竹葉花椒揮發(fā)油析出物的波譜分析

周孟焦 ，何鑫柱 ，陳凱，康明，梁曉峰

1.西南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院（綿陽 621010）；2.四川中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校川西北中藥材資源研究與開發(fā)利用實(shí)驗(yàn)室（綿陽 621010）

竹葉花椒（Zanthoxylum armatumDC），又名藤椒，是藥食同源植物，麻香味獨(dú)特，具有溫中止痛、殺蟲止癢的功效，可用于調(diào)味品和醫(yī)藥行業(yè)[1-2]。開展竹葉花椒物質(zhì)基礎(chǔ)研究、藥品和大健康產(chǎn)品研發(fā)，是支撐花椒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求。竹葉花椒揮發(fā)油是其香味來源的主要物質(zhì)，主要含烯類、醇類、酮類和酯類，具有鎮(zhèn)痛抗炎、抑菌殺蟲、抗腫瘤等功效，在食品行業(yè)、醫(yī)藥、芳香療法、化妝品等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊[3-4]。研究發(fā)現(xiàn)竹葉花椒揮發(fā)油中主要成分芳樟醇生理活性顯著，具有鎮(zhèn)痛、抗菌、抗焦慮等活性，在藥品、食品、日化品等行業(yè)具有廣泛應(yīng)用價(jià)值，但對(duì)其認(rèn)識(shí)還不夠深入[5]。

為探求竹葉花椒揮發(fā)油的制備及加工工藝，對(duì)竹葉花椒揮發(fā)油進(jìn)行分離提純，利用波譜分析方法對(duì)竹葉花椒揮發(fā)油析出物及素油進(jìn)行分析研究，為竹葉花椒揮發(fā)油的價(jià)值研究和竹葉花椒資源綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

竹葉花椒：采自四川綿陽某藤椒（竹葉花椒）種植基地，經(jīng)四川中醫(yī)藥專科學(xué)校江洪波副教授鑒定為蕓香科花椒屬植物竹葉花椒。

紅外吸收光譜儀（Nicolet-5700），美國熱電儀器有限公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（型號(hào)QP2020），日本Shimadzu公司；核磁共振波譜儀（Bruker Avance 600），瑞士布魯克。

1.2 方法

1.2.1 竹葉花椒揮發(fā)油的提取和析出試驗(yàn)

將干燥竹葉花椒放入500 mL圓底燒瓶中，接上揮發(fā)油提取器和冷凝管，反應(yīng)5 h，收集揮發(fā)油，用無水硫酸鈉干燥。將揮發(fā)油放入普通冰箱中冷凍（-18℃）4 h，析出白色針狀晶體，抽濾，將晶體及油分開，用蒸餾水洗滌晶體，自然晾干，得到竹葉花椒揮發(fā)油結(jié)晶；濾液即為竹葉花椒素油。

1.2.2 紅外光譜分析

竹葉花椒素油采用液膜法，晶體采用溴化鉀壓片法，掃描波長范圍400~4 000 cm-1，分辨率0.4 cm-1。

1.2.31H-NMR測定

取適量竹葉花椒揮發(fā)油晶體，用CDCl3溶液溶解，以四甲基硅烷（TMS）為內(nèi)標(biāo)，測定其1H-NMR譜。

1.2.4 GC-MS法成分分析

采用氣相色譜法進(jìn)行竹葉花椒素油及晶體的定量分析，采用氣質(zhì)聯(lián)用法結(jié)合NIST17，NIST14數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定性分析，確定主要的化學(xué)成分及其相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。素油用二氯甲烷稀釋，晶體用二氯甲烷溶解，素油和晶體采用同樣的方法分析。

氣相色譜條件：FID檢測器，非極性SH-RXi-5Sil MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純氦氣；程序升溫：60 ℃（1 min），以8 ℃/min升至140 ℃，保持3 min，再以5 ℃/min升至230 ℃，保持1 min；柱流量為1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度為240 ℃。

質(zhì)譜條件：EI電子源；離子源溫度230 ℃；掃描范圍m/z45~350 amu；溶劑延遲4 min；進(jìn)樣量1 μL（2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)二氯甲烷溶液）。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅外光譜分析

