GC-MS对白玉兰花瓣挥发油成分的分析

向甜甜，边康鑫，陈玲至，邓仕明

（湖北民族大学林学园艺学院，湖北 恩施 445000）

白玉兰（Magnolia denudata）为木兰科玉兰属植物，又名玉兰、玉堂春、望春花、白兰花，落叶乔木，产于安徽、浙江、江西、湖南等地，多生于海拔500～1 000 m的常绿阔叶树和落叶树混交林中，是中国的名贵观赏花木［1-4］，被广泛用于医药、香精香料、化妆品等领域。花蕾可以入药，与辛夷的医药效果相同，花瓣具有芳香味，可以用来提取制备香料［5］，花被片可食用，常被用来熏茶。

近些年来，很多研究者以辛夷为材料，对其化学成分进行提取，分离出了萜类、烯类、烷类、醇类、醛类等成分［6-10］，其中多为单萜、倍半萜及其含氧衍生物。对相关成分的研究发现，这些化学成分具有很好的药理作用，比如抗炎、抗过敏、抗氧化、抑菌杀毒等［11-14］。

根据现有文献资料，关于白玉兰的挥发油成分分析报道较少，关于恩施本地种植的白玉兰研究报道几乎没有，极大地限制了其开发利用。试验以恩施地区紫玉兰和二乔玉兰花瓣为例，进行挥发油化学成分的GC-MS分析。

1 材料与方法

1.1 仪器

Agilent Technologies DB-5MS型气相色谱-质谱联用仪，BC-R203型旋转蒸发器，SHZ-CD型循环水多用真空泵，ZK-82A型真空干燥器，DZKW-D型水浴锅，KQ-2508型超声波清洗器，GC-MS联用仪，电子天平，BSXT-02型索氏提取器，Xcalibur工作站，NTST标准质谱图库。

1.2 药材与试剂

白玉兰采于湖北民族大学校内，属栽培植物品种。2017年3月中旬采集新鲜植株花瓣，洗净待用。分为4组，1组经自然阴干，标注为1号样品，另外3组分别经40、50和60℃烘8 h，分别标注为2号、3号和4号样品，备用。主要试剂：硅胶G（柱层析用），薄层层析硅胶G254，薄层层析硅胶G，层析氧化铝，三氯甲烷，正丁醇，甲醇，硫酸，盐酸，冰醋酸，乙腈，乙醇，磷酸，乙醚，石油醚（沸程 60～90℃），羧甲基纤维素纳，无水硫酸钠。

1.3 方法

1.3.1 白玉兰花瓣挥发油类成分的提取 按2005版《中国药典》植物天然精油的提取方法，分别称取100 g在不同干燥条件下处理的白玉兰花瓣，粉碎，置于1 000 mL圆底烧瓶中，加600 mL去离子水，140℃油浴加热，采用水蒸汽索氏提取法，分别提取3.0、4.0、5.0和 6.0 h，收集挥发油，称取其质量并计算挥发油提取率。

从上述不同干燥处理提取的挥发油中取0.2 g油状物用乙醚萃取3次，合并萃取液，用无水Na2SO4干燥、过滤，N2保护下挥干乙醚，得黄色油状物（0.15 mL）。将提取物转移至5 mL棕色容量瓶中，乙醚溶解并定容，加少量无水Na2SO4，放置在冰箱中保存，备用。

1.3.2 GC-MS条件 GC条件：色谱柱DB-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm），进样口温度 250℃，载气为高纯 He，流速 1 mL／min；初始柱温度 100℃，保持 3 min，1℃／min升至 218℃，40℃／min 升至 300℃，保持 10 min，分流进样 0.5 μL（分流比 10∶1）。MS 条件：电离电压70 eV，选全程离子碎片扫描（FULLSCAN） 模式， 质量范围 43～600 amu，EI离子源，分流进样，分流比为30∶1；溶剂延缓时间2 min，全波长扫描，离子温度220℃，扫描周期1 s；倍增管电压1 670 V，进样量1.0 mL。

1.3.3 白玉兰挥发油类成分GC-MS分析方法 用气相色谱-质谱联用仪，确定不同干燥条件下所得挥发油化合物的结构及名称，与已知化合物的标准图谱对照，鉴定出化合物。并计算出它们的相对分子质量、分子式和相对含量。

