頂空氣相色譜分析
揮發油薄荷[1](Mentha hapioealyx Briq．)在我國廣泛的分布，是一種重要唇形科經濟作物，為唇形科薄荷屬多年生草本植物，廣泛分布于北半球溫帶的歐、美、亞各州，喜歡生長于水旁潮濕地區。
薄荷的用途很廣，是重要的中藥材[2]。在傳統中醫藥中常用作驅風、解熱、發汗劑使用。在中國西南地區特別是云南，貴州等，當地直接食用。在民間形成多種烹飪方法如薄荷湯、薄荷涼茶、薄荷粥、薄荷冰及薄荷酒等。據中國制造網統計與薄荷相關的產品有余種，這個數字還在不斷更新中，其用途涉及工業，農業，醫藥等多個行業。
薄荷富含揮發油，不僅是其主要的藥效成分也是一種重要的香料，可以醒胃開脾，常用于食品添加劑，在飲料、食品及化妝品等廣泛應用。不同品種薄荷香型主要由揮發油成分及其組成相關。揮發油成分主要有單萜類，酚、酯、醇及酮類物質組成。揮發油的組成和在植物體內的積累受環境影響[3,4]較大，與采摘地區及采收時間有密切的聯系。所以不同產地的薄荷，不同采收季節 [5-10]，不同采收部位 [11-14]，其香型差異比較大。
揮發油作為薄荷的次生代謝產物，在植物體內的積累受多種因子的影響，可以歸為三個方面。首先是遺傳因子，其次是外因如環境因子（氣候、土壤、地勢、海拔等）和微環境因子（內生菌共生體）。在生產栽培中，最終的香型往往是三個方面交互作用的結果。近年來對大環境因子的研究相關報道比較多，對環境受控試驗研究卻不多。基于上述情況，本文采用兩個薄荷（Mentha hapioealyx Briq．）品種（野生、栽培）進行盆栽受控試驗，然后進行頂空氣相分析其 “香氣”的組成，考察在受控條件下產于云南薄荷（M. hapioealyx）兩個品種的香型差異。
材料植物：薄荷（M. hapioealyx Briq．）7 月采自云南省農業科學院藥用植物研究所。
儀器：Agilent 氣相色譜儀7694E、Agilent 6973 network，。
方法樣品處理取稱量藥材 2g，葉片剪成1×1cm 的小片，莖剪成1cm 長段，裝在10ml Agilent 頂空瓶中，壓緊密封。頂空瓶體積：10 mL；平衡時間：10 min；平衡溫度：70℃ ；分析時間：
；樣品容積：20ml ；進樣量：0.7 mL；進樣方式：自頂空部分精密抽取頂空氣體。
試驗儀器和檢測條件試驗儀器：Agilent 氣相色譜儀7694E、Agilent 6973 network，。
檢測條件：色譜柱：HP．INNOWAX(Crosslinked polyethylene Glyco1)毛細管柱，柱長：
，內徑：0.53 mm，液膜厚度：1.0μm；載氣：N2，總流量：54.0 mL/min；進樣口溫度：
℃；進樣口壓力：3 psi(1 psi=6.895 Kpa)；檢測器溫度：250℃；H2 流量：30 mL/min；空氣流量：300 mL/min；進樣方式：樣品在70℃加熱10min 后直接進樣；程序升溫：
℃-110℃，1.5℃/min ，110℃，5 min，110℃-200℃，5℃/min,升至200℃，保持2min。
樣品處理取稱量藥材 2g，葉片剪成1×1cm 的小片，莖剪成1cm 長段，裝在10ml Agilent 頂空瓶中，壓緊密封。頂空瓶體積：10 mL；平衡時間：10 min；平衡溫度：70℃ ；分析時間：
；樣品容積：20ml ；進樣量：0.7 mL；進樣方式：自頂空部分精密抽取頂空氣體。
實驗結果頂空氣相色譜法最早可見于1939 年Harger [15]用該方法檢測環境中水里的甲醇含量。隨著技術的改進和普及，該方法已經成為現代分析的一種有力手段。頂空氣相和MS 的聯用，大大拓寬了頂空技術的應用范圍。頂空氣相色譜對揮發油檢測較傳統方法有優勢。特別在小樣品的情況下，傳統的水蒸氣蒸餾法要求樣本量較大，野外采樣要求也較高。對一些精確試驗，特別是單株取樣帶來一定的難度。頂空氣相色譜法能夠檢測到蒸餾法容易損失的酯類成分[16]，傳統水蒸氣蒸餾法具有一定的選擇性，改變了揮發油的組成，改變了揮發油的香味[17]。
