全 文 :果树学报 2015,32(5): 929-933
Journal of Fruit Science
DOI: 10.13925/j.cnki.gsxb.20150062
山刺番荔枝叶片挥发性成分的SPME-GC/MS分析
乔 飞,丛汉卿,党志国*,王荣香,邓穗生,应东山,陈业渊
(中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所·农业部华南作物基因资源与种质创制重点开放实验室,海南儋州 571737)
摘 要:【目的】鉴定山刺番荔枝叶片芳香气味的组成。【方法】采用固相微萃取结合气相色谱/质谱法,分析鉴定了山刺
番荔枝叶片中的挥发性化学成分组成。【结果】共检出挥发性物质76种,包括烯类、醛类、醇类、脂类、酮类等,其中烯类
物质种类最多、含量最高。萜类物质蒎烯含量超过25%。对挥发性物质的香味进行分析,发现其包含25种香型,其中
松柏香和木香荷载较大,而叶片中的辛香味应主要来自叶醛和苯甲醛。此外,还从挥发性成分中检出了抗癌活性物质
β-榄香烯。【结论】本研究为山刺番荔枝叶片精油和药物的开发提供了参考。
关键词:山刺番荔枝;叶片;挥发性物质;固相微萃取;气相色谱/质谱
中图分类号:S667.9 文献标志码:A 文章编号:1009-9980(2015)05-0929-05
SPME-GC/MS analysis of aroma components in leaf of Annona mon⁃
tana
QIAO Fei,CONG Hanqing,DANG Zhiguo*,WANG Rongxiang,DENG Suisheng,YING Dongshan,
CHEN Yeyuan
(Tropical Crops Genetic Resources Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences·Key Laboratory of Crop Gene Resources and
Germplasm Enhancement in Southern China,Danzhou 571737,Hainan,China)
Abstract:【Objective】To identify the aroma compounds in leaves of Annona montana.【Methods】The
method of SPME-GC/MS was used for analysis.【Results】Totally,76 components were detected includ⁃
ing aldehydes,alcohols,alkenes,lipids,ketones,ect. Alkenes were the most abundant in both type and
quantity. Terpenoid and pinenes were over 25 % in relative content. Scent analysis of aromatic compo⁃
nents displayed 25 types of scent,among which wood and conifer scents had a higher load and the scent
of spice should be mainly caused by 2-hexenal and benzaldehyde. Moreover,β-elemene,an antitumor
compound,was also detected.【Conclusion】These results provide references for exploitation leaves of A.
montana for essential oils and pharmaceutical purposes.
Key words: Annona montana;Leaf;Aroma component;SPME;GC/MS
收稿日期:2015-02-09 接受日期: 2015-04-09
基金项目:国家热带作物种质资源平台建设(项目编号2014-073)
作者简介:乔飞,博士,Tel: 0898-23306675,E-mail: fei.qiao@foxmail.com
通信作者 Author for correspondence.Tel: 0898-23300537,E-mail: dangsan@126.com
山刺番荔枝(Annona montana Macfadyen),为番
荔枝科(Annonaceae)番荔枝属(Annona Linnaeus)木
本植物,原产于西印度和中美洲,在我国海南和广东
均有栽培,多用作普通番荔枝(A. squamosa Linnae⁃
us)果树的砧木[1]。番荔枝果实营养丰富,并且富含
多种具有药用价值的生物活性物质,例如番荔枝内
酯、生物碱、环肽、萜类、甾类和糖甙等[2]。这些活性
物质在番荔枝的根、茎、叶、果实和种子中也都有分
布,如叶片中已检出十几种生物碱 [2-4],这些物质多
具有潜在的药用价值 [5]。此外,在普通番荔枝(A.