2 结果与分析

2.1 挥发油的提取

蒸馏萃取法和水蒸气索氏提取法是白玉兰花中提取挥发油常用的方法。其中水蒸气索氏提取时间控制比较关键，时间过长，会导致不饱和化合物及酯类化合物的分解；提取时间过短，会导致目标化合物无法溶出，挥发油的提取率降低，达不到试验分析的要求。试验以自然阴干的白玉兰花瓣为试验材料，结果见表1。由表1可知，蒸馏3 h，出油率为0.420%；蒸馏 4 h，出油率为0.479%；蒸馏 5 h，出油率为0.408%；进一步延长蒸馏时间至6 h，出油率为0.431%。故选择蒸馏时间为4 h。不同样品的挥发油出油率见表2。从表2可以看出，60℃处理的白玉兰花瓣挥发油出油率高于通过自然阴干、40、50℃干燥处理的样品，香气和颜色也比其他样品浓郁。其中，所得挥发油颜色最深的为50和60℃处理，而自然阴干和40℃干燥处理所得挥发油颜色较浅；香气则是60℃处理的样品最为浓郁，其他3种处理样品较淡。4种样品挥发油成分总离子流见图1至图4。

表1 不同蒸馏时间出油率统计

表2 不同样品挥发油得率及色泽比较

图1 1号样品挥发油成分总离子流

图2 2号样品挥发油成分总离子流

图3 3号样品挥发油成分总离子流

图4 4号样品挥发油成分总离子流

2.2 化学成分分析

利用水蒸气索氏提取法得到白玉兰花瓣挥发油类成分0.15 mL，采用GC-MS联用技术测定，并结合己知化学谱库进行分析，在自然阴干、40、50、60℃条件下分别鉴定出62、53、48、46种化合物，分离的化合物分别占挥发油类成分总量的92.21%、89.29%、89.48%、87.59%。4种不同处理的样品挥发油共有成分有46种，其中有部分化合物由于含量或者相似度较低，未能鉴定出。各化学成分挥发油含量见表3。从表3可知，不同干燥条件下处理的4种样品中提取的挥发油相同成分为46种，而且倍半萜类化合物、萜醇类化合物和萜烯类化合物是挥发油的主要成分。石竹烯为不同干燥条件下白玉兰样品挥发油的共有成分，其相对含量最高，其次为芳樟醇、（E，E）-1-甲基-5-亚甲基-8-异丙基-1，6-环癸二烯、乙酸松油酯、α-松油醇、4-萜烯醇和桉叶油素。4种不同干燥处理样品的挥发油成分共有化合物在各个处理条件样品中的含量存在差异。与其他3种干燥处理的样品相比，自然阴干样品有9种化合物是独有的，有20种化合物含量均高于其他样品。

3 讨论

针对不同蒸馏时间对挥发油出油率产生的影响做了时间梯度的试验，得出适宜的蒸馏时间为4 h。在同等条件下，在60℃干燥条件处理下，样品中挥发油出油率高于其他处理组，可推测，高温处理的样品由于严重失水，单位质量的样品中花瓣数量更多，所得的挥发油含量也更高，从而导致其出油率高。

通过对不同干燥处理的样品比较可知，自然阴干处理比其他干燥处理的样品挥发油所获得的化合物要多，但是挥发油的含量并没有呈递增或者递减的变化规律。由此可以推测，处理样品中有部分挥发油成分受温度影响比较大，可能在材料温度处理过程中挥发或者发生化学反应。各个干燥处理样品的挥发油含量未呈现一定的变化规律，这可能与所采白玉兰花瓣发育时间不同和样品处理有一定的关系。自然阴干样品所获得的化合物种类最多，且多数主要化合物的含量呈不规则递减，因此，建议在日常采收中以自然阴干最佳。

与辛夷药材、望春玉兰等挥发油的化学成分相比较［15-18］，白玉兰花瓣挥发油主要活性成分如石竹烯、桉叶油素、松油醇、芳樟醇、杜松醇等基本相同，只是相对含量有较大差异。可能同一品种在不同生长地域、不同采收季节，植物的化学成分也会产生一定的差异；不同栽培品种的化学成分也会有所差异；试验人员处理样品方法和不同的GS-MS分析方法也会带来含量的差异。在陕西和广西产白玉兰花瓣挥发油中，含量最高的是石竹烯和芳樟醇，与文献报道的同属植物较为一致。但在自然阴干白玉兰花瓣

挥发油中，萜醇类组分如芳樟醇、松油醇、杜松醇等的相对含量明显比其他类型的辛夷药材要大，而萜烯类组分如石竹烯、蒎烯、莰烯等的相对含量也高于文献报道的其他类型的辛夷药材。萜醇类化合物在药用方面具有较高价值，而香料成分主要来源于萜烯类。石竹烯是白玉兰花瓣中含量最高的挥发油成分，石竹烯氧化物具有镇痛、抗炎、抗真菌作用等［19］。因此，白玉兰花瓣挥发油成分不仅具有药用价值，也可以作为香料植物资源，具有进一步开发与利用的价值。

表3 白玉兰花瓣挥发油化学成分的GC-MS分析结果