全 文 ：GC-MS分析刺楸树根和根皮中挥发性成分
刘 剑 ,刘纳纳 ,杨虹傑 ,杨敬国 ,满 杰　(贵州中烟工业有限责任公司技术中心 ,贵州贵阳 550003)
摘要　[目的 ]分析刺楸[ Kalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.]树根和根皮中挥发性成分 ,以期为刺楸药用价值的开发提供科学依据。
[方法]采用顶空固相微萃取法(HS-SPME)提取刺楸根和根皮中的挥发性成分 ,用 GC-MS分析确定各组分的名称及其相对含量。 [结
果]从刺楸树根和根皮中分别鉴定出 81种和 76种化合物 ,分别占挥发性成分总量的 97.47%和 96.17%,其主要成分均为γ-榄香烯、反
式-β-金合欢烯 、α-愈创烯和 2-(1-甲基乙基)-5-甲基 -苯酚等 ,且在 2种材料中的相对含量差异不大。 [结论 ]该试验确定了刺楸根和根
皮中挥发性化学成分及其相对含量 ,为开发刺楸的药用价值提供了科学依据。
关键词　刺楸;根;根皮;挥发性成分;GC-MS
中图分类号　S792　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)34-19284-03
AnalysisofChemicalCompositioninVolatileOilfromKalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.RootandRootBarkbyGC-MS
LIUJianetal　(TechnologyCenter, ChinaTobaccoGuizhouIndustrialCo, Ltd., Guiyang, Guizhou550003)
Abstract　[Objective]ToanalyzethecompositionsofvolatileoilfromrootandrootbarkofKalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz., soastopro-
videscientificevidenceforthedevelopmentofmedicinalvalueofKalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.[ Method]Thevolatilecompositionswere
extractedwithheadspacesolid-phasemicro-extraction(HS-SPME), andtheircontentsandnameswereconfirmedbyGC-MS.[ Result] Seventy-six
andeighty-onecompoundswereseparatedandidentifiedfromtherootbarkandrootofKalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz., occupying97.47%
and96.17%oftotalvolatileoilrespectively.ThemaincomponentsobtainedfromrootandrootbarkofKalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.were
foundtobesimilar, suchasγ-elemene, trans-β-farnesene, α-Guaiene, alpha-Guaieneand2-(1-methyl-ethyl)-5-methyl-phenol.Itwasalsofound
thatthecontentsoftheminthetwomaterialswerenotsignificantdifferent.[Conclusion] Thecompoundsandtheirrelativecontentinrootanditsbark
fromKalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.areconfirmedinthisstudy, whichwilprovidescientificevidenceforthedevelopmentofthemedicinal
valueofKalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz..
Keywords　 Kalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz;Root;Rootbark;Volatileconstituents;GC-MS
