全 文 ：山 东 农 业 科 学 2016，48(6):46 ～ 49 Shandong Agricultural Sciences
DOI:10． 14083 / j． issn． 1001 － 4942． 2016． 06． 011
收稿日期:2016 －01 －26
基金项目:山东省农业良种工程项目［鲁科字(2014)96 号］
作者简介:任红剑(1993 －) ，男，在读硕士研究生。E － mail:1040186941@ qq． com
* 通讯作者:丰震，男，副教授，从事园林植物遗传育种、花卉基因工程的教学与研究工作。E － mail:fengzhen@ sdau． edu． cn
水竹梅、紫鸭跖草叶片成分的红外光谱分析
任红剑，丰震*
(山东农业大学林学院，山东 泰安 271018)
摘 要:为了解室内观赏植物水竹梅和紫鸭跖草的叶片成分及安全性等问题，以其叶片为试材，利用红外
光谱分析法测定叶片的特征峰并进行成分分析。结果表明:紫鸭跖草和水竹梅共有的特征峰为 3 401
(3 369)、2 918(2 924)、1 067(1 057)、671(671)cm －1，对应的成分为氨基酸或蛋白质、萜烯化合物、挥发油、
纤维素类物质。此外，水竹梅还具有特征峰 1 631、1 380、618 cm －1，对应的成分为乙酸香叶酯、萜类化合物、脂
类物质;紫鸭跖草还具有特征峰 2 849、1 641、1 417、1 319 cm －1，对应的成分为脂类化合物、芦丁等黄酮类物
质、芳香族化合物、核酸类物质。
关键词:水竹梅;紫鸭跖草;红外光谱;叶片成分
中图分类号:S682． 360． 1 文献标识号:A 文章编号:1001 －4942(2016)06 －0046 －04
IＲ Analysis on Leaf Component of Tradescantia albiflora
and Setcreasea purpurea Boom．
Ｒen Hongjian，Feng Zhen*
(College of Forestry，Shandong Agricultural University，Taian 271018，China)
Abstract In order to understand the leaf components and safety of indoor ornamental plants，Tradescan-
tia albiflora and Setcreasea purpurea Boom．，taking their leaves as materials，the characteristic peaks were de-
tected by IＲ spectrum analysis method and the component analysis was conducted． The results showed that
Tradescantia albiflora and Setcreasea purpurea Boom． had the mutual characteristic peaks at 3 401 (3 369)，
2 918(2 924)，1 067 (1 057)，671 (671)cm －1，the corresponding substances were amino acids or protein，
terpene compounds，essential oils and cellulose materials． In addition，Tradescantia albiflora had the peculiar
characteristic peaks at 1 631，1 380，618 cm －1，the corresponding substances were geranyl acetate，terpenoid
