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两种化学型鱼腥草挥发油的紫外吸收光谱分析



全 文 :收稿日期:2009-04-26; 修订日期:2009-09-21
作者简介:陈 黎(1979-),男(汉族),四川宜宾人 ,现任四川农业大学食
品学院分析测试室讲师 ,博士学位 ,主要从事药用植物成分分析工作.
*通讯作者简介:吴 卫(1970-), 女(汉族),四川雅安人 , 现任四川农业
大学农学院教授 ,博士学位 ,主要从事中药资源遗传多样性工作.
两种化学型鱼腥草挥发油的紫外吸收光谱分析
陈 黎 1 , 吴 卫2* , 赵 楠 1 , 陈又铭1 , 郑有良 3
(1.四川农业大学食品学院 ,四川 雅安 625014; 2.四川农业大学农学院 ,四川 雅安 625014;
3.四川农业大学小麦研究所 ,四川 温江 625014)
摘要:目的 比较两种化学型鱼腥草挥发油的紫外吸收光谱的差异 , 分析其吸收光谱与化学型间的相关性。方法 采用
GC/MS和 UVS法分析 23份鱼腥草挥发油试样。结果 鱼腥草挥发油在醋酸乙酯溶剂中的 λmax主要在 252nm和 267nm;
23份试样的吸收曲线可分为 5种类型 , 化学型与吸收曲线类型不尽一致;各供试样品在两波长下的吸光度差异显著;相
关分析结果表明 , 挥发油成分中各主要萜类化合物含量与两个吸收峰的吸收值均呈正相关 , 且大多数达到极显著水平 ,
而各主要不饱和烷烃类化合物含量与两个吸收峰的吸收值均呈显著或极显著的负相关。结论 采用紫外光谱法可快速
获得鱼腥草挥发油的得率和其中萜类化合物含量的大致情况。
关键词:鱼腥草; 挥发油; 化学型; 紫外光谱
中图分类号:R284.2  文献标识码:A  文章编号:1008-0805(2010)02-0493-03
TheUVSpectrumAnalysisofTwoChemicalTypesoftheHoutuyniaVolatileOils
CHENLi1 , WUWei2* , ZHAONan1 , CHENYou-ming1 , ZHENGYou-liang3
(1.FoodScienceColege, SichuanAgriculturalUniversity, Yaan, 625014 China;2.AgronomyColege, Sichuan
AgriculturalUniversity, Yaan625014, China;3.TriticeaeResearchInstitute, SichuanAgriculturalUniversity,
Yaan625014, China)
Abstract:ObjectiveTocomparethedifferenceoftheultravioletabsorptionspectrumof2 chemotypesvolatileoilsofHoutuyn-
ia, andtoanalyzethecorelationbetweenitsabsorptionspectrumandchemotypes.MethodsGC/MSandUVSwereadoptedto
analyzethe23 samplesofvolatileoilsofHouttuynia.ResultsThroughanalyzingtheUVspectrumofthevolatileoilsofHoutuyn-
ia, itwasfoundthattheλmaxofthevolatileoilsofHoutuyniawereat252 nmand267 nminaceticethersolvent.23 samples
couldbedividedinto5typesaccordingtotheirabsorbencyvaluesatthetwowavelengths, whichcouldnotbecoincidentwiththe
volatileoilchemotypes.Thedifferencesoftheabsorbencyofthesesamplesat252nmand267nmwereremarkable.Therangesof
absorbencyvalueswere0.310 ~ 1.831at252 nmand0.350 ~ 2.891 at267nm.Theabsorbencyvaluesofalsamplescould
bedividedinto3kinds.AlofthecorrelationsbetweenthecontentsofterpenesofEOsandtheabsorbenciesofEOsatthetwo
wavelengthswerepositive, andmostofthemreached1% remarkablelevlel, thehighestcorrelationswere0.8680 and0.8326be-
tweenthepeakareaofβ -Phelandreneandtheabsorbencyvaluesoftwowavelengths.Butallthecorrelationsbetweenthecon-
tentsofunsaturatedalkaneofEOsandtheabsorbencieswerenegative, andalofthemreached5% or1% remarkablelevlel, the
highestcorrelationswere-0.6575 and-0.5714 betweenthepeakareaofDodecanalandtheabsorbencyvaluesoftwowave-
lengths.ConclusionUsingUVspectrumcanquicklyobtainthevolatileoilyieldandthegeneralcontentofterpenescompounds.
