纈草根提取物中揮發(fā)性香氣成分分析

蔡昊城 劉志華 熊文 張超 何沛 向能軍 司曉喜 蔣薇 朱瑞芝 張鳳梅

摘要 采用頂空-固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（HS-SPME-GC/MS）法分析了纈草根提取物中的揮發(fā)性香氣成分，結(jié)果表明，優(yōu)化確定的試驗條件為0.5 g纈草根提取物樣品，80 ℃下用紅色萃取頭萃取20 min，解吸3 min后進(jìn)GC/MS分析。纈草根提取物樣品中檢出127種揮發(fā)性香氣成分，包括醇類28種、酯類22種、烯烴類21種、酮類15種、酸類8種、酚類5種、醛類6種、烷烴類4種和其他18種。纈草根提取物中的主要成分是醇類（46.177%）和酸類（26.082%），其中（-）-桉油烯醇（13.630%）和異戊酸（24.540%）含量較高。

關(guān)鍵詞 纈草根提取物;頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法;揮發(fā)性;香氣成分

中圖分類號 R284.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）04-0186-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.04.051

Analysis of Volatile Aroma Components in Valeriana officinalis Root Extract

CAI Hao-cheng1，LIU Zhi-hua1，2，XIONG Wen1 et al （1.R&D Center of China Tobacco Yunnan Industrial Co.，Ltd.，Kunming，Yunnan 650231;2.Yunnan Key Laboratory of Tobacco Chemistry，Kunming，Yunnan 650231）

Abstract Valeriana officinalis root extract was analyzed by headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC/MS） after optimizing pretreatment conditions and instrument parameters.The results showed that the optimized experimental conditions were Valeriana officinalis root extract sample 0.5 g，extracting for 20 minutes at 80 ℃ by red extraction head，headspace sampling after desorbing for 3 minutes，then GC/MS analysis was conducted.127 flavor components were detected in Valeriana officinalis root extract，including 28 alcohols，22 esters，21 alkenes，15 ketones，8 acids，5 phenols，6 aldehydes，4 alkanes and 18 others.Alcohol （46.177%） and acid （26.082%） were the main components in Valeriana officinalis root extract.The contents of （-）-eucalyptol （13.630%） and isovaleric acid （24.540%） were higher.

Key words Valeriana officinalis root extract;Headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC/MS）;Volatility;Aroma component

基金項目 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項目（2019CP01，2018JC04）;云南省科技人才和平臺計劃項目（2018HB091）。

作者簡介 蔡昊城（1990—），男，湖南常德人，碩士研究生，研究方向：煙草化學(xué)、卷煙配方。通信作者，副研究員，博士，從事煙草化學(xué)相關(guān)研究。

收稿日期 2020-10-13

纈草是敗醬科（Valerianaceae）纈草屬（Valeriana L.）植物[1]，其根及根莖常作藥用[2]。纈草根提取物主要用于提高睡眠質(zhì)量、鎮(zhèn)靜安神[3]、保護(hù)心腦和胃腸道;由于其甜藥草香和松柏樣膏等特點，還被廣泛運用于煙草和化妝品領(lǐng)域。目前纈草粉[4]、纈草精油[5-7]、纈草根揮發(fā)油[8-9]中揮發(fā)性化學(xué)成分偶有研究，主要采用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）、頂空-固相微萃取-氣相（HS-SPME-GC）分析技術(shù);而針對纈草根提取物中揮發(fā)性香氣成分研究鮮見報道。

纈草根提取物中香氣成分相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，針對纈草根提取物樣品的特點，筆者選用靈敏度高、操作簡便的頂空-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HS-SPME-GC/MS）[10-16]，研究纈草根提取物中揮發(fā)性香氣成分，為纈草根提取物的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試材與儀器

纈草根提取物（市售）;8種固相微萃取頭：粉色（65 μm，PDMS/DVB，Stable Flex，0.68 mm）、淡藍(lán)色（85 μm，CAR/PDMS，Stable Flex，0.61 mm）、灰色（50/30 μm，DVB/CAR/PDMS，StableFlex，0.61 mm）、綠色（7 μm，PDMS，F(xiàn)used Silica，0.61 mm）、淡黃色（30 μm，PDMS，F(xiàn)used Silica，0.61 mm）、紅色（100 μm，Polyacrylate，F(xiàn)used Silica，0.61 mm）、白色（85 μm，Polyacrylate，F(xiàn)used Silica，0.61 mm）、藍(lán)色（65 μm，PDMS/DVB，F(xiàn)used Silica，0.61 mm），美國Supelco公司。456 GC-TQ固相微萃取-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Bruker公司）。

