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雅安琼楠鲜叶挥发油成分的GC-MS分析



全 文 :第37卷第3期          西 南 大 学 学 报 (自然科学版)           2015年3月
Vol.37 No.3 Journal of Southwest University(Natural Science Edition) Mar. 2015
DOI:10.13718/j.cnki.xdzk.2015.03.027
雅安琼楠鲜叶挥发油成分的GC -MS分析

罗思源1, 刘世尧1, 卞京军1,
白志川1, 李育钟2, 张华琦3
1.西南大学 园艺园林学院/南方山地园艺学教育部重点实验室,重庆400716;
2.四川省广安市农业局,四川 广安638000;3.重庆市万州食品药品检验所,重庆 万州404100
摘要:以雅安琼楠鲜叶为试材,采用水蒸气蒸馏法提取挥发油,并利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪对其成分
进行分析鉴定,结果从雅安琼楠鲜叶挥发油中共鉴定出75种组分,占挥发油总量的90.39%.其中,以单萜、倍
半萜、含氧单萜和含氧倍半萜类化合物为主要组成种类,其相对含量分别占挥发油总量的23.92%,25.03%,
10.84%,17.64%.
关 键 词:雅安琼楠鲜叶;水蒸气蒸馏法;挥发油成分;气相色谱-质谱联用仪
中图分类号:R284.1    文献标志码:A    文章编号:1673-9868(2015)03-0166-07
雅安琼楠(Beilschmiedia yaanica N.Chao)是樟科琼楠属多年生常绿阔叶乔木,产于雅安、重庆等
地,属四川特有种.雅安琼楠树干呈灰色,木材呈浅红或浅褐色,叶片具有油细胞,枝叶有香气,具有抗
风、耐烟尘、吸收有毒气体的能力,较能适应城市环境[1],可以用作城市行道树.在重庆,雅安琼楠主要
分布在北碚区缙云山国家级自然保护区内,是重庆建设城市森林规划的重要树种之一[2],并被列入国家
珍稀濒危保护植物[3].
近年来,植物化学研究越来越受国内外学者的重视,已报道国外学者对琼楠属多种植物鲜叶的挥
发油成分进行了研究[4-6],发现对琼楠属植物鲜叶挥发油成分分析具有一定的研究价值,但关于雅安
琼楠鲜叶挥发油成分的研究还未见有文献报道.本研究以重庆缙云山国家级自然保护区内的雅安琼
楠鲜叶为试材,采用水蒸气蒸馏法与气相色谱 -质谱(GC-MS)分析法对雅安琼楠鲜叶挥发油成分进行
提取、分析、鉴定等试探研究,旨在了解雅安琼楠鲜叶的香气特征,为雅安琼楠鲜叶的开发利用提供
理论基础数据.
1 材料与方法
1.1 试验材料
樟科琼楠属雅安琼楠新鲜叶片,2013年5月28日采于重庆市缙云山国家级自然保护区内的青龙寨,
经西南大学 白志川 教授鉴定.
① 收稿日期:2014-02-23
基金项目:重庆市科技攻关计划项目(CSTC,2008AC1180).
作者简介:罗思源(1987-),女,河南安阳人,硕士研究生,主要从事植物化学研究.
通信作者:刘世尧,副教授.
1.2 仪器与试剂
1.2.1 仪 器
Shimadzu 2010QP Ultra GC-MS联用仪,GC-MS Real Time Analysis工作站,GC-MS Postrun Analy-
sis分析软件,NIST2008质谱数据库(日本岛津公司);Molgene 210a型超纯水机(上海摩尔科学仪器有限
公司);万分之一电子天平(瑞士 Mettler Toledo公司);2 000mL智能恒温电热套(上海越众仪器设备有限
公司);2 000mL磨口圆底烧瓶;挥发油提取器.
1.2.2 试 剂
甲醇、无水乙醇、95%乙醇、无水硫酸钠、石油醚(60~90℃)均为分析纯.超纯水,载气为高纯氦气.
1.3 试验方法
1.3.1 气相色谱条件
参考任三香等人报道的方法[7]对雅安琼楠鲜叶挥发油成分的GC-MS检测条件稍作改动和优化.
