GC-MS分析荷花的揮發(fā)油化學(xué)成分

李琦，梁榮，李燕，王雷，孫小凡，樊琛，郭興峰

（聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東聊城252000）

荷花蓮屬多年生水生草本植物，花期為每年的7～8月。原產(chǎn)于我國，至少6 000年以前就已被識別利用，進(jìn)入人們生活；3 000年前由野生狀態(tài)逐漸變?yōu)槿斯ぴ耘?，主要分布在山東、湖南、湖北、浙江、廣東等地[1]，資源豐富。荷花系藥食兩用植物，性溫味苦，入心肝二經(jīng)，有活血止血、祛濕消風(fēng)、清熱涼血、解毒、美容、解暑等功效，能治療皰瘡、濕疹、跌打損傷、出血等癥狀，可內(nèi)服、外用、入饌、泡茶[2,3]。林宣賢等[4]對荷花的營養(yǎng)成分和安全性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)荷花中含有豐富的氨基酸和礦物質(zhì)成分，并且通過毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了荷花是一種安全可靠的食品資源。YANG等[5]應(yīng)用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對荷花的化學(xué)成分進(jìn)行了分析，推斷出了15種花色苷和黃酮類化合物。GUO等[6]應(yīng)用HSCCC制備性分離了荷花中的4種黃酮苷類化合物，并采用HPLC-DAD、HPLC-MS、NMR（核磁共振）等技術(shù)鑒定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)，為荷花生物活性成分的分離鑒定起到了指導(dǎo)作用。目前研究多集中在對荷花化學(xué)組分的分析，而對荷花的揮發(fā)性成分的確定則鮮見報道，而分析荷花揮發(fā)性成分的組成可以為荷花資源的深度開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。鑒于此，本研究通過水蒸氣蒸餾、乙醚萃取、KD濃縮器濃縮、氣相色譜-質(zhì)譜（GCMS）分析，確定荷花揮發(fā)油中的化學(xué)成分及其各成分的相對含量，為荷花的進(jìn)一步開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮荷花：采于山東省濟(jì)南市遙墻鎮(zhèn)，采集后立即進(jìn)行提取處理。

乙醚，分析純，巨野金源醫(yī)藥科技有限公司生產(chǎn)；無水硫酸鈉，分析純，天津光復(fù)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)；氯化鈉，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 6890N-5973N GC-MSD氣相色譜-質(zhì)譜-計算機(jī)聯(lián)用儀，美國Aglient公司；GC-MSD數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)：含有NIST98質(zhì)譜庫、WILEY質(zhì)譜庫；YF-150-500 g高速中藥粉碎機(jī)，瑞安市永歷制藥機(jī)械有限公司；KD濃縮器，常州普天儀器制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 揮發(fā)油的制備

取新鮮的荷花800 g，用高速中藥粉碎機(jī)搗碎，置于揮發(fā)油提取容器中進(jìn)行水蒸汽蒸餾，收集蒸餾液，用氯化鈉飽和，用乙醚萃取3次，合并乙醚層后，經(jīng)無水硫酸鈉干燥，用KD濃縮器進(jìn)行濃縮[7]。得到淡黃色油狀液體0.5 mL，得油率約為0.06%。

1.3.2 色譜條件

色譜柱HP-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.50 μm）；升溫程序：50℃保持2 min，以10℃/min升至280℃，保持15 min；載氣（高純He）流速為1.0 mL/min；進(jìn)樣量0.2 μL；進(jìn)樣口溫度 280 ℃，分流比 70：1。

1.3.3 質(zhì)譜條件

三重四級桿質(zhì)譜，電子轟擊（EI）離子源；電子能量70eV；燈絲發(fā)射電流200 μA；離子源溫度230℃；接口溫度290℃；四級桿溫度100℃；掃描質(zhì)量范圍m/z29～500。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用MSD ChemStation G1701EA E.01.00.237進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，檢索庫為DEMO、WILEY和NIST275質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫，按面積歸一化法計算各組分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

