植物精油的成分分析方法研究進(jìn)展

權(quán)春梅，劉超祥，張晴晴，郭青欣

（1.亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)院，安徽 亳州 236800；2.安徽中醫(yī)藥科學(xué)院亳州中醫(yī)藥研究所，安徽 亳州 236800；3.亳州學(xué)院中藥學(xué)院，安徽 亳州 236800）

植物精油又稱揮發(fā)油，是通過提取植物中特有的芳香味油狀液體，取自于植物的花、苞、葉、枝、根、樹皮、果實(shí)、種子和樹脂等［1］。大多揮發(fā)油廣泛存在于各種芳香植物中［2］。精油的提取方式十分多樣，如利用提取物的揮發(fā)性成分會(huì)隨著水蒸汽蒸發(fā)的水蒸氣蒸餾法、壓榨法、溶劑萃取法、超聲波提取法、超臨界CO2萃取法、微波法及亞臨界萃取法等。研究表明，植物精油對日常生活中所產(chǎn)生的致病性細(xì)菌有有效的抑制作用［3］，還能夠殺滅或清除皮膚上的細(xì)菌，凈化空氣［4］。植物精油同樣也具有抗氧化活性及抗炎性的作用，能夠治愈炎癥和抵抗氧化帶來的衰老。

精油是一種混合物，它的組成非常的復(fù)雜，一種精油可能有數(shù)十種甚至上百種化合物。如荊芥揮發(fā)油中就發(fā)現(xiàn)了上百種化合物［5］，宋佳等［6］在大馬士革玫瑰精油中檢測出108種化學(xué)成分。

精油成分的分析檢測是研究精油活性，對精油進(jìn)行更好的開發(fā)利用的重要工具和手段。本文主要對植物精油的成分分析的方法進(jìn)行綜述，以期為精油的開發(fā)利用及深入研究精油活性與成分之間的關(guān)系提供基礎(chǔ)。

1 化學(xué)鑒定法及應(yīng)用

化學(xué)鑒定法一般是特定官能團(tuán)或特定結(jié)構(gòu)化合物的特性反應(yīng)，與其它鑒別方法結(jié)合使用，可以使得鑒別的專屬性更加突出［7］?；瘜W(xué)鑒定法具有專屬性較強(qiáng)、反應(yīng)迅速、現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)才有使用價(jià)值。包括在適當(dāng)條件下產(chǎn)生顏色、熒光，發(fā)生沉淀反應(yīng)或產(chǎn)生氣體等現(xiàn)象，運(yùn)用化學(xué)鑒定法可以比較客觀和比較準(zhǔn)確地反映出各種物質(zhì)的內(nèi)質(zhì)狀況［8］。

化學(xué)鑒定法主要包括顯色反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、氣體生成反應(yīng)、熒光鑒別等。例如鹽酸-鋅粉反應(yīng)、四氫硼鈉反應(yīng)及與金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng)是檢查提取液中是否含有黃酮類化合物最常用的方法之一［9］。杜鵑等［10］對提取玫瑰精油后的殘?jiān)械拿倒迳剡M(jìn)行成分分析，通過鹽酸-鎂粉反應(yīng)、新配制的飽和中性醋酸鉛溶液、氯化亞鐵呈色反應(yīng)等鑒別反應(yīng)，表明色素中含黃酮類化合物。但由于化學(xué)鑒別法樣品需求量大、操作繁瑣、所需時(shí)間長、難以得出準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)等不足，因此化學(xué)鑒別法常具有指導(dǎo)和驗(yàn)證的作用，而利用光譜和波譜等先進(jìn)技術(shù)手段來確定物質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)的方法［11］。

2 紫外-可見分光光度法及應(yīng)用

紫外-可見分光光度法是利用物質(zhì)在200～760nm波長范圍內(nèi)對光的吸收程度隨光的波長不同而變化從而用于鑒別、雜質(zhì)檢查和定量測定的方法［12］。

紫外-可見分光光度法應(yīng)用也非常廣泛，而且樣品處理前較簡便，分析時(shí)間短、操作簡單、儀器成本低、分析費(fèi)用低，便攜式紫外分光光度計(jì)的出現(xiàn)更是降低了分析成本同時(shí)增大了適用性。謝田偉等［13］先對枇杷花精油進(jìn)行分離純化得到黃酮純化物，后于紫外-分光光度儀中掃描其在紫外-可見光中的吸收光譜，并在510nm處定量測定黃酮的含量。權(quán)春梅［14］采用超臨界CO2流體萃取法提取芍花精油，并采用DPPH法和ABTS法在不同波長條件下通過測量其吸光度，測定其成分的抗氧化性。