色谱柱为岛津Rxt-5MS毛细管色谱柱(30m×0.25mm,0.25μm),进样口温度为150℃.程序
升温:起始温度为40.0℃,以6℃/min的速率升至120℃,并保持2min;再以3℃/min的速率升
至180℃,保持10min;最后以6℃/min的速率升至260℃,保持2min.流量控制方式为压力控制,
总压力为43.6kPa,总流量为10.0mL/min,柱流量为0.92mL/min,线速度为34.7cm/s,吹扫流
量为3.0mL/min,分流比为-1.0,即根据压力调整分流流量;传输线温度为180℃,GC分离时间
为60.67min.
1.3.2 质谱条件
电离方式:EI离子源,电离能量为73eV;离子源温度为230℃,接口温度为230℃;扫描质量范围
(m/z)为35~800;检测器增益为1.0×105;溶剂延迟时间为2min;质谱检测开始时间为3.00min,结束
时间为60.00min.
1.3.3 挥发性成分提取
供试样品挥发性成分的提取,参照史娟的方法[8]并稍加改进.将采来的新鲜叶片洗去表面灰尘杂质,
然后沥干水分,裁剪成约1cm×1cm大小的碎片;称取碎片约300g,加入重蒸水500mL,用水蒸气蒸馏
法提取36h;然后用分液漏斗分离油水混合物,将挥发油部分用足量无水硫酸钠吸水干燥12h后,得到淡
黄色油状物即为样品挥发油.
精密量取样品挥发油201μL,用石油醚溶解并定容至2.0mL,使用前经0.22μm微孔滤膜过滤.按照
1.3.1和1.3.2所述条件进样1μL,进样时间为0.5min.通过GC-MS Real Time Analysis工作站采集雅
安琼楠鲜叶挥发油总离子图.
1.3.4 数据处理
利用GC-MS Postrun Analysis分析软件和NIST2008质谱数据库自动检索各组分质谱数据,按照面积
归一化法计算各组分的相对含量.
2 结果与分析
2.1 挥发油成分的GC-MS检测结果
经GC-MS Real Time Analysis工作站采集,得到雅安琼楠鲜叶挥发油成分总离子色谱图(图1).对每
个组分的质谱图采用计算机谱库(NIST08/08S/WILEY)进行检索与分析,通过色谱峰面积归一化法计算
得出各化学成分的相对百分含量.
通过GC-MS分析和数据处理,参考有关文献[4-6],经人工核对后,从雅安琼楠鲜叶挥发油中共鉴定出
75种组分(表1),占挥发油总量的90.39%.由表1可见,雅安琼楠鲜叶挥发油成分主要由单萜、含氧单萜、
倍半萜和含氧倍半萜类化合物组成.在这些化合物种类中相对含量最高的是倍半萜类化合物,共计18个组
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分,其相对含量占总挥发油量的25.03%;其次为单萜类化合物,有13个组分,占挥发油总量的23.92%;
含氧倍半萜类化合物有12个组分,占挥发油总量的17.64%;含氧单萜类化合物有15个组分,占挥发油总
量的10.84%;还有两种双萜类化合物(1.46%)及非萜类化合物(11.50%).
图1 雅安琼楠鲜叶挥发油GC-MS总离子图
表1 雅安琼楠鲜叶挥发油化学成分
峰号
驻留时间
/min
化     合     物 分子式
相对分
子质量
相对含量
/%
1  5.212 糠醛 C5H4O2 96  0.08
2  5.703 (Z)-3-已烯-1-醇 C6H12O  100  0.06
3  7.296 三环烯 C10H16 136  0.07
4  7.590  1R-a-蒎烯 C10H16 136  4.66
5  7.970 茨烯 C10H16 136  2.19
6  8.529  2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢吡喃 C10H18O  154  0.07
7  8.585 β-水芹烯 C10H16 136  0.05
8  8.687 L-β-蒎烯 C10H16 136  0.55
9  8.874  6-甲基-5-庚烯-2-酮 C8H14O  126  0.10
10  8.994 β-月桂烯 C10H16 136  0.76
11  9.384 α-水芹烯 C10H16 136  0.37
12  9.546  3-蒈烯 C10H16 136  0.30
13  9.669  1,4-桉叶素 C10H18O  154  0.55
14  9.911 邻甲基异丙基苯 C10H14 134  1.96
15  10.038 D-柠檬烯 C10H16 136  3.86
16  10.118 桉树醇 C10H18O  154  1.04
17  10.238 β-反式-罗勒烯 C10H16 136  6.83
18  10.505 β-顺式-罗勒烯 C10H16 136  2.49
19  10.823 γ-松油烯 C10H16 136  0.32
20  11.626 松油烯 C10H16 136  1.47
21  11.790  1,3,3-三甲基-2-乙烯基-1-环已烯 C11H18 150  0.09
22  11.861 β-芳樟醇 C10H18O  154  0.24
23  12.002  1-(2-甲基-1-环戊烯基)-乙酮 C8H12O  124  0.06
24  12.310 小茴香醇 C10H18O  154  0.37