1.2 方法

稱取0.5 g樣品至頂空瓶，置于固相微萃取裝置中以80 ℃、250 r/min條件下萃取20 min后，解吸時間3 min，進(jìn)行GC/MS分析。

分析條件：載氣為He;恒流模式流速1.1 mL/min;分流比5∶1;進(jìn)樣口溫度200 ℃;色譜柱為DB-5MS柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;程序升溫：40 ℃保持1.0 min，以1.5 ℃/min 升至 240 ℃，保持8.0 min;傳輸線溫度230 ℃;離子源溫度200 ℃;電離方式為電子轟擊源（EI）;電離能量70 eV;溶劑延遲時間2.0 min;檢測方式為全掃描監(jiān)測模式;掃描范圍30～500 amu。用NIST譜庫檢索。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品前處理條件的選擇

2.1.1 萃取頭。取纈草根提取物樣品在同一條件下考察不同萃取頭對分析結(jié)果的影響。結(jié)果表明（圖1），選擇紅色萃取頭時纈草根提取物中揮發(fā)性香氣成分GC/MS分析的總積分面積最大。因此，選擇紅色萃取頭。

2.1.2 萃取溫度。

取纈草根提取物樣品，考察不同萃取溫度對檢測結(jié)果的影響。結(jié)果表明（圖2），纈草根提取物中揮發(fā)性香氣化學(xué)成分總積分面積隨萃取溫度的升高逐漸增加，80 ℃后基本穩(wěn)定。因此，選擇萃取溫度為80 ℃。

2.1.3 萃取時間。取纈草根提取物樣品，考察不同萃取時間對檢測結(jié)果的影響。結(jié)果表明（圖3），纈草根提取物中揮發(fā)性香氣化學(xué)成分總積分面積隨萃取時間的增加而增大，20 min 后趨于穩(wěn)定。因此，選擇萃取時間為20 min。

2.1.4 解吸時間。

取纈草根提取物樣品，考察不同解吸時間對檢測結(jié)果的影響。結(jié)果表明（圖4），纈草根提取物中揮發(fā)性香氣化學(xué)成分總積分面積隨解析時間的增加而增大，3 min 后達(dá)到平衡。因此，選擇解吸時間為3 min。

2.1.5 樣品量。

取纈草根提取物樣品，考察不同樣品量對檢測結(jié)果的影響。結(jié)果表明（圖5），樣品量>0.5 g時揮發(fā)性香氣化學(xué)成分的總積分面積趨于穩(wěn)定。因此，選擇0.5 g樣品量。

2.2 色譜柱的選擇

取纈草根提取物樣品，比較30 m DBWAX、30 m DB-5MS、60 m DB-WAX和60 m DB-5MS的不同長度、不同極性色譜柱對檢測結(jié)果的影響。結(jié)果表明，選擇30 m DB-5MS色譜柱分離到的香氣化學(xué)成分?jǐn)?shù)量較多且分析時間較短。綜合考慮，選擇DB-5MS柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）作為纈草根提取物揮發(fā)性香氣化學(xué)成分分析用色譜柱。

2.3 實際樣品分析結(jié)果

取纈草根提取物樣品6份，測定其揮發(fā)性香氣化學(xué)成分，以不加纈草根提取物樣品的空瓶作為空白對照，扣除空白后纈草根提取物樣品中揮發(fā)性香氣化學(xué)成分總積分面積的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.54%，代表性成分乙酸冰片酯的積分面積相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.68%。

纈草根提取物中揮發(fā)性香氣成分分析結(jié)果見表1。樣品中檢出127種揮發(fā)性香氣成分，包括醇類28種、酯類22種、烯烴類21種、酮類15種、酸類8種、酚類5種、醛類6種、烷烴類4種和其他18種。

