http://www.tobacco.org.cn/news/dspNews.jsp-id=50919.htm
艾叶及其烟气粒相物挥发性成分的分析
李炎强 胡军 张晓兵 宋瑜冰
中国烟草总公司郑州烟草研究院,郑州高新技术产业开发区枫杨街2号 450001
摘 要:采用同时蒸馏萃取和GC/MS法对艾叶及其卷烟烟气粒相物挥发性成分进行了分离鉴定。艾叶中鉴定出54种挥发性成分，主要有
1,8-桉树脑、艾酮、艾醇、樟脑、龙脑、异龙脑、β-石竹烯、斯巴醇和γ-古芸烯。艾叶烟气粒相物鉴定出46种挥发性成分，主要有苯甲醛、苯酚、
1,8-桉树脑、龙脑、4-松油醇和绿花白千层醇。
关键词：艾味；挥发性成分；粒相物；卷烟；烟气；GC/MS
Studies on the Volatile Components of Fdium Arte misiae Argyi and
of the Particles Produced by Combustion of Fdium Arte misiae Argyi
LI YAN-QIANG, HU JUN, ZHANG XIAO-BING, SONG YU-BING
Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC, Zhengzhou 450000，Henan, China
Abstract: The volatile components of Fdium Arte misiae Argyi
and of the particles produced by combustion of the cigarette made by
Fdium Arte misiae Argyi were separated with simultaneous distillation
and extraction(SDE) equipment were analyzed by GC/MS. Fifty four and
forty six compounds were respectively identified. The main volatile
components of Fdium Arte misiae Argyi are 1,8-cineole, artemisia,
ketone, artemisia alcohol, camphor, borneol, isoborneol,
β-caryophyllene, spathulenol and γ-gurjunene. The dominant volatile
components of the particles produced by combustion of Fdium Arte misiae
Argyi are benzaldehyde, phenol, 1,8-cineole, borneol, terpine-4-ol and
viridiflorol.
Key words: Fdium Arte misiae Argyi;Volatile components;Particles;Cigarette;GC/MS
艾 (Fdium Arte misiae Argyi)系菊科植物（Arte misia argyi Levl. et
Vant.），是一种分布广泛的多年生草本植物，具有浓烈的香气。艾叶具有散寒止痛，温经止血之功效，民间还用其烟熏作室内消毒用。艾叶挥发油具有明显的
平喘、镇咳、去痰、消炎、抗过敏之功效，已制成胶囊剂用于慢性支气管炎、肺气肿、小儿咳嗽、哮喘等病症[1]。由于艾叶具有一定的杀菌作用，在非典流行期间，用艾叶作成的卷烟，受到消费者的密切关注。20世纪80年代以来，有关艾叶挥发性成分的已有一些报道[2-6]，这些研究多集中在不同产地、提取条件等方面的分析，而没有涉及艾叶烟气挥发性成分。因此，作者采用同时蒸馏萃取和GC/MS法对艾叶及其卷烟烟气粒相物挥发性成分进行了分析对比。
1 材料与方法
1.1 材料
干艾叶(2003年河南产)，无水乙醇（AR，北京化工厂），二氯甲烷（AR，天津福晨试剂厂）；1L型超临界萃取装置（山西煤化
所），Aglient6890GC/
