全 文 ：香根草杜松烷型倍半萜成分分析
王飞生1 , 文 媛1 , 龙高峰2　(1.清远职业技术学院 ,广东清远 511510;2.广州立德检测有限公司 ,广东广州 511400)
摘要　[目的]分析香根草杜松烷型倍半萜成分。[方法]采用气相色谱—质谱联用技术(GC/MS)分析水蒸气蒸馏法(SD)、微波辅助萃取
(MAE)、乙醇萃取的多个香根油样品。[ 结果]共检测出 9个杜松烯倍半萜化合物 ,经分析比较 ,证实其中 4个杜松二烯倍半萜成分 ,可在
不同方法提取的香根油中重复检出 ,相似度高。[结论]研究结果为香根油品质鉴定和香根草开发提供了科学依据。
关键词　香根草;杜松烷;倍半萜;GC/MS
中图分类号　Q501　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)12-05636-03
Analysis on Cadinane Sesquiterpenoidnene Composition in Vetiveria zizanioides
WANG Fei-sheng et al　(Qingyuan Vocational Technical College , Qingyuan , Guangdong 511510)
Abstract　[ Objective] The study aimed to analyze cadinane sesquiterpenoidnene composition in Vetiveria zizanioides.[ Method] Using GC/ MS analyzed
many samples of verivert oil extracted by SD , MAE and ethanol extraction method.[ Result] 9 compounds of cadinene sesquiterpenoidnene were detected ,
four of them were confirmed to be composition of sesquiterpenoidnene, and could be repeatedly detected with different methods and the similarity was high.
[ Conclusion] The results provided some scientific basis for vetiver oil identification and development.
Key words　Vetiveria zizanioides;Cadinane;Sesquiterpenoidnene;GC/MS
基金项目　清远市科技计划资金资助(200763);清远职业技术学院科
研项目资金资助(KY09008)。
作者简介　王飞生(1964-),男 ,广东平远人 ,硕士 ,副教授 , 从事食品
化学 、食品工程方向的研究。
收稿日期　2009-02-19
　　倍半萜成分常见于植物的挥发油中 ,是挥发油中高沸程
成分的主要组成部分 ,倍半萜类化合物的含氧衍生物多有较
强的香味和生物活性。倍半萜基本骨架由三分子的异戊二
烯构成的焦磷酸金合欢酯(FPP),在生物体内经一系列复杂
的转换形成 ,其结构骨架类型和数目是萜类成分中最多的一
类 ,到 1995年倍半萜的基本碳架类型有 60多种[ 1-2] 。杜松
烷(Cadinane)型萜类属双环倍半萜基本骨架中的一种 ,是植
物精油重要成分。如在木兰科含笑属(MicheliaLinn)的白兰 、
多花含笑 、云南含笑黄心夜合和深山含笑中提取的精油 ,杜
松烷型是倍半萜主要成分 ,有杜松烯(Cadinene)、木罗烯[依
兰油烯](Muurolene)及其含氧衍生物有杜松醇(Cadinol)[ 3] 。
已报道的香根草(Vetiveria zizanioides)提取的精油主要成分是
萜烯类(岩兰烯)、倍半萜(烯)、香根草醇 、香根草酮等萜类化
合物[ 4-7] ,但针对香根草杜松烷型倍半萜成分含量及组成分
析研究尚未见报道。因此 ,笔者用GC/MS分析多个不同方
法提取的香根油样品 ,比较分析杜松烷型倍半萜成分含量及
组成 ,以期为香根草开发利用提供科学依据。
1　材料与方法
1.1　材料及样品制备　香根草植干根由广州香根草业科技
有限公司清远基地提供 ,分别用水蒸馏法 、微波辅助乙醇法 、
微波辅助乙醚法提取香根油。水蒸馏法(SD)香根油样品 ,由
广州香根草业科技有限公司委托浙江厂家生产 ,分别取 SD
样品 、下层样品 SD重油 、上层样品 SD轻油 3个样品。
微波辅助(MAE)乙醇萃取法样品 ,将香根草干根适当粉
碎后 ,称量 100 g放入 500 ml烧杯中 ,加入乙醇 250 ml溶剂 ,
在微波炉萃取 5 min ,经提取 、过滤 、蒸馏 、冷冻除蜡获得。
微波辅助(MAE)乙醚萃取法样品 ,将香根草干根适当粉
碎后 ,称量 100 g放入 500 ml烧杯中 ,加入乙醚 250 ml溶剂 ,
在微波炉萃取 5 min ,经提取 、过滤 、蒸馏 、冷冻除蜡获得。
乙醇萃取法样品 ,将香根草干根适当粉碎后 ,称量 100 g
放入 500 ml烧杯中 ,加入乙醇 250 ml溶剂 ,在自然萃取 24 h ,
经提取 、过滤 、蒸馏 、冷冻除蜡获得 。
1.2　仪器与设备 　所用仪器为气相色谱—质谱联用仪
GC/MS气质联用仪 ,由美国 Finnigan公司生产。带Xcalibur1.
