番木瓜花挥发油提取及GC-MS分析

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　　摘 要 为研究番木瓜花的化学成分，以番木瓜花为材料，采用水蒸气蒸馏萃取法、挥发油提取器蒸馏萃取两种方式分别提取番木瓜花的挥发油，并利用气相色谱-质谱联用仪对提取出的番木瓜花的挥发油化学成分进行分离和鉴定。结果表明，利用挥发油提取器提取率约是水蒸气蒸馏法提取率的20倍，说明挥发油提取器提取效果更佳;通过GC-MS对样品进行分析发现，番木瓜花挥发油中主要包括苯乙醛、芳樟醇、古巴烯、石竹烯等成分，共26种化合物，其中9种是烷烯烃，8种是醇，2种是醛，1种是酯，1种是腈，1种是酚，4种其他化合物。
　　关键词 番木瓜花;挥发油提取;化学成分;GC-MS分析
　　番木瓜（Carica Paonpy L.）是番木瓜科（Caricaceae）番木瓜属（Carica）的多年生草本植物，墨西哥、中美洲等地为番木瓜原产地，世界其他热带、亚热带等地域也有大量培植[1]，17世纪传入我国，到现代已有300多年历史。在中国亚热带地区，番木瓜与香蕉和菠萝都被称为“岭南佳果”，且番木瓜又名“万寿果”，多食用可延年益寿[2]。番木瓜中维生素C含量很高，有通乳抗癌、抗疫杀虫等作用，也有强心等功效。通过干燥番木瓜的乳汁可以得到木瓜蛋白酶[2-3]，可用来做饼干膨松剂、嫩肉剂。据研究，番木瓜中含有如芥子酸、对羟基苯甲酸等多种多酚[4]。近年来，对番木瓜多酚成分、生物碱、木瓜蛋白酶的分析和研究较多，未见番木瓜花挥发油研究的公开报道。植物的挥发油又称为“液体黄金”，作为一种天然产物，具有抗菌、消炎、抗氧化等作用，同时又是天然香料的重要组成部分。提取的植物挥发油不仅在化妆品业、食品工业、医疗、农业害虫防治等领域广泛应用，还在人类保健方面有很大价值，故受到众多研究者的青睐[5]。近年来，一种名为“螺旋粉虱”（Aleurodicus dispersus Russell）的新入侵害虫在我国海南岛被发现，极大程度为害番木瓜叶片[6]。高泽正等[7]通过气相色谱分析测定番木瓜叶片挥发油成分来研究螺旋粉虱宿主选择性的化学生态学机制，以便于更加深入地研究番木瓜。本研究通过提取番木瓜花中的挥发油进行化学成分分析，为番木瓜花挥发油在日用食品和化学工业等领域的开发和应用提供理论和应用依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　1.1.1 实验材料
　　番木瓜花（海南省三亚市）
　　1.1.2 实验仪器与器具
　　7890B-7000B气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦科技有限公司）、鼓风干燥箱DHG-9053A（上海恒一科学仪器有限公司）、玻璃仪器气流烘干箱（巩义市予华仪器有限责任公司）、SXKW数显控温电热套（北京市永光明医疗仪器有限公司）、立式压力蒸气灭菌器LDZX-50KBS（上海申安医疗器械厂）、挥发油提取器、量筒、铁架台、1 000 mL圆底烧瓶、球形冷凝管、锥形瓶。
　　1.2 实验方法
　　1.2.1 番木瓜花挥发油提取方法
　　1.2.1.1 水蒸气蒸馏萃取法提取番木瓜花挥发油
　　将500 g番木瓜花捣碎放置于10 L蒸馏烧瓶中，加入八倍量的蒸馏水，充分混合并摇匀[8]。按照从上到下的顺序依次装置水蒸气发生器、长颈圆底烧瓶、直形冷凝管、接引管和接收瓶，检查装置的气密性。打开开关，加热至沸，一直保持沸腾状态大约8～10 h后，当冷凝水蒸气凝聚在接收瓶后，关闭加热套管的开关，静置片刻。蒸馏完毕后，待温度下降，拆除仪器。用乙醚溶液萃取至与水分层，收集番木瓜花精油至棕色瓶中，冷藏以备后续使用。
　　1.2.1.2 挥发油提取器提取法提取番木瓜花挥发油
　　称取番木瓜花500 g，在圆底烧瓶中装入番木瓜花（适当粉碎）和蒸馏水的混合液，連接挥发油提取装置。从冷凝管上部添加蒸馏水直到没过挥发油提取器刻度部分。维持混合液微沸约6～8 h，直到油量停止增加，则不再加温，待稍冷却后收集挥发油。待完成，用乙醚试剂萃取挥发油，然后打开挥发油提取器下部活塞，缓慢释放水至油层下降至0刻度，并以棕色瓶收集所得番木瓜花精油，备用。