作者简介　刘剑(1974-),男 ,湖南隆回人,博士, 工程师 ,从事烟草化学
方面的研究 , E-mailliuj1208@163.com。
收稿日期　 2010-08-30
　　刺楸 [ Kalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.]为五加科
刺楸属落叶阔叶乔木 ,高 20 ～ 30 m,在我国主要分布子华北 、
华南及西南等地 [ 1] 。此外 ,在朝鲜 、苏联和日本亦多产 。刺
楸生长迅速 ,材质优良 ,用途广泛。其根 、根皮或树皮可入
药 ,具有祛风利湿 、活血止痛之功效 ,常用于治疗风湿腰膝酸
痛 、肾炎水肿 、跌打损伤 、内痔便血等症 [ 2-3] ;其嫩芽是有独
特风味的山野菜珍品 ,具有较高的营养价值 [ 4] ;树皮及叶中
主要含多酚类物质(13% ～ 30%),树皮及心材含多炔化合
物 [ 5-11] 。
目前 ,国内对刺楸的研究主要集中于林木培育 、病虫害
防治 、木材结构和性能以及山野菜资源利用等方面 。近年
来 ,人们对刺楸化学成分及其药理活性进行了一些研
究 [ 12-14] ,特别对皂苷成分的进行了深入研究。国外尤其是
韩国和日本学者研究发现 ,刺楸属植物提取物具有抗肿瘤 、
抗菌 、抗炎 、抗类风湿和糖尿病作用 [ 13-14] ,而关于刺楸树根
和根皮挥发性成分的研究鲜见报道。鉴于此 ,笔者采用顶空
固相微萃取法 [ 15]提取刺楸树树根和根皮中挥发油成分 ,应
用 GC-MS结合 Kovats指数法 [ 16]对挥发油化学成分进行定性
定量分析 ,以期为开发刺楸的药用价值提供科学依据 。
1　材料与方法
1.1　材料
1.1.1　研究对象。刺楸树根带根皮部分 , 2010年 5月采于
贵州省黔南民族师范学院校园后山 ,经鉴定为五加科刺楸属
植物刺楸 [ Kalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.]的树根。
1.1.2　主要试剂 。正构烷烃 C5 ～ C20 ,由 alpha公司生产 。
1.1.3　主要仪器。 HP6890NGC/5973 MS气相色谱 -质谱
联用仪 ,由美国惠普公司生产;手动固相微萃取(SPME)装
置 ,由美国 Supelco公司生产;电子天平 ,由美国梅特勒 -托
利多仪器有限公司生产。
1.2　方法
1.2.1　挥发油的提取 。精密称取剪碎的刺楸树根皮和根的
去皮部分各 0.6 g,分别置于 15 ml顶空瓶中 , 80 ℃下用 65
μmPDMS/DVB纤维头顶空萃取平衡 30min,即得样品溶液。
1.2.2　 GC-MS条件。色谱条件:HP5-MS石英弹性毛细管
柱(60m×0.25 mm×0.25 μm);流量 1.0 ml/min;进样口温
度为 250 ℃;升温程序为色谱柱从始温 60 ℃开始 ,保持 1
min,以 5 ℃/min速率升至 210 ℃,保持 5 min;分流进样 ,分
流比 10∶1;载气为 He。质谱条件:电离方式为 EI源 ,能量为
70 eV;离子源温度 230 ℃;四极杆温度 150 ℃;传输线温度
280℃;质量范围为 40～ 550amu;电子倍增器电压 2 071V。
2　结果与分析
通过 Wiley275.L质谱数据系统检索 ,并查对有关质谱
资料 [ 17]结合 Kovats指数法 [ 16]对分析出的化合物进行定性分
析 ,并通过 HPMSD化学工作站数据处理系统 ,按峰面积归一
化法确定了各组分的相对含量。在刺楸树根皮和根的去皮
部分挥发油中分别分离鉴定出 76和 81种化合物 ,分别占挥
发油总量的 97.47%和 96.17%,各组分名称及其相对含量见
表 1。
　　由表 1可知 ,在刺楸根皮挥发性成分中相对含量较高的
组分是反式 -石竹烯(3.80%)、γ-榄香烯(6.07%)、反式-β-
金合欢烯(7.34%)、α-愈创烯(10.21%)、2-(1-甲基乙基)-5-
甲基-苯酚(9.44%)、β-花柏烯(3.68%)、(+)-δ-芹子烯
(3.85%)、β-甜没药烯 (3.88%)、 (+)-匙叶桉油烯醇
(3.27%)和(-)-石竹烯氧化物(3.80%)等。而在根中主要
是 β -榄香烯(3.57%)、反式 -石竹烯(3.64%)、γ-榄香烯
责任编辑　刘群燕　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(34):19284-19286
表 1　刺楸树根皮和根中的挥发油化学成分
Table1　 ChemicalcompositionofessentialoilfromrootbarkandrootofKalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.
序号
No.