Keywords:Houtuynia; Volatileoil; Chemotype; Ultravioletabsorptionspectrum
  有机化合物通常具有紫外 -可见光谱吸收 ,通过对其吸收曲
线中最大吸收波长和吸收值的分析可获得化合物的结构和含量
等信息。有研究表明 , 通过对挥发油的紫外 -可见光谱进行分析
可了解挥发油的大致组成成分种类 [ 1]以及成分的含量 , 并可用
于挥发油稳定性的考察 [ 2] 。由于挥发油组成成分复杂 , 对其具
体成分的分析通常采用 GC/MS法 , 但成本较高 ,耗时较长(多数
时候需几十分钟)。采用紫外 -可见吸收光谱法对挥发油进行
分析虽然对具体成分种类和含量的测定存在困难 ,但在仅需获得
挥发油大体情况时可有效地降低成本 ,缩短分析时间。
研究发现 , 不同鱼腥草居群间挥发油存在化学型分类 , 可分
为月桂烯型(M型)和癸醛型(D型)[ 3] , 但这种化学型的差异对
挥发油的紫外 -可见吸收光谱产生的影响还未有报道。因此 , 本
研究对不同鱼腥草材料的挥发油进行紫外 -可见光谱分析 ,比较
材料间挥发油的紫外 -可见吸收光谱的差异并划分吸收光谱类
型 , 进一步分析吸收曲线类型与其化学型间的关系 ,以期找到一
种能快速评价鱼腥草挥发油质量的方法。
1 仪器与材料
1.1 仪器与试剂 Agilent公司 6890/5973N型气质联用仪 , Shi-
madzu公司 UV-265型紫外 -可见分光光度仪 , Sartorius公司
CP225D型电子天平 , ICE公司 Micromax型离心机 , Labarey公司
微量移液器。
1.2 材料 试验材料包括 13 份鱼腥草 Houttuyniacordata
Thunb., 材料来源见表 1,均栽培于四川农业大学教学科研农场。
完全随机化试验设计 ,除材料 w01-39种植 4个小区(分别记为
w01-39-1、w01-39 -2、w01-39 -3和 w01-39 -4), 面积共
40 m2 , 其余每份材料种植面积 6 m2 ,田间管理同大田生产。由于
采样时间不同所造成的环境条件的不完全相同会对挥发油产生
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一定影响。因此 , 将本研究中不同时间采收的相同材料列为不同
供试样品(均在 2007年 ,具体日期列于表 1), 13份蕺菜材料共获
得 23份供试样品。
1.3 试剂 试剂均为分析纯。
表 1 材料来源及采收时间

样 来源地 材料号 采收时间 化学型
1 四川乐山九峰乡 w01-4 06-06 D
2 四川犍为县清溪 w01-5 05-31 D
3 重庆秀水县峻岭乡 w01-34 06-01 M
4 重庆酉阳县中都区 w01-37 06-01 M
5 重庆彭水县汉邻区 w01-39-1 05-31 D
6 重庆彭水县汉邻区 w01-39-2 05-18 D
7 重庆彭水县汉邻区 w01-39-3 05-18 D
8 重庆彭水县汉邻区 w01-39-4 05-09 D
9 重庆彭水县汉邻区 w01-39-4 05-18 D
10 重庆彭水县汉邻区 w01-39-4 05-27 D
11 四川马尔康县马尔康镇 w01-43 05-17 D
12 四川马尔康县马尔康镇 w01-43 05-31 D
13 四川都江堰市紫坪 w01-46 06-06 M
14 四川巴中市磨子乡 w01-71 06-01 M
15 四川资阳 w01-92 06-01 D
16 四川雅安望渔乡 w01-94 05-27 M
17 四川雅安望渔乡 6.6 M
18 四川雅安和龙乡 w01-98 05-27 M
19 四川雅安和龙乡 06-06 M