纈草根樣品中檢測到各類的香氣成分相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為醇類46.177%、酯類10.182%、酮類4.991%、烯烴類8.256%、酸類26.085%、酚類0.258%、醛類0.284%、烷烴類1.028%、其他2.739%。由此可知，纈草根提取物中的主要成分是醇類和酸類，其中（-）-桉油烯醇（13.630%）和異戊酸（24.540%）含量較高。

3 結(jié)論

該研究優(yōu)化了測定纈草根提取物中揮發(fā)性香氣化學(xué)成分的HS-SPME-GC/MS方法，并利用此方法研究了纈草根提取物中揮發(fā)性香氣成分，結(jié)果表明，纈草根提取物樣品中檢出127種揮發(fā)性香氣成分，包括醇類28種、酯類22種、烯烴類21種、酮類15種、酸類8種、酚類5種、醛類6種、烷烴類4種和其他18種;纈草根提取物中的主要成分是醇類（46.177%）和酸類（26.082%），其中（-）-桉油烯醇（13.630%）和異戊酸（24.540%）含量較高。該研究結(jié)果可為纈草根提取物的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]段雪云，方穎，周穎，等.纈草屬植物綜合研究概況[J].中國藥師，2008，11（7）：793-796.

[2] 吳迪，張楠淇，李平亞.纈草化學(xué)成分及生物活性研究進(jìn)展[J].中國中醫(yī)藥信息雜志，2014，21（9）：129-133.

[3] 趙友興，馬青云，王鵬程，等.歐纈草化學(xué)成分與藥理的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（12）：7078-7080.

[4] 昝俊峰，方穎，龔占峰，等.纈草中揮發(fā)性成分的HS-SPME-GC法分析[J].時珍國醫(yī)國藥，2013，24（5）：1259-1261.

[5] 肖雪，羅娟敏，馬晉芳，等.GC-MS聯(lián)用技術(shù)分析纈草精油揮發(fā)性成分[J].中藥材，2017，40（6）：1348-1350.

[6] 李勝華，石國強.纈草油揮發(fā)性成分及在卷煙中的應(yīng)用[J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，24（4）：27-29.

[7] 王欣，于存峰，吳迪，等.纈草精油分析及在卷煙中的應(yīng)用研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2010，16（6）：42，107.

[8] 代澤琴，周鎂，黃秀平，等.寬葉纈草根揮發(fā)油中乙酸龍腦酯的含量測定[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（16）：7112-7113.

[9] 覃容貴，周鎂，龍慶德，等.黔產(chǎn)寬葉纈草根揮發(fā)油提取工藝優(yōu)選及其化學(xué)成分GC-MS分析[J].中國實驗方劑學(xué)雜志，2012，18（14）：62-65.

[10] 張鳳梅，蔣薇，劉春波，等.HSSPMEGCMS/MS法測定不同吸煙者唾液中的7 種生物堿[J].煙草科技，2018，51（7）：46-53.

[11] 張鳳梅，劉哲，司曉喜，等.玫瑰精油香味成分分析及在卷煙加香中的應(yīng)用[J].煙草科技，2020，53（5）：47-56.

[12] 楊繼，段沅杏，趙偉，等.頂空固相微萃取氣相色譜/質(zhì)譜分析電子煙煙液中的揮發(fā)性成分[J].煙草科技，2015，48（4）：42-48.

[13] 蔣薇，劉哲，何沛，等.HS-SPME-GC-MS/MS法分析樹苔及其提取物中的揮發(fā)性化學(xué)成分[J].化學(xué)與生物工程，2019，36（12）：56-68.

[14] 張鳳梅，申欽鵬，劉春波，等.HS-SPME-GC/MS法分析吸煙者唾液中揮發(fā)性成分[J].煙草科技，2018，51（11）：58-65.

[15] 張鳳梅，申欽鵬，劉春波，等.頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法分析酸梅膏中揮發(fā)性香氣成分[J].化學(xué)與生物工程，2018，35（1）：62-67.

[16] 張文，華佳甜，褚寧寧，等.基于固相微萃取和氣相色譜質(zhì)譜法的玫瑰‘滇紅不同花期芳香成分的分析[J].中國野生植物資源，2018，37（2）：26-32，39.