5973MS型气相色谱/质谱联用仪（Aglient公司），SM350型吸烟机（Filtrona公司），LA—230S型电子天平（感量
0.1ｍg）。
1.2 提取与分析
1.2.1 艾叶挥发性成分
将艾叶适当磨碎后进行同时蒸馏萃取，即：在同时蒸
馏萃取装置的一端接装盛有25.0g艾叶粉末和350mL水的1000mL平底烧瓶，用可控制电压的电炉进行加热。装置的另一端接装盛有40mL二氯甲烷
的100mL烧瓶，于水浴锅中加热，水浴温度60℃，同时蒸馏萃取2h。然后将萃取液浓缩至1mL，进行GC/MS分析。
1.2.2 艾叶烟气粒相物挥发性成分
将卷烟烟支中的烟丝吹出，填入揉碎的艾叶（注意不要划破卷烟纸），在标准条件下用吸烟机抽吸艾叶卷烟，用剑桥滤片捕集烟气。每个孔道抽吸4支卷烟，吸毕，将卷烟烟蒂滤嘴和剑桥滤片取出，一起进行同时蒸馏萃取，萃取与分析条件同艾叶。
1.2.3 GC/MS条件
色谱柱：HP-5(30m×0.32mmi.d.×0.25μmd.f.)毛细管柱;
进样口温度：280℃；载气：He，0.6mL/min；程序升温：60℃(1min) 270℃(30min)；进样量：1μL；分流比：10:1；
传输线温度：250℃；电离方式：EI，电离能量:70eV；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；质量范围10~250amu，采用Wiley
和Nist谱库检索和查对有关质谱资料[4-6]进行定性，峰面积归一化法定量。
2 结果与讨论
2.1 艾叶烟燃烧产生的粒相物
艾叶烟中艾叶的质量为0.8035g，燃烧后剑桥滤片（Cambridge filter）捕集的烟气粒相物质量为2.6mg(已减去水分)。
2.2 艾叶及其烟气粒相物挥发性成分比较
艾叶及其烟气粒相物中分别鉴定出54种和46种挥发性成分(表1)。在54种艾叶挥发性成分中，有15种醇、8种酮和17种烯烃类成分，另外还有醛、
酯、酸、酚和烷烃等类物质。其中，相对含量（归一化峰面积，下同）较高的有1,8-桉树脑、艾酮、艾醇、樟脑、α-松油醇、龙脑、异龙脑、β-石竹烯、斯
巴醇和古芸烯。
46种艾叶烟气粒相物挥发性成分中含有9种醇、5种酮、5种烯烃和6种酚类成分，另外，还含有酸、酯、内酯、烷烃、胺、腈、吲哚、萘、吡啶等类成分。相对含量较高的有：苯甲醛、苯酚、1,8-桉树脑、龙脑、4-松油醇和绿花白千层醇。
艾叶中含量较高，而艾叶烟气粒相物中没有检测到的成分有：艾酮、异龙脑和古芸烯等。这是由于它们在艾叶燃烧时，发生氧化、热解反应所致。
艾叶与其卷烟烟气粒相物共同所有的挥发性成分有：1,8-桉树脑、艾醇、龙脑、松油醇、香芹醇、反-石竹烯、大根香叶烯、石竹烯氧化物、斯巴醇、十六酸
和叶绿醇。其中，
1,8-桉树脑、艾醇、龙脑和松油醇在两者中的含量均较大。说明这些成分在艾叶燃烧时，高温下以气态形式从烟支迁移到滤嘴和剑桥滤片中。
艾叶烟气中存在而艾叶中没有的挥发性成分主要有：苯甲醛、苯酚、2,4-二甲基苯酚和绿花白千层醇，表明艾叶燃烧时产生了新物质，这些物质为酚类、萘类等有害物质，而且其相对含量较高，可能对人体产生危害。
表1 艾叶与艾叶烟气粒相物挥发性成分比较
|
保留时间/ retention time(min) |
成 分/compounds |
分子式/molecular formula |
匹配度/similarity (%) |
相对含量/relative content (%) | |
|
艾叶 |
艾叶 烟气 | ||||
|
5.56 |
α-蒎烯/α-pipene- |
C10H16 |
96 |
0.51 |
- |
|
6.06 |
莰烯/camphene |
C10H16 |
98 |
0.30 |
- |
|
6.4 |
苯甲醛/benzaldehyde |
C7H6O |
95 |
- |
1.64 |
|
6.54 |
3-乙烯基吡啶/3-ethenyl-pyridine |
C7H6N |
87 |
- |
0.24 |
|
6.96 |
β-蒎烯/β-pinene |
C10H16 |
96 |
0.19 |
- |
|
7.07 |
苯酚/phenol |
C6H6O |
91 |
- |
1.70 |
|
7.46 |
2,5-二甲基-2,4-己二烯 /2,5-dimethyl-2,4-hexadiene |
