全 文 ：基金项目 国家“十一五”支撑项目“城市人居生态林构建关键技术研
究”(2006BAD03A0603);徐州侧柏生态环境景观林配置功
能及效益研究(XZ2006221)。
作者简介 张艳平(1977-),女,湖北荆州人,硕士研究生,研究方向:
药用植物生物技术。*通讯作者。
收稿日期 2008!04!14
生态保健型绿化植被是有助于增强人们体质,预防疾
病的人工植被群落。它将具有一定保健功能的植物合理栽
种而形成一个特殊的植物群落[1]。这种绿化模式符合崇尚自
然、追求健康的时尚潮流,因此备受城市居民的喜爱。
福建柏(Fokieniahodginsi),柏科,常绿乔木,其主干通
直、纹理清晰、木质坚硬、耐腐性强,广泛用于建筑、家具、装
饰和工艺雕刻。福建柏是第三纪孑遗珍贵速生用材树种,目
前间断分布于我国福建、浙江、江西、湖南、广东、广西、贵
州、重庆、四川、云南和越南北部局部地区,是特产于我国南
方和越南北方的国家二级保护濒危植物[2]。柏科植物是城市
常绿绿化树种,特别是公园随处可见柏科植物。据研究表
明,多种柏科植物的挥发油都具有抗菌活性[3-5]。日本扁柏挥
发油对肺癌细胞 NCI!H460有抗肿瘤活性[6]。有关柏科的挥
发油报道有很多,但关于福建柏叶所含挥发油分析研究仅
停留在化学成分上[7],其活性研究尚未见报道。笔者就福建
柏叶中所含挥发油的成分和生物活性进行研究,了解福建
柏是否适用于城市生态保健型绿化模式的栽培树种。
1 材料与方法
1.1 材料 福建柏采自南京中山陵,由江苏省药用植物生
物技术重点实验室蒋继宏教授鉴定;RPMI1640培养基购自
Gibico公司;胎牛血清购自杭州四季青公司;青霉素、链霉
素、胰蛋白酶、DMSO购自上海生工公司;AlamarBlue购自
Sigma公司;人非小细胞肺癌(NCI!H460)细胞、金黄色葡萄
球菌(Staphylococcusaureus)、红酵母(Rhodotorulaglutinis)和
大肠杆菌(Escherichiacoli)由江苏省药用植物生物技术重
点实验室提供。
1.2 仪器 RE!52A型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器
厂),6890/5973NGC/MS联用仪(美国安捷伦公司),Spectro
MaxM2荧光检测仪(Moleculardevices)。
1.3 方法
1.3.1 挥发油提取。取新鲜的福建柏叶 200g,剪刀剪碎后
置于1000ml圆底烧瓶中进行水蒸气常压蒸馏8h。蒸馏出
的液体用乙醚连续萃取3次,合并萃取液,无水硫酸钠干燥,
过滤,35℃常压浓缩得黄色透明油状物 1.05g,低温 4℃保
存备用。
1.3.2 GC!MS分析。GC条件和 MS条件:参考文献[8]。定性
分析:取样品 0.1μl,用气相色谱-质谱计算机联用仪进行
分析鉴定。通过 G1701BA化学工作站数据处理系统,检索
NIST98系统图谱库,并分别与八峰索引、EPA/NIH质谱图
集的标准谱图对照,进行人工谱图解析,确认福建柏叶挥发
油的化学成分。定量分析:使用Hewlet!Packard软件按面积
归一化法进行定量分析,求得各化学成分在挥发性组分中
的相对百分含量。
1.3.3 抗菌活性测定。采用杯碟法[9]。供试细菌通过划线接
菌,LB液体培养基摇床培养活化,检测挥发油对金黄色葡
萄球菌(Staphylococcusaureus)、大肠杆菌(Escherichiacoli)
的抑制作用,样品用浓度为10mg/ml丙二醇溶解,每组设 3
个重复。同时丙二醇作为阴性对照组,1mg/ml青霉素作为
阳性对照组。真菌红酵母(Rhodotorulaglutinis)用 PDA培养
活化。样品用浓度为10mg/ml丙二醇溶解,检测挥发油对红
酵母的抑制作用,每组设3个重复,同时丙二醇作为阴性对
照组。
1.3.4 抗肿瘤活性测定。采用AlamarBlue法[10-11]。AlamarBlue
福建柏挥发油的化学成分及其生物活性研究
张艳平,杨守晖,曹奇龙,张文慧,陈凤美 *(徐州师范大学江苏省药用植物生物技术重点实验室,江苏徐州 221116)
摘要 [目的]测定福建柏挥发油的化学成分及其生物活性,了解福建柏是否适用于城市生态保健型绿化模式的栽培树种。[方法]采用
水蒸气蒸馏法提取挥发油;采用气相色谱-质谱(GC!MS)联用技术分析福建柏叶的挥发油成分,应用色谱峰面积归一法分析各成分
的质量分数;采用杯碟法和AlamarBlue法进行生物活性测定。[结果]从挥发油检出14个峰,被确认为14种化合物,含量较高的物质
有:β!橙椒烯(22.514%)、τ!杜松醇(19.883%)、石竹烯(10.133%)等;体外生物活性实验表明,该挥发油对大肠杆菌无抑制作用,对金黄
色葡萄球菌和红酵母有一定的抑制能力,AlamarBlue法测定福建柏挥发物质对人非小细胞肺癌(NCI!H460)细胞的抑制作用不大,浓
度为100μg/ml时抑制率为(24.01±8.01)%。[结论]福建柏适用于城市生态保健型绿化模式栽培的树种。
关键词 福建柏;挥发油;化学成分;生物活性
中图分类号 S791.43 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)17-07290-02
StudyontheChemicalConstituentsandBiologicalActivitiesofVolatileOilfromFokieniahodginsi