squamosa)和牛心番荔枝(A. reticulata)的叶片中也
已有提取精油的报道,这些叶片的精油主要含有的
香料物质并不相同,在普通番荔枝叶片精油的主要
成分为柏木烯和石竹烯[6],牛心番荔枝叶片精油的主
果 树 学 报 32卷
要成分为金合欢醇乙酸酯、芳香姜黄素、苯甲酸苄酯
和松油烯[7]。而有关山刺番荔枝叶片挥发性成分的
检测尚未见报道,我们选用叶片生长量大且具有明
显芳香味的山刺番荔枝为研究对象,利用 SPME-
GC/MS的方法对其叶片芳香气味进行鉴定,以期为
开发利用山刺番荔枝挥发性成分提供理论支持和技
术参考。
1 材料和方法
1.1 材料
供试植物材料为定植于中国热带农业科学院热
带作物品种资源研究所果树种质资源圃内10 a生山
刺番荔枝(A. montana)成熟叶片。叶片经液氮速冻
后,于-80 ℃保存待用。
1.2 方法
叶片挥发性成分用顶空固相微萃取气质联用
(HS-SPME-GC-MS)的方法[8]测定。具体如下:将冷
冻保存叶片碾磨至粉末;称取1 g装至5 mL样品瓶;
30 ℃温浴 10 min;加入 1 mL的 NaOH-EDTA溶液
(100 mmol·L-1,pH 7.5);加入固体CaCl2至终浓度 5
mol·L-1;超声波混匀 10 min;转移 1 mL混合物至 10
mL样品瓶(50 ℃预热 10 min);50 ℃顶空萃取(75
μm carboxen- polydimethylsiloxane SPME fiber,Su⁃
pelco),平衡30 min后上样。
气相色谱-质谱联用仪为 ISQ GC-MS(Thermo
Scientific instruments,USA);色谱柱为 HP- INNO⁃
WAX column(60 m×0.25 mm×0.25 μm),载气为氦气,
流速1.0 mL·min-1;离子源和接口温度保持在230 ℃。
上样后于进样口250 ℃解吸3 min。柱温40 ℃保
持2.5 min;以5 ℃·min-1升温至160 ℃;以10 ℃·min-1
升温至 230 ℃,在 230 ℃保持 5 min。质核比设置为
35~450,扫描速度为70 scans·s-1,电离能为70 eV。
色谱和质谱数据用Xcalibur软件(Thermo Scien⁃
tific Technologies)进行分析。按面积归一化法进行
定量分析,各分离组分相对含量/%=(分离组分的峰
面积/总峰面积)×100。
香味的量化描述参考“ABC”法进行分析[9]。
2 结果与分析
2.1 山刺番荔枝叶片挥发性成分的GC-MS总离
子流
山刺番荔枝叶片挥发性成分经GC-MS检测和
分析后,得到其挥发性成分的GC-MS总离子流图
(图 1)。共检出挥发性物质 76种,包括醛类、烯类、
醇类、酮类、烷类、脂类等。
2.2 山刺番荔枝叶片挥发性成分的主要组成
经GC-MS检测和分析,山刺番荔枝叶片挥发性
成分相对含量超过1%的共15种化合物(表1),由醛
类(3个)、烯类(11个)和烷(1个)组成,占总挥发性
成分含量的 87.38%。其中萜类物质中蒎烯含量最
高,检出了α-和β-两种异构体,含量分别为 12.87%
和12.60%。
RT:2.00 - 37.20 SM:15B
5 10 15 20 25 30 35Time (min)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Rela
tive
Abun
danc
e
8.83
20.00
6.70
5.28
22.54
29.27 35.5315.76 26.46 32.60
NL:2.94E8TIC MS shanciye5030
相
对
丰
度
rela
tive a
bund
ance
(
%)
保留时间 retention time (min) 图1 山刺番荔枝叶片挥发性成分的总离子流
Fig. 1 GC-MS total ionic chromatogram of volatile components in leaf of A. montana
相
对
丰
度
Rel
ativ
eab
und
anc
e/%
25
保留时间 Retention time/min
45
. 6
8.8
6.