3 制備色譜法及應(yīng)用

制備色譜法是指采用色譜技術(shù)分離混合物，制備和收集一種或多種色譜純物質(zhì)的方法。制備色譜中的“制備”這一概念指獲得足夠量的單一化合物，以滿足研究和其他用途，制備量大小和成本高低是制備色譜的兩個(gè)重要指標(biāo)。該方法快速，時(shí)間短，效率高。黃娜娜［15］從夏橙、椏柑、檸檬和蜜柑的果皮中提取精油，再運(yùn)用高速逆流色譜對精油進(jìn)行分離，以石油醚-乙腈-丙醇（5∶3∶2）為兩相溶劑體系，分離出β-月桂烯、檸檬烯和γ-松油烯三種成分。陸秀云［16］生產(chǎn)苦水玫瑰精油的過程中，建立制備色譜方法，流動(dòng)相為0.2%甲酸甲醇（B）-0.2%甲酸水，流速為10mL／min，采用梯度洗脫的方式分離出玫瑰廢水中含量高、抗氧化活性較好的多酚物質(zhì)。沈曉強(qiáng)［17］利用快速液相制備色譜系統(tǒng)，依次以石油醚、氯仿、甲醇、水為洗脫劑進(jìn)行洗脫，對丁香提取物進(jìn)行分離，再將所收集的流分經(jīng)薄層層析檢測和紫外檢測儀觀察，合并相同的成分的流分進(jìn)行分離和純化。

4 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

4.1 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法的概述

高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法簡稱為液-質(zhì)聯(lián)用法（HPLC-MS），高效液相色譜和質(zhì)譜可分別作為分離系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。待測的樣品在色譜柱中被流動(dòng)相分離，經(jīng)質(zhì)譜的質(zhì)量分析器將離子化后的離子碎片按m／z從小到大分開，被檢測器掃描后得到質(zhì)譜圖。液-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)結(jié)合了色譜對樣品的復(fù)雜高分離能力與質(zhì)譜的高靈敏度、高選擇性及能夠提供相對分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)信息的優(yōu)點(diǎn)［18］，實(shí)現(xiàn)了色譜與質(zhì)譜的優(yōu)勢互補(bǔ)。另外，該法還具有不受樣品沸點(diǎn)的限制，熱不穩(wěn)定、高極性、難揮發(fā)的大分子化合物［19］，自動(dòng)化程度高、分析時(shí)間快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在藥用、食品和環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域。

4.2 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法的應(yīng)用

于文峰［20］采用對柚皮及提取精油后的殘?jiān)M(jìn)行色素測定，結(jié)合TLC試驗(yàn)，UV-vis試驗(yàn)表明，色素中主要成分有柚皮苷、查爾酮或橙酮類物質(zhì)。通過HPLC-MS對色素成分的分析結(jié)果表明，柚皮色素的主要成分是柚皮苷，其含量占色素總量的70%左右。HPLC-MS方法色譜條件：分析柱為 BEH（C18，2.1×100mm，1.7μm）；流動(dòng)相：乙腈 -0.2%甲酸溶液，柱溫45℃，檢測波長 200～700nm，流速0.3mL／min；進(jìn)樣量 1μL。質(zhì)譜條件：離子方式ESI＋；毛細(xì)管電壓3.5kV；檢測器電壓1.6kV；離子源溫度100℃；脫溶劑氣溫度250℃；脫溶劑氣流速500L／h；錐孔反吹氣流50L／h；碰撞能量15eV。石雙妮等［21］運(yùn)用水蒸氣蒸餾法提取出玫瑰精油，對提取后留下的副產(chǎn)物——除去殘?jiān)奶崛∫哼M(jìn)行分析，利用液質(zhì)聯(lián)用儀和超高效液相色譜飛行時(shí)間質(zhì)譜儀對提取液的多酚類化合物進(jìn)行了分析和鑒定，結(jié)果表明提取液中含有槲皮素、蘆丁等30余種酚類化合物；色譜條件：色譜柱為Waters BEH-C18柱（10.0nm×2.1mm，1.7μm）；流動(dòng)相A相為體積分?jǐn)?shù)0.1%甲酸溶液，B相為甲醇；梯度洗脫，流速0.2mL／min；柱溫30℃；紫外檢測波長360nm；進(jìn)樣量3μL。質(zhì)譜條件：毛細(xì)管電壓3.5kV；離子源溫度100℃；加熱毛細(xì)管溫度350℃；干燥氣流速600L／h，霧化氣體流速50L／h；錐孔電壓40V，碰撞能35～40eV；質(zhì)量掃描范圍 m／z100～1500。

5 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法及應(yīng)用

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法簡稱為氣-質(zhì)聯(lián)用法（GC-MS）。氣相色譜法是利用氣體作流動(dòng)相的色層分離分析方法，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法將質(zhì)譜儀（MS）與氣相色譜儀（GC）是通過接口連接，進(jìn)行氣質(zhì)聯(lián)用的方法，該方法靈敏度高，適用于分析低分子量的化合物，并且適用于分析樣品中揮發(fā)性成分［22］。

