%)、乙酸(8．43%)、茴香腦(6．50%)、反－3－甲基－6－(1－甲基乙基)環(huán)己烯(5．06%)、1－甲基萘(4．36%)、己醛(3．87%)、己酸(2．63%)、萘(2．93%)等物質(zhì)。從總的精油成分及各自相對含量來看，雖然許多成分與已有報道中相似，但化學(xué)成分仍有所不同［8－12］。這可能與制備精油的方式有很大的關(guān)系。本次試驗鑒定得出的火麻仁精油成分較為全面，并發(fā)現(xiàn)了如羅漢柏烯、蒈烷以及3種氯代烷等新組分，得到了較為滿意的分離和分析效果，為火麻仁精油成分的鑒定與特征圖譜研究提供了新的數(shù)據(jù)，并為火麻仁的進(jìn)一步開發(fā)利用提供了理論參考。

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Analysis of Essential Oil Volatile Composition of Cannabis sativa L．by Molecular Distillation
Extraction Combined with GC－MS

Li Wenfeng1Fang Guoshan2Dai Huang3Ming Jian2，4Xiao Xulin1
(College of Food Engineering and Nutritional Science，Shanxi Normal University1，Xi'an 710062)
(College of Food Science，Southwest University2，Chongqing 400715)
(School of Food and Biological Engineering，Jiangsu University3，Zhenjiang 212013)
(Food Science and Engineering Experiment Teaching Center，Southwest University4，Chongqing 400715)

This experiment studies the lipid solubility of Cannabis sativa L．by SoxhLet Extraction and the influences on different vaporizing temperatures for molecular distillation to make essential oil of Cannabis sativa L．After analyzing the GC －MS，it can get that the distilled Cannabis sativa L．essential oil under 250℃extracts136 kinds of compound and identifies 115 kinds of volatile components，which represents 98．81%of the total bulk composition of Cannabis sativa L．essential oil and the components number of essential oil is increasing by the increase of temperature．The main substances are:trans－1－Isopropyl－4－Methylcyclohexane(22．56%)，Acetic acid(8．43%)，Anethol(6．50%)，Cyclohexene，3－methyl－6－(1－methylethyl)－，trans－(5．06%)，Naphthalene，1－methyl－(4．36%)，Hexanoic acid(2．63%)，Naphthalene(2．93%)．

Cannabis sativa L．，molecular distillation，essential oil，GC －MS

R972．6

A

1003－0174(2012)08－0113－06

2011－11－01

李文峰，男，1987年出生，碩士，農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程

肖旭霖，男，1955年出生，副教授，食品加工工程