2数据处理系统 ,GC:Agilidnt6890N ,MS:Agilidnt5975C 。
1.3　试验条件
1.3.1　色谱条件。色谱柱:J&W DB-5石英毛细柱(30 m×
0.25mm×0.25μm);流速 1.8 ml/min ,升温程序:起始温度 80
℃,保持 1 min ,以 15 ℃/min升到 180 ℃,并保持 1 min ,再以
10 ℃/min升到 280 ℃,保持 3 min。载气(He)流速 1 ml/min ,
压力 2.4 kPa ,进样量 1μl ,分流比 20∶1 ,溶剂延迟时间 3～ 6
min。
1.3.2　质谱条件 。电子轰击(EI)离子源;电子能量 70 eV;传
输线温度 275 ℃;离子源温度 200 ℃;母离子 285 m/ z;激活电
压 1.5 V;质量扫描范围 35 ～ 500 m/z 。
2　结果与分析
2.1　分析检测结果
2.1.1　萜类化合物种类与数量。前述所制备的 6个样品经
GC/MS分析 ,每个色谱峰通过 Xcalibur1.2数据处理系统检索
所得质谱图 ,经人工解析 ,参考检测CAS编号查询CAS系统
化学成分数据库 ,将各样品分析所检出杜松烷型倍半萜成分
的结构图汇总于图 1 ,分类命名并编号 ,以便集中分析;图 2
为 5α-杜松烯质谱图。将各样品所检测的各成分含量和相似
度列为表 1 ,考虑到不同样品所测保留时间不一致 ,对分析没
有帮助 ,因此在表 1中不列出。乙醇萃取法样品未检出杜松
烷型倍半萜成分 ,在表 1中也不列出 。
2.2　结果分析
2.2.1　不同方法提取杜松烷型倍半萜成分比较。从不同方
法提取和香根油样品中共发现 9个杜松烷型倍半萜成分 ,其
中水蒸馏法(SD)检出 7个 ,含量为 6.55%;水蒸馏法(SD)重
油检出 6个 ,含量为 8.77%;水蒸馏法(SD)轻油检出 5个 ,含
量为 7.03%;微波辅助(MAE)乙醇法检出 4 个 ,含量为
1.14%;微波辅助(MAE)乙醚法检出 4个 ,含量为 3.54%;乙
醇自然萃取法未检出杜松烷型倍半萜成分 。虽然MAE乙醇
(乙醚)法提取的杜松烷型倍半萜成分含量及组分少于 SD
法 ,但主要成分已提取 ,所检出成分为非含氧杜松烷型倍半
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2009 , 37(12):5636-5638　　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　王淼　责任校对　况玲玲
萜成分 ,非氧萜类成分对香根油香气贡献不大 ,因此用MAE 乙醇(乙醚)法可代替 SD法。
图 1　杜松烷倍半萜成分分子结果及分类汇总
Fig.1　Molecular structure and classified summation of cadinane sesquiterpenoidnene composition
图2　5α-杜松烯的总离子流色谱图
Fig.2　Total ions chromatogram of chemical components of 5a-cadinene
表 1　不同方法提取香根油杜松烷型萜类成分含量与相似度比较
Table 1　Similarity comparison on cadinane sesquiterpenoidnene contents and configuration of verivert oil extracted from Vetiveria zizanioides by different
methods %
编号
Number
化合物检测命名
Exa mination name of compounds
含量 Content
SD
SD重
SD heavy
SD轻
SD light
MAE乙醇
MAE ethanol
MAE乙醚
MAE ether
相似度 Similarity
SD
SD重
SD heavy
SD轻
SD light
MAE乙醇
MAE ethanol
MAE乙醚
MAE ether
1 5-甲基-2-甲烯基-8-异丙基-3 , 4, 6, 7-四氢萘 0.37 0.35 - 0.75 0.61 90 90 - 83 87
2 1 , 6-二甲基-4-异丙基-3 , 7, 8, 9, 10-五氢萘 2.82 3.28 2.17 0.22 0.26 96 97 96 91 98