鄭亭亭［23］用三種不同方法提取金花茶葉子中精油各自最佳工藝條件，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析鑒定出金花茶葉子精油中10種含量超過1%的化合物，得知石油醚可溶的精油成分大多為脂肪酸。胡文杰等［24］采用GC-MS技術(shù)對樟樹油樟、腦樟和異樟3個(gè)化學(xué)型葉片精油成分種類進(jìn)行鑒定和比較分析發(fā)現(xiàn)不同化學(xué)型間葉精油成分存在較大差異。張堅(jiān)［25］運(yùn)用GC-MS技術(shù)對桂花精油已經(jīng)分離的色譜峰進(jìn)行定性，鑒定出了44種化合物，確定了超臨界CO2桂花精油中化合物的種類及其相對百分含量。楊倩［26］對同一批薄荷藥材在相同的貯藏環(huán)境下，通過GC-MS技術(shù)來分析其在不同貯藏期的河南西峽薄荷揮發(fā)油含量，安徽岳西薄荷揮發(fā)油含量，結(jié)果表明薄荷揮發(fā)油含量會(huì)隨著貯藏時(shí)間而呈現(xiàn)明顯下降趨勢。孟根其其格［27］對側(cè)柏葉精油進(jìn)行分析，用GC-MS聯(lián)用儀獲得精油的總離子流色譜圖，確定了側(cè)柏葉精油的基本化學(xué)成分。李大強(qiáng)［28］采用GC-MS技術(shù)分別檢測甘肅和新疆精油的成分，結(jié)果表明兩個(gè)產(chǎn)地的自然精油主要成分基本相同，但含量存在差異。該法是目前對植物精油成分分析應(yīng)用較多的方法。

6 核磁共振波譜法

6.1 核磁共振波譜法的概述

核磁共振波譜法（NMR）是利用原子核對射頻電磁波輻射的吸收的一種物理方法，它研究的對象主要是各種無機(jī)物以及有機(jī)物，是一種對物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析的有效工具，同時(shí)也可進(jìn)行定量分析［29］。

核磁共振于20世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)，但由于當(dāng)時(shí)的儀器條件不夠成熟，所以其應(yīng)用只能測定結(jié)構(gòu)方面。隨著超導(dǎo)技術(shù)［30］以及脈沖傅里葉數(shù)字變換等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和引入使得NMR定量分析方法的靈敏度增強(qiáng)，分析時(shí)間縮短，定量準(zhǔn)確性已逐漸接近HPLC方法的水平，因此逐漸被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代核磁共振技術(shù)更是逐漸朝著多元的方向發(fā)展［31］，在化學(xué)領(lǐng)域、分子生物領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都起著重要的作用。

6.2 核磁共振波譜法的應(yīng)用

陳建煙［32］運(yùn)用超臨界CO2萃取法對花葉艷山姜片精油進(jìn)行萃取，取萃取精油中的乙酸乙酯進(jìn)一步分離獲得化合物1和化合物2，將所得化合物進(jìn)行核磁共振掃描分析，結(jié)果表明化合物1與化合物2的氫譜和碳譜基本一致，判斷兩者為同一物質(zhì)。王遠(yuǎn)輝［33］先采用不同的萃取方法獲得艾納香葉的揮發(fā)物（粗提物），再對該揮發(fā)物進(jìn)行升華分離和重結(jié)晶處理，再將重結(jié)晶得到的化合物溶解于氘代氯仿中，利用核磁共振儀測定氫譜、碳譜，結(jié)論證實(shí)純化制得左旋龍腦確實(shí)是左旋龍腦。舒希凱等［34］利用多種色譜技術(shù)對芍藥花粗提物進(jìn)行分離純化，并采用現(xiàn)代波譜技術(shù)鑒定出11個(gè)多酚類化合物。閆秋瑩等［35］采用柱層析技術(shù)對天葵子醇提部位進(jìn)行化學(xué)成分分離，并通過核磁共振波譜技術(shù)來鑒定所得單體的結(jié)構(gòu)，結(jié)果鑒定出天葵子醇提取物中的6個(gè)化合物。

綜上所述，目前用來分析精油成分的方法很多，但不同的方法都有其特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)不同的精油的特點(diǎn)，選擇合適的分析方法。因此對于每一種精油的成分分析方法都應(yīng)做細(xì)化研究，精油提取方法、精油成分的種類、精油成分的純度、分析的條件等因素都需要考慮。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法在精油成分分析上被運(yùn)用最廣泛，但也有存在一些局限性，需要其他分析方法來彌補(bǔ)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法的缺點(diǎn)。因此，每一種精油分析方法都很重要，并且都在精油分析過程中起到不同的作用，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)多考慮多種分析方法的聯(lián)合使用。