化合物名称
Compoundname
保留时间
Retentiontime
相对含量 Relativecontent∥%
根皮 Rootbark 根Root
1 正己醛 Hexanal 6.87 0.13 -
2 α-蒎烯alpha-pipene 10.04 - 0.32
3 正庚酸 Heptanoicacid 10.85 - 0.17
4 正己酸 Hexanoicacid 10.94 0.36 -
5 香桧烯 Sabinene 11.11 0.10 0.88
6 6-甲基-5-庚烯-2-酮 6-methyl-5-Hepten-2-one 11.38 - 0.25
7 β-月桂烯 beta-Myrcene 11.45 - 0.96
8 2-正戊基呋喃Furan, 2-pentyl- 11.49 0.09 -
9 甲基烯丙基环己烷Methalylcyclohexane 11.62 0.10 -
10 正辛醛 Octanal 11.82 0.24 -
11 反式-β-罗勒烯trans-beta-ocimene 13.10 - 0.66
12 L-芳樟醇 L-Linalool 14.66 - 0.48
13 正壬醛 Nonanal 14.78 0.13 0.43
14 苯乙醇 Benzeneethanol 15.24 0.13 -
15 白藜芦素Veratrol 16.05 0.15 0.47
16 辛酸 Octanoicacid 16.58 0.35 -
17 龙脑 endo-Borneol 16.86 - 0.35
18 4-松油醇 4-Terpineol 17.15 - 0.18
19 枯茗醇 Cuminol 17.32 0.09 -
20 α-松油醇 alpha-Terpineol 17.52 0.10 0.24
21 癸醛 Decanal 17.74 - 0.33
22 1-乙基-3-(1-甲基乙基)苯benzene, 1-ethyl-3-(1-methylethyl)- 18.23 0.39 0.52
23 橙花醇 Nerol 18.45 0.19 0.39
24 Z-柠檬醛 Z-Citral 18.88 0.14 1.76
25 反式-香叶醇 trans-Geraniol 19.14 - 0.13
26 胡椒酮 Piperitone 19.42 - 0.16
27 E-柠檬醛 E-Citral 19.68 0.19 2.32
28 麝香草酚Thymol 20.01 1.49 1.44
29 5-甲基-2-(1-甲基乙基)苯酚 Phenol, 5-methyl-2-(1-methylethyl)- 20.19 2.92 1.94
30 香芹酚 Carvacrol 20.50 0.61 0.14
31 香叶酸甲酯 Methylgeranate 21.07 - 0.17
32 α-荜澄茄油烯 alpha-Cubebene 21.96 0.26 0.26
33 乙酸橙花酯 Nerylacetate 22.12 - 0.41
34 环苜蓿烯Cyclosativene 22.60 0.26 0.26
35 α-古巴烯 alpha-Copaene 22.76 0.41 0.53
36 β-芹子烯 beta-Selinene 22.95 0.32 0.38
37 β-榄香烯 beta-Elemene 23.13 2.51 3.57
38 α-姜烯alpha-Zingiberene 23.34 0.14 -
39 3-叔丁基-1, 2-二甲氧基苯 3-t-butyl-1, 2-dimethoxybenzene 23.74 - 0.37
40 α-檀香烯 alpha-Santalene 23.84 0.19 -
41 巴伦西亚橘烯 1valencene1 23.89 0.20 -
42 β-荜澄茄油烯 beta-Cubebene 23.94 - 0.19
43 反式-石竹烯 trans-Caryophylene 24.02 3.80 3.64
44 γ-榄香烯 gamma-Elemene 24.20 6.07 6.19
45 α-依兰烯 alpha-Ylangene 24.39 0.65 0.38
46 反式-β-金合欢烯 trans-beta-Farnesene 24.57 7.34 4.57
47 β-倍半水芹烯 beta-sesquiphelandrene 24.70 0.54 0.32
48 别香橙烯Alloaromadendrene 24.82 0.48 0.43
49 α-葎草烯 alpha-Humulene 24.90 2.04 1.95
50 双环倍半水芹烯 Bicyclosesquiphelandrene 25.10 0.56 0.59
51 α-愈创烯 alpha-Guaiene 25.25 10.21 6.09
52 2-(1-甲基乙基)-5-甲基苯酚 2-(1-methylethyl)-5-methyl-phenol 25.37 9.44 8.07
53 十五烷 Pentadecane 25.50 0.77 1.44
54 大根香叶烯 dgermacrened 25.57 1.17 2.82
55 β-花柏烯 beta-Chamigrene 25.65 3.68 2.68
56 (+)-β-芹子烯(+)-beta-Selinene 25.74 1.51 1.52
57 法呢烯 Farnesene 25.86 2.31 3.44
58 (+)-δ-芹子烯(+)-delta-Selinene 25.93 3.85 3.24
59 β-甜没药烯 beta-Bisabolene 26.00 3.88 3.29
60 γ-木罗烯 gamma-Muurolene 26.33 0.37 0.67
61 (+)-内-6-甲基-2-亚甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)双环 [ 3.1.1]庚烷(+)-endo-6-methyl-2-methylene-6-(4-methyl-3-pentenyl)bicyclo[ 3.1.1] heptane 26.42 0.70 0.64
62 δ-杜松烯delta-Cadinene 26.49 2.63 2.72
63 杜松-1, 4-二烯 cadina-1, 4-diene 26.77 0.36 0.40
64 γ-芹子烯 gamma-Selinene 26.91 0.49 0.68
65 芹子烷-3, 7(11)-二烯 Selina-3, 7(11)-diene 27.08 0.89 0.68
66 橙花叔醇Nerolidol 27.28 1.89 0.54
67 3-羟基-6-(3-异丙烯基-1-环丙烯基)-3, 6-二甲基-2-庚酮 3-hydroxy-6-(3-isopropenyl-1-cy-clopropenyl)-3, 6-dimethyl-2-heptanone 27.33 - 0.32
68 刺柏烯 Junipene 27.42 0.28 0.35
69 吉玛烯 BGermacreneB 27.51 0.83 0.97
70 1, 3-二甲基双环 [ 3.3.0]辛-3-烯-2-酮 1, 3-Dimethylbicyclo[ 3.3.0] oct-3-en-2-one 27.62 1.58 0.93
接下表
1928538卷 34期　　　　　　　　　　　　　　　　刘剑等　GC-MS分析刺楸树根和根皮中挥发性成分
续表 1
序号
No.