由圖1（A）可知：竹葉花椒揮發(fā)油素油在3 469，3 009，2 923，2 854，1 745，1 463，1 163和722 cm-1附近出現(xiàn)了8個(gè)明顯的紅外吸收峰；1 653，1 377，1 238，914，584和460 cm-1附近有6個(gè)吸收強(qiáng)度弱的峰。其中3 469 cm-1附近吸收峰歸屬于O—H的伸縮振動(dòng)；3 009 cm-1附近是不飽和C—H伸縮振動(dòng)；2 923和2 854 cm-1歸屬于飽和C—H伸縮振動(dòng)峰；酯類化合物的特征吸收為羰基伸縮振動(dòng)和C—O—C結(jié)構(gòu)的對(duì)稱和非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，1 745 cm-1處存在尖而強(qiáng)的吸收峰，歸屬于飽和脂肪酸的C==O吸收峰，1 238和1 163 cm-1處為C—O—C吸收峰，表明存在酯類物質(zhì)；1 463和1 377 cm-1為—CH2、—CH3的彎曲振動(dòng)峰，且甲基數(shù)量少于亞甲基；914 cm-1歸屬于烯烴C—H面外彎曲振動(dòng)；722 cm-1附近表明有4個(gè)以上的CH2相連。圖1（B）與圖1（A）譜圖相似，但晶體譜圖中吸收峰峰形明顯且尖銳，3 433 cm-1附近吸收增強(qiáng)，表明晶體中醇類物質(zhì)含量增加；3 010，1 746和1 166 cm-1附近吸收峰明顯減弱，表明晶體中烯烴類、酯類物質(zhì)減少。紅外光譜分析表明，竹葉花椒揮發(fā)油素油和晶體中均含有烯烴類、醇類、酯類和醛酮類化合物。

圖1 竹葉花椒油素油（A）和析出物（B）紅外光譜圖

2.2 1H-NMR結(jié)果分析

竹葉花椒揮發(fā)油晶體（溶劑CDCl3，600 MHz）核磁共振氫譜（1H-NMR）譜圖如圖2所示?；瘜W(xué)位移歸屬于：δ1.26（3H，s），δ1.597（3H，s）和δ1.663（3H，s）表示有3個(gè)甲基；δ3.719為羥基氫；δ5.066（1H，dd，11.4，1.8 Hz），δ5.185（1H，m），δ5.344（1H，dd，J=17.4，1.8 Hz）和δ5.853（1H，dd，17.4，11.4 Hz）為雙鍵上的4個(gè)氫型號(hào)，δ1.752~2.035（4H，m）之間有2個(gè)CH2信號(hào)，核磁譜圖分析表明竹葉花椒揮發(fā)油晶狀析出物主要成分為芳樟醇。

圖2 竹葉花椒油析出物核磁氫譜圖

2.3 GC-MS結(jié)果分析

竹葉花椒揮發(fā)油素油和晶體的總離子色譜圖（TIC）見圖3。通過計(jì)算機(jī)檢索，同時(shí)利用NIST-14和NIST-17數(shù)據(jù)庫匹配進(jìn)行定性分析（選擇匹配度＞80%），各組分相對(duì)含量按照峰面積歸一化法計(jì)算，結(jié)果見表1。

圖3 竹葉花椒揮油素油（A）和析出物（B）的GC-MS總離子流圖

由表1可以看出：從竹葉花椒揮發(fā)油素油中共分離鑒定出49種化合物，主要有烯烴類、醇類、醛酮類、酯類等，占素油總量的98.38%，其中烯烴物質(zhì)共15種，以檸檬烯、α-水芹烯為主，占56.81%；醇類物質(zhì)共9種，以芳樟醇為主，占33.03%；醛酮類及酯類共16種，占5.76%，酯類（2.5%）。竹葉花椒揮發(fā)油晶體中共分離鑒定出36種，占析出物總量的99.05%，晶體與素油共有組分為36種，其主要成分為芳樟醇，占76.45%，其中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.5%的組分有十四醛（2.88%）、己基癸醛（2.07%）、γ-杜松烯（1.78%）和α-環(huán)氧蒎烷（1.82%）。芳香醇同時(shí)存在于竹葉花椒揮發(fā)油素油和晶體中，可作為竹葉花椒揮發(fā)油的特征有效成分。

表1 GC-MS結(jié)果檢測

3 結(jié)論

竹葉花椒揮發(fā)油會(huì)發(fā)生析腦現(xiàn)象，析出物為白色晶體，析出物中共分離鑒定出36種化合物，其中芳樟醇占75%以上。竹葉花椒揮發(fā)油素油中共分離鑒定出49種化合物，主要有烯烴類（56.81%）、醇類（33.03%）、醛酮類（5.76%）、酯類（2.5%）等。與素油相比較，析出物沒有檢測出新的成分，這可為用竹葉花椒提取芳樟醇提供新的技術(shù)路線。