初探顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用法分析白芷的风味成分

许庆民，李 磊

（1.青海省环境监测中心站，青海西宁810007；2.山东省分析测试中心，山东济南250014）

白芷，又名香白芷。味辛，性温，归肺、脾、胃、大肠经。功能祛风解表、散寒止痛、除湿通窍、消肿排脓。现代药理研究证明，白芷除了具有解热、镇痛、抗炎等作用，临床常用治风寒感冒、头痛、牙痛、眉棱骨痛、鼻渊、肠风痔漏、赤白带下、痈疽疮疡、毒蛇咬伤等[1]。

固相微萃取（SPME）作为一种先进的风味分析技术，集合了采样、萃取、浓缩、进样等过程，能够简便、快速地检测待检物，整个检测过程不需要任何溶剂而且具有良好的选择性和高的灵敏度等特点[2]，在食品药品挥发性风味成分的分析检测中有着广泛地应用。白芷不仅是一种有特殊香味的中草药，它还能够改善局部血液循环，消除色素在组织中过度堆积，促进皮肤细胞新陈代谢，进而达到美容的作用[1]，因此对于其挥发性气味的研究也具有重要意义,文献报道大多是用超临界萃取法分析其主要化学成分[4]，然而关于白芷香味成分研究的相关文献报道并不多，故本研究采用固相微萃取和气相色谱-质谱法，对白芷中的挥发性香味成分进行了分析。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

市售食用白芷；20ml自动顶空瓶（美国Agilent公司制造）；数显恒温水浴锅（金坛市江南仪器厂）；手动SPME进样器,85μm聚丙烯酸酯( PA)萃取头；气相色谱-质谱联用仪Agilent6890N-5973N,美国Agilent公司制造。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理

先将萃取头在气相色谱的进样口老化,老化温度为250 ℃。将白芷切成小片,取5g迅速放入20mL样品瓶中,橡胶塞密封。将固相微萃取器的萃取头插入到样品瓶中,推出纤维头,不可使萃取头碰到样品,在20，40，60，80，100℃下吸附萃取15，25，35，45，55min。随后抽回纤维头，从样品瓶上拔出萃取头，将其插入气相色谱仪推出纤维头，于250 ℃解吸2.5min，之后抽回纤维头后拔出萃取头。同时启动仪器采集数据。

1.2.2 试验条件

色谱条件：HP-5毛细管色谱柱(30m ×0.25mm×0.25μm)；载气高纯氦; 不分流，恒压35kPa；起始柱温40 ℃(2min) ,以5 ℃/ min 至60 ℃,无保留；再以10 ℃/ min 至100 ℃，无保留；再以18 ℃/ min 至240 ℃(6min )。进样口温度与接口温度均为250 ℃，检测温度240 ℃。

质谱条件：离子源温度280 ℃，电离方式EI，电子能量70ev，灯丝电流150μA，扫描质量范围为29～500amu。

1.2.3 定性定量方法

定性：化合物经计算机检索同时与NIST library(107k compunds) 和Wiley Library (320k compound,version 6.0)相匹配。仅报道匹配度和纯度大于80(最大值100)的鉴定结果。

定量：相对百分含量按峰面积归一化法计算。

2 结果与讨论

2.1 白芷样品气相色谱分析条件的优化

2.1.1 萃取时间的优化

为考察萃取时间对白芷挥发性成分分析的影响,选取了15，25，35，45，55min 5个条件,萃取温度固定在50 ℃,GC-MS分析所检出的挥发性物质数量如图1。

图1 相同温度下不同萃取时间挥发性物质的数量变化

2.2.2 萃取温度的优化

选取在40，50，60，70，80℃5个温度，萃取时间为35min，GC-MS分析所检出的挥发性物质数量如图2。

图2 相同萃取时间不同温度下挥发性物质的数量变化

由图1可知当萃取时间达到35min时，白芷挥发性物质基本挥发，随着时间数量变化不大，故选取35min为最佳萃取时间；图2表明萃取温度达到60℃时，挥发物质的数量达到最大值，温度继续升高其变化不大，综合两图可得到最佳的萃取条件：60℃温度下萃取35min。

2.2 白芷挥发性成分色谱

从图3可以看出，利用HS-SPME法萃取出的挥发性成分较多而且萃取效果良好；大多数的挥发性成分在色谱条件下得到了较好分离，个别成分含量相对较高。

2.3 白芷挥发性成分分析

由表1可知，白芷挥发成分经气相色谱共分离出46种挥发性成分，经计算机质谱库(NIST/WILEY)的检索，共可鉴定出了化合物39种，,其中含量较高的且对白芷味贡献较大的有:茴香脑(37.84%) , 其它含量较多的成分是3-羟基-4,5-二甲基-2[5H]呋喃酮(22.09%)、壬基环丙烷（6.45%)、4-甲基安息香醛（3.16%）、2-羟基-4,6-二甲氧基苯乙酮（2.61%）、1-十二烯（2.44%）。

2.3 结果分析

表3 各类物质的所占百分比总汇表

表2显示，白芷挥发性风味中含量较高的是醚类（39.91%），酮类（25.83%），烃类（14.35%），其它成分的含量较以上三类小：4种醛类化合物,百分含量4.44%；5种酯类化合物,百分含量4.09%；4种醇类化合物,百分含量3.65%；7种未定性化合物，百分含量3.53%；2种酚类化合物，百分含量2.04%；4种酸类化合物，百分含量1.71%；1种含氮杂环化合物，百分含量0.45%。

2.4 检出各类化合物对香味的贡献

白芷具有特殊的香味，通过对其成分分析可知其香气主要来自其主成分茴香脑以及各种茴香醚和茴香酮等香味物质。

3 结论

1)使用Carboxen /PDMS纤维,考察了固相微萃取时间、萃取温度对气-质联用分析检出的中药白芷挥发性物质数量，找到优化的固相微萃取条件为：萃取时间35 min，萃取温度60 ℃。

2)通过顶空固相微萃取与气-质联用分析白芷挥发性成分，共检出39种挥发性物质,其中对白芷风味贡献较大的化合物有：醚类3种，酮类5种，烃类11种，酯类5种；含量较高的成分为茴香脑(37.84%)，其它含量较多的成分是3-羟基-4,5-二甲基-2[5H]呋喃酮(22.09%)、壬基环丙烷（6.45%)、4-甲基安息香醛（3.16%）、2-羟基-4,6-二甲氧基苯乙酮（2.61%）、1-十二烯（2.44%）。因此，对白芷挥发性香味成分的开发利用具有较大前景。

[1] 王本祥，现代中药药理学[M].天津科学技术出版社，1999.

[2] 刘源，周光宏，徐幸莲.固相微萃取及其在食品分析中的应用[J].食品与发酵工业，2003，29 (7) :83 - 87.

[3] Zawirska2Wojtasiak R.Op tical purity of (R) -( - ) -1-octen-32ol in the aroma of various species of edible mushrooms[ J ].Food Chemistry, 2004, 86: 113 - 118.

[4] 弥 宏,曲莉莉，任玉林.超临界萃取中药白芷的化学成分的气相色谱-质谱分析[J].分析化学研究简报，2005，33(3)：366-370.