20 四川资阳 w01-99 05-27 M
21 四川资阳 06-06 M
22 四川邛崃 w01-100 05-26 M
23 四川邛崃 6.1 M
2 方法
2.1 挥发油成分的提取和 GC/MS分析 提取:取鱼腥草地上部
分 , 洗净 ,擦干后剪碎后称取 80g置圆底烧瓶中 ,加入蒸馏水 500
ml, 共水蒸馏提取 4h,加 2 ml醋酸乙酯于收集管内作为溶剂 ,收
集醋酸乙酯层 , 用醋酸乙酯定容至 10 ml,密封保存于 4℃冰箱。
GC条件:色谱柱为 HP-5MS(30 m × 0.32 mm × 0.25
μm);载气为 He气;流速 1ml/min;程序升温以 5℃/min从 70℃
到 150℃, 保持 2min, 然后以 10℃/min从 150℃到 220℃,保持 5
min;气化温度 250℃;进样量 1 μl;分流比 50∶1。
MS条件:电离能量:70 ev;离子源温度:230℃;四极杆温度:
150℃;检测方式:Scan;质量范围:50 ~ 550 M/Z。
2.2 紫外吸收光谱测定 取 “ 2.1”项下试样至离心管中以 10 000
r/min离心 10 min,取上清液适量(50 ~ 200μl)加醋酸乙酯稀释 2
ml后测定其各自的紫外吸收光谱并确定各吸收峰的波长。测定
条件为:扫描范围:200 ~ 380 nm;扫描方式:吸光度;扫描速度:
快速;狭缝宽度:2 nm;参比溶液:醋酸乙酯。根据确定的各吸收
峰波长 , 取上清液 150 μl加醋酸乙酯稀释至 2 ml,在吸收峰波长
下测定试样的吸光度 ,重复 4次。
2.3 数据处理与统计分析 总离子流色谱图中各峰通过 NIST
2.0质谱数据库检索以及人工鉴定 , 采用峰面积归一法计算各峰
的百分比含量 , 根据挥发油化学型划分方法 [ 3]判定本研究中各
试样挥发油的化学型 。根据吸收曲线最大吸收波长 λmax和吸收
峰数量以及形状 , 划分吸收曲线类型;挥发油吸光度的方差分析
和 SSR多重比较采用 DPS3.0软件进行。
3 结果
3.1 挥发油的化学型和紫外吸收光谱 23份试样挥发油的化学
型划分(见表 1),而它们的吸收曲线可大致划分为 5类。见图 1。
图 1 鱼腥草挥发油的 5类紫外吸收曲线
由图 1可知 , 23份试样鱼腥草挥发油的紫外吸收曲线的最
大吸收波长 λmax主要是 252 nm和 267 nm, 试样所属的吸收曲
线类型以及类型的特征列于表 2。从表 2可以看出 ,鱼腥草挥发
油的紫外吸收曲线多数是以 267 nm波长为最大吸收波长 , 23份
试样中有 11份 ,以 252 nm波长为最大吸收波长的试样有 7份 ,
其余 5份试样的最大吸收波长从图 1不能确定。
表 2 试样所属的吸收曲线类型及其特征
吸收曲
线类型 特征 试样
Ⅰ 252nm和 267nm下均有明显的吸收峰;两波长下吸光度相当 10、20
Ⅱ 252nm和 267nm下均有明显的吸收峰;252 nm下的吸光度小于 267 nm下的吸光度 , λmax为 267nm 2、3、4、 18、19、22
Ⅲ 252nm吸收峰明显 , 267 nm吸收峰不明显;252 nm下的吸光度明显大于 267nm下的吸光度 , λmax为 252nm
13、14、 15、
16、17、 21、
23
Ⅳ 252nm和 267nm两波长下的吸收峰均不明显;两波长下吸光度相当 1、8、12
Ⅴ 252nm吸收峰不明显 , 267nm吸收峰明显;252 nm下的吸光度小于 267 nm下的吸光度 , λmax为 267nm 5、 6、 7、 9、11
3.2 挥发油的紫外吸光度测定 根据表 2结果 , 分别在 252 nm
