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花叶良姜果实挥发油化学成分分析



全 文 :花叶良姜(Alpinia zerumbet cv. Variegata), 又
名花叶艳山姜、 彩叶姜、 斑纹月桃等, 是姜科山姜
属多年生草本植物, 因其叶片具有金黄色纵斑纹,
叶姿挺拔潇洒, 花姿雅致, 花香诱人, 具有很高的
观赏价值, 在园艺和园林中应用广泛[1-3]。 目前, 对
花叶良姜的研究多集中于人工组培快繁技术, 尤其
是组织培养和茎尖离体繁殖, 试管苗繁殖技术等[3-4]。
植物挥发油又称植物精油, 具有较好的抗菌活
性, 近年来受到广泛关注[5-7]。 姜科植物挥发油具
有抗菌和抗氧化等多种生物活性, 被广泛应用于食
品防腐保鲜、 化妆品、 医药等领域[8]。 花叶良姜为
艳山姜的园艺栽培品种, 艳山姜挥发油具有抗心肌
缺氧、 抗动脉粥样硬化、 抗溃疡、 抗氧化以及抗炎
镇痛等多种药理作用和生物学活性, 对脂多糖诱导
的 HUVECs损伤具有保护作用[9-12], 但对于花叶良
姜挥发油及其生物活性报道较少。 陈建烟等[13]采用
花叶良姜果实挥发油化学成分分析①
刘 易② 唐祥佑 方 萍 秦 楷
杨小红 王 军 伍慧雄 单体江③
(华南农业大学林学与风景园林学院/
广东省森林植物种质创新与利用重点实验室 广东广州 510642)
摘 要 采用水蒸气蒸馏法提取花叶良姜果实挥发油, 通过 GC-MS进行成分鉴定, 结果发现: 花叶良姜果实中
的挥发油得率为 0.109%; 从中鉴定出 41个成分, 占挥发油总量的 94.075%。 主要成分为桉油精(35.730%), 三
环烯(7.463%), 2-茨酮(5.737), 4-蒈烯(5.640%), p-伞花烃(4.975%), γ-桉叶醇(4.300%), 肉桂酸甲酯
(4.273%), 占总相对含量的 68.118%。
关键词 花叶良姜 ; 果实 ; 挥发油 ; 化学成分
分类号 S632.5Doi: 10.12008/j.issn.1009-2196.2016.03.014
Chemical Composition of Volatile Oil from the Fruits of Alpinia zerumbet
LIU Yi TANG Xiangyou FANG Ping QIN Kai
YANG Xiaohong WANG Jun WU Huixiong SHAN Tijiang
(Guangdong Key Laboratory for Innovative Development and Utilization of Forest
Plant Germplasm / College of Forestry and Landscape Architecture,
South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong, 510642)
Abstract The volatile oil was extracted with the yield of 0.109% on fresh weight basis by
hydro-distillation from the the fruits of Alpinia zerumbet. The volatile oil was analyzed for its chemical
compositions by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). 41 components were identified from
the volatile oil of the fruits, which accounted for 94.075% of total volatile substance. Eucalyptol
(35.730%), Tricyclene (7.463% ), (+)-camphor (5.737), (+)-4-Carene (5.640% ), p-Cymol (4.975% ), (+)
-γ-Eudesmol (4.300%) and Methyl cinnamate (4.273%) were the major compounds in the fruits which
accounted for 68.118% of total contents.
