GC-MS法分析两种花椒挥发油的成分

祝晓云，张开艳，余家奇，刘玉倩*，杨凤飞，杨秀伟，刘培洪，杨忠兰

(1.遵义职业技术学院 现代农业系，贵州 遵义 563000；
2.遵义华邦农业科技开发有限公司，贵州 遵义 563323；
3.遵义市农业科学研究院 中药研究所，贵州 遵义 563000；
4.遵义医科大学第三附属医院 药剂科，贵州 遵义 563000)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.)为芸香科(Rutaceae)花椒属(ZanthoxylumL.)植物青椒ZanthoxylumschinifoliumSieb.et Zucc.或花椒ZanthoxylumbungeaniumMaxim.干燥成熟果皮，是常用的香辛料和重要的中药，具有药食两用的价值，其具有温中止痛、杀虫止痒作用，临床上常用于治疗脘腹冷痛，呕吐泄泻，虫积腹痛，外治湿疹，阴痒[1-2]。其化学成分主要包括生物碱、脂肪酸、香豆素、木脂素、酰胺和挥发油等，其中挥发油含量较高[3-4]。花椒挥发油又称花椒精油，是花椒香气的主要有效成分，其化学成分主要为萜类化合物和芳香族化合物[5-6]。花椒挥发油提取方法主要有水蒸气蒸馏法、溶剂萃取法、超临界CO2萃取法、同时蒸馏萃取法等[7-10]，近年来市售花椒品种多样，主要是青花椒与红花椒，本研究明确这两种挥发油成分的异同，为花椒的开发利用和质量控制提供科学依据。本文采用水蒸气蒸馏法提取花椒挥发油，通过气相-质谱联用技术比较两种花椒挥发油含量及成分的异同。

药材：本实验所用花椒为青花椒、红花椒，均由遵义华邦农业科技开发有限公司提供(产自贵州省遵义市绥阳县大路槽乡文星村新合组公司花椒基地)，经遵义医科大学张玉金副教授鉴定为芸香科植物花椒(青椒ZanthoxylumschinifoliumSieb.et Zucc.或花椒ZanthoxylumbungeaniumMaxim.)的干燥成熟果皮，标本存放于遵义医科大学生药学实验室。

仪器：HP6890/5975C GC/MS联用仪(美国安捷伦公司)；
Agilent HP-5MS(60 m×0.25 mm，0.25 μm)弹性石英毛细管柱。试剂：氦气(纯度：99.999 6%)。

2.1 挥发油的提取

取两种花椒(青花椒、红花椒)粉碎过筛，分别取花椒粉末100 g置于圆底烧瓶中，按照1∶20的料液比进行水蒸汽蒸馏4 h，读取挥发油体积并收集样品，其中青花椒挥发油出油率为1.83%，红花椒挥发油出油率为2.52%。

2.2 分析方法

2.2.1 气相色谱条件 Agilent HP-5MS(60 m×0.25 mm，0.25 μm)弹性石英毛细管柱，初始温度42 ℃(保留2 min)，以3 ℃/min升温至180 ℃，再以8 ℃/min升温至310 ℃，运行时间：72.25 min；
汽化室温度250 ℃；
载气为高纯He(99.999%)；
柱前压16.19 psi，载气流量1.0 mL/min，分流50∶1，溶剂延迟时间：6 min。

2.2.2 质谱条件EI源 离子源温度230 ℃；
四极杆温度150 ℃；
电子能量70 eV；
发射电流34.6 μA；
倍增器电压1 670 V；
接口温度280 ℃；
质量范围29～500 amu。经 NIST 2.0 标准谱库检索鉴定成分并按峰面积归一化计算各成分百分含量。

挥发油进样后得到两种挥发油的总离子流图，见图1，采用面积归一化法计算出挥发油成分的相对含量，利用质谱图经计算机NIST 2.0标准谱库检索，分析鉴定结果见表1、表2。

注：(A) 青花椒挥发油，(B) 红花椒挥发油。

从表1、表2中可知，共检出青花椒59个有效成分，主要化学成分是花椒油素(59.98%)，4-萜烯醇(6.43%)，芳樟醇(5.04%)，胡椒酮(4.04%)，γ-松油烯(2.52%)和萜品醇乙酸酯(2.16%)等；
共检出红花椒65个有效成分，主要化学成分是芳樟醇(48.45%)，桧烯(12.92%)，柠檬烯(16.14%)，月桂烯(3.24%)和4-萜烯醇(2.71%)等。综上，两类花椒共有的有效成分为：芳樟醇和4-萜烯醇；
花椒油素，胡椒酮，γ-松油烯和萜品醇乙酸酯为青花椒特有有效成分。桧烯，柠檬烯和月桂烯为红花椒特有的有效成分。

表1 青花椒挥发油化学成分及相对含量

表2 红花椒挥发油化学成分及相对含量

续表2

由图2可知，对鉴定出来的化学成分进行分析，青花椒中单萜31种(86.7%)，倍半萜13种(4.43%)，酯类8种(4.05%)，脂肪族4种(0.32%)，酮类2种(0.46%)，醛类1种(0.04%)；
红花椒中单萜31种(92.1%)，倍半萜13种(3.56%)，酯类7种(2.11%)，脂肪族6种(0.38%)，酮类2种(0.11%)，醛类5种(0.21%)，烯烃1种(0.04%)。

图2 两种花椒化学成分

分析结果显示，两种花椒以红花椒挥发油含量较高，且均达到《中国药典》标准(1.5 mL/g)[2]；
挥发油的共有成分较多，达到44种，但含量存在一定差异，其中含量差异较大的主要有芳樟醇、4-萜烯醇、α-松油烯、反式罗勒烯和γ-松油烯等，芳樟醇具有镇痛、抗焦虑、镇静催眠、抗炎、抗肿瘤、抗菌等药理活性[11-16]，药用前景十分广阔。其中芳樟醇、4-萜烯醇在香水及家用清洁护理产品中的使用频率很高，亦可用作食用香精以及工业生产中的重要中间体。通过对花椒挥发油化学成分的分析研究，红花椒挥发油的提取率、萜类成分含量均高于青花椒，可为当地花椒资源的有效开发利用提供一定科学依据。