　　1.2.2 番木瓜花挥发油化学成分的鉴定分析方法
　　使用安捷伦7890B-7000B气质联用仪，Hp-5ms（30×0.25 mm×0.25 μm），色谱条件为分流样量，分流比为5∶1，进样口和接口温度分别是250 ℃、260 ℃。
　　柱升温程序为起始温度60 ℃，保持3 min，以每分钟6 ℃的温度速率升至300 ℃，保持55 min。质谱条件为EI离子源250 ℃，电子能量70 eV，扫描质量范围为20～450 amu。
　　2 结果与讨论
　　2.1 不同方式提取的挥发油得率结果
　　结果如表1，在番木瓜花质量同为500 g条件下，分别用水蒸气蒸馏萃取法和挥发油提取器提取法提取番木瓜花挥发油。水蒸气蒸馏萃取法提取的挥发油质量最大为0.001 4 g，最小为0.000 8 g，平均质量为0.001 1 g;挥发油提取器提取法提取的挥发油质量最大为0.025 0 g，最小为0.017 0 g，平均质量为0.020 3 g。番木瓜花挥发油用水蒸气蒸馏萃取法提取率为2.2 ppm，用挥发油提取器提取率为40.6 ppm，由此可见，挥发油提取器提取出的番木瓜花精油约是水蒸气蒸馏法提取出番木瓜花精油的20倍，所以利用挥发油提取器提取番木瓜花精油的效率更佳。
　　2.2 番木瓜花挥发油主要成分的分析结果
　　利用随机GC-MS Solution工作站美国国家标准谱图库（NIST-MS，2005）自动检索的每个组分质谱数据，参考相关的文献资料，并结合保留指数（RI）鉴定，在程序升温的条件下保留指数（RI）按公式（1）计算[7]。
　　番木瓜花挥发性物质化学成分GC-MS的总离子流图如图1所示。图中各峰对应的质谱图经过GC-MS联用仪的计算机谱库检索进行定性，质谱库为NIST库。 　　结合离子流图、相似度等数据，共鉴定出匹配度较高的化学成分26种，包括9种烷烯烃，8种醇，2种醛，1种酯，1种腈，1种酚以及其他4种化合物，如表2。其中有些化学成分有很大的药用价值，比如芳樟醇有镇痛和催眠的疗效[9]。
　　3 结论
　　通过提取番木瓜花挥发油，并经GC-MS对挥发油进行化学成分分析，确定了番木瓜花挥发油中的主要成分，可以为番木瓜花的进一步利用提供依据[10]。经分析，共从番木瓜花挥发油中鉴定出26种化合物，如表2所示，其中9种是烷烯烃，8种是醇，2种是醛，1种是酯，1种是腈，1种是酚以及4种其他化合物。番木瓜利用价值极高，不仅可以作为鲜果食用，还具有一定药用价值。精油是一类存在于植物体内的次生代谢物，是可从组织中提取而来的可挥发的油状液体芳香物质，天然、无毒、无害，可用作抗氧化剂和抗菌剂。当前，通过对植物精油化学成分和生物活性进行深入研究发展，番木瓜花中含有的有效成分具有较大的开发价值。番木瓜花挥发油具有消炎抑菌、抗癌、提高免疫力、诱使肿瘤细胞凋亡等多种生物活性，在医药和其他产业中应用前景广阔。利用番木瓜花挥发油可以开发一些抗菌消炎、保肝护肝、抗疲劳、提高免疫力以及抗肿瘤的保健品或者生物制剂，且其具有特殊香味，可以制作成高级香水、番木瓜花的护肤品等。番木瓜花挥发油中的苯乙醛作为重要有机中间体，是调和具有花香香精的原料之一，广泛应用于芳香剂、合成药物和食品添加剂等多种精细化学品的工业生产中[11，12];芳樟醇具有铃兰花香气，应用于化妆品、医药等领域，有抗菌、除臭等功效，还可用于各种香精的调配[13，14];苯甲腈作为有机合成过程中的重要中间体，在各个方面应用广泛[15]。石竹烯和榄香烯具有独特香气，榄香烯具有抗肿瘤作用[16]，可以降低肿瘤细胞的活性甚至使其凋亡;蛇麻烯可以消炎、抑菌，还可以减少水肿和治疗肺炎;橙花叔醇具有微弱香气，可作为食品加工中的香精[17];亚油酸乙酯具有抗癌、调控代谢的性能，作为药物原料，性能优于亚油酸，可作为其优良替代品[18]。到目前为止，对于番木瓜其他部位的研究已经比较深入，但对于番木瓜花的研究还处于基础阶段，因此研究番木瓜花挥发油提取及分析对更加全面、深入地对番木瓜各部位进行利用以及提高番木瓜产业的实际生产效益都具有重要意义。
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　　（責任编辑：赵中正）
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