超临界CO_2萃取竹叶花椒挥发油的成分和分子光谱分析_李潮俊.pdf

食品工业 2023 年第44卷第 2 期 319 分析检测residues in teaJ.Food Chem,2020,321:126657.11 邵林,刘晓云,李福敏,等.多壁碳纳米管结合气相色谱-电子捕获检测法同时测定茶叶中18种有机氯类农药残留J.食品安全质量检测学报,2021,20(12):8136-8140.12 ZOU N,HAN Y T,LI Y J,et al.Multiresidue method for determination of 183 pesticide residues in leeks by rapid multiplug filtration cleanup and gas chromatographytandem mass spectrometryJ.Agri Food Chem,2016,64(31):6061-6070.13 乐渊,刘春华,吴南村,等.多壁碳纳米管净化-高效液相色谱串联质谱法测定瓜菜中双酰胺类杀虫剂J.食品安全质量检测学报,2019,10(10):2961-2966.14 张帆,张莹,黄志强,等.多壁碳纳米管固相萃取/超高效液相色谱-串联质谱测定茶油中12种氨基甲酸酯类农药J.分析测试学报,2019,38(4):411-416.15 HAN Y,ZOU N,SONG L,et al.Simultaneous determination of 70 pesticide residues in leek,lesf lettuce and garland chrysanthemum using modified QuEChERS method with multi-walled carbon nanotubes as reversed-dispersive solide-phase extraction materialsJ.J Chromatogr B,2015,1005:56-64.16 张聪,游菁菁,陈亮,等.多壁碳纳米管QuEchERS-液相色谱-串联质谱法快速检测茶叶中的氯虫酰胺残留量J.食品安全质量检测学报,2021,12(20):8062-8067.超临界CO2萃取竹叶花椒挥发油的成分和分子光谱分析李潮俊1,2，周孟焦1，张玉2，陈凯1，康明2，梁晓峰1,2*1.四川中医药高等专科学校川西北中药材资源研究与开发利用实验室，绵阳市中药资源开发利用重点实验室（绵阳 621010）；2.西南科技大学材料与化学学院（绵阳 621010）摘要为建立竹叶花椒挥发油的指纹图谱,利用超临界CO2萃取法提取竹叶花椒挥发油,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、傅里叶变换红外光谱仪和激光拉曼光谱仪对获得样品进行测试和分析,获得竹叶花椒挥发油的成分组成和特征图谱。结果表明:从竹叶花椒挥发油能分离鉴定出62种化合物,包括醇类、烯烃类、酮醛及酯类物质;样品的红外光谱共有21条特征谱带,可归属羟基(CO)、羰基(C=O)、双键(C=C)等基团的振动,这些基团主要来自于挥发油中的醇类、烯烃类、酮醛及酯类物质;拉曼光谱共有5条特征谱带,可归属为醇类、烯烃类物质上甲基(CH3)、亚甲基(CH2)、双键(C=C)的振动。关键词竹叶花椒;挥发油;气相色谱-质谱(GC-MS);红外光谱;拉曼光谱 Composition and Molecular Spectral Analysis of the Essential Oil of Zanthoxylum armatum DC.Extracted by Supercritical CO2LI Chaojun1,2,ZHOU Mengjiao1,ZHANG Yu2,CHEN Kai1,KANG Ming2,LIANG Xiaofeng1,2*1.Laboratory of Research and Development and Utilization of Chinese Medicinal Materials in Northwest Sichuan,Mianyang Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Resources Development and Utilization,Sichuan College of Traditional Chinese Medicine(Mianyang 621010);2.School of Materials and Chemistry,Southwest University of Science and Technology(Miangyang 621010)Abstract In order to establish the fingerprint of the volatile oil of Zanthoxylum bungeanum,use supercritical CO2 extraction to extract the essential oil of Zanthoxylum bungeanum,and use gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS),Fourier transform infrared spectrometer and laser Raman spectrometer to compare the obtained oil.The samples were tested and analyzed,and the composition and characteristic map of the volatile oil of Zanthoxylum bungeanum were obtained.The results showed that 62 compounds,including