化合物名称
Compoundname
保留时间
Retentiontime
相对含量 Relativecontent∥%
根皮 Rootbark 根Root
71 十六烷 Hexadecane 27.91 0.23 0.28
72 (+)-匙叶桉油烯醇(+)-spathulenol 28.02 3.27 2.40
73 15-胡椒醇 15-Copaenol 28.08 0.56 0.46
74 (-)-石竹烯氧化物(-)-Caryophyleneoxide 28.21 3.80 3.76
75 鼠尾草-4(14)-烯-1-酮 salvial-4(14)-en-1-one 28.44 0.46 0.37
76 喇叭醇 Ledol 28.66 0.17 0.33
77 α-柏木醇 alpha-Cedrol 28.75 0.41 -
78 葎草烯氧化物 Humuleneoxide 28.82 1.07 1.12
79 角鲨烯 Squalane 29.04 0.44 0.27
80 匙叶桉油烯醇 Spathulenol 29.12 0.43 0.23
81 γ-反式-aeaqui-环柠檬醛 gamma-trans-aeaqui-cyclocitral 29.32 - 0.24
82 2-异丙基-5-甲基-9-亚甲基-双环 [ 4.4.0]癸-1-烯 Bicyclo[ 4.4.0] dec-1-en, 2-isopropyl-5-methyl-9-methylene- 29.39 0.77 0.73
83 7-甲基-3, 4辛二烯 3, 4-Octadiene, 7-methyl- 29.50 0.39 0.45
84 2, 4, 4-Trimethyl-3-phenyldihydropyran2, 4, 4-三甲基-3-苯基二氢吡喃 29.60 0.52 -
85 亚麻酸甲酯 Methyllinolenate 29.62 - 0.51
86 α-杜松醇 alpha-cadinol 29.73 - 0.21
87 香橙烯 Aromadendrene 29.82 1.13 1.02
88 喇叭烯 Ledene 29.97 0.48 -
89 石竹烯醇-IICaryophylenol-I 30.11 0.71 0.53
90 降植烷 Pristane 30.35 0.35 0.42
91 柏木烷-8-酮Capnelane-8-one 30.51 0.27 0.25
92 正十六醛Hexadecanal 30.67 - 0.16
93 法呢醇 Farnesol 30.93 0.54 1.76
94 异匙叶桉油烯醇 Isospathulenol 31.12 0.44 -
95 白菖烯氧化物 calarenepoxide 31.27 0.23 -
96 缬草萜烯醇 Valerenol 31.33 0.18 -
97 顺 ,反-法呢醛 cis, trans-Farnesal 31.45 - 0.18
98 植酮 2-Pentadecanone, 6, 10, 14-trimethyl- 33.76 0.13 0.27
　注:-表示未检测到此成分。
　Note:-standsforthecomponentnotbeingdetected.
(6.19%)、反式 -β-金合欢烯(4.57%)、α-愈创烯(6.09%)、2-
(1-甲基乙基)-5-甲基 -苯酚(8.07%)、金合欢烯(3.44%),
(+)-δ-芹子烯(3.24%), β-甜没药烯(3.29%)和(-)-石竹
烯氧化物(3.76%)等组分。结果表明 ,刺楸根皮和根中主要
成分为萜烯类及其衍生物 ,并且 2种材料所含成分的种类及
含量差异不大 。
3　结论与讨论
从刺楸根和根皮中分离出的化合物主要是萜烯类及其
衍生物 ,并且 2种材料所含成分的种类及含量差异不大 。
萜烯类及其衍生物是植物中一类重要的生理活性物质。
单环倍半萜 γ-榄香烯和 β-榄香烯能够干扰癌细胞的生长代
谢 ,是抗癌 、抗肿瘤的有效活性物质。双环倍半萜反式 -石
竹烯具有一定的平喘作用 ,可治疗老年慢性支气管炎 。倍半
萜 α-葎草烯具有防癌 、杀线虫作用 。双环倍半萜 α-愈创烯具
有抗菌消炎作用 ,也是合成重要的香料原料等。综上可知 ,
从刺楸根和根皮分离出的挥发油具有较高的药用价值 ,这为
刺楸药用价值的开发提供了科学依据。
参考文献
[ 1] 汪毅.中国苗族药物彩色图集[ M].贵阳:贵州科技出版社 , 2002.[ 2] 全国中草药汇编组.全国中草药汇编 I(上册)[ M].北京:人民卫生出
版社 , 1975:487.