25  12.828  1-松油醇 C10H18O  154  0.22
26  13.098 β-松油醇 C10H18O  154  0.47
27  13.225 罗勒烯醇 C10H18O  154  0.12
28  13.480 异龙脑 C10H18O  154  0.22
29  13.717 L-龙脑 C10H18O  154  0.52
30  14.022 (-)-4-萜品醇 C10H18O  154  1.26
31  14.198 对-聚伞花素-8-醇 C10H14O  150  0.12
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 续表1
峰号
驻留时间
/min
化     合     物 分子式
相对分
子质量
相对含量
/%
32  14.415 α-松油醇 C10H18O  154  5.00
33  14.595 γ-松油醇 C10H18O  154  0.60
34  14.816  2,6-二甲基-3,5,7-辛三烯-2-醇 C10H16O  152  0.03
35  15.095 α-紫罗烯 C13H18 174  0.04
36  15.493 顺式-橙花醇 C10H18O  154  0.06
37  16.341 反式-橙花醇 C10H18O  154  0.08
38  16.927 α-柠檬醛 C10H16O  152  0.09
39  17.593 乙酸冰片酯 C12H20O2 196  5.68
40  18.191  5,5-二甲基-1-乙基-1,3-环戊二烯 C9H14 122  0.04
41  20.119  3-烯丙基-6-甲氧基苯酚 C10H12O2 164  0.20
42  20.535 异长叶烯 C15H25 204  0.07
43  20.985 古巴烯 C15H25 204  2.65
44  21.417 (-)-姜烯 C15H25 204  0.35
45  21.544 (-)-β-榄香烯 C15H25 204  0.13
46  22.419 α-柏木烯 C15H25 204  0.86
47  22.704 石竹烯 C15H25 204  4.96
48  23.194 α-香柑油烯 C15H25 204  0.82
49  23.431 香橙烯 C15H25 204  0.42
50  24.004 γ-榄香烯 C15H25 204  3.17
51  24.484 二表-α-雪松烯 C15H25 204  0.12
52  24.835 γ-木罗烯 C15H25 204  1.41
53  24.984 α-姜黄烯 C15H25 202  1.72
54  25.125 β-倍半水芹烯 C15H25 204  0.08
55  25.270 β-桉叶烯 C15H25 204  0.97
56  25.604 绿化白千层烯 C15H25 204  1.91
57  25.743 α-木罗烯 C15H25 204  0.63
58  25.989 α-布藜烯 C15H25 204  0.27
59  26.305 γ-杜松烯 C15H25 204  0.94
60  26.656 (+)-δ-杜松烯 C15H25 204  5.46
61  27.194 α-衣兰油烯 C15H25 204  0.45
62  27.610 榄香醇 C15H26O  222  0.23
63  28.073 乙酸橙花酯 C17H28O2 264  1.06
64  28.513 石竹烯醇 C15H26O  222  1.71
65  29.030 石竹烯氧化物 C15H25O  220  2.10
66  29.519 愈创木醇 C15H26O  222  0.44
67  30.852 γ-桉叶醇 C15H26O  222  4.51
68  31.206 α-杜松醇 C15H26O  222  1.47
69  31.360 δ-杜松醇 C15H26O  222  0.55
70  31.565 β-桉叶醇 C15H26O  222  1.07
71  31.676 α-桉叶醇 C15H26O  222  2.07
72  32.259 β-没药醇 C15H26O  222  2.69
73  32.697 α-没药醇 C15H26O  222  0.35
74  44.569 异植醇 C20H40O  296  0.79
75  51.881 叶绿醇 C20H40O  296  0.67
各类化合物含量/% 单萜类化合物 23.92
含氧单萜类化合物及衍生物 10.84
倍半萜类化合物 25.03
含氧倍半萜类化合物及衍生物 17.64
双萜类化合物 1.46
其他类化合物 11.50
961第3期          罗思源,等:雅安琼楠鲜叶挥发油成分的GC-MS分析
2.2 挥发油成分分析
在雅安琼楠鲜叶挥发油成分中,倍半萜类化合物含量最高.在倍半萜类化合物中含量最高的是(+)-δ-杜
松烯,占挥发油总量的5.46%;其次是石竹烯(4.96%)、γ-榄香烯(3.17%)、古巴烯(2.65%)、α-姜黄烯
(1.72%)和γ-木罗烯(1.41%),这6种物质的相对含量均大于1.00%;其他10种倍半萜类化合物含量在
0.07%~1.00%之间.