and lipids． Setcreasea purpurea Boom． had the peculiar characteristic peaks at 2 849，1 641，1 417，1 319 cm －1，
the corresponding substances were lipids，rutin and flavonoids，aromatic compounds and nucleic acids．
Key words Tradescantia albiflora;Setcreasea purpurea Boom．;IＲ spectrum;Leaf component
红外光谱分析技术可广泛用于谷物、果蔬、观
赏类植物等多种农产品的化学成分分析、物理学
品质分析、色度学品质分析，可作为核心技术构建
我国农产品光学快速无损检测体系，其研究领域
和应用范围也越来越广。国内外学者已在红外光
谱无损检测农产品品质方面进行了许多研究，也
取得很多成果［1］。
水竹梅和紫鸭跖草是常见的室内观叶植物。
水竹梅可盆栽，摆放在较高位置，让枝条下垂，十
分优雅;也可水培，将枝条水插于玻璃容器，简单
漂亮;还可做成吊篮，挂在窗边，绿意盈盈，带来一
丝凉意［1］。紫鸭跖草抗性强，易繁殖，成本低，可
用于绿化室外环境，改善呆板的城市景观，使城市
更加美观、更富有生机［3］。水竹梅和紫鸭跖草均
对室内有毒气体的净化具有重要作用，既可以对
氨气、甲醛等室内有毒气体进行净化吸收［4］，还
能进行光合降低室内二氧化碳的浓度，具有生态
化的良好功效。有关水竹梅和紫鸭跖草叶片成分
分析及安全摆放的研究报道较少。本研究通过红
外光谱分析法测定两种植物的叶片成分，判断其
叶片中是否含有对人体有害的物质以及是否具有
药用价值，为其安全使用和进一步开发利用提供
依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
试验材料取自盆栽水竹梅和紫鸭跖草的扦插
繁殖苗，栽培基质为泥碳土，每盆 3 ～ 5 株。选取
生长良好的植株中下部成熟健壮的叶片，每株摘
取 1 片，两种植物各取 10 株。
1． 2 仪器
FTIＲ － 650 型近红外光谱仪(美国 JDSU 公
司) ，光谱采集的波数范围为 4 000 ～ 400 cm －1，
分辨率为 1． 5 cm －1，扫描速度是 1 次 / s。
1． 3 试验方法
先将叶片置于 120℃ 条件下迅速杀青 30
min，然后置于 55℃烘箱中至完全烘干，迅速研磨
成干粉备用。用分析天平准确称量 1． 5 mg干粉，
与 200 mg KBr 粉末充分混合。在红外灯照射下
研磨 2 ～ 3 min，至粒径小于 2 μm，过筛后将研磨
均匀的混合物全部转移至 FW －5 压片机中放平，
保持中间稍高周围低，在 20 ～ 30 MPa压力下抽真
空，待 2 min后取出压片。保持压片表面光滑，置
于红外光谱仪下进行中红外扫描，得到红外光谱
图，并进行比较分析，通过查阅主要基团红外特征
吸收峰值表，归纳得出两种植物叶片所含化学成
分所具有的基团。
2 结果与分析
2． 1 两种植物叶片中相同吸收峰和对应基团及
其成分
红外光谱扫描图显示水竹梅和紫鸭跖草在
4 000 ～ 1 400 cm －1区间内的红外光谱波形相似，
且有共同的吸收峰范围(见图 1)，具体表现为:
图 1 水竹梅和紫鸭跖草叶片红外光谱扫描图
①在 3 401 ～ 3 359 cm －1，均有一宽峰，强度
较大，为伸缩振动峰。②在 2 920 cm －1左右，均有
一锐锋，强度较弱，为 CH2 反对称伸缩振动峰。
③在1 060 cm －1左右，都有一小而钝的峰，为伸缩
振动峰。④在 671 cm －1左右，都有一钝峰，为 C －
H弯曲振动峰，伸缩振动峰。
由图 1 和表 1 可知，两种植物均在 3 401 ～
3 359 cm －1附近出现 N － H 与 O － H 的分子间氢
键缔合的振动峰，且该峰的吸光度极高，说明醇和
酚类含量较高，推测叶片中存在一定量的氨基
酸［5］，且紫鸭跖草叶片氨基酸含量相对较高。