ZHANGYan!pingetal (KeyLaboratoryofBiotechnologyforMedicinalPlantsofJiangsuProvince,XuzhouNormalUniversity,Xuzhou,
Jiangsu221116)
Abstract [Objective]Thechemicalconstituentsandbiologicalactivityofvolatileoilweretestedinordertofindouttheecologicalfunctionof
Fokieniahodginsi.[Method]ThevolatileoilwasextractedfromtheleavesofFokieniahodginsibysteamdistilationanditschemical
constituentswereanalyzedbyGC!MSmethod;thebiologicalactivitywastestedbythemethodofOxfordCupandAlamarBlue.[Rusult]14
constituentsweredetected,and14compoundsofthevolatileoilwereidentified,themaincompoundsincludingβ!cubebene(22.514%),τ!cadinol
(19.883%)andcaryophylene(10.133%).Theantibacterialexperimentsoftheoilshowedthatthevolatileoilhadantimicrobialactivitiesto
StaphylococcusaureusandRhodotorulaglutinis,buthadnoinhibitionagainstEscherichiacoli,theresultofantitumoractivitiesinvitroagainst
NCI!H460byAlamarBluemethodindicatedthattheinhibitoryratewas (24.01±8.01)%atthevolatileoilconcentrationof100μg/ml.
[Conclusion]Fokieniahodginsiwassuitableforecologicalhealthyvirescencemodeincities.
Keywords Fokieniahodginsi;Volatileoil;Chemicalconstituents;Biologicalactivities
安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2008,36(17):7290-7291,7298 责任编辑 孙红忠 责任校对 卢 瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2008.17.152
测试菌株Testedstrains
丙二醇对照
Propyleneglycolcontrol
青霉素对照(1mg/ml)
Penicilincontrol
福建柏挥发油(10mg/ml)
Volatileoil
抑菌圈∥mm
Inhibitorydiameter
结果
Rusults
抑菌圈∥mm
Inhibitorydiameter
结果
Rusults
抑菌圈∥mm
Inhibitorydiameter
结果
Rusults
金黄色葡萄球菌S.aureus 9 + 25 +++ 12 ++
大肠杆菌E.coli 9 + 23 +++ 0 -
红酵母R.glutinis 0 - - - 13 ++
贮存液用培养基以 1∶10比例稀释,每孔加 200μl,Alamar
Blue为10%,4h后用SpectroMaxM2荧光检测仪检测,将培
养板放于 570nm的激发波长和 590nm的发射波长下,加
入不含细胞的培养基的孔作空白值,加细胞液不加药的孔作
对照值,以细胞培养孔的值减去空白值为实际值。按照下式
计算细胞存活率:细胞存活率=(对照-样品)/对照×100%。
2结果与分析
2.1 福建柏叶挥发油成分及相对含量 提取福建柏叶挥
发油共1.05g,经计算其得率为0.5%。
对福建柏叶挥发油成分进行 GCMS分析,气相色谱共
得到 14谱峰,根据 GCMS联用所得质谱信息与计算机质
谱数据库标准谱图对照分析并结合有关文献[12-13],对基峰质
荷比、相对丰度和保留时间等进行直观比较,按面积归一法
确定各组分相对含量,分别对各色谱峰加以确认,鉴定该挥
发油的化学成分,结果列于表1。
由表1可知,福建柏叶挥发油其主要成分为:β橙椒烯
(22.514%)、τ杜松醇(19.883%)、石竹烯(10.133%)、γ毕澄
茄烯(8.307%)、α杜松醇(5.519%),将这些成分按化合物的
类型分主要为倍半萜。从表 1可知,其成分与潘炯光等[7]对
福建柏精油成分的研究结果有明显差异。笔者共分离出 14
表1 福建柏挥发性化学成分的GC!MS分析结果
Table1 GC!MSanalysisresultofvolatilechemicalcomponentsofFokieniahodginsi
峰号PeakNo.