按1.3項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)樣，得到荷花揮發(fā)油的總離子流圖（圖1），共分離出95個峰，對總離子流圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后得到質(zhì)譜圖，經(jīng)過DEMO、WILEY、NIST275質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計算機(jī)檢索，對基峰、質(zhì)荷比和相對豐度等指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對照，鑒定了其中的80種成分，并以扣除溶劑峰的色譜圖的全部峰面積作為100%，利用峰面積歸一化法確定了各組分在揮發(fā)油中的相對含量，結(jié)果如表1所示。

圖1 荷花揮發(fā)油的總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatogram of essential oil of lotus

由表1可以看出，荷花揮發(fā)油的主要成分為肉桂醇（10.20%）、二甲氧基苯（9.06%）、乙酸乙酯（6.61%）、1,4-肉桂醛（6.60%）、棕櫚酸（6.41%）、茉莉酮（4.75%）、正十五烷（4.51%）、亞油酸（3.74%）、6,9-癸二烯（3.40%）、十七碳烯（3.32%）、γ-桉葉醇（1.40%）等揮發(fā)性的醇類、脂類、醛類、酸類和烯類化合物。肉桂醇在荷花揮發(fā)油中的相對含量最高，其在醫(yī)藥和香料方面有重要的應(yīng)用，首先，它是重要的醫(yī)藥原料，常用于心血管藥物的合成。其次，在香料方面，常與苯乙醛共用，是調(diào)制洋水水仙香精、玫瑰香精等花香香料不可缺少的香料。荷花揮發(fā)油的化學(xué)成分中含有多種香味物質(zhì)，其中苯乙醇具有青香、玫瑰香和壤香香氣；苯甲醇具有甜、花香、果香香氣；吲哚在低濃度時具有類似茉莉香氣；苯甲酸芐酯具有甜、花香、果香香氣；苯乙醛具有甜、青香、花香、玫瑰香、壤香、巧克力香氣[8]。

表1 荷花揮發(fā)油的化學(xué)成分及相對含量Table 1 Chemical components and relative contents of essential oil from lotus

續(xù)表

續(xù)表

除以上呈現(xiàn)荷花芳香氣味的化學(xué)成分外，荷花揮發(fā)油中還含有很多具有生理活性的化合物，如肉桂醛，作為肉桂、山蒼子油的主要成分，已用于化工、食品、糧食防腐和醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，具有良好的抗曲霉菌作用，并能抑制白假絲酵母菌的酵母相及其出芽和芽管形成，從而起到抑菌的作用[9,10]。環(huán)烯醚萜類化合物具有解熱、止咳、降壓、治療創(chuàng)傷和皮膚疾病等作用[11]。不飽和脂肪酸能保持細(xì)胞膜的相對流動性，以保證細(xì)胞的正常生理功能，使膽固醇酯化，降低血中膽固醇和甘油三酯含量，降低血液粘稠度，改善血液微循環(huán)，提高腦細(xì)胞的活性，增強(qiáng)記憶力和思維能力等。通過對荷花揮發(fā)油化學(xué)成分的分析能夠了解其揮發(fā)油的化學(xué)組成及功能性成分，為荷花資源的進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過水蒸氣蒸餾、乙醚萃取、KD濃縮器濃縮獲得了荷花的揮發(fā)油，經(jīng)GC-MS對揮發(fā)油的化學(xué)成分進(jìn)行分析，確定了荷花揮發(fā)油中主要的化學(xué)成分及其相對含量，為荷花的進(jìn)一步開發(fā)利用提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。但是，在GC-MS總離子圖中尚有少數(shù)離子峰經(jīng)過計算機(jī)檢索及與其它標(biāo)準(zhǔn)譜對照，無法準(zhǔn)確確定其化合物結(jié)構(gòu)，有待于今后工作中進(jìn)一步確認(rèn)。