和 267 nm波长下测定各试样的吸光度 , 其结果的平均值列于表
3。从表 3可以看出 , 试样间在此两波长下的吸光度差异明显 ,
252 nm下的吸光度范围在 0.310 ~ 1.831之间 ,平均为 0.824;
267 nm下的吸光度范围在 0.350 ~ 2.891之间 ,平均为 0.943。
23份试样中 ,有 15份试样在 252 nm的吸光度小于在 267 nm下
的吸光度 ,其余 8份相反。方差分析结果表明 , 23份试样间分别
在两波长下的吸收值差异均达极显著水平;SSR多重比较发现 ,
几乎每份试样两两间都达极显著。吸光度间差异以试样 w01-4
-6.6与 w01-39-1-5.31间最小;而试样 w01-39-4 -5.27
与 w01-100-5.26间差异最大。 23份试样的吸收情况可分为 3
类 , 第 I类有 16份试样 ,其挥发油的在两波长下吸光度值均小于
1;第 I类有 4份试样 , 其挥发油的在两波长下吸光度值均大于
1,小于 2;第 III类有 3份试样 , 其挥发油的在 252nm下吸光度值
均大于 1, 在 267 nm下吸光度值均大于 2。
3.3 挥发油的吸收曲线与其化学成分间的相关性 根据 GC/MS
相关结果 , 鱼腥草挥发油的化学成分以萜类和不饱和烷烃类成分
为主。对在 252nm和 267nm的吸收值与挥发油中百分比含量较
大且在 20份以上试样中均检测到的 8种成分(包括 α-蒎烯 、β
-水芹烯 、β -蒎烯 、月桂烯 、4-松油醇 、癸醛 、癸醇和十二烷醛)
的峰面积进行线性相关分析 ,各线性相关系数 r结果列于表 4。
由表 4可以看出 , 挥发油主要成分中萜类化合物与两个吸收
峰的吸收值均呈正相关 , 且大多数相关关系达到极显著水平 , β
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-水芹烯与吸光度的相关系数最大 , 分别为 0.8680和 0.8326, 4
-松油醇与吸光度的相关系数最小 ,分别为 0.4195和 0.3223;而
不饱和烷烃类化合物与两个吸收峰的吸收值均呈显著或极显著
的负相关 , 十二烷醛与吸光度的相关系数最大 , 分别为 -0.6575
和 -0.5714。以上结果表明 ,萜类化合物的种类和含量对鱼腥草
挥发油的紫外吸收曲线中两个吸收峰的形成作用比不饱和烷烃
类化合物的种类和含量对这两个吸收峰的形成作用明显。
表 3 各试样在 252nm、267nm波长下的平均吸光度
试样 吸光度波长 252nm 波长 267nm 试样
吸光度
波长 252nm 波长 267nm
w0l-4-6.6 0.340 0.385 w0l-46-6.6 0.446 0.362
w0l-5-5.31 1.129 1.315 w0l-71-6.1 0.815 0.664
w0l-34-6.1 1.430 1.695 w0l-92-6.1 0.479 0.420
w0l-37-6.1 1.727 2.581 w0l-94-5.27 0.619 0.536
w0l-39-1-5.31 0.331 0.390 w0l-94-6.6 0.474 0.352
w0l-39-2-5.18 0.394 0.495 w0l-98-5.27 1.382 1.545
w0l-39-3-5.18 0.310 0.374 w0l-98-6.6 1.573 2.126
w0l-39-4-5.9 0.752 0.758 w01-99-5.27 1.524 1.380
w0l-39-4-5.18 0.323 0.410 w0l-99-6.6 0.921 0.795
w0l-39-4-5.27 0.312 0.350 w0l-100-5.26 1.831 2.891