2 924 ～ 2 918 cm －1附近的吸收峰，表明两种
植物叶片中萜烯类化合物含量较高。萜烯类化合
物主要作为植物挥发物质的形式存在，摆放于室
内对空气环境具有一些影响。两种植物在1 067 ～
1 057 cm －1有共同的吸收峰，证明它们都含有挥
发油成分。挥发油［6，7］亦称精油，是一类具挥发
性、可随水蒸气蒸馏出来的油状液体的总称，多
具香气，广泛分布于中药材中，含有丰富的化学
成分，有多方面的功效。
红外光谱法测定木兰科植物和竹类植物分类
研究中 ，在吸收峰 895 cm －1附近处为纤维素［8］的
环振动产生的 C － H 变形峰，700 cm －1附近为木
质素中 C － H平面弯曲振动吸收。在波长 670 ～
671 cm －1处，它们也有共同的吸收峰，证明了这是
在远红光植物叶片内的纤维素而引起的吸收峰。
74第 6 期 任红剑，等:水竹梅、紫鸭跖草叶片成分的红外光谱分析
根据以上分析整理得表 2。紫鸭跖草、水竹
梅相同的吸收峰 3 401(3 369)、2 918(2 924)、
1 067(1 057)、671(671)cm －1所对应物质的主要
归属分别为醇类或酚类、烷烃类、烯烃类、烷烃类，
所对应的成分为氨基酸或蛋白质、萜烯化合物、挥
发油、纤维素类等物质。
表 1 水竹梅和紫鸭跖草叶片中红外光谱峰位
对应基团的比较
波数(cm －1) 主要基团 主要归属 水竹梅 紫鸭跖草
3401 ～ 3359 O － H、N － H 醇类，酚类 + +
2924 ～ 2918 CH2 烷烃类 + +
2849 CH 烷烃类 － +
1631 C = O α，β －不饱和酮 + －
1641 C = O 芳酮类 － +
1417 CH2 烷烃类 － +
1380 CH2 烷烃类 + －
1319 C = O 羟酸，酮 － +
1067 ～ 1057 CH 烯烃类 + +
672 ～ 670 CH 烷烃类 + +
618 CH 炔烃类 + －
注:“ +”表示样品中在某峰位下含有该基团;“ －”表示样品
中没有该基团。
表 2 水竹梅和紫鸭跖草叶片中红外光谱
特征峰振动类型及对应成分
波数(cm －1) 振动类型 成分
3401(3369) O － H伸缩振动 氨基酸
2918(2924) C － H伸缩振动 萜烯化合物
1067(1057) C － H伸缩振动 挥发油等
671(671) C － H 伸缩振动 纤维素类物质
2． 2 水竹梅叶片中吸收峰和对应基团及其成分
由图 1 可知，除与紫鸭跖草相同的吸收峰外，
水竹梅还具有特征峰 1 631、1 380、618 cm －1。其
中，1 700 cm －1左右波峰为乙酸香叶酯［9］特征吸
收频率。乙酸香叶酯是一种药物，有玫瑰和熏衣
草香气的无色至淡黄色液体，用于配制玫瑰、橙
花、桂花等型香精，不溶于水和甘油，溶于乙醇、乙
醚。水竹梅在 1 631 cm －1处具有特殊吸收峰，所
以它含有乙酸香叶酯这种物质，对香精配制具有
作用。1 380 cm －1附近的吸收峰来自饱和烃的
C － H弯曲振动，是各种脂类物质等化合物(膜和
胞壁)［10］的吸收峰，说明水竹梅叶片内含有三萜
类化合物。618 cm －1处出现吸收强度较弱的吸收
峰，这是由 C － H 弯曲(面外)振动的炔烃类物质
引起的，是一种特殊的脂类物质。
根据表 1，水竹梅的特征峰 1 631、1 380、618
cm －1所对应物质的主要归属为 α，β －不饱和酮、
烷烃类、炔烃类等，所对应的成分为乙酸香叶酯、
萜类化合物、脂类等物质(表 3)。
表 3 水竹梅叶片中红外光谱对应物质
波数(cm －1) 振动类型 成分
1631 C = O伸缩振动 乙酸香叶酯
1380 C － H弯曲振动 萜类化合物
618 C － H面外弯曲振动 脂类物质
2． 3 紫鸭跖草叶片中吸收峰和对应官能团及其
成分
由图 1 可知，除与水竹梅相同的吸收峰外，紫
鸭跖草还具有特征峰 2 849、1 641、1 417、1 319
cm －1。其中，峰值在 2 849 cm －1附近为乙酰酯的