3 1 , 6-二甲基-4-异丙基-2 , 3, 7, 8, 10-五氢萘 1.29 1.63 0.87 0.06 1.61 97 97 97 37 50
4 1 , 6-二甲基-4-异丙基-5 , 7, 8-三氢萘 0.34 2.16 1.30 - - 14 87 74 -
5 1 , 6-二甲基-4-异丙基-3 , 5, 8, 9, 10-五氢萘 1.12 0.66 1.21 0.11 0.12 97 94 93 70 83
6 1 , 6-二甲基-4-异丙基-2 , 3, 7, 10-四氢萘 0.24 0.69 - - - 58 86 - - -
7 1 , 6-二甲基-4-异丙基-2 , 3-二氢萘 0.37 - - - - 92 - - - -
8 1 , 6-二甲基-4-异丙基-2 , 3, 6, 7-四氢萘 - - - - 0.94 - - - - 93
9 1 , 6-二甲基-4-异丙基-3-氢萘 - - 1.48 - - - - 83 - -
合计 6.55 8.77 7.03 1.14 3.54
Total
563737卷 12期　　　　　　　　　　　　　　　　王飞生等　香根草杜松烷型倍半萜成分分析
2.2.2　杜松烷型倍半萜成分分子结构分析 。9个松烷型倍
半萜成分中 ,杜松二烯有 6个 ,分别为图 1的 1～ 6号 ,分子式
为C15H24 ,分子量为 204 ,它们互为同分异构体;杜松三烯有 2
个 ,分别为图 2的 7～ 8号 ,分子式为 C15H22 ,分子量为 202 ,它
们互为同分异构体;杜松四烯有 1个 ,分子式为C15H20 ,分子
量为 200。从检出频度和相似度分析 ,可发现 2、5、3号结构
可能性最大 ,1、7 、8、9号次之 ,4、6号结构出现的可能性很小。
以上检测结果的分析与理论有机化学共振 、共轭理论对化学
结构影响分析是相符的 ,2号 、5号结构双键与甲基形成P-∏
共轭 ,结构较稳定 ,检出的相似度也高。
3　小结
1 , 6-二甲基-4-异丙基-3 ,7 , 8 , 9 ,10-五氢萘 、1 , 6-二甲基-4-
异丙基-3 , 5 , 8 , 9 , 10-五氢萘 、1 , 6-二甲基-4-异丙基-2 , 3 , 7 , 8 ,
10-五氢萘 、5-甲基-2-甲烯基-8-异丙基-3 ,4 , 6 ,7-四氢萘 4个杜
松二烯倍半萜成分可在不同方法提取的香根油中重复检出 ,
证实香根草中含有上述成萜类成分 ,该研究可为香根油的品
质鉴定与香根草经济开发提供科学依据。
参考文献
[ 1] 赵利琴 ,罗玉明.八角属萜类成分及其化学分类意义[ J] .广西植物 ,
2008, 27(2):272-276.
[ 2] 赵利琴.五味子属萜类成分及其生物活性[ J] .时珍国医国药 , 2008 , 19(1):228-230.
[ 3] 阮鸣,彭国平.金银花挥发油的萜类化学成分研究进展[ J] .时珍国医国药, 2005 ,16(1):59-60.
[ 4] MARINEZ JULIAN , ROSEPAULO T V ,MENUT CHANTAL , et al.Valorization
of Brazilian vetiver(Vetiveria zizanioides(L.)Nash ex Small)oil[ J] .J Agric
Food Chem ,2004, 52:6578-6584.[ 5] 黄京华 ,华寿 ,杨军,等.香根草挥发物化学成分的分析[ J] .应用生态
学报, 2004 ,15(1):170-172[ 6] 龚德慎 ,魏德生,钟雁, 等.黔产香根油的研究[ J] .贵州科学 , 1997 , 15
(2):126-130.[ 7] 文媛,王飞生 ,赵鹏飞,等.香根草净油化学成分检测[ J] .安徽农业科
学 ,2008(11):118-128.[ 8] 孙宝国 ,刘玉平.食用香料手册[M] .北京:中国石化出版社, 2004.
[ 9] ASHURST PHILLIP R.食品香精的化学与工艺学[M] .北京:中国轻工出版社, 2005.
[ 10] 罗金岳,安鑫南.植物精油和天然色素加工艺[M] .北京:化学工业出版社 ,2005:166-174.
[ 11] 徐任生,叶阳.天然产物化学导论[M] .2版.北京:科学出版社, 2004.