5.28
930
5期
RT:2.00 - 37.20 SM:15B
5 10 15 20 25 30 35Time (min)
0
10
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30
40
50
60
70
80
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Rela
tive
Abun
danc
e
8.83
20.00
6.70
5.28
22.54
29.27 35.5315.76 26.46 32.60
NL:2.94E8TIC MS shanciye5030
相
对
丰
度
rela
tive a
bund
ance
(
%)
保留时间 retention time (min)
这些化合物均具有香味,存在于多种天然精油
中。其中,异戊醛、正己醛、叶醛、α-蒎烯、β-蒎烯、
月桂烯、罗勒烯和β-石竹烯为食品级香料物质。
2.3 挥发性芳香物质种类分析
从山刺番荔枝叶片中共检出具有香味的挥发性
成分共 5类,44种(图 2),其中,C10烯类物质最为丰
富,有10种。
醛类物质有8种:异戊醛、正己醛、2-甲基丁醛、
序号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
总计 Total
保留时间
Retention time/min
2.64
5.29
6.71
7.65
8.84
9.92
10.07
10.39
11.47
11.56
11.90
19.84
20.00
20.96
22.54
-
相对含量
Relative abundance/%
1.04
4.22
9.05
1.16
12.87
4.71
12.60
10.95
4.55
6.77
2.43
1.19
10.42
4.24
1.18
87.38
分子式
Molecular formula
C5H10O
C6H12O
C6H10O
C8H8
C10H16
C10H16
C10H16
C10H16
C10H16
C10H18O
C10H16
C15H24
C15H24
C15H24
C15H24
-
化学物质登录号
CAS Registry number
590-86-3
66-25-1
6728-26-3
100-42-5
7785-70-8
3387-41-5
127-91-3
123-35-3
5989-27-5
470-82-6
13877-91-3
22469-52-9
3856-25-5
87-44-5
29873-99-2
-
名称
Name
异戊醛 Isovaleraldehyde
正己醛Caproaldehyde
叶醛Trans-2-hexenal
苯乙烯Styrene
α-蒎烯α-pinene
桧烯Sabinene
β-蒎烯β-pinene
月桂烯Myrcene
(+)-柠檬烯(+)-dipentene
桉叶油醇Ceniole
罗勒烯Ocimene
(+)-环苜蓿烯 +)-cyclosativene
可巴烯 (-)-α-copanene
β-石竹烯 β-caryophyllene
γ-榄香烯γ-elemene
-
表1 山刺番荔枝叶片中主要挥发性成分组成
Table 1 Main volatile compounds in leaf of A. montana
数
量
Qua
ntity
C5
12
10
8
6
4
2
0
C6C7
C8 C9 C6
C15
C10
C10
C5C6C7
C8
C9
C13
C6C10
芳香物质 Aromatic subsances
烷类
Alkanes
醇类
Alcohols
醛类
Aldehydes
烯类
Alkenes
酯类
Lipides
酮类
Ketones
噻唑
Thiazoles
图2 山刺番荔枝叶片中不同种类挥发性芳香物质的种类和数量
Fig. 2 Types and quantities of aromatic substances in leaf of A. montana
反 2-已烯醛、庚醛、苯甲醛、苯乙醛和壬醛,主要呈
脂香和青香。
烯类物质有 13种:α-蒎烯、桧烯、β-蒎烯、月桂
烯、(+)-柠檬烯、罗勒烯、(+)-环苜蓿烯、胡椒烯、反
式石竹烯、莰烯、水芹烯、松油烯和萜品油烯,这些烯
类呈现松香、木香、药香、辛香、果香、橘香等。
乔 飞,等:山刺番荔枝叶片挥发性成分的SPME-GC/MS分析 931
果 树 学 报 32卷