在13种单萜类化合物中,含量最高的是β-反式-罗勒烯,占挥发油总量的6.83%;其次为1R-a-蒎烯
(4.66%)、D-柠檬烯(3.86%)、β-顺式-罗勒烯(2.49%)、茨烯(2.19%)和松油烯(1.47%),这6种化合物
的含量均大于1.00%;另外7种单萜类化合物含量在0.05%~1.00%之间.
在12种含氧倍半萜类物质中,γ-桉叶醇的相对含量最高,占4.51%;含量大于2.00%的有β-没药醇
(2.69%)、石竹烯氧化物(2.10%)和α-桉叶醇(2.07%)3种;石竹烯醇(1.71%)、α-杜松醇(1.47%)、β-桉
叶醇(1.07%)3种物质含量在1.00%~2.00%之间;其余5种化合物含量在0.23%~1.00%之间.
在15种含氧单萜类化合物中,α-松油醇的含量最高,占5.00%;其次是(-)-4-萜品醇(1.26%)和桉树
醇(1.04%);其余12种含氧萜类物质含量在0.06%~1.00%之间.
另外,在挥发油成分中还有15种非萜类化合物,包括2种脂类化合物乙酸冰片酯(5.68%)和乙酸橙花
酯(1.06%),此外还有邻甲基异丙基苯(1.96%)、绿化白千层烯(1.91%),以上4种成分的含量均大于
1.00%;其余11种非萜类化合物含量在0.03%~1.00%之间.
3 讨 论
3.1 琼楠属鲜叶挥发性成分含量
雅安琼楠鲜叶挥发油主要化学成分特征是含有丰富的单萜、倍半萜、含氧单萜和含氧倍半萜类化合
物,其中,β-桉叶烯、α-桉叶醇、α-没药醇等多种化学物质首次在琼楠属植物中发现.文献[9]采用水蒸气蒸
馏法从5种琼楠属植物中提取鲜叶挥发油成分并对其进行了GC-MS分析,结果显示,B.alloiophylla主
要成分为大根香叶烯D(18.9%)、顺式-β-罗勒烯(18.8%)、反式-β-罗勒烯(9.3%)、α-蒎烯(11.8%)、双环
大牛儿烯(9.1%);B.brenesii以大根香叶烯D(19.3%)、β-石竹烯(13.4%)、α-(王古)(王巴)烯(9.0%)、
α-葎草烯(8.1%)、δ-杜松烯(5.8%)、2-十一烷酮(12.8%)、反式-2-己烯醛(8.8%)、2-十三烷酮(3.8%)等
8种物质为主要成分;在B.costaricensis中α-红没药醇(72.1%)含量最高且占大部分比列;B.tilaranen-
sis主要含有大根香叶烯D(54.9%)、β-石竹烯(14.8%)、δ-杜松烯(5.1%)等3种物质;而Beilschmiedia
species“chancho blanco”则以β-石竹烯(16.6%)、双环大牛儿烯(14.1%)、α-蒎烯(12.1%)3种物质为主要
成分.5种琼楠属植物鲜叶挥发油主要成分为萜类化合物,但组分含量有很大差异.这些被检测出的成分中
仅有5种物质为这5种琼楠属所共有,即α-(王古)(王巴)烯、β-石竹烯、γ-杜松烯、α-葎草烯、大根香叶烯
D,在雅安琼楠中检测到前3种物质.琼楠属植物鲜叶挥发油除了萜类化合物,还含有种类丰富的非萜类化
合物,雅安琼楠鲜叶挥发油含15种非萜类化合物组分,相对含量11.50%;在琼楠属其他植物鲜叶挥发油
中也检测出多种非萜类化合物,如KITIGAWA I等人从印度尼西亚的B.madang中分离得到双苄基异喹
啉生物碱[4],在B.miersii叶中发现杜鹃黄素-葡糖苷酸等黄酮类化合物[5],从B.miersii叶精油中已经
得到苯丙细辛醚[6],在B.brenesii叶精油中发现2-十一烷酮、2-十三烷酮、反式-2-己烯醛等羟基化合物[9].