alcohols,alkenes,ketones,aldehydes and esters,could be separated and identified from the volatile oil of prickly ash.The infrared spectrum of the sample had a total of 21 characteristic bands,which could be attributed to the vibrations of hydroxyl(CO),carbonyl(C=O),double bond(C=C)and other groups,which were mainly from alcohols,olefins,ketone aldehydes and esters in volatile oil.Raman spectrum had 5 characteristic spectra bands,which could be attributed to the vibrations of methyl(CH3),methylene(CH2),and double bonds(C=C)on alcohols and olefins.Keywords Zanthoxylum armatum DC.;volatile oil;gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS);infrared spectroscopy;Raman spectroscopy竹叶花椒（Zanthoxylum armatum DC.）为芸香科花椒属植物，主要分布在我国秦岭以南的广大西南地区1，其根、茎、叶、果实、种子均可入药，同时也是一种广受欢迎的调味料，在食品、农业、医药、保健食品工业 2023 年第44卷第 2 期 320 分析检测等领域具有巨大发展潜力2。近年来，对竹叶花椒挥发油的研究取得积极进展。竹叶花椒挥发油是其香气的主要来源，是鉴定竹叶花椒品质的重要依据，同时在抗炎镇痛、杀虫抑菌等方面有着重要应用3-7。对竹叶花椒挥发油的组成成分及其指纹图谱研究，是深入认识竹叶花椒的基础，也是拓展其综合应用领域的关键。超临界CO2萃取集萃取、分离技术为一体，有着绿色、无毒害、产率高等优点，较低的萃取温度、无溶剂污染及无氧环境能最大程度地保护天然活性成分，因此常被用在天然活性成分的提取上8-9，因其绿色环保、工艺简单、自动化程度高，被广泛应用于工业生产。为建立竹叶花椒挥发油的成分和指纹图谱，进一步发挥竹叶花椒价值，提高竹叶花椒挥发油利用率，以竹叶花椒果皮为原材料，采用超临界CO2萃取法从竹叶花椒果皮中提取挥发油样品，利用GC-MS、红外光谱、拉曼光谱等技术对其进行分析和探讨。1材料与方法1.1材料与仪器1.1.1主要材料与试剂干燥的竹叶花椒果皮（幺麻子食品股份有限公司，产地为四川省眉山市洪雅县）；CO2气体（纯度99.99%，食品级，昌俊气体有限公司）；无水乙醇（分析纯，成都市科隆化学品有限公司）。1.1.2主要仪器与设备HA120-50-05型超临界萃取装置（南通市华安超临界萃取有限公司）；FT-IR5700红外光谱仪（美国热电仪器有限公司）；QP2020气相色谱-质谱联用仪（日本Shimadu公司）；In Via型激光拉曼光谱仪（英国雷尼绍公司）。1.2方法1.2.1超临界CO2萃取法提取竹叶花椒挥发油HA120-50-05型超临界萃取装置自带两级分离系统及分离釜、分离釜，在不调节分离系统温度、压力的情况下会从分离釜中得到挥发油，此时分离釜中无产物。通过调节分离釜的温度、压力，影响超临界流体的溶质能力，可在分离釜将挥发油中的杂质分离出来，挥发油随超临界流体通向分离釜中进行分离。通过调整工艺参数，获得2种工艺条件的挥发油。其一是使用超临界萃取装置，在萃取时间80 min、萃取温度25.5、萃取压力25.5 MPa条件下，从分离釜中得到的挥发油，编号C1。其二是在同样萃取条件下进行萃取，通过调节分离釜中的温度、压力，在萃取的同时对挥发油进行分离纯化，从分离釜中得到的纯化后的挥发油，编号C2。1.2.2GC-MS分析用移液枪取0.1 mL挥发油样品，用乙醇定容至10 mL备用。气相色谱条件：非极性SH-RXi-5Sil MS毛细管柱（30 m0.25 mm0.25 m），柱温60，保持1 min，以4/min升至120，以5/min升至200，保持1 min；载气为高纯氦气，柱流量1.0 mL/min，进样口温度230，不分流进样，接口温度240，溶剂延迟时间3.0 min。质谱条件为：EI电子源，电离能70 eV，离子源温度230，扫描范围（m/z）35450 amu。1.2.3红外光谱分析采用液膜法，先压制空白溴化钾片，在测试时用微型移液枪取少量待测样品涂抹在空白溴化钾片上，红外扫描波长范围4004 000 cm-1，分辨率0.4 cm-1。1.2.4拉曼光谱分析拉曼测试条件：激光波长785 nm，物镜放大倍数50 倍，采谱范围4003 000 cm-1，分辨率12 cm-1。2结果与分析2.1GC-MS结果分析通过计算机检索，利用NIST-17数据库匹配进行定性分析（选择匹配度80%），将各组分相对含量按照峰面积归一法计算，结果见表1。峰号保留时间化合物相对分子质量分子式相对含量/%匹配度/%C2C116.740-水芹烯136C10H1613.7710.779526.865-蒎烯136C10H160.800.769337.045-月桂烯136C10H161.891.249347.350正辛醛128C8H16O0.030.019857.535-水芹烯136C10H160.030.019468.215D-柠檬烯136C10H168.136.519278.535-罗勒烯136C10H160.270.169488.930-松油烯136C10H160.440.229699.265芳樟醇氧化物170C10H18O21