醇类物质有 3种:正己醇、芳樟醇和α-松油醇,
主要呈果香、花香和松木香味。
脂类物质有 6种:丙酸乙酯、异丁酸乙酯、2-甲
基丁酸乙酯、异丁酸异丁酯、正己酸乙酯和丁酸 2-
甲基丁酯。
酮类物质共 2种,分别为 7,8-二氢紫罗兰酮和
β-二氢紫罗兰酮,呈鸢尾、紫罗兰香气和桂花香气。
烷类物质 1种:桉叶油醇(1,8-环氧对孟烷),有
樟脑气息和清凉的草药味道。
此外,还检出1种噻唑,4-甲基-5-乙烯基噻唑,
呈可可似香气,天然存在于可可、鸡蛋果等植物中。
2.4 主要挥发性成分的气味ABC分析
山刺番荔枝叶片中含有多种挥发性芳香物质
(图 2)。为了能更直观地表达其整体香韵,我们将
每种香料物质气味的ABC量化值和相对含量结合,
绘制成了香韵分布雷达图(图 3)。从图 3中可以清
楚的看到该叶片香味共涵盖 25种香型。其中,松
柏香荷载最大,其次为木香。此外还有,果香、脂
香、青香、药香、苯酚气味、柑橘香气和辛香味。这
些香味载荷都较大,可以视为构成山刺番荔枝叶片
1
10
100
1000
10000
C
F
I
R
M
J
O
G
B
N
K
W
L S
H
T
P
Y
Br
D
E
Z
Q
A
V
注:每个字母代表不同香味,分别如下:A-脂肪香;B-冰凉香气;C-柑橘香气;D-乳酪香;E-食品香气;F-果香;G-青香;H-药草香;I-鸢尾香;
J-茉莉香;K-松柏香;L-芳香族化合物香气;M-铃兰花香;N-麻醉性香气;O-兰花香气;P-苯酚气味;Q-香膏香;R-玫瑰香味;S-辛香味;T-烟
焦味;V-香荚兰香;W-木香;Y-土壤香;Z-有机溶剂气味;Br-苔藓气味。
Note: Capital letters indicate types of scents. A-aliphatic,B-ice,C-citrus,D-dairy,E-edible,F-fruit,G-green,H-herb,I-iris,J-jasmine,K-
conifer,L-aroma chemical,M-muguet,N-narcotic,O-orchid,P-phenol,Q-balsam,R-rose,S-spice,T-smoke,V-vanilla,W-wood,Y-earthy,
Z-solvent and Br-bryophyte.
图3 山刺番荔枝叶片香韵分布雷达图
Fig. 3 Radar map of aroma distribution in leaf of A. montana
1 00
932
5期
的主要香韵。
3 讨 论
固相微萃取气质联用(SPEM-GC/MS)技术具有
简单、快速、灵敏的特点,在天然产物挥发性成分分
析中有着广泛的应用[10]。利用该技术,本研究从山
刺番荔枝叶片中共检出了挥发性化合物76种,主要
包括醛类、烯类、醇类、酮类、脂类。其中含量最为丰
富的为烯类,尤以蒎烯含量最高。挥发性成分中有
香味的物质达 44种,约占 58%,并且这些物质存在
于多种天然精油中。普通番荔枝和牛心番荔枝的叶
片已有加工成精油的报道 [6-7],然而,关于用山刺番
荔枝叶片制备精油的研究尚未见报道。
山刺番荔枝叶片具有明显的辛香味,经化合物
香味综合分析发现,该叶片的香气由多种香味混合
而成,香韵复杂。荷载最高的为松香,辛香的荷载排
第 8位。对辛香荷载有贡献的香料物质有叶醛、苯
甲醛、β-石竹烯和α-水芹烯。以上4种香料物质的
香比强值分别为1 500、500、90和140[9],因此叶醛应
是辛香味的主要来源。
番荔枝植物中已发现了有很多具有药用价值的
成分 [2-3,5],这些物质有潜力被开发成为抗肿瘤新药
或作为化学合成药物的先导化合物[11]。本研究从挥
发性成分中检出了同分异构体γ-榄香烯和β-榄香
烯,其中β-榄香烯具有抗癌作用 [12],其相对含量为
0.72%。在普通番荔枝和牛心番荔枝的叶片中也含
有β-榄香烯,并且含量差异较大,分别为 4.5%[6]和
0.2%[7],说明番荔枝植物可以作为β-榄香烯的新来
源,并具有进一步开发利用的价值。
4 结 论
山刺番荔枝叶片含有多种具有香味的挥发性化
合物,其中大部分为香料物质,香型种类多、香韵特
色鲜明,表明山刺番荔枝叶片具有开发为精油的价
值;在所有挥发性成分中,烯类最为丰富,蒎烯含量
最高,超过 25%,因此,该叶片可以作为天然蒎烯的
新来源。此外,该叶片中还含有抗癌物质β-榄香
烯,具有药用开发潜力。
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