C8H14 |
92 |
- |
0.08 |
|
8.78 |
2,5,5-三甲基-3,6-庚二烯-2-醇 /2,5,5-trimethyl-3,6-heptadien-2-ol |
C10H18O |
92 |
0.88 |
- |
|
8.88 |
柠檬烯/limonene |
C10H16 |
96 |
- |
0.21 |
|
9.03 |
1,8-桉树脑/1,8-cineole |
C10H18O |
98 |
15.64 |
1.05 |
|
9.15 |
苯甲醇/benzyl alcohol |
C7H8O |
97 |
- |
0.51 |
|
10.08 |
2-甲基苯酚/2-methyl-phenol |
C7H8O |
98 |
- |
0.26 |
|
10.2 |
苯乙醛/benzeneacetaldehyde |
C8H8O |
94 |
0.03 |
- |
|
10.49 |
1-苯乙酮/1-phenyl-ethanone |
C8H8O |
86 |
- |
0.36 |
|
10.79 |
反-桧烯水合物/trans-sabinene hydrate |
C10H18O |
95 |
0.23 |
0.49 |
|
10.80 |
艾酮/artemisia ketone |
C10H16O |
92 |
2.02 |
- |
|
11.18 |
4-甲基苯酚/4-methyl-phenol |
C7H8O |
97 |
- |
0.48 |
|
11.29 |
艾醇/artemisia alcohol |
C10H18O |
88 |
1.60 |
0.79 |
|
11.45 |
4-甲氧基苯酚/4-methoxy-phenol |
C7H8O2 |
97 |
- |
0.66 |
|
11.91 |
苯甲酸甲酯/benzoic acid,methyl ester |
C8H8O2 |
90 |
- |
0.09 |
|
12.32 |
顺-桧烯水合物/cis-sabinene hydrate |
C10H18O |
89 |
- |
0.42 |
|
13.16 |
α-侧柏酮/α-thujone |
C10H16O |
93 |
0.44 |
- |
|
13.55 |
β-侧柏酮/β-thujone |
C10H16O |
90 |
0.15 |
0.42 |
|
14.17 |
苯乙腈/benzeneacetonitrile |
C8H7N |
94 |
- |
0.21 |
|
14.36 |
1-甲基-4（1-甲乙基）-反-2-环己烯-1-醇 /1-methyl-4(1-methylethyl)-trans -2-cyclohexen-1-ol |
C10H18O |
92 |
0.90 |
- |
|
14.67 |
樟脑/camphor |
C10H16O |
98 |
6.56 |
0.89 |
|
15.07 |
1-甲基-1H-茚/1-methyl-1H-indene |
C10H10 |
92 |
- |
0.22 |
|
16.17 |
龙脑/borneol |
C10H18O |
94 |
2.63 |
1.33 |
|
16.68 |
松油-4-醇/terpine-4-ol |
C10H18O |
93 |
- |
1.00 |
|
16.86 |
1-(4-甲苯基)-乙酮 /1-(4-methylphenyl)-ethanone |
C9H10O |
92 |
- |
0.24 |
|
17.1 |
4-甲氧基-2-甲基苯酚/4-methoxy-2-methyl-phenol |
C8H10O2 |
92 |
- |
0.21 |
|
17.59 |
α-松油醇/α-terpineol |
C10H18O |
90 |
1.71 |
0.70 |
|
17.73 |
异龙脑/isoborneol |
C10H18O |
84 |
7.94 |
- |
|
17.8 |
辛酸乙酯/ethyl caprylate |
C10H20O2 |
94 |
- |
0.23 |
|
19.3 |
1,3-二甲基二环[3.3.0]辛-3-烯-2-酮 /1,3-dimethylbicyclo[3.3.0]oct-3-en-2-one |
