商洛油用牡丹花精油揮發(fā)性成分SPME/GC-MS分析

郭耀東, 王佳蒙, 張 昂,岳田利

(1.商洛學(xué)院 健康管理學(xué)院，陜西 商洛 726000；2. 秦皇島出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，河北 秦皇島 066004;3.西北農(nóng)林科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西 楊凌 12100)

1 引言

牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)，起源于我國(guó)的一類(lèi)芍藥科芍藥屬植物，具有較強(qiáng)的觀賞性，被譽(yù)為“花中之王”[1～3]。同時(shí)具有較強(qiáng)的藥用和食用(油用)價(jià)值[4]。根據(jù)用途和功能的不同，牡丹可分觀賞型牡丹、藥用牡丹和油用牡丹等[4～5]。油用牡丹是我國(guó)近年來(lái)大力發(fā)展的一類(lèi)重要木本油料作物，以牡丹籽為原料生產(chǎn)的食用油——牡丹籽油不飽和脂肪酸含量達(dá)到80%以上，特別是亞麻酸含量超過(guò)30%，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[6]。由于上述優(yōu)點(diǎn)，油用牡丹已成為包括陜西在內(nèi)的我國(guó)多省區(qū)實(shí)施鄉(xiāng)村振興和精準(zhǔn)脫貧戰(zhàn)略廣泛種植的一類(lèi)特色作物，其中商洛市商南等地近年來(lái)新增種植面積超過(guò)0.2萬(wàn)hm2。但與此同時(shí)，也存在著一些問(wèn)題，如在油用牡丹開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中產(chǎn)生的牡丹花瓣等副產(chǎn)物難以得到充分利用，造成了大量資源浪費(fèi)。

植物精油是從植物中提取分離的具有芳香氣味的揮發(fā)性油狀物質(zhì)[7]。研究表明從牡丹花中分離制備的牡丹花精油具有較強(qiáng)的抗氧化、抗衰老等生理活性，在化妝品、藥品和保健食品中具有較好的應(yīng)用前景[7～12]。筆者采用固相微萃取(SPME)和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(CC-MS)法，對(duì)陜西省商洛地區(qū)種植的油用牡丹花精油的揮發(fā)性成分及組成分析鑒定，確定牡丹花精油產(chǎn)品組分，以期為當(dāng)?shù)啬档ぞ彤a(chǎn)品開(kāi)發(fā)以及油用牡丹資源的綜合開(kāi)發(fā)利用提供一定參考借鑒。

2 材料和方法

2.1 試驗(yàn)材料

油用牡丹鮮花花瓣：鳳丹牡丹，2018年4月采于商洛市商南縣 油用牡丹種植基地。

2.2 主要試劑

NaCl、石油醚、Na2SO4，均為分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

2.3 主要儀器設(shè)備

7890B-5977B型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)Agilent公司；MPS多功能樣品前處理平臺(tái)：德國(guó)Gerstel公司；50/30μm DVB/CAR/PDMS固相萃取纖維：美國(guó) Sigma-Aldrich Supelco公司；EYELA N-1100型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海愛(ài)朗儀器有限公司；DHG-9123A型電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海齊欣公司；HK-02A型粉碎機(jī)：廣州旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司。

2.4 油用牡丹花精油提取制備

參考相關(guān)文獻(xiàn)，將牡丹花瓣置于干燥箱中，于45℃下干燥。粉碎機(jī)破碎后，分批取25 g置于500 mL燒瓶，加入375mL 4%NaCl溶液，加熱6h直到無(wú)精油流出，蒸餾后向提取液中加入少量NaCl，用石油醚萃取后，加入無(wú)水Na2SO4干燥，密封保存于-18℃冰箱中，放置過(guò)夜后，濾除固體Na2SO4。在真空狀態(tài)下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，合并得到牡丹精油，裝入密閉容器放入冰箱保存待測(cè)[13]。

2.5 固相微萃取條件

固相萃取纖維頭在270℃下老化30 min。移取1 mL牡丹花精油于20 mL頂空瓶中，加蓋密封，置于MPS進(jìn)樣前處理臺(tái)，平衡20 min，萃取45 min。進(jìn)樣口解析6 min。