保留时间∥min
Retaintime
分子式
Molecularformula
化合物名称
Compoundname
相对含量∥%
Relativecontent
1 3.560 C10H16 α蒎烯αPinene 2.703
2 3.933 C8H16O 1辛烯3醇1Octen3ol 2.283
3 4.603 C10H16 D柠檬烯DLimonene 2.824
4 6.726 C10H18O α松油醇αTerpineol 3.678
5 9.429 C15H24 β榄香烯βElemen 3.272
6 9.850 C15H24 石竹烯Caryophylene 10.133
7 10.285 C15H24 α石竹烯αCaryophylene 5.420
8 10.615 C15H24 β橙椒烯βCubebene 22.514
9 10.994 C15H24 γ毕澄茄烯γCadinene 8.307
10 11.071 C15H24 β毕澄茄烯βCadinene 3.159
11 11.884 C15H24O 石竹烯氧化物Caryophyleneoxide 1.699
12 12.494 C15H26O τ杜松醇τCadinol 19.883
13 12.654 C15H26O α杜松醇αCadinol 5.519
14 13.034 C15H24O 7R,8R8羟基4异亚丙基7甲基双环(5.3.1)1十一烯7R,8R
8Hydroxy4isopropylidene7methylbicyclo[5.3.1]undec1ene
1.998
个组分,鉴定14个化合物,主要成分为β橙椒烯(22.514%)、
τ杜松醇(19.883%)、石竹烯(10.133%)、γ毕澄茄烯(8.307%)、
α杜松醇(5.519%);而潘炯光等共分离出 42个组分,鉴定
出其中 33个化合物,主要成分为 α蒎烯(24.89%)、柠檬烯
(8.46%)和石竹烯氧化物(4.01%)。其中 β榄香烯、石竹烯、
α石竹烯、β橙椒烯、γ毕澄茄烯、β毕澄茄烯、τ杜松醇、α
杜松醇这些化合物是新鉴定出的。与笔者研究结果有明显
差异可能是取材的季节、地点不同导致的。在此基础上,对
福建柏干叶也提取了挥发油,分析出 5种主要成分,τ杜松
醇(37.732%)、α杜松醇(28.103%)、γ杜松油烃(14.799%)、
海松7,15二烯3酮(10.939%)、安息香胶(8.426%),这说
明挥发油具有不稳定性,不同的成分稳定性不同。
2.2 福建柏叶挥发油的抗菌活性及抗肿瘤活性 从表 2
可看出,虽然福建柏叶挥发油对大肠杆菌无抑制效果,但对
表2 福建柏叶挥发油抑菌活性
Table2 AntibacterialactivitiesofvolatileoilfromleavesofFokieniahodginsi
注:抑菌活性实验结果,抑菌圈<6mm,说明该物质不具有抗菌性(记作“-”);在6~10mm,说明该物质具有抗菌性(记作“+”);11~15mm为中度敏
感(记作“++”);>16mm则为高度敏感(记作“+++”)。
Note:Theresultofbacteriostasisactivitytestarebacteriostaticcircle<6mm,whichmeansthissubstancehasnoantibacterialactivity(markedas-);6-10
mmindicatesthatthissubstancehasantibacterialactivity(markedas+);11-15mmaremoderatesensitive(markedas++);>16mmarehighlysensitive
(markedas+++).
