胡文杰,高捍東
(1.井岡山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江西吉安 343009;2.南京林業(yè)大學(xué)森林資源與環(huán)境學(xué)院,江蘇 南京210037)
植物揮發(fā)油是一類存在于植物體中的有芳香氣味、在常溫下能揮發(fā)、可隨水蒸氣蒸餾出的油狀液體的總稱,廣泛應(yīng)用于制藥、香料、香精、化妝品及食品等工業(yè)[1]。植物揮發(fā)油主要含有萜烯、倍半萜烯及其氧化物,另外含有羰基化合物、酯、醇等成分[2],這些成分性質(zhì)各異,生理活性表現(xiàn)多樣。臨床試驗(yàn)證明,植物揮發(fā)油具有抗炎、抗菌、鎮(zhèn)咳、祛痰、平喘、鎮(zhèn)疼、殺蟲(chóng)、驅(qū)蟲(chóng)等作用[3]。因此,近年來(lái),植物揮發(fā)油化學(xué)成分分析越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。金錢松Pseudolarix amabilis隸屬于松科Pinaceae金錢松屬Pseudolarix,為中國(guó)特有的單種屬植物,也是國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物。分布于江蘇、安徽、浙江、江西、湖南等地。金錢松的根皮和近根皮部分被稱為土槿皮,因?yàn)樾孕?,溫,有毒,具有止癢、殺蟲(chóng)、治療癬癥等作用,在中國(guó)民間作為中藥入藥已有悠久的歷史[4]。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)該植物的研究主要集中在生物學(xué)和生理學(xué)特性[5]、遺傳多樣性[6]以及化學(xué)成分[7-8]等方面。而對(duì)其葉片揮發(fā)油的化學(xué)成分研究尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本研究采用水蒸氣蒸餾法提取金錢松葉片揮發(fā)油,利用氣相色譜-質(zhì)譜(GCMS)聯(lián)用技術(shù)分析和鑒定揮發(fā)油的化學(xué)成分,以期為金錢松的綜合開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
從江西省林業(yè)科學(xué)院內(nèi)隨機(jī)選取10株金錢松作為樣木,植株生長(zhǎng)狀態(tài)良好,無(wú)病蟲(chóng)害,樹(shù)齡41~42 a,于2012年5月中旬采集樣葉,隨采隨蒸。
1.2.1 金錢松葉片揮發(fā)油提取 將采集的金錢松鮮葉片剪碎,浸泡1 h,然后分別在自制水蒸氣蒸餾器中加入適量沸水和200 g樣品蒸餾2 h,收集揮發(fā)油,用無(wú)水硫酸鈉干燥,得淡黃色油狀物(提取率為0.04%)。將10株樣木葉片提取的揮發(fā)油等量吸取并充分混合后,進(jìn)行GC-MS檢測(cè)。
1.2.2 揮發(fā)油成分組成及相對(duì)含量的測(cè)定 金錢松葉片揮發(fā)油樣品中的化學(xué)成分及其含量測(cè)定采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)技術(shù)分析。GC(Perkin Elmer Clarus 680型)工作條件:色譜柱為30 m×0.25 mm×0.25 μm的Elite-5 MS柱,程序升溫:初始溫度50℃保持2 min,以3℃°min-1升至140℃,保持2 min,再以15℃°min-1升至280℃保持10 min。進(jìn)樣口溫度280℃,載氣為He,流速1.0 mL°min-1,進(jìn)樣量0.5 μL,分流比 10∶1。MS(Perkin Elmer Clarus 600 C)工作條件:EI-MS,EI離子源溫度 180 ℃,接口溫度: 260 ℃,掃描范圍(m/z): 50~600。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理及質(zhì)譜檢索 采用Nist譜庫(kù)、文獻(xiàn)檢索和人工解析等聯(lián)合方法,鑒定、確認(rèn)各成分,利用峰面積歸一法計(jì)算出各成分相對(duì)百分含量。