Keywords Alpinia zerumbet ; volatile oil ; chemical constituents
Vol.36, No.3
2016年3月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第36卷第3期
Mar. 2016
① 基金项目: 广东省林业科技创新项目(No.2015KJCH043)。
收稿日期: 2015-11-10; 责任编辑/古小玲; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 刘 易(1994~), 女, 在读学生, 研究方向为植物和微生物次生代谢产物, E-mail: 578122161@qq.com。
③ 通讯作者: 单体江(1983~), 男, 博士, 讲师, 研究方向为植物和微生物次生代谢产物, E-mail: tjshan@scau.edu.cn。
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刘 易 等 花叶良姜果实挥发油化学成分分析
表1 花叶良姜果实挥发油化学成分分析及其含量测定结果
编号 保留时间 RI 化合物 化学式 分子量 相对含量/%
1 4.253 958α-水芹烯 α-Phellandrene C10H16 136 0.145
2 4.419 964α 蒎烯 α-pinene C10H16 136 3.237
3 4.734 9752-莰烯 α-Bornene C10H16 136 1.830
4 5.264 992三环烯 Tricyclene C10H16 136 7.463
5 5.376 995β-蒎烯 β-Pinene C10H16 136 0.755
6 5.643 1005γ-Pyronene C10H16 136 0.103
7 5.793 1012萜品烯 γ-Terpinene C10H16 136 1.058
8 6.018 1022萜品油烯 Terpinolene C10H16 136 0.324
9 6.194 1030p-伞花烃 p-Cymol C10H14 134 4.975
10 6.307 1035柠檬烯 Limonene C10H16 136 2.532
水蒸气蒸馏法, 对花叶良姜叶片挥发油的提取工艺
进行了优化, 但尚未见其挥发油化学组成成分的报
道。 本研究对其实挥发油化学成分分析, 旨在为花
叶良姜果实挥发油资源的合理开发和利用提供理论
依据。
1 材料与方法
1.1材料
植物材料: 花叶良姜果实于2014年7月12日
采自华南农业大学校园, 标本由华南农业大学林学
与风景园林学院郑明轩老师鉴定。
仪器与试剂: 6890A-5975C气相色谱-质谱联
用仪(GC-MS)(Agilent Technologies, USA); 水蒸气蒸馏
装置(北京永光明医疗仪器厂); 正构烷烃 C8-C40(美国
Sigma公司); 氯化钠、 无水乙醚、 无水硫酸钠、 二
氯甲烷等均为国产分析纯(北京化学试剂公司)。
1.2方法
1.2.1挥发油的提取
参照Lou等[14]的方法, 采集花叶良姜果实(1452g),
称重后将其装入水蒸气蒸馏装置, 加入适量蒸馏
水, 待温度升至 100℃后连续蒸馏 6h, 收集蒸出
的挥发油, 加入一定量的NaCl, 用无水乙醚萃取3
次, 萃取液合并, 加入无水硫酸钠进行干燥, 浓缩
萃取液或让无水乙醚自然挥发, 4℃密封保存备用。
1.2.2花叶良姜果实挥发油化学组分的 GC-MS
分析
色谱柱为 DB-5(30 m×250μm×0.25μm), 无
分流进样 , 进样量 1μL。 升温程序 : 起始温度
70℃, 保持1min, 然后8℃/min上升到120℃, 保
持1min, 然后30℃/min上升到150℃, 保持1min,
然后 5℃/min上升到 175℃, 保持 0 min, 然后
1℃/min上升到180℃, 保持0min, 然后5℃/min
上升到 240℃, 保持 0 min。 离子源温度 230℃,
电离方式为EI, 电离能量70eV, 载气为He, 流速
1mL/min, 全扫描采集, 质谱检测器(MSD)检测。 通
过hist(2011)增库简谱, 与标准化合物的保留时间
和质谱图作对比, 确定待测组分。
1.2.3保留系数
保留系数(Retention index,RI)的测定[15]: 系列
正构烷烃C8-C40(Sigma)用氯仿稀释50倍, 然后与上
述 GC条件一样进行分离, 记录 C8-C40各正构烷烃
的保留时间。 用线性升温公式计算各成分的 RI 值
(VandenDooletal, 1963): RI=100n+100(lgtx-lgtn)
/(lgtn+1-lgtn), 其中 tx、 tn和 tn+1分别为被分析组
分和碳原子数处于 n 和 n+1之间的正烷烃(tn<tx<
tn+1)的流出峰保留时间。
2 结果与分析
通过水蒸气蒸馏法, 花叶良姜果实挥发油的得
率为0.109%(以鲜重为基础)。 对花叶良姜果实挥发油
进行GC-MS分析, 共鉴定出41种成分, 采用GC峰
面积归一化法定量分析, 计算各成分的相对含量
(表 1, 图 1), 占总相对含量的 94.075%。 其中主
要成分有 7种, 分别为桉油精(35.730%), 三环烯
(7.463%), 2-茨酮(5.737), 4-蒈烯(5.640%), p-伞花
烃 (4.975% ), γ-桉 叶 醇 (4.300% ), 肉 桂 酸 甲 酯
(4.273%), 占总相对含量的 68.118%。 说明桉油精对
花叶良姜果实挥发油的化学性质影响较大。
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2016年3月 第36卷第3期热带农业科学
编号 保留时间 RI 化合物 化学式 分子量 相对含量/%