金黄色葡萄球菌和单细胞真核生物红酵母均有一定的抑制
作用;通过AlamarBlue法测定挥发油对NCIH460细胞的
抑制作用不强,在100μg/ml的浓度下对肿瘤细胞的抑制率
为(24.01±8.01)%。
3 小结
在生物活性方面,福建柏挥发油有一定的抗细菌作用
和较弱的抗肿瘤活性,和“圆柏、侧柏、龙柏、雪松具有较强
抗菌活性,是较为理想的城市生态保健型绿化模式的栽培
树种”有一定的差距,但福建柏也适用于城市生态保健型绿
化模式的栽培,说明了福建柏在园林中常作片植、路旁列
植、草坪孤植、盆栽桩景、与落叶阔叶树混交,植于园之一
隅,构成林相,以示森林之美的另一用途。
参考文献
[1]刘晓东,李金鹏,于汉冬.论园林植物与生态环境[J].防护林科技,
2003,57(4):40-41.
[2]国家林业局,农业部.国家重点保护野生植物名录:第一批[M].北
京:国家林业局,1999.
[3]蒋继宏,李晓储,陈凤美,等.芳香型植物挥发油抑菌活性的研究[J].
江苏林业科技,2004,31(2):6-7,121.
(下转第7298页)
张艳平等 福建柏挥发油的化学成分及其生物活性研究36卷17期 7291
(上接第7291页)
[4]李传仁,严赞开.龙柏叶提取物对食品抑菌作用研究[J].安徽农业科
学,2005,33(2):294-299.
[5]李智立,刘淑莹.侧柏果实挥发油化学成分的研究[J],中国药学杂
志,1997,32(3):138-139.
[6]蒋继宏,李晓储,高甜惠,等.几种柏科植物挥发物质及抗肿瘤活性
初步研究[J].福建林业科技,2006,33(2):52-57.
[7]潘炯光,徐植灵,马忠武.福建柏精油成分的研究[J].植物学通报,
1991,8(4):48-49.
[8]高甜惠,李晓储,何冬宁,等.云南拟单性木兰挥发物质及其抗肿瘤
和抑菌活性初步研究[J].中国野生植物资源,2006,25(4):44-46.
[9]刘冬梅,李理,杨晓泉,等.用牛津杯法测定益生菌的抑菌活力[J].食
品研究与开发,2006,27(3):110-111.
[10]JOHNO’BRIEN,IANWILSON,TERRYORTON,etal.Investigation
oftheAlamarBlue(resazurin)fluorescentdyefortheassessment
ofmammaliancelcytotoxicity[J].EurJBiochem,2000,267:5421-
5426.
[11]HAMIDR,ROTSHTEYNF,RABADIL,etal.Bulockcomparison
ofalamarblueandMtassaysforhighthroughtputscreening
[J].ToxicologyinVitro,2004,88:703-710.
[12]HELLERSR,MILLINEGW.AnEPA/NIH massspectral.data
base[M].Washington:USGovemmentPrintingOfice,1976.
[13]MCLAFERTYFW,STAUFFERDB.TheWiley/NBSregistryof
spectraldatabase[M].NewYork:JohnWiley&Sonslnc,1989.
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2 结果与分析
2.1 标准曲线及其线性关系 配制 8种金属元素的标准
系列,按上述仪器条件进行测定,绘制标准曲线,结果见表
2。8种元素具有较高的灵敏度和良好的线性关系,标准系
列的线性范围较宽。
2.2 样品分析结果 将处理好的样品上机测定,逐一测定
样品溶液中各元素的含量。由表3可知,康乃馨花茶中含有
丰富的金属矿物质元素,最丰富的是 K,达 21.6585mg/g,
其次是 Ca和 Mg,含量分别是 3.9631和 1.6741mg/g。还含
有Na、Fe、Mn、Cu、Zn等对人体有益的元素,含量大小顺序
是K>Ca>Mg>Na>Fe>Zn>Mn>Cu。
2.3 加标回收试验 采用标准加入法,准确称取样品,分
别向其中加入标准溶液,按上述方法操作,对8种元素分别
作加标回收试验,结果见表4。
3 结论与讨论
(1)康乃馨花茶中含有丰富的钾、钙、钠、镁、铁、锰、铜、
锌元素,这些元素都是人体生命活动中不可缺少的,具有重
要的生理功能,如:铜、铁参与造血,锰参与蛋白质的合成遗
传信息的传递,对人体正常代谢起着催化作用,锌对生物体
内的免疫功能起调节作用,同时还参与核酸和蛋白质的合
成等。由此可见,康乃馨花茶具有较高的营养保健功能。另
外康乃馨花茶具有清心除躁、排毒养颜、延缓衰老,并能加
速血液循环,促进新陈代谢可能同其有机成分与丰富的金
属矿物质元素协同作用相关。
(2)研究测得的镁和锌含量与刘凤萍等测得的结果基
本一致,但是铁和钙含量有一定的差异,这方面的差异一方
面可能来源于不同产地的地理和气候条件对植物体内的金
属矿质元素含量产生的影响,另一方面可能来源于采收加
工及消化方法对其产生的影响。笔者采用四分法取样,做到
了均匀取样,且采用平行、重复试验,使用玛瑙研钵、塑料
瓶、聚四氟乙烯坩锅及硝酸浸泡过的玻璃器皿以减少误差;
另外在空气-乙炔火焰中,K、Na存在电离干扰,往往造成
测定结果不准,试验中加入了更易电离的硝酸铯可抑制 K、
Na的电离[6-7],消除了误差;由于 K含量较高,试验中采用
404.4nm次灵敏线进行分析测定,可降低因大倍数稀释产
生的误差。此外由于 Ca、Mg易与磷酸盐形成沉淀,所以试
验中加入氯化镧以消除误差[7],因此测定结果真实可靠。
参考文献
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京:化学工业出版社,
2000.