經GC-MS 分析得到薄荷中揮發油的化學組分總離子流色譜圖．經計算機內存的標準質譜庫檢索，確定出66 個組分，并將總離子流色譜圖中的各峰面積進行歸一化，得到云南昆明栽培及野生薄荷揮發油的化學組分總離子流色譜圖中各組分的相對含量由圖1 可以看出，升溫程序比較適合薄荷頂空GC-MS 條件，我們開始參考水蒸氣提取法所采用的升溫程序[18]，結果在前20min 內幾乎沒有響應，在1h 時還有大量物質沒有流出，因此增大升溫速度，又1.5℃/min 提高到5℃/min ，在1h 時檢測到柱流失物質，縮短響應檢測時間，分離度良好，共檢出66 種物質。野生與栽培薄荷在譜圖上相似性較高，保持了遺傳上的穩定性。（該段像方法學考察的內容，是不是應該在前面方法處提一下？）栽培品種和野生品種薄荷(Mentha hapioealyx Briq．)在揮發油組成上既有相似又有區別。
兩者主要由烯、醇和酮組成，三類成分對其總含量的貢獻超過90%，均以烯類和醇類為主。
野生品種稀類和醇歸一化百分含量高達92.29%，而栽培品種也達到73.05%。相比較而言，栽培品種成分分化較大，而野生品種則相對比較集中，兩者稀類物質含量相當，而野生品種醇類物質卻是栽培品種兩倍還多。可能醇類物質的相對集中，使野生品種的 “香味”比較濃烈。栽培品種成分較分散，酮類和醇類相當。
檸檬烯保持了較高的含量，野生（12.21%）栽培（28.52%），栽培品種變化較小。栽培品種主要由D-檸檬稀 /桉油素/香芹酮（28.52%：14.91%：25.36%）組成，野生品種香型變化較大主要有D-檸檬稀 /桉油素/β-水芹稀（12.21%：46.70%：20.19%）組成。周榮漢對國內野生薄荷(Mentha hapioealyx Briq．)研究把不同居群的薄荷分為六個化學型，西南地區（云南、貴州、四川等）為香芹酮型（carvone type），此化學型除含香芹酮外其檸檬烯含量較高，并伴有一定量的莰烯，與報道一致。與經典方法相比，差異來自多方面的原因，經典的水蒸氣蒸餾法往往由于高溫造成部分成分的丟失，改變及組分的變化，得到的素油往往與植物自然揮散的香味差別較大，另一方面由于采用受控試驗，組分的變化是必然的。
討論在受控試驗下，野生和野生香型的組成差異較大，充分說明不僅大環境對揮發油的組成影響較大，微生態環境和遺傳因素的交互作用對薄荷揮發油也有影響（將另文表述），其作用的機理還需進一步研究。國內外已對其進行有益的探索， 意大利科學家研究了微生態中真菌對薄荷生理、次生代謝的影響，黃璐琦[26，27]研究員探討了內生真菌對藥用植物的次生代謝產物的影響，內生真菌與植物的互作機理還不甚明晰，還要進一步的研究和探索，需要多學科的知識和相關技能，對其以后互作的研究提供參考。
根據黃璐琦化學型分類規則[20]，栽培品種可定為D-檸檬稀 /桉油素/香芹酮（28.52%：
：25.36%）型，野生品種可定為D-檸檬稀 /桉油素/β-水芹稀（12.21%：46.70%：20.19%）型。其歸一化百分對香型的貢獻分別為68.79%和79.1%，可以說是其奠定不同品種的基本香型。植物藥材在大規模栽培后，其產量取決于初生代謝產物的積累，其質量取決于次生代謝產物的積累。而保持藥材質量及有效性的基礎是植物的次生代謝產物。然而，對大多數植物而言，次生代謝產物的合成與積累往往受制于所處環境的變化。它們根據所處環境的變化來決定合成次生代謝產物的種類和數量，只有在特定的環境下才合成特定的次生代謝產物，或者顯著地增加特定的次生代謝產物在體內的產量。
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