C10H14O |
90 |
0.46 |
- |
|
19.55 |
2,3-二氢苯并呋喃/2,3-dihydro-benzofuran |
C8H8O |
90 |
- |
0.26 |
|
19.58 |
顺-薄荷醇/cis-piperitol |
C10H18O |
84 |
0.74 |
- |
|
20.35 |
反-香芹醇/ trans-carveol |
C10H16O |
97 |
1.32 |
0.35 |
|
20.9 |
顺-香芹醇/cis-carveol |
C10H16O |
96 |
0.15 |
- |
|
21.18 |
香芹酮/carvone |
C10H14O |
96 |
0.08 |
- |
|
21.86 |
薄荷酮/piperitone |
C10H16O |
96 |
0.44 |
- |
|
22.27 |
2,3-二氢-1H-茚-1-酮/ 2,3-dihydro-1H-inden-1-one |
C9H8O |
95 |
- |
0.28 |
|
22.33 |
1H-吲哚/1H-indole |
C8H7N |
96 |
- |
0.65 |
|
22.38 |
萎叶酚/chavicol |
C9H10O |
98 |
0.12 |
- |
|
23.34 |
(-)-乙酸龙脑酯/(-)-bornyl acetate |
C12H20O2 |
98 |
0.10 |
- |
|
23.74 |
乙酸荟酯/sabinyl acetate |
C12H18O2 |
88 |
0.14 |
- |
|
24.18 |
1-甲基萘/1-methyl-naphthalene |
C11H10 |
93 |
- |
0.12 |
|
24.21 |
4-（1-甲乙基）苯甲醇/4-(1-methylethyl)benzenemethanol |
C10H14O |
94 |
0.29 |
- |
|
24.53 |
3-甲氧基苯乙酮/3-methoxy-acetophenone |
C9H10O2 |
90 |
- |
0.20 |
|
25.15 |
2-甲基-5-(1-甲乙基)酚 /2-methyl-5-(1-methylethyl)phenol |
C10H14O |
93 |
0.15 |
- |
|
26.03 |
二环榄香烯/bicycloelemene |
C15H24 |
90 |
0.06 |
- |
|
27.76 |
β-萜烯/β-terpinene |
C10H16 |
94 |
- |
0.23 |
|
27.98 |
丁子香酚/eugenol |
C10H12O2 |
98 |
1.53 |
- |
|
28.67 |
α-copaene |
C15H24 |
99 |
0.18 |
- |
|
29.12 |
3-甲基-1H-吲哚/3-methyl-1H-indole |
C9H9N |
94 |
- |
0.17 |
|
30.56 |
菊槐酮/chrysanthenone |
C10H14O |
89 |
0.11 |
- |
|
31.03 |
甲基丁子香酚/methyl eugenol |
C11H14O2 |
98 |
0.17 |
- |
|
31.82 |
β-石竹烯/β-caryophyllene |
C15H24 |
99 |
6.88 |
- |
|
32.05 |
β-荜澄茄烯/β-cubebene |
C15H24 |
98 |
0.08 |
- |
|
32.91 |
顺-异丁子香酚/cis-isoeugenol |
C10H12O2 |
95 |
- |
0.12 |
|
33.53 |
α-葎草烯/α-humulene |
C15H24 |
98 |
0.46 |
- |
|
33.69 |
反-石竹烯/trans-caryophyllene |
C15H24 |
91 |
0.11 |
0.25 |
|
34.56 |
γ-蛇床烯/γ-selinene |
C15H24 |
95 |
0.10 |
- |
|
35.09 |
大根香叶烯/germacrene-d |
C15H24 |
98 |
0.64 |
0.12 |
