全 文 :紫藤花挥发油的提取与化学成分的研究
杨 华,马荣萱,田 锐 (延安大学化学与化工学院,陕西延安 716000)
摘要 [目的]研究延安产紫藤花挥发油化学成分,为其开发利用奠定基础。[方法]采用水蒸汽蒸馏法及超声协助水蒸汽蒸馏提取紫
藤花挥发油,采用气相色谱 -质谱 -数据系统分析法进行分析,用色谱峰面积归一化法测定各组分相对含量。[结果]共鉴定出 38种化
学成分,占紫藤花挥发油总量的 77. 79%,成分主要有醇类、烯类、酯类、烷类和酮类等多种化合物。陕西延安生长的紫藤花所含挥发油
的成分中,检测到了未曾报道的(9Z)-1,1-二甲氧基-9-十八烯、2-(3-甲基 -环氧乙基)-甲醇、10-甲基十九烷、苯甲酸-2-苯乙酯、6,10,
14-三甲基-2-十五烷酮、沉香醇和 3-烯丙基-2-甲氧基苯酚等化学成分。[结论]地理环境的差异,会导致植物所含的化学成分发生某些
改变。
关键词 紫藤;挥发油;气相色谱 -质谱联用;化学成分
中图分类号 S132 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)29 -17862 -03
Study on the Extraction and Chemical Constituents of Volatile Oil in Wisteria sinensis
YANG Hua et al (College of Chemistry and Chemical Engineering,Yanan University,Yanan,Shaanxi 716000)
Abstract [Objective]To study the chemical constituents of volatile oil in Wisteria sinensis in Yanan so as to lay foundation for its develop-
ment. [Method]The volatile oil was extracted by steam distillation and ultrasound assisted steam distillation,then analyzed by Gas Chroma-
tography-Mass Spectrometry,the relative contents of each component were determined by peak area normalization method. [Result]A total of
38 compounds were identified,accounting for 77. 79% of total volatile oil in Wisteria sinensis,the main chemical components were alcohols,
alkenes,esters,alkanes and ketones. In all the chemical constituents of volatile oil separated from the Wisteria sinensis flowers grown in
Yanan,some were not reported before,such as (9Z)-1,1-Dimethoxy-9-octadecene,(3-Methyl-oxiran-2-yl)-methanol,10-Me-thylno-nade-
cane,Benzoic-acid,2-phenylethyl-ester,6,10,14-Trimethyl-2-penta-dec-anone and 1,6-Octadien-3,7-dimethyl-3-ol,3-Allyl-2-methoxy phe-
nol. [Conclusion]Geographical differences might lead to certain changes in the chemical constituents of plants.
Key words Wisteria sinensis;Essential oil;GC-MS;Chemical constituents
基金项目 陕西省延安市科技局项目10%高氯·噻烟剂研究(2009kn-16)。
作者简介 杨华(1979 - ) ,女,陕西延安人,讲师,硕士,从事天然产物
应用研究。
收稿日期 2011-07-08
紫藤[Wisteria sinensis(Sims)Sweet]属豆科(Legumino-
sae)紫藤属的藤本花木。原产我国中部,现在全国大部分地
区均有栽植,其鲜花含芳香油 0. 60% ~ 0. 95%[1],研究者对
其挥发油香味成分及活性成分进行了一定的研究[2 -6]。但
对紫藤花挥发油的提取及化学成分的分析报道还不是很多,
而且关于地处黄土高原延安产的紫藤花挥发油的化学成分
的研究却未有报道。由于地理环境的差异和植物的新陈代
谢的改变,可能会导致其化学成分有所改变,因此,笔者通过
水蒸汽蒸馏及超声协助水蒸气蒸馏的方法提取了紫藤花挥
发油,利用气相色谱质谱联用技术对其化学成分进行分析,
并通过计算机检索与标准谱图对照鉴定部分主要化合物,用
面积归一化法确定所鉴定化合物的质量分数,以期为陕北紫