[ 3] 江苏新医学院.中药大辞典(上册)[M] .上海:上海科学技术出版社,
1985:1278.
[ 4] 汪有科,盛义保,陈书文,等.我国野生木本蔬菜资源开发利用现状及其
发展前景 [ J].西北林学院学报, 2001, 16(3):37-41.
[ 5] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第 54卷)[M].北京:
科学出版社, 1978:76-80.
[ 6] PORZELA, SUNGTV, SCHMIDTJ, etal.Studiesonthechemicalconstit-
uentsofKalopanaxseptemlobus[J] .PlantaMed, 1992, 58(2):481-482.[ 7] PARKMYUNGJA,HAHNDUGRYONG.Saponinsfromthestembarkof
Kalopanaxpictumvar.magnifyicum(I)[J].ArchPharmacalRes, 1991, 14
(1):7-11.
[ 8] 王广树 ,孙平.新刺楸皂苷 G和H的化学结构的研究 [ J] .中国药学杂志 , 1995, 30(6):333-335.
[ 9] 孙文基,张登科.刺楸根皮中皂苷的化学成分研究 [ J].药学学报, 1990,
25(1):29-34.
[ 10] 杨月,蒋小军,李丽.刺楸茎皮中皂苷的化学成分初步研究 [ J].华夏医
学 , 2004, 17(4):501-502.
[ 11] 蒋小军 ,杨月,陈旭.大孔吸附树脂法与正丁醇法提取分离刺楸中皂苷
成分研究[ J].
华夏医学, 2005, 19(2):215-217.
[ 12] 杨月,唐祖年,韦玉先.广西刺楸茎皮中降血糖活性成分的研究 [ J] .武
汉大学学报:医学版 , 2008, 29(6):959-962.[ 13] 朱玮,贾夏 ,张鞍灵.刺楸属植物化学成分及生物活性研究进展 [ J] .西
北林学院学报, 2004, 19(3):119-124.
[ 14] PARKHJ, KWONSH, LEEJH, etal.KalopanaxsaponinAisabasic
saponinstruturefortheanti-tumoractivityofhederageninmonodesmo-
sides[J] .PlantaMed, 2001, 66(4):118-121.
[ 15] 杨再波 ,钟才宁 ,孙成斌 ,等.白头婆挥发油的固相微萃取分析 [ J] .中
国药学杂志 , 2008, 43(8)15:1188-1190.
[ 16] GONZALEZFR, NARDILLOAM.RetentionIndextemperature-progrom-
medGasChromatography[J] .JChromatogrA, 1999, 842:29-49.
[ 17] 丛浦珠.质谱学在天然有机化学中的应用 [ M].北京:科学出版社, 1
987.
[ 18] LINN, YINLG, CHENCZ, etal.Studyontheantimicrobialefectofthe
extractsofClerodendronbungeiroots[J] .AgriculturalScience＆Technol-
ogy, 2009, 10(5):130-133.
[ 19] 罗维巍.牛奶挥发性成分的 GC-MS分析[ J] .畜牧与饲料科学, 2009, 30
(4):80-81.
[ 20] LIY, LIUSL, YIQQ, etal.Dynamicofsoilmicroorganismsfromrootre-
gionofginsengwithdiferentgrowingyears[ J].AgriculturalScience＆
Technology, 2009, 10(6):141-143.[ 21] 杨林,许世富,刘红云.饲料中甲砜霉素 GC-MS检测方法的研究[ J].
畜牧与饲料科学 , 2009, 30(4):56-57.
[ 22] MENZH, LISX.EfectsofconcentrationofNO-3-Nonrootvigorand
rhizospherepHofwinterwheatseedlings[ J] .AgriculturalScience＆
Technology, 2008, 9(5):24-26, 30.
19286 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年