11 6.435 1041桉油精 Eucalyptol C10H18O 154 35.730
12 6.612 10483-蒈烯 3-carene C10H16 136 0.069
13 7.596 10864-蒈烯 (+)-4-Carene C10H16 136 5.640
14 7.906 1096芳樟醇 Linalool C10H18O 154 0.365
15 8.457 1121葑醇 Fenchol C10H18O 154 0.194
16 9.222 11542-茨酮 (+)-camphor C10H16O 152 5.737
17 9.746 11752,4-辛二烯 2,4-Octadiene C8H14 110 0.331
18 10.040 11864-萜烯醇 Terpinen-4-ol C10H18O 154 1.550
19 10.725 12136-丁基-1,4-环庚二烯1,4-Cycloheptadiene,6-butyl- C11H18 150 0.102
20 11.580 1247Benzene, (2-methoxy-2-propen-1-yl)- C10H12O 148 0.325
21 12.420 12783-苯丙酸甲酯3-Phenylpropionic acid methyl ester C10H12O2 164 0.145
22 13.062 1300香芹酚 Carvacrol C10H14O 150 0.975
23 15.116 1381己酸香叶酯 Geraniol caproate C16H28O2 252 0.053
24 15.330 1389肉桂酸甲酯 Methyl cinnamate C10H10O2 162 4.273
25 16.277 1427Benzene,1-ethyl-2,4,5-trime C11H15 147 0.646
26 17.186 1464α-石竹烯 α-Caryophyllene C15H24 204 2.617
27 18.282 1507β-柏木烯 (+)-β-Cedrene C15H24 204 0.080
28 18.694 1524α-榄香烯 (+)-α-Elemene C15H24 204 0.470
29 18.806 1529δ-杜松烯 δ-Cadinene C15H24 204 0.345
30 19.384 15522,6-二甲基喹啉2,6-Dimethylquinoline C11H11N 157 0.067
31 19.545 1559水菖蒲烯 Calarene C15H24 204 0.855
32 19.823 1569橙花油醇 Peruviol C15H26O 222 2.001
33 20.636 1600巴伦西亚橘烯 (+)-Valencene C15H24 204 0.070
34 20.705 1605
乙基二甲基氯硅烷
Dimethyl (ethyl) chlorosilane C4H11ClSi 122.5 0.155
35 20.839 1615γ-蛇床烯 γ-Selinene C15H24 204 0.063
36 21.032 1629(+)-Sativene C15H24 204 0.077
37 21.192 1640β-绿叶烯 β-Patchoulene C15H24 204 0.104
38 21.385 1654
(3R,4aS,5R,8aS) -5,8a-dimethyl-3-
(propan-2-yl) -1,2,3,4,4a,5,6,
8a-octahydronaphthalene
C15H26 206 3.688
39 21.566 1666γ-杜松烯 (-)-γ-Cadinene C15H24 204 0.520
40 21.652 16721-isopropyl-7-methyl-4-methylene-1,2,3,4,4a,5,6,8a-octahydronaphthalene C15H24 204 0.106
41 21.839 1685γ-桉叶醇 (+) -γ-Eudesmol C15H26O 222 4.300
续表1 花叶良姜果实挥发油化学成分分析及其含量测定结果
3 结论
本研究结果发现, 桉油精的相对含量最高, 高
达35.730%。 而沈祥春等[16]对艳山姜果实挥发油研
究发现, β-水芹烯(16.388%)在艳山姜果实挥发油中
的含量最高, 桉油精的相对含量仅占10.956%, 造
成差异可能是由于品种、 产地和采集时间不同。 刘
磊等[17]对10种山姜属植物的挥发油成分进行比较,
分析发现 10种中有 9种含有桉油精, γ-杜松烯、
γ-萜品烯、 芳樟醇、 莰烯、 石竹素、 4-萜烯醇等,
也是山姜属植物挥发油的主要成分, 说明山姜属植
物辛温性味与挥发油成分具有一定的相关性, 与本
研究的结果一致。 此外, 山姜属植物具有较好的抗
氧化和抗菌等多种活性[18-19], 而花叶良姜果实挥发
油的生物学活性还有待更深入的研究。
参考文献
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5600000
5400000
5200000
5000000
4800000
4600000
4400000
4200000
4000000
3800000
3600000
3400000
3200000
3000000
2800000
2600000
2400000
2200000
2000000
1800000
1600000
1400000
1200000
1000000
800000
600000
400000
200000
5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
时间/min


图1 花叶良姜果实挥发油总离子流色谱
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