(上接第 5635页)
表3　2001～ 2007水质主要污染物评价 P5值
Table 3　P5 value analysis of main pollutants in water quality during 2001
-2007
年份
Year
CODMn
mg/L
TN
mg/ L
TP
mg/ L
SS
mg/ L P5 P3
2001 3.73 1.62 0.155 85.4 0.802 0.957
2002 3.77 1.44 0.164 92.3 0.742 0.887
2003 2.62 1.46 0.137 87.1 0.766 0.945
2004 2.46 1.49 0.105 58.9 0.689 0.712
2005 2.21 1.30 0.120 60.5 0.653 0.758
2006 2.08 1.27 0.106 53.8 0.637 0.812
2007 2.16 1.35 0.117 46.6 0.665 0.785
　　有研究表明 ,水体中污染物尤其是有机污染物和营养盐
的浓度与水体中悬浮物的浓度成一定的关系 。对年 P 值 、
P3 、P5分别与 SS 进行的相关分析 ,结果表明 ,年 P 值与 SS
之间存在正相关关系(P=0.002 2 SS +0.23 , r=0.77 , n=7 ,
P<0.01);P3与 SS之间存在正相关关系(P3=0.004 2 SS +
0.55 , r=0.77 , n =7 , P<0.01);P5与 SS之间存在正相关关
系(P5=0.003 1 SS +0.50 , r =0.85 , n=7 , P<0.01)。在蓄
水前由于江水流速较大 ,水体中悬浮物含量也较大 ,由于悬
浮物吸附大量有机污染物 ,导致水质 P 值较大 ,因而 ,悬浮物
含量的大小是影响水质好坏的重要因素之一。蓄水导致库
区水文状况改变而致悬浮物改变 ,从而影响库区水质状况。
在时间的影响上主要体现在丰水期 ,丰水期 SS 本身含量高 ,
对全年 SS的影响较大 ,而枯水期恰好相反。由此可见 ,蓄水
对丰水期 SS的影响最大 ,因此对丰水期水质的影响也最大。
3　结论
长江忠县段在三峡水库蓄水前后水质稳定 ,水体的基本
类别未发生改变 ,属地表水Ⅲ类水质 ,水质状况较好 ,蓄水后
水质还略有好转 ,能够满足其相应的水质功能要求。在每次
后的半年内 ,水质状况略有下降 ,但变化不明显 ,在蓄水半年
之后水质恢复正常。水质污染特征上蓄水前后未发生改变 ,
反映出生活污染特征 ,其整体污染水平逐年下降 ,在水体中
所占污染比重也逐年下降 。在蓄水的各个阶段 ,库区水文状
况的变化是其水质变化的主要因素之一 ,蓄水与悬浮物 、水
质状况呈一定相关性 ,表现为蓄水使得悬浮物降低 ,悬浮物
降低使水质变好。
参考文献
[ 1] 魏复盛.水和废水监测分析方法[M] .4版.北京:中国环境科学出版
社 ,2002.
[ 2] 李锦秀 ,廖文根.三峡工程对库区水流水质影响预测[ J] .水利水电技
术 ,2002(10):23-28.
[ 3] 贺诗水 ,王洪凯,徐汗福.水库中枝角类种群数量变化与环境因子的关系[ J] .安徽农业科学 ,2009, 37(3):1128-1129.
[ 4] 翁国永 ,陈海生,陆海华,等.浙江省长潭水库水质监测及富营养化生
态治理研究[ J] .安徽农业科学, 2009, 37(3):1208-1211.
[ 5] 董长贵 ,邬亮 ,王海滨.基于条件价值评估法的北京密云水库生态价值
评估(Ⅰ)[ J] .安徽农业科学, 2008 ,36(33):14707-14709.
[ 6] 陈椽,张明时 ,杨加文 ,等.红枫湖水库底泥的氮磷蓄积量及分布特征
[ J] .安徽农业科学, 2008 ,36(35):15650-15652.
[ 7] 张晟,黎莉莉,张勇,等.三峡水库135m水位蓄水前后水体中重金属分
布变化[ J] .安徽农业科学 ,2007, 35(11):3342-3343 ,3376.
[ 9] 欧阳峰 ,芦垒 ,骆珍珍.普适指数公式在升钟水库富营养化评价中的应用[ J] .安徽农业科学 ,2009, 37(8):3702-3703.
[ 10] 柴夏 ,史加达 ,刘从玉,等.大钟岭水库氮磷营养盐季节变化及其与水
质的关系[ J] .安徽农业科学 ,2008, 36(13):5398-5399.
[ 11] 陈晓芳,曹瑛杰.浙江省长潭水库富营养化特征研究[ J] .安徽农业科
学 , 2008, 36(19):8245-8248.
[ 12] 于长立,王素娜,王世界 ,等.白龟山水库水环境现状分析及优化对策
研究[ J] .安徽农业科学 ,2007, 35(29):9324-9325, 9347.
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