不同琼楠属植物鲜叶挥发油成分的组成含量差异较大,一方面与植物本身的差异有关,如种下分类阶
元、产地、发育阶段、采集部位等的不同;另一方面与分析仪器及操作人员的关系也较大,如气味富集方
法、色谱柱性质、程序升温方法、检测器灵敏度、谱峰再解析方法等.雅安琼楠鲜叶挥发油中倍半萜类化合
物相对含量最高,它与单萜、含氧单萜和含氧倍半萜类化合物作为重要的香气物质,共同构成了雅安琼楠
鲜叶中特有的香气.
071 西南大学学报(自然科学版)     http://xbbjb.swu.cn     第37卷
3.2 雅安琼楠鲜叶挥发油成分的利用
萜类化合物是自然界中广泛存在的一类植物化学物,也是中草药中一类比较重要的化合物,同时它们
还是是一类重要的天然香料,是化妆品和食品工业不可缺少的原料.单萜类化合物是雅安琼楠鲜叶的主要
组成物质之一,多数已鉴定出的物质具有生物活性或香气.D-柠檬烯具有抗肿瘤、抗菌、祛痰、止咳功效与
溶解胆结石等药理作用,同时D-柠檬烯具有类似柠檬的香味也使其在食品添加剂中和香料工业中被广泛应
用[10].β-蒎烯是一种广泛用于香料工业的天然植物化学物
[11],因其具有抑菌功效而常常被添加到一些植物
精油中[12].在倍半萜类物质中,古巴烯具有消炎止痛的作用[14];石竹烯氧化物具有镇痛、清热解毒、利尿
消肿等功效,可治疗皮肤霉菌病[14];β-榄香烯对防治肿瘤有确切疗效,其制剂已用于肺癌、食管癌、鼻咽癌
等恶性肿瘤的临床治疗[15-17];β-桉叶醇则具有镇静、抗肿瘤作用
[17];石竹烯具有丁香香气,是一种贵重的
天然香料,用于香料和食用香精中[18].倍半萜类物质中的α-松油醇、1,4-桉叶素、桉树醇、小茴香醇在医疗
和香料行业有着广泛的应用前景[13].非萜类化合物乙酸冰片酯具有镇静、祛痰、抗感染、止泻等药理作
用[21],并带有森林的新鲜香味,是肥皂、化妆品及室内消毒杀菌剂的香味组分[22].双萜含氧化合物中的叶
绿醇和异植醇是生产维生素K、维生素E等的基本原料[19-20].
随着生活品质的不断提高,植物化学物对人们生活的影响日益显著,其研究动态和成果也越来越受到
人们的关注.植物挥发油如今已经深入应用在食品、医疗、美容、健康等多方面,其应用的宽度和广度必将
随着相关研究的深入继续扩展.本文对雅安琼楠鲜叶挥发油成分的分析,为其日后的开发利用提供了理论
基础数据,具有重要的参考价值.
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GC-MS Analysis of the Components of Volatile Oils
from the Fresh Leaves of Beilschmiedia yaanica
LUO Si-yuan1, LIU Shi-yao1, BIAN Jing-jun1,
BAI Zhi-chuan
1, LI Yu-zhong2, ZHANG Hua-qi 3
1.School of Horticulture and Landscape Architecture,Southwest University/Key Laboratory of Horticulture Science for
 Southern Mountainous Regions,Ministry of Education,Chongqing 400716,China;
2.Sichuan Province Guangan Agriculture Bureau,Guangan Sichuan 638000,China;
3.Wanzhou Institute for Food and Drug Control,Wanzhou Chongqing 404100,China
Abstract:Volatile oils were extracted from the fresh leaves of Beilschmiedia yaanica by steam distilation,
and their chemical components were identified and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry
(GC-MS).A total of 75components were identified from the volatile oils,which accounted for 90.39%of
the total.Monoterpene,sesquiterpene,oxygenated monoterpene and oxygen sesquiterpenoids were the
main components,and their relative content being 23.92%,25.03%,10.84%and 17.64%,respectively.
Key words:fresh leaf of Beilschmiedia yaanica;steam distilation;components of the volatile oil;GC-MS
责任编辑 潘春燕    
271 西南大学学报(自然科学版)     http://xbbjb.swu.cn     第37卷