2.6 氣相色譜質(zhì)譜分析(GC/MS)條件

色譜條件：DB-5MS色譜柱，30 m×0.25 mm×0.25μm；進(jìn)樣口溫度，270℃；進(jìn)樣模式，不分流進(jìn)樣；恒流模式，柱流量1 mL·min-1；初始溫度40℃，保持3 min，3℃·min-1速率升至160℃，然后以10℃·min-1速率升至270℃，保持6 min。

質(zhì)譜條件：傳輸線溫度，270℃；EI離子源；離子源溫度，230℃；四級(jí)桿溫度，150℃；溶劑延遲，1 min；掃描方式，全掃描(Full Scan)；掃描范圍，m/z 25-450。

3 結(jié)果與分析

采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜分析法(SPME-GC/MS)對(duì)商洛油用牡丹花精油進(jìn)行分析，共分離得到99種成分，總離子流圖如圖1所示。

圖1 商洛油用牡丹花精油總離子流

進(jìn)一步通過(guò)檢索標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)，并采用面積歸一法進(jìn)行定量處理，計(jì)算不同組分相對(duì)含量。在商洛油用牡丹花精油中共鑒定出59種不同成分，占出峰物質(zhì)總量的94.16%。鑒定出的各化學(xué)組分名稱(chēng)及相對(duì)含量等信息如表1,續(xù)表1所示。

由表1,續(xù)表1可知，已鑒定出的商洛油用牡丹花精油組分主要為萜烯類(lèi)、芳香族、醛酮類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)、烷烴類(lèi)和酚類(lèi)等。其中順式氧化芳樟醇、α-松油醇、反式氧化芳樟醇、橙花醇和3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇五類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量最高，分別為25.36%、22.13%、17.94%、4.67%和4.64%，共計(jì)74.74%。上述物質(zhì)均屬于單萜烯類(lèi)物質(zhì)，表明萜烯類(lèi)物質(zhì)為商洛油用牡丹精油主要成分。

劉俊民等對(duì)菏澤牡丹花精油組分進(jìn)行了分析，其研究結(jié)果表明牡丹花精油中主要組分為樟腦、α-芳樟醇和松油醇等單萜烯類(lèi)物質(zhì)，與筆者研究結(jié)果具有相似性[14]。于薈等和李雙等分別對(duì)菏澤牡丹精油組分進(jìn)行的分析結(jié)果表明牡丹花精油中含有較多的芳香族類(lèi)物質(zhì)；與筆者研究結(jié)果具有一定差異性[15～16]。說(shuō)明牡丹花精油組成具有多樣性特征，并由于栽培品種、地域和提取制備方法不同而存在一定差異性。

現(xiàn)有研究表明植物原料中含有的單萜烯類(lèi)物質(zhì)一般具有較為獨(dú)特的香氣以及抑菌、抗癌、抗病毒等活性功能[17]。筆者研究發(fā)現(xiàn)的商洛油用牡丹精油中含量較高的順式氧化芳樟醇(呋喃型)和反式氧化芳樟醇(呋喃型)等芳樟醇氧化物是植物精油中的常見(jiàn)組分，具有較為突出的木香、甜香和花香等香氣，是目前食物、日化香精香料的主要來(lái)源[12，17-19]。α-松油醇不僅是一類(lèi)用途廣泛的香精香料，同時(shí)也具有良好的抑菌作用[14,20]。橙花醇則具有較強(qiáng)的玫瑰和橙花香氣，作為一類(lèi)貴重香料廣泛用于食品和化妝品等領(lǐng)域[17]。

表1 商洛油用牡丹花精油組分分析結(jié)果

續(xù)表1 商洛油用牡丹花精油組分分析結(jié)果

4 結(jié)論與展望

筆者采用SPME-GC/MS法對(duì)商洛油用牡丹花精油揮發(fā)性成分進(jìn)行分析鑒定，一共鑒定得到59種不同成分。其中主要成分為順式氧化芳樟醇(呋喃型)、α-松油醇、反式氧化芳樟醇(呋喃型)、橙花醇和3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇，均屬于單萜烯類(lèi)物質(zhì)。

基于植物精油具有的生物活性功能特征，筆者研究團(tuán)隊(duì)在后續(xù)研究中將進(jìn)一步對(duì)商洛油用牡丹花精油的體外抗氧化、抑菌等生物活性功能進(jìn)行分析，全面評(píng)價(jià)揭示油用牡丹花精油功能價(jià)值，為牡丹精油產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及油用牡丹高附加值綜合利用提供科學(xué)數(shù)據(jù)支持。