w0l-43-5.17 0.538 0.645 w0l-100-6.1 0.725 0.613
w0l-43-5.31 0.581 0.610
表 4 两波长下吸光度与 8种主要成分峰面积的线性相关系数(r)
成分 相关系数
252nm 267nm
α-蒎烯 0.787 6** 0.656 9**
β -水芹烯 0.868 0** 0.832 6**
β -蒎烯 0.762 2** 0.650 3**
月桂烯 0.768 0** 0.623 5**
4-松油醇 0.419 5* 0.322 3
癸醛 -0.618 7** -0.499 4*
癸醇 -0.601 3** -0.470 0*
十二烷醛 -0.657 5** -0.571 4**
  *:5%显著水平;**:1%显著水平
4 讨论
4.1 挥发油吸收曲线类型与化学型 黄春燕等 [ 4, 5]曾对两种化
学型鱼腥草不同生育期挥发油成分进行的动态研究发现 , 不同化
学型鱼腥草挥发油化学各成分含量在所有材料中的变化趋势比
较一致 , 但不同化学成分间动态变化趋势不尽相同 ,这说明一方
面化学型在不同生育期稳定存在 ,另一方面在挥发油某些成分百
分含量上也存在显著差异。本研究进一步证实鱼腥草挥发油不
因采收时间或生育期不同而改变。同时 ,本研究还发现虽然鱼腥
草挥发油化学型稳定存在 ,但不同材料以及不同采收时间挥发油
的紫外吸收曲线(主要通过最大吸收峰的波长进行判别)存在明
显差异 , 表明挥发油中某些成分尽管对化学型的划分作用不大 ,
但却可显著地影响其挥发油紫外吸收光谱。同时 ,也表明鱼腥草
挥发油的紫外吸收曲线类型与挥发油的化学组成和各成分的含
量有关 , 但这种相关并不是由月桂烯或癸醛的含量所决定 , 挥发
油的吸收曲线与其化学成分间的相关性的分析证实了这点 , 对吸
收峰的形成作用最大的成分是 β -水芹烯 ,其它萜类成分含量情
况也都有重要作用 , 而癸醛等不饱和烷烃类化合物在吸收峰的形
成上表现为负作用。产生这种情况的主要原因可能主要是不同
化合物的紫外吸收能力不同 ,有 3个双键的共轭体系的化合物在
260nm附近有强吸收峰 ,而醛酮的 n※ π* 跃迁产生的 R带的
吸收峰在 270 ~ 350nm, 且摩尔吸收系数(ε)通常在 10 ~ 100,吸
收强度小。
4.2 鱼腥草挥发油吸收曲线在生产中的应用 要在生产中合理
有效的利用鱼腥草原料中的挥发油并有效控制产品质量就需要
了解鱼腥草原料挥发油的情况。通常需要抽样提取挥发油 ,并进
行气相色谱分析 , 成本相对较高 , 耗时也较长。利用具有紫外吸
收物质的量一般与其吸光度成正比例关系可以有效的对原料样
品进行初级检查 , 仅需少量的样品和试剂在几分钟内就可获得样
品挥发油的得率和萜类化合物含量的大致情况 , 可有效缩短原料
验收时间 , 降低验收成本。
在本研究中不同试样挥发油的稀释情况相同 , 理论上各鱼腥
草试样提取的挥发油得率高低或其中某些化学成分含量与吸光
度的大小相关。而试验结果表明 , 在 252 nm和 267nm波长下测
定各试样的吸光度结果差异明显 , 说明不同鱼腥草材料挥发油得
率或其中某些化学成分含量差异显著。总体上 , 大多数鱼腥草材
料挥发油得率或其中这些化学成分含量相当 , 个别材料挥发油得
率或成分含量较高 , 如 w01-98;此外 ,实验结果还表明同一材料
在不同时期取样其挥发油得率可能有较大变化 , 如仅相隔 5d(05
-26和 06-01), w01-100 挥发油的吸光值由 I类变为 II类。
至于吸光值与挥发油得率或哪些化学成分含量间的具体关系还
有待进一步研究。
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