金錢松葉片揮發(fā)油經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用分析,從其葉片揮發(fā)油中共定量分離出62個(gè)組分,經(jīng)化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和用面積歸一化法從其總離子流圖(圖1)中計(jì)算各組分相對(duì)含量,按各峰質(zhì)譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,并按各峰質(zhì)譜裂片圖與資料文獻(xiàn)核對(duì),確定了其中的49個(gè)組分,占總成分的93.35%(表1)。由表1可見(jiàn):金錢松葉片揮發(fā)油成分由烴、醇、醛、酯、氧化物等5類化合物組成。在這些成分中,烴類物質(zhì)有30種,醇類物質(zhì)有15種,醛類物質(zhì)有1種,酯類物質(zhì)有2種,氧化物類物質(zhì)1種;在揮發(fā)油相對(duì)含量方面,烴類物質(zhì)占84.46%,其中(+)-α-蒎烯占31.72%,石竹烯占18.57%;醇類物質(zhì)占6.76%,醛類物質(zhì)占0.43%,酯類物質(zhì)占0.43%,氧化物類物質(zhì)占1.27%。以烴類化合物相對(duì)含量最高,其中在烴類化合物中,又以(+)-α-蒎烯相對(duì)含量最高,石竹烯次之。由此可見(jiàn),金錢松葉片揮發(fā)油的主要組分是烴類化合物,(+)-α-蒎烯化合物是單一物質(zhì)成分最多的。
圖1 金錢松葉揮發(fā)油總離子流色譜圖Figure 1 TLC of volatile oil in tubers of the leaves of Pseudolarix amabilis
GC-MS聯(lián)用技術(shù)是將色譜技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)3種現(xiàn)代化技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物,是目前分析植物揮發(fā)油成分十分有效的方法。該技術(shù)可以對(duì)化學(xué)組成極其復(fù)雜的揮發(fā)油進(jìn)行定性、定量分析,不僅能確定化合物的元素組成,還能鑒定化合物的分子結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)GC-MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)金錢松葉片揮發(fā)油的測(cè)定,發(fā)現(xiàn)金錢松葉片揮發(fā)油成分中以烴類物質(zhì)種類最多,達(dá)30種;其次是醇類物質(zhì),達(dá)15種;醛類與氧化物類物質(zhì)種類數(shù)相當(dāng),各為1種;酯類物質(zhì)種類有2種。金錢松葉片揮發(fā)油組分中相對(duì)含量最高的是(+)-α-蒎烯(31.72%),石竹烯(18.57%)次之。在所鑒定的成分中,許多主成分具有可開(kāi)發(fā)利用價(jià)值和前景,例如α-蒎烯以及含有 α-蒎烯的植物精油對(duì)儲(chǔ)藏物害蟲(chóng)衣魚(yú)Lepisma saccharina,斜紋夜蛾Spodoptera litura,大田害蟲(chóng)棉鈴蟲(chóng)Helicoverpa armigera,土傳病菌尖孢鐮刀菌Fusarium oxysporum具有良好的控制作用[9];此外,α-蒎烯有明顯鎮(zhèn)咳和祛痰功能,并有抗真菌、驅(qū)蟲(chóng)、殺蟲(chóng)、除螨的作用[10];石竹烯、β-瑟林烯、α-衣蘭油烯、α-愈創(chuàng)木烯、δ-杜松烯、莰烯成分常作為香精香料合成原料[11];β-欖香烯是抗腫瘤有效成分,具有很強(qiáng)殺滅腫瘤細(xì)胞及抑制腫瘤生長(zhǎng)作用,其乳劑是臨床應(yīng)用與治療腫瘤的二類新藥[12]。金錢松葉片揮發(fā)油組分中石竹烯、β-瑟林烯、α-衣蘭油烯、α-愈創(chuàng)木烯、δ-杜松烯、莰烯等均可作為香精香料合成原料,應(yīng)用前景廣泛。
表1 金錢松精油成分及其含量測(cè)定結(jié)果Table 1 Components and their contents for essential oil from the leaves of Pseudolarix amabilis
表1 (續(xù))
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