藤资源的开发利用提供依据。
1 材料与方法
1. 1材料 紫藤花均从延安大学兰惠园里采摘,KQ5200DA
型数控超生波清洗器(昆山市超声仪器有限公司) ,日本岛津
GC-MS-QP2010气相色谱 -质谱联用仪,乙醚(AR) ,无水硫
酸钠(AR) ,氯化钠(AR)。
1. 2 方法
1. 2. 1 紫藤花挥发油的提取。
1. 2. 1. 1 水蒸汽蒸馏法。采摘新鲜紫藤花,多余的放入4 ℃
冰箱中保鲜[7],称取花样 150 g,适当剪碎,将样品加入1 000
ml三颈瓶,用浓度 2%的 NaCl溶液 250 ml浸泡不同的时间,
然后用水蒸汽蒸馏法蒸馏不同的时间提取挥发油。蒸馏完
成后,用乙醚少量多次萃取,将乙醚层转入烧杯,加入适量的
无水硫酸钠干燥,在通风处挥发乙醚或者是用水浴蒸馏法除
去大量的乙醚,得到淡黄色固体油状物,分别称量其质量并
记录数据,置阴凉处密封保存,按照式(1)计算出油率。试验
分别讨论了浸泡时间、蒸馏时间对紫藤花出油率的影响。
出油率(%)=(挥发油的质量 /花样的质量)× 100 (1)
1. 2. 1. 2 超声波协助水蒸汽蒸馏提取法。将浸泡好的紫藤
放在超声波清洗器中振荡不同的时间,再用水蒸汽蒸馏法提
取挥发油。蒸馏完成后,处理样品并计算出油率,分析超声
时间对紫藤花出油率的影响。
1. 2. 2 GC-MS分析条件。石英毛细管柱:DB-5MS(30 m ×
0. 25 mm ×0. 25 μm) ;柱升温程序:60 ℃(1 min)→6 ℃ /min
→120 ℃→10 ℃ /min→190 ℃(10 min) ;进样口温度:240 ℃;
载气(He)流速:1. 04 L /min;GC-MS 接口温度:230 ℃;离子
源:EI,70 eV,200 ℃;扫描方式:Scan;扫描质量范围:m/z 30
~500;溶剂延迟时间:2. 5 min。
1. 2. 3 挥发油成分分析。将利用上述方法所得出的产品用
GC-MS分析,产品采用 GC-MS计算机联机分析方法,经计算
机检索谱库 NIST147LIB,人工分析质谱图,参考有关文献鉴
定各成分。按近似的归一化法计算出实际检出峰面积的百
分含量。
2 结果与分析
2. 1 浸泡时间对紫藤花挥发油提取率的影响 试验结果表
明,在蒸馏时间为 3. 0 h,浸泡时间为 2. 0、3. 0、4. 0、5. 0 h时,
紫藤花挥发油提取率分别为 0. 21%、0. 24%、0. 19%、
0. 24%,可见随着浸泡时间的延长,提取率提高,但在浸泡
3. 0 h后,提取率下降,这可能是因为浸泡的时间过长,新鲜
花朵部分发酵而挥发油散失。所以浸泡时间以 3. 0 h为宜,
提取率 0. 24%。
2. 2 蒸馏时间对紫藤花挥发油提取率的影响 试验结果表
明,当浸泡时间为 3. 0 h,蒸馏时间为 1. 0、2. 0、3. 0、4. 0 h 时
责任编辑 张杨林 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(29):17862 - 17864
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.29.084
紫藤花挥发油提取率分别为 0. 10%、0. 16%、0. 24%、
0. 20%,可见,随着蒸馏时间的延长,紫藤花挥发油提取率不
断提高,但在蒸馏 3. 0 h后,提取率随时间的延长而降低,说
明大量的挥发油已被提取,所以蒸馏以 3. 0 h 为宜,提取率
0. 24%。
2. 3 超声时间对紫藤花挥发油提取率的影响 试验结果表
明,在浸泡时间 3. 0 h、蒸馏时间 3. 0 h,超声时间为 0、0. 5、
1. 0、1. 5 h时,紫藤花挥发油提取率分别为 0. 24%、0. 27%、
0. 32%、0. 21%,可见,随着超声时间的延长,紫藤花挥发油提
取率得到提高,这可能是超声波可破坏紫藤花中的结构组
织,可以使挥发性成分较容易挥发出来,提高提取率,但时间
过长,会带入其他杂质或者由于其空化作用而破坏挥发油,
所以一般超声 1. 0 h最佳,出油率 0. 32%。综合以上的信息
得出合理的紫藤花挥发油提取条件为:紫藤花浸泡 3. 0 h,超
声波超声 1. 0 h,水蒸汽蒸馏 3. 0 h,提取率 0. 32%。
2. 4 紫藤花挥发油成分的鉴定 用毛细管气相色谱法对紫
藤花挥发油进行了分离,共分离出100多个组分,通过毛细
管气相色谱 -质谱计算机联用系统得到各组分的质谱图,再
由查对标准化合物的谱图和从计算机标准质谱数据库检索
相结合的方式鉴定其中 38 种主要化合物(相似度多在 70%
以上) ,占色谱峰流出总面积的 77. 79%;用色谱数据面积归
一化法测定了各组分的相对含量,分离和分析结果见图 1和
表 1。
图 1 紫藤花挥发油的 GC-MS总离子流
Fig. 1 GC-MS total ion chromatogram of the essential oil in
Wisteria sinensis
表 1 陕西省延安产紫藤花挥发油 GC-MS分析结果
Table 1 GC-MS analytical results of the essential oil in Wisteria sinensis produced in Yanan of Shaanxi Province
序号
No.
