全 文 ：云南小粒咖啡活性成分研究
疏 义1，邱明华1，2* (1．合肥工业大学生物与食品工程学院，安徽合肥 230009;2．中国咖啡工程研究中心，云南芒市 678499)
摘要 对云南小粒咖啡中度烘烤的熟咖啡豆进行化学成分研究，并从其提取物中分离得到 2个已知的贝壳杉烷型的二萜，通过多种一
维和二维谱学方法( HSQD、HMBC、ＲOESY、COSY) ，并结合相关参考文献，确定了它们化学结构。其中化合物 1为 mozambioside ( 1) ，化
合物 2为 mascaroside ( 2)。运用 MTT检测法对化合物 1 和 2 进行了细胞毒活性筛选，结果显示，这些提取物对 HL-60、SMMC-7721、A-
549、MCF-7以及