萃取温度对蒙早苦荬菜各部位挥发性成分的影响_郝俊峰.pdf

第 卷第期 草地学报 年 月 ：萃取温度对蒙早苦荬菜各部位挥发性成分的影响郝俊峰，闫雨婷，王志军，贾玉山，袁宁，格根图（内蒙古农业大学草原与资源环境学院，农业农村部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室，内蒙古 呼和浩特 ）摘要：为探究蒙早苦荬菜（）不同部位（种子、根、茎、叶和花）挥发性成分的差异，本试验采用顶空固相微萃取（，）结合气质联用仪（，），对 和 萃取条件下蒙早苦荬菜种子、根、茎、叶和花的挥发性成分进行分析，通过 质谱库检索并运用峰面积归一法确定各个组分的相对含量。结果表明：蒙早苦荬菜释放的挥发性成分主要为醇类、醛类、酮类和烃类；较高的萃取温度促进了蒙早苦荬菜中挥发性成分的释放，和 萃取温度下分别鉴定出 和 种挥发性成分；其中己醇、己醛、紫罗兰酮、乙酸、二氢猕猴桃内酯和石竹烯为 萃取温度下蒙早苦荬菜的主要成分；戊醇、壬醛、紫罗兰酮、十八烷二酸和二氢猕猴桃内酯为 萃取温度下蒙早苦荬菜的主要成分；不同部位释放的挥发性物质组成及含量不同，叶中含有更多的挥发性成分。本试验可为蒙早苦荬菜挥发性成分的开发及其芳香健康功效等精深加工的研究提供科学参考和理论依据。关键词：蒙早苦荬菜；萃取温度；顶空固相微萃取；挥发性成分；气相色谱质谱联用技术中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，）：（，），（）（），.，.，.，.：；收稿日期：；修回日期：基金项目：财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系；内蒙古自治区自然科学基金（）；内蒙古自治区大学生创新创业训练计划项目（）资助作者简介：郝俊峰（），男，蒙古族，内蒙古呼和浩特人，博士研究生，主要从事牧草加工与利用方向研究，：；通信作者 ，：植物挥发性成分是指植物在自然条件下所产生的各种挥发性有机物质，它们成分复杂，一般含量低、挥发性强而活性高。前苏联植物生理学家 博士于 年首次提出“挥发性成分”，它被称作芬多，也被称作植物杀菌素、植物精气或者植物挥发性有机物，它的沸点低，分子量小，易挥发，由醇类、草地学报第 卷醛类、烃类、脂肪酸、芳香族和含氮类化合物组成，其生物活性一般很高，。有研究显示，挥发性和芳香成分不但能给人带来愉悦的感觉，而且通过吸收进入人体血液中能起到保健作用。近年来，挥发性化合物的提取方法越来越多，主要有压榨、溶剂萃取、蒸汽蒸馏等；现代提取技术主要有：微波辅助提取、超声波辅助提取、顶空固相提取等。顶空固相微萃取技术是以固相萃取为基础，充分利用固相萃取的优势，只需一台类似于进样机的固相微萃取设备就可以完成整个预处理，利用层析进样口供给能源进行解吸和进样，操作简便，无需溶剂，用样量少，选择性强，易于实现自动化。影响固相微萃取过程的因素有很多，萃取温度就是其一。指出，萃取温度对吸附样品具有两面性，一定范围内的温度有助于顶空萃取，但随温度的升高，萃取头分析组分的能力开始降低，进而影响总离子流图的总峰面积。李宇宇等 研究表明 是天然牧草挥发性成分的最佳萃取温度，而袁宁等 研究表明，是苜蓿挥发性成分的最佳萃取温度，这说明不同植物材料其挥发性成分的最适萃取温度存在一定的区别，然而蒙早苦荬菜中挥发性成分在 和 萃取条件下存在的差异尚且未知。蒙早苦荬菜（）是由原内蒙古农牧学院张秀芬教授等人以河北省唐山地区引入苦荬菜品种作原始材料，经多次混合选育而成的菊科莴苣属一年生草本植物 。植株富含白色乳汁，微带苦味，且营养丰富，具有产量较高、适口性好等优点，可作为优质的牧草饲料，并在内蒙古大部分地区、山西、河北以及甘肃、宁夏和山东等地种植。此外，蒙早苦荬菜还具有较高的药用价值，其富含黄酮、三萜和甾醇等生物活性成分，具有抗氧化、抑菌和抗病毒等作用 。就挥发性成分分析来看，周向军等 利用水蒸气蒸馏法从苦苣菜叶中共提取出 种挥发性成分，主要有奎癸烷、十六酸甲酯、植醇和癸醛。