保留时间
Retention time∥min
分子量
Molecular weight
分子式
Molecular formula
化合物名称
Name of compounds
相对含量
Relative content ∥%
1 3. 534 88 C4H8O2 2-(3-甲基 -环氧乙基)-甲醇 6. 84
2 4. 499 130 C7H14O2 甲酸正己酯 0. 69
3 8. 035 442 C22H26N4O6 α-N,ω-N-双苄氧羰基-L-精氨酸 0. 36
4 9. 371 142 C9H18O 2-壬酮 0. 53
5 9. 608 154 C10H18O 沉香醇 3. 34
6 9. 946 122 C8H10O 苯乙醇 9. 51
7 11. 683 166 C12H22 2,3-二甲基十氢化萘 0. 99
8 11. 946 154 C10H18O α-松油醇 0. 90
9 12. 128 252 C17H32O 13-十七烷基-1-醇 1. 05
10 12. 272 120 C8H8O 2,3-二氢-苯并呋喃 0. 75
11 12. 500 152 C11H2O 4,8-二甲基-1,7-壬二烯 0. 31
12 12. 643 152 C10H16O trans-松香芹醇 0. 35
13 12. 700 138 C10H18 1-乙基-2-甲基-3-乙烯基 -环戊烷 0. 31
14 12. 856 140 C9H16O 1-羟基-2-壬炔 0. 46
15 13. 001 154 C10H18O 橙花醇 1. 00
16 13. 815 268 C18H36O 6,10,14-三甲基-2-十五烷酮 4. 60
17 13. 982 256 C17H36O 2-十七醇 0. 56
18 14. 886 164 C10H12O2 3-烯丙基-2-甲氧基苯酚 2. 50
19 15. 017 308 C20H36O2 2-十五烷氧基 -四氢吡喃 0. 64
20 15. 447 212 C14H12O2 棕榈酸苄酯 1. 09
21 15. 614 178 C11H14O2 异丁香酚甲醚 0. 98
22 15. 743 358 C26H46 正二十烷基苯 0. 54
23 16. 344 312 C20H40O2 (9Z)-1,1-二甲氧基-9-十八烯 10. 9
24 16. 508 310 C13H27 I 1-碘代十三烷 0. 87
25 16. 716 284 C19H40O 正十九醇 1. 16
26 16. 774 282 C20H42 10-甲基十九烷 6. 68
27 16. 922 298 C19H38O2 十六烷基缩水甘油醚 1. 15
28 17. 012 282 C19H38O 2-十九烷酮 1. 05
29 17. 124 266 C18H34O (8E)-8-十八烯 1. 49
30 17. 927 139 C7H6FNO 2-氨基苯甲酰氟 0. 58
31 18. 520 226 C15H14O2 苯甲酸-2-苯乙酯 4. 62
32 19. 551 268 C18H36O 十八(烷)醛 1. 26
33 20. 817 270 C17H34O2 棕榈酸甲酯 4. 90
34 21. 860 334 C20H30O4 1,2-邻苯二甲酸丁辛酯 1. 51
35 23. 490 220 C14H20O2 己酸-2-苯乙酯 0. 64
36 23. 681 368 C24H48O2 廿二烷酸乙酯 1. 07
37 25. 408 298 C19H38O2 10-甲基 -十七碳酸甲酯 0. 83
38 26. 456 326 C12H24Br2 1,2-二溴代十二烷 0. 78
3687139 卷 29 期 杨 华等 紫藤花挥发油的提取与化学成分的研究
由表 1可知,从陕西延安紫藤花挥发油中已鉴定出的成
分主要包括醇类、烯类、酯类、烷类和酮类等 38 种化合物。
其中醇类化合物的含量占所鉴定成分含量的 35. 57%,烯类
占到 19. 91%,酯类占 19. 73%,烷类占 11. 11%,酮类占
7. 94%。另外,在鉴定的 38种化合物中,含量较多的成分有
(9Z)-1,1-二甲氧基-9-十八烯、苯乙醇、2-(3-甲基)-环氧乙