|
35.54 |
β-蛇床烯/β-selinene |
C15H24 |
99 |
0.35 |
- |
|
35.85 |
二环大根香叶烯/bicyclogermacrene |
C15H24 |
98 |
0.08 |
- |
|
36.9 |
α-紫穗槐烯/α-amorphene |
C15H24 |
99 |
0.03 |
- |
|
37.32 |
δ-杜松烯/δ-cadinene |
C15H24 |
99 |
0.16 |
- |
|
40.33 |
(-)-斯巴醇/(-)-spathulenol |
C15H24O |
94 |
6.59 |
0.21 |
|
40.49 |
石竹烯氧化物/caryophyllene oxide |
C15H24O |
96 |
0.11 |
0.63 |
|
44.23 |
石竹-4(12),8(13)-二烯-5B-醇 /caryophylla-4(12),8(13)-dien-5B-ol |
C15H24O |
98 |
0.56 |
- |
|
44.97 |
绿花白千层醇/viridiflorol |
C15H26O |
91 |
- |
1.57 |
|
46.15 |
/(+-)-5-epi-neointermedeol |
C15H26O |
91 |
1.85 |
- |
|
46.3 |
古芸烯/γ-gurjunene |
C15H24 |
93 |
9.44 |
- |
|
46.74 |
石竹烯醇/caryophyllenol |
C15H24O |
89 |
0.71 |
- |
|
48.65 |
7-乙基-1,4-二甲基甘菊环 /7-ethyl-1,4-dimethyl-azulene |
C14H16 |
94 |
- |
0.2 |
|
50.05 |
γ-木香醇/γ-costol |
C15H24O |
99 |
0.08 |
- |
|
51.29 |
β-木香醇/β-costol |
C15H24O |
94 |
0.12 |
- |
|
55.49 |
6,10,14-三甲基-2-十五酮 /6,10,14-trimethyl-2-pentadecanone |
C18H36O |
91 |
0.13 |
- |
|
61.53 |
十四酸/tetradecanoic acid |
C14H28O2 |
93 |
0.12 |
- |
|
61.69 |
十六酸/hexadecanoic acid |
C16H32O2 |
98 |
0.50 |
2.50 |
|
68.34 |
叶绿醇/phytol |
C20H40O |
91 |
0.17 |
0.13 |
|
76.13 |
9-十八烯胺/9-octadecenamide |
C18H35NO |
92 |
- |
0.09 |
|
79.4 |
二十五烷/pentacosane |
C25H52 |
96 |
- |
0.09 |
|
81.08 |
二十六烷/hexacosane |
C26H54 |
95 |
- |
0.07 |
|
82.47 |
二十七烷/heptacosane |
C27H56 |
96 |
- |
0.07 |
3 结束语
通过对艾叶及其烟气粒相物挥发性成分的对比分析发现，艾叶燃烧后，一部分艾叶挥发性成分通过热馏直接转移到烟气中，一部分发生了热解，产生了新的物质，产生较多的为酚类、萘类等物质。
————————————
参考文献
[1]中华人民共和国药典委员会.中国人民共和国药典（一部）[M].广州：广东科技出版社，1995.68.
[2]朱亮锋.艾蒿和蕲艾精油化学成分的研究[J].云南植物研究,1985，7（4）：443-445.
[3]潘炯光.艾叶挥发油的化学研究[J].中国中药杂志，1992，17（12）：741-744.
[4]洪宗国，余学龙，陈艺球.蕲艾、北艾、川艾挥发油化学成分比较研究[J].中草药，1996，27（3）：138-140.
[5]尹庚明，孙宁，朱锦瞻，等.艾叶挥发性成分的提取及其化学成分的气相色谱/质谱分析[J].分析化学，1999，27（1）：55-58.
[6]姚发业，邱琴，刘廷礼，等.艾叶挥发油的化学成分[J].分析测试学报，2001，20（3）：42-45.