玉米挥发性物质提取方法优化设计与应用

摘要

玉米挥发物是通过植株体内次生代谢途径合成的挥发性有机化合物(Volatile OrganicCompounds,VOCs),在调节植株个体间,植株与微生物、昆虫、动物关系方面具有重要的生态功能,而有效地收集玉米挥发物是对其进行研究和利用的基础。目前玉米挥发物的收集方法单一,为了准确而快速地进行玉米挥发物的收集与分析,本文以郑单958、浚单20、鲁单981为材料,对国内外在挥发物研究中常用的固相微萃取、水蒸气蒸馏、溶剂萃取、气体吸附和液氮冷凝5种提取和收集方法进行了比较研究,力求为玉米挥发物的研究筛选出一种相对可靠、准确的方法。主要研究结果如下:
　　 1、对固相微萃取法收集玉米叶片挥发物的条件进行了探讨,并结合气质联用技术提出了适于玉米叶片挥发物收集的条件:选择50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头,秤取0.4g玉米叶片研磨样于4ml专用萃取瓶中,在30℃条件下顶空吸附30min,于250℃下解析2min,能够对玉米叶片中的挥发性物质进行快速的收集和鉴定。
　　 2、选择GDX-101、GDX-502、Porapak Q、Tenax-Ta和XAD-2树脂5种吸附剂,采用动态项空收集法和气质联用技术,对机械损伤的玉米叶片挥发物进行分析和鉴定。试验结果表明,GDX101、GDX-502、Porapak Q和Tenax-Ta的吸附效果基本一致,可用于玉米叶片挥发物的收集,但XAD-2对含量少的挥发物吸附效果较差。
　　 3、采用二氯甲烷、甲醇、乙醚、正己烷4种溶剂分别对Porapak Q吸附的常见玉米绿叶挥发物进行洗脱,气相色谱分析结果表明:乙醚和正己烷对玉米绿叶挥发物的洗脱效果最好,其次是二氯甲烷,甲醇的洗脱效果最差；在洗脱剂用量较少的情况下,二氯甲烷的洗脱效果明显优于其它3种溶剂。
　　 4、比较不同的收集方法发现,溶剂萃取法和水蒸气蒸馏法所获得的挥发性物质不能真实反映自然条件下玉米叶片挥发物的组分,但是适宜于提取玉米叶片中的芳香族化合物和萜类化合物。气体吸附法和液氮冷凝法收集到的样品能真实地反映玉米叶片挥发物的自然状态,但是比较二种方法的可操作性,尤其是在田间条件下进行采样时,应尽量选择气体吸附法。
　　 5、采用优化后的方法即吸附-溶剂洗脱法,以Porapak Q为吸附剂,正己烷为洗脱溶剂,正辛烷为内标,对不同玉米品种在健康和机械损伤时的挥发物进行了定性和定量分析,结果表明不同的玉米品种在健康和机械损伤的条件下,释放挥发性物质的方式相似,但是在种类和含量上存在一定的差异。说明以Porapak Q为吸附剂,正己烷为洗脱溶剂的吸附-溶剂洗脱法收集能够真实反映各挥发物之间的比例关系,适宜于进行玉米挥发物的定量分析。