基甲醇、10-甲基十九烷、棕榈酸甲酯、苯甲酸-2-苯乙酯、6,
10,14-三甲基-2-十五烷酮、沉香醇和 3-烯丙基-2-甲氧基苯
酚等。
3 结论与讨论
(1)李兆琳等[8]测定了甘肃兰州紫藤花挥发油中醇类占
所鉴定成分含量的 10. 09%,酮类占 3. 78%,醛类占 2. 10%,
酯类占 19. 74%,酚类占 0. 75%,饱和烷烃类占 9. 98%等[8]。
陕西延安产紫藤花挥发油中与甘肃兰州产紫藤花挥发油的
成分相比,含量较大的成分均有十六酸甲酯、2,3-二氢苯并
呋喃、苯乙醇、橙花醇、异丁香酚甲醚等。但陕西延安产紫藤
花挥发油里面有兰州产紫藤花挥发油未检验出的(9Z)-1,1-
二甲氧基-9-十八烯、10-甲基十九烷、棕榈酸甲酯、苯甲酸-2-
苯乙酯、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、沉香醇、3-烯丙基-2-甲
氧基苯酚等化学成分,其中棕榈酸甲酯可应用于植物杀螨剂
及某种杀螨乳油中[9],沉香醇一度是薰衣草香精的主要成
分[10]。李峰等对山东曲阜的紫藤花挥发油进行了研究,鉴
定出其主要成分龙涎香精内酯占 18. 211%,α-松油醇占
10. 578%,7,8-二羟基香豆素占 7. 884%,2,3-二氢 -苯丙呋
喃占 7. 401%,吲哚占 6. 872%[4]。延安产的紫藤花与之相
比,共同成分为苯乙醇、2,3-二氢 -苯并呋喃、α-松油醇、异丁
香酚甲醚和棕榈酸苄酯等。该研究与文献的研究报道[2]有
所不同,这可能由于地理环境的差异、植物的新陈代谢不同
导致其化学成分有所变化,使得陕西延安产的紫藤花具有特
定的化学成分,因此可能会有其特定的价值,这可以为陕西
延安紫藤资源的适当开发利用提供参考。
(3)笔者利用水蒸汽蒸馏法及超声波辅助水蒸汽蒸馏法
对紫藤花挥发油出油率的最优试验条件进行摸索,得最大出
油率为 0. 32%,这与参考值 0. 60% ~0. 95%相差较大。李祖
光等对紫藤花不同花期头香成分的研究表明,花期对其成分
有较大影响,同时可能随着花朵的储藏其挥发油也会有所散
失,并且试验装置设计的合理性也是一个较大的影响因
素[3];李兆琳等利用其设计的挥发油提取器提取了一些中草
药的挥发油结果能较好地说明这一点[11]。因此,陕西延安
产紫藤挥发油的提取分离条件值得进一步探讨。
参考文献
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67 -75.
(上接第 17803页)
褐化情况严重,并且在不同的激素配比下,仅有从只有 3 片
幼叶的年幼植株上取的 1片幼叶成功得到少量愈伤。
通过激素配比试验,成功筛选到蜈蚣草愈伤组织诱导和
继待培养的培养基配方。从外植体诱导出愈伤组织最佳培
养基配方:1 /2 MS培养基 + 3%蔗糖 + 0. 7%琼脂 + 0. 5 g /L
PVP +0. 1 mg /L KT + 0. 5 mg /L 2,4-D;从愈伤组织诱导出
GGB和从 GGB诱导出幼苗最佳培养基配方:1 /2MS 培养基
+3%蔗糖 +0. 7%琼脂 +0. 5 g /L PVP +1. 0 mg /L KT +0. 01
mg /L 2,4-D。另外,使用 1 /2 MS 培养基 + 3%蔗糖 + 0. 7%
琼脂 +0. 5 g /L PVP +0. 5 mg /L 2,4-D做继代培养可使愈伤
组织持续增殖。
在蜈蚣草的组培中,笔者发现光照起到了很重要的作
用。在愈伤组织的诱导中,接种后必须置于避光的环境中培
养,否则会加速褐化的情况,因为光照会加速外植体的新陈
代谢,使多酚氧化酶的活性增加,导致酶促褐化;更重要的
是,在后期诱导不定芽的试验过程中,当接种 7 d后,长出的
芽状物达到约 10 mm左右时取出见光,见光后,芽状物立即
展开成细小的叶片,若过早取出,则导致分化出的芽短小而
数量少,影响产量,若超过 20 d不取出见光,会导致芽状物再
次退化为 GGB。
该研究直接以野外材料进行组织培养,相比于已有的方
法简化了试验步骤,能够在 2个月内培育出大量的种苗。
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46871 安徽农业科学 2011 年