羰基振动所致，该特征峰峰形陡峭，同时，该处出
现强度较高、峰形稍宽的 C = O键与 C = C键共轭
的吸收峰，表明其叶片中也含有少量的酯羰基，结
合在 2 923 cm －1处是脂肪的甲基不对称伸缩振
动，表明其叶片中含有一定量脂肪类化合物。
1 641 cm －1处特征峰，表明其叶片中含有芦丁等
黄酮类物质［11］。这种物质在抗菌防病等方面起
着重要作用，故紫鸭跖草具有特殊的药用价值。
1 417 cm －1处特征峰，表明紫鸭跖草内含有芳香
族化合物，这类芳香族化合物在生态系中参与碳
素循环并引起植物芳香，是紫鸭跖草叶片内的特
有物质。1 319 cm －1处的特征峰，是叶片内的核
酸物质所引起的，因为叶绿体和线粒体内含有遗
传物质，所以叶片成分内有核酸类物质。
根据表 1，紫鸭跖草的特征峰 2 849、1 641、
1 417、1 319 cm －1所对应物质的主要归属为烷烃
类、芳酮类、烷烃类、羟酸或酮等，所对应的成分为
脂类化合物、芦丁等黄酮类物质、芳香族化合物、
核酸等物质(表 4)。
表 4 紫鸭跖草叶片中红外光谱特征峰相应的物质
波数(cm －1) 振动类型 成分
2849 C － H弯曲振动 脂类化合物
1641 C = C伸缩振动 芦丁等黄酮类物质
1417 CH2 面内弯曲振动 芳香族化合物
1319 O － H面内弯曲振动 核酸
3 讨论与结论
3． 1 水竹梅和紫鸭跖草的红外光谱波形相似
84 山 东 农 业 科 学 第 48 卷
两种植物共有 4 个相同的红外光谱吸收峰峰
值，可见含有的相同成分较多。分析原因可能是
水竹梅和紫鸭跖草都属于鸭跖草科的草本植物，
所以在生理生化特性、次生物质代谢等多种方面
具有一定相似性。其中，两种植物在 3 401 ～
3 359、2 924 ～ 2 918 cm －1范围内有相同的吸收
峰，表明其挥发物中烯萜类化合物含量较高，这类
物质可做农药。孟雪等［12］在研究吊金钱和鸭跖
草挥发物主要成分的抑菌作用中指出，鸭跖草科
植物的挥发物中莰烯、α －蒎烯和桉树脑 3 种萜
烯化合物含量很高。3 种挥发物单体作为农用、
医用杀菌剂的应用范围和前景较广。它们的挥发
物可做杀菌物质，所以它们长时间摆放在室内会
对人体健康造成危害。
5 －磷酸核酮糖单磷酸途(ＲuMP)是与甲醛
同化作用有关的一条代谢途径［13］，对甲醛的脱毒
有重要贡献，6 －磷酸己酮糖合成酶和 6 －磷酸果
糖异构酶是 ＲuMP中固定甲醛的关键酶。两种植
物在 3 401 ～ 3 359 cm －1附近有相同吸收峰，主要
归属是醇类和酚类物质，是氨基酸类的蛋白质成
分，推测叶片内部含有某种与甲醛反应的酶，此类
酶属于蛋白质。所以证明了两种植物含有这些蛋
白质类的反应酶。此类物质与甲醛反应有关，即
得出两种植物对甲醛等有害气体的吸收作用较
好。
3． 2 水竹梅和紫鸭跖草化学成分的差异
除以上 4 处相同的红外光谱吸收峰外，水竹
梅有 3 处特殊吸收峰，而紫鸭跖草也具有 4 处特
殊吸收峰。这决定了两者在基团和成分上具有差
异，其中紫鸭跖草有黄酮类物质存在，表明其具有
一定的药用价值。
3． 3 有关植物叶片成分测定和含量确定的新方
法
暨南大学药学院中药及天然药物研究所利用
常规柱色谱及半制备高效液相色谱等手段相结
合，对紫鸭跖草化学成分进行分离纯化，研究显
示，紫鸭跖草的化学成分分析过程中，发现其中包
括有无色油状物、黄色油状物，表明紫鸭跖草中的
确含有油脂类物质［14］。本研究利用简单的红外
光谱测定法，便可测得紫鸭跖草叶片当中含有脂
类化合物，测试结果准确，方法简便易操作。因
此，采用红外光谱分析法对植物叶片成分进行测
定较为适宜。此外，红外光谱分析法可根据峰面
积推测植物叶片中物质含量是否丰富，可为判断
该植物能否作为一种专门的药用植物进行种植及
提取药物成分提供参考。
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94第 6 期 任红剑，等:水竹梅、紫鸭跖草叶片成分的红外光谱分析