[2]刘凤萍,吴湘江,郭舜之.火焰原子吸收光谱法测定食用花卉中铁、
锌、钙、镁[J].理化检验:化学分册,2006,46(6):478-479.
[3]赵进,潘祖光,黄祖良,等.百色产黑木耳中微量元素分析[J].微量元
素与健康研究,2006,2(1):24-25.
[4]王秀峰,黄宝美,唐杰,等.川北地区黑木耳中锌铁铜微量元素的测
定[J].食品科技,2007(7):213-215.
[5]薛国庆,韩玉琦,宋海,等.FAAS法测定不同消化方法栽培桔梗中
12种金属元素含量的研究[J].光谱学与光谱分析,2007,27(6):1231-
1234.
[6]李桂华,侯法菊,崔建军,等.原子吸收法测定海带微量元素的含量
[J].食品科技,2006(5):100-102.
[7]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科
学出版社,2002:409-415.
表2 标准曲线
Table2 Standardcurve
元素
Ele!
ment
标准浓度系列Standard
concentrationseries∥μg/ml
工作曲线
Workingcurve
线性相关系数
(R)
Linear
corelation
coeficient
K 0、10、30、50、100、150 y=0.0014x-0.0001 0.9998
Na 0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 y=0.1701x+0.0366 0.9969
Ca 0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0y=0.0269x-0.0003 0.9986
Mg 0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5y=0.6713x+0.0026 0.9991
Fe 0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 y=0.0609x+0.0022 0.9998
Mn 0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 y=0.1150x+0.0015 0.9996
Cu 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 y=0.0965x-0.0004 0.9999
Zn 0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 y=0.4093x+0.0024 0.9996
表3 康乃馨花茶中金属元素含量(x±SD,n=6)
Table3 Metalelementcontentsinflowerteaofcarnation
元素Element 含量Content 元素Element 含量Content
K 21.6585±0.6714 Fe 52.5629±1.1038
Ca 3.9631±0.0912 Mn 14.3649±0.4597
Na 276.8683±2.4918 Cu 9.2961±0.2417
Mg 1.6741±0.0084 Zn 39.7297±0.1589
注:表中 K、Ca、Mg含量单位为 mg/g;Na、Fe、Mn、Cu、Zn含量单位为
μg/g。下同。
Note:UnitsofK,CaandMgarealmg/g.UnitsofNa,Fe,Mn,CuandZn
arealμg/g.Thesameasfolows.
表4 方法的精密度和回收率
Table4 Precisionandrecoveryrateofthemethod
元素
Ele!
ment
本底值
Background
value
加标量
Standard
addition
加标测得值
Measuredvalue
ofstandard
addition
回收率
Recovery
rate∥%
K 19.6536 10.0000 30.0326 101.9
Ca 3.6731 5.0000 8.6424 99.2
Na 221.8687 50.0000 280.1365 103.7
Mg 1.5742 0.5000 2.0206 96.6
Fe 47.5629 10.0000 56.2876 97.3
Mn 11.3648 5.0000 16.1218 97.9
Cu 10.2961 5.0000 15.7324 104.2
Zn 30.7297 5.0000 35.1108 98.0
安徽农业科学 2008年7298