花椒挥发油GC-MS指纹图谱及其成分的研究

论文摘要

花椒是一种常见的调味品,其化学成分主要有挥发油、生物碱、酰胺、木脂素、香豆素、黄酮类物质、脂肪酸等。花椒产地不同,花椒中的各种组分及其含量也不同。花椒挥发油由于受气候条件、土壤性质、产地、品种等诸多因素的影响,极少出现有完全相同的成分组成和相同含量的分析结果。本论文比较了水蒸汽蒸馏法、溶剂萃取法和同时蒸馏萃取法三种挥发油提取方法,将GC-MS指纹图谱技术应用于花椒挥发油的分析,建立了花椒挥发油指纹图谱,并对花椒挥发油的成分进行了分析,采用GC法测定了花椒挥发油中柠檬烯和芳樟醇的含量。研究结果如下：（1）比较了水蒸汽蒸馏法、溶剂萃取法和同时蒸馏萃取法,得到同时蒸馏萃取法提取花椒挥发油效果最好,并且确定了提取条件为：将干燥花椒果皮粉碎,过40目,采用无水乙醚为提取溶剂,超声波处理5min,同时蒸馏萃取提取3h。（2）对花椒挥发油指纹图谱进行研究,建立了花椒挥发油指纹图谱分析条件。气相色谱条件：石英毛细管柱RtX-Wax（0.25μm×30m×0.32mm,100%聚乙二醇固定相）；程序升温,柱温40℃,保持1min,以3-C／min升至65℃,再以10℃／min升至90℃,然后以1.5℃／min升至120-C,最后以10℃／min升至230℃,保持5min分流比25：1；载气为高纯He,柱前压为50kPa,流速为1.0mL／min；进样口温度250℃；接口温度250℃；溶剂延迟时间2.5 min。质谱条件：El电子源,离子源温度220℃,扫描范围35-450m／z,标准图库NIST05。（3）对四川、重庆、云南、贵州、甘肃地区青花椒和红花椒样品挥发油进行了GC-MS分析,分别建立了青花椒挥发油指纹图谱和红花椒挥发油指纹图谱。青花椒挥发油指纹图谱有20个共有峰,红花椒挥发油指纹图谱有11个共有峰。青花椒挥发油主成分经聚类分析后,16批样品聚为4类,这4类青花椒产地分别是四川洪雅藤椒基地、云南昭通、重庆、四川金阳。红花椒挥发油主成分经聚类分析后,16批样品也聚为4类,分别是甘肃天水市秦安县郭家镇大油椒、甘肃天水市秦安县和四川阿坝州金川县、四川汶川县、四川汉源和凉山州。（4）32批花椒样品中,青花椒挥发油含量变化范围为9.62 g／100g～13.61g/100g,而红花椒挥发油含量变化范围为6.79g/100g～12.20g/100g,青花椒挥发油含量与红花椒挥发油含量之间存在极显著性差异（P≤0.01）。青花椒挥发油中,共有峰占总峰面积的百分比平均为88.39%,其中萜烯类平均峰面积百分比为41.95%,醇类56.06%,酮类1.99%。红花椒共有峰占总峰面积的百分比平均为75.90%,其中萜烯类平均峰面积百分比为52.59%,醇类34.50%,酯类12.91%。（5）采用GC法建立了柠檬烯和芳樟醇的含量测定方法,得到柠檬烯回归方程Y=306213X-8925.9（r=0.9997,n=7）,线性范围0.4765mg／mL-9.5300mg／mL,芳樟醇回归方程Y=225875X+25659（r=0.9994,n=8）,线性范围1.0535 mg／mL-23.1300 mg／mL。对四川、重庆、云南、贵州、甘肃地区花椒样品挥发油中的柠檬烯和芳樟醇含量进行测定,结果表明,柠檬烯含量从2.9401 mg／g～29.1082 mg／g不等,青花椒挥发油中柠檬烯含量均值为12.8883mg／g,红花椒挥发油中柠檬烯含量均值为14.0397 mg/g,二者间无显著性差异;芳樟醇含量从1.5702 mg／g-114.2165 mg／g不等,青花椒挥发油中芳樟醇含量均值为红花椒的9.13倍,分别为72.5295 mg／g和7.9406 mg／g,且青花椒挥发油中芳樟醇含量与红花椒之间存在极显著性差异（P≤0.01）。32批花椒挥发油中,柠檬烯含量与芳樟醇含量间无显著相关性。花椒挥发油指纹图谱的研究,使花椒挥发油的研究从单一成分定性定量分析,转向有效成分群体分析,更加科学、准确地反映了花椒的内在品质。因此,花椒挥发油指纹图谱的建立,可以作为花椒的鉴别和质量控制模式,并为中药标准指纹图谱的建立提供基础,这既有创新性又有现实意义。本论文为国家自然科学基金项目“基于近红外光谱的花椒品质快速检测机理及模型优化方法研究”（30671198）和重庆市重点自然科学基金项目“花椒和生姜中功效成分组成和功能性质及定量检测的研究”（CSTC2006BA1007）的部分研究内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 概述
• 1.1.1 花椒的品种和产地
• 1.1.2 花椒的化学成分
• 1.2 花椒挥发油研究现状
• 1.2.1 花椒挥发油提取方法
• 1.2.2 花椒挥发油的化学成分
• 1.2.3 花椒挥发油的生物功能
• 1.2.4 花椒挥发油的检测及包埋技术
• 1.3 中药指纹图谱原理及应用
• 1.3.1 中药指纹图谱的概念及特点
• 1.3.2 中药指纹图谱的原则
• 1.3.3 中药指纹图谱技术路线
• 1.4 挥发油指纹图谱的研究现状
• 1.5 立题意义和主要研究内容
• 1.5.1 论文的意义
• 1.5.2 论文的主要研究内容
• 第2章 花椒挥发油提取工艺研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器设备
• 2.1.4 实验方法
• 2.1.5 分析方法
• 2.1.6 数据处理方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 水蒸汽蒸馏法
• 2.2.2 溶剂萃取法
• 2.2.3 同时蒸馏萃取法
• 2.3 小结
• 第3章 花椒挥发油指纹图谱研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 主要试剂
• 3.1.3 主要仪器设备
• 3.1.4 实验方法
• 3.1.5 分析方法
• 3.1.6 数据处理方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 气相色谱质谱条件的确定
• 3.2.2 方法学考察结果
• 3.2.3 花椒挥发油指纹图谱的建立与分析
• 3.2.4 系统聚类分析
• 3.3 小结
• 第4章 花椒挥发油的成分分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 主要试剂
• 4.1.3 主要仪器设备
• 4.1.4 实验方法
• 4.1.5 分析方法
• 4.1.6 数据处理方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 花椒挥发油含量分析结果
• 4.2.2 花椒挥发油成分分析结果
• 4.2.3 花椒挥发油中柠檬烯和芳樟醇含量的测定结果
• 4.3 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 附图
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文