乔春燕等 利用乙醚从苣荬菜中提取到 种挥发性成分，酸类较多，酯类其次，醇类较少。然而，关于苦荬菜尤其是蒙早苦荬菜挥发性成分以及对各部位的贡献尚少见报道。综上，本研究采用 顶 空 固 相 微 萃 取（，）结合气相色谱质谱联用（，）技术对不同萃取温度（和）下蒙早苦荬菜不同部位，即种子、根、茎、叶和花中的挥发性成分进行鉴定和分析，采用峰面积归一化法计算挥发性成分相对含量，以期为苦荬菜在化工、食品、药品及保健领域的应用提供理论和参考依据。材料与方法 实验材料实验材料为蒙早苦荬菜。年月日在内蒙古农业大学牧草种植基地进行播种，适时浇水锄草，于初花期选择大小一致、无病虫害的蒙早苦荬菜植株，将其分成根、茎、叶和花个部位，种子来自结实期时植株所得。所有样品均经 冻干机冻干处理，粉碎，装入自封袋保存。试验方法称取蒙早苦荬菜初花期的根、茎、叶和花以及结实期的种子各，置于 顶空瓶中，密封。将固相微萃取针插入顶空瓶中，挥发性成分测定方法参照 、李宇宇 的方法进行，部分实验进行了优化。（，型号，美国 公司生产）条件设计为：色谱柱为 石英毛细管柱，起始温度为 ，停留 ，以 升温至 ，停留 ，继续以 升温至 ，停留 。进样口温度 ，载气为高纯氦气，流速为 ，分流进样。萃取头为 ，将样品分别在 和 吸附 ，进样口 解析 。（，型号，美国 公司生产）质谱的离子源为 源，离子传输线 ，离子源温度为 ，电子能量 ，质量扫描范围 。数据统计分析采用 和 数据库检索，核对标准质谱图，查阅相关文献资料，并利用匹配度对挥发性组分进行定性分析，初步得出其分子式及分子结构，并应用峰面积归一化法计算挥发性组分的相对含量。使用 软件对数据进行整理。结果与分析 蒙早苦荬菜不同部位挥发性成分的主要类别分析采用 结合 法对蒙早苦荬菜在，萃取条件下不同部位的挥发性成分进行测定，总离子流图见图和图，所得化学组分及第期郝俊峰等：萃取温度对蒙早苦荬菜各部位挥发性成分的影响含量见表表。在 和 萃取温度下，蒙早苦荬菜花中的挥发性物质种类均为最多，分别为 种和 种。萃取温度下，根中的挥发性物质种类最少，为 种；萃取温度下，种子中的挥发性物质种类最少，为 种。对不同萃取温度下蒙早苦荬菜各部位的挥发性成分进行分析，可知主要化合物类别有醇类、醛类、酮类、酸类、酯类、烃类、芳香族类、杂环类以及醚类等（表和表）。其中，以醇类、醛类、酮类、烃类和芳香族类化合物种类及含量较多。图蒙早苦荬菜在 萃取下不同部位挥发性成分的 图谱 图蒙早苦荬菜在 萃取下不同部位挥发性成分的 图谱 草地学报第 卷表蒙早苦荬菜在 萃取下各类挥发性成分的相对含量对比 化合物种类 种子 根 茎 叶 花 种类 含量 种类 含量 种类 含量 种类 含量 种类 含量 醇类 醛类 酮类 酸类 酯类 烃类 芳香族类 杂环类 醚类 合计 表蒙早苦荬菜在 萃取下各类挥发性成分的相对含量对比 化合物种类 种子 根 茎 叶 花 种类 含量 种类 含量 种类 含量 种类 含量 种类 含量 醇类 醛类 酮类 酸类 酯类 烃类 芳香族类 杂环类 醚类 合计 蒙早苦荬菜不同部位下醇类物质挥发性成分分析蒙早苦荬菜在 和 萃取温度下不同部位醇类物质组分及相对含量见表。在 萃取温度下，花中的醇类物质数目最多，为 种，但相对含量较低，为醇类物质总量的；种子中的醇类数目相对较少，而相对含量最高为 。由表可知，醇类物质中己醇、戊醇的相对含量较高，分别为 和；其次为辛烯醇、异植物醇和苯乙醇等。在 萃取温度下，种子和花中的醇类物质为最多，达种，其中种子中的相对含量最高，占醇类物质总量的 ；花中醇类物质的相对含量较高为 。由表可知，醇类物质中戊醇、苯乙醇的相对含量较高，分别为 和；其次为壬醇、反庚烯醇和癸炔醇等。表蒙早苦荬菜在 和 萃取温度下不同部位醇类物质组分及相对含量 序号 保留时间 化学成分 分子式 相对含量 （）种子 根 茎 叶 花 ，二羟基维生素，戊烯醇 环戊醇 乙基甲基戊醇 甲基环己醇 第期郝俊峰等：萃取温度对蒙早苦荬菜各部位挥发性成分的影响续表序号 保留时间 化学成分 分子式 相对含量 （）种子 根 茎 叶 花 双环 庚烯醇 戊醇 （）甲基丁醇（）甲基丁醇 顺式戊烯醇 叶醇 己醇 庚醇 反式庚烯醇 辛烯醇 庚基甘露醇 双环 辛烷，二醇 ，苯甲醇 ，辛二烯醇，二环戊基，二醇，反式辛烯醇 癸炔醇 甲基辛烯醇 异植物醇 甲基环庚醇 苯乙醇 ，二硬脂酰 甘油，羟基，二氢麦芽糖醇 ，紫罗兰醇 壬醇 ，三甲基十二醇，十四烷氧基乙醇 菖蒲醇 二十三烷醇 山嵛醇 ，双（十二烷氧基）十六烷，（）吡咯烷基苯，二醇 ，十六烷醇 十七烷醇 （）（十八烷氧基）乙醇（）（）（），二棕榈精（），注：“”表示未检出，下同 ：，蒙早苦荬菜不同部位下醛类物质挥发性成分分析蒙早苦荬菜在 和 萃取温度下不同部位醛类物质组分及相对含量见表。在 萃取温度下，叶中的醛类物质数目最多，达 种，其相对含量最高，为 。由表可知，醛类物质中壬醛和己醛的相草地学报第 卷对含量较高，分别为 （叶）和 （茎）；其次为反式，庚二烯醛、癸醛和环柠檬醛等。在 萃取温度下，根、茎、叶中的醛类物质数目最多，达 种，其 中 叶 中 的 相 对 含 量 最 高 为 。根 与 茎 中 的 相 对 含 量 也 较 高，分 别 为 和 。由表可知，在醛类物质中，壬醛和椰子醛的相对含量较高，分别为（叶）和（种子）；其次为己醛、苯甲醛和环柠檬醛等。表蒙早苦荬菜在 和 萃取温度下不同部位醛类物质组分及相对含量 序号 保留时间 化学成分 分子式 相对含量 （）种子 根 茎 叶 花 ，环氧甲基丁烷，异戊醛 甲基丁醛 甲基丁醛 反式戊烯醛 己醛 糠醛 已烯醛 庚醛 ，环氧庚烷，反式，己二烯醛 ，反式庚烯醛 苯甲醛 反式，庚二烯醛 ，乙基环戊烯甲醛 氧代苯烯醛 苯乙醛 桃醛 反式辛烯醛 反式十二烯醛 甲基苯甲醛 壬醛 ，十八烯醛，乙基苯甲醛 ，二甲基苯甲醛，二氢，三甲基苯甲醛，癸醛 反式十八碳烯醛 反式，壬二烯醛 ，环柠檬醛 溴十八醛 ，三甲基环己烯基乙醛，亚乙基苯乙醛 椰子醛 顺式甲基氧代环己烷丁醛 十八烯醛 蒙早苦荬菜不同部位下酮类物质挥发性成分分析蒙早苦荬菜在 和 萃取温度下不同部位酮类物质组分及相对含量见表。在 萃取温度下，叶中的酮类物质数目最多，达种，其相对含量最高，为 。由表可知，酮类物质中紫第期郝俊峰等：萃取温度对蒙早苦荬菜各部位挥发性成分的影响罗兰酮、，辛二烯酮的相对含量较高，分别为（叶）和（叶）；其次为甲基庚烯酮、香叶基丙酮和 羟 基恶 唑环 壬酮等。在 萃取温度下，花中的酮类物质数目最多为种，其相对含量为 ；叶中的酮类物质相对含量最高，为 。由表可知，酮类物质中紫罗 兰 酮、香 叶 基 丙 酮 的 相 对 含 量 较 高，分 别 （叶）和 （花）；其次为环癸酮、，辛二烯酮和二乙基螺环 己烷酮等。表蒙早苦荬菜在 和 萃取温度不同部位酮类物质组分及相对含量 序号 保留时间 化学成分 分子式 相对含量 （）种子 根 茎 叶 花 戊烯酮 甲基亚甲基烯酮 庚酮 甲基庚烯酮 （吡啶（）基）乙酮（），三甲基环己烯酮，氯苯丁酮 ，辛二烯酮，二乙基螺环 己烷酮 羟基恶唑环 壬酮 乙基甲基 吡咯，二酮乙基甲基 吡咯，二酮 环癸酮 ，羟基丁基，三甲基环己烯酮，香叶基丙酮 紫罗兰酮 植酮 蒙早苦荬菜不同部位下酸类物质挥发性成分分析蒙早苦荬菜在 和 萃取温度下不同部位酸类物质组分及相对含量见表。在 萃取温度下，花中的酸类物质数目最多，达种，其相对含量较高为。由表可知，酸类物质中乙酸、正己酸的相对含量较高，分别为（叶）和（种子）；其次为丙二酸等。在 萃取温度下，叶中的酸类物质数目最多，达种，其相对含量最高为 。由表可知，酸类物质中亚油酸的相对含量较高，分别为 （种子）；其次为芥酸和顺式辛基氧基十一烷酸等。表蒙早苦荬菜在 和 萃取温度不同部位酸类物质组分及相对含量 序号 保留时间 化学成分 分子式 相对含量 （）种子 根 茎 叶 花 丙二酸 乙酸 氨基甲基苯甲酸 正己酸 硬脂酸酐 ，羟基，甲基，十六碳烯酸，草地学报第 卷续表序号 保留时间 化学成分 分子式 相对含量 （）种子 根 茎 叶 花 十八烷二酸 十二烷基琥珀酸酐 辛基，（，）氧代辛酸 ，（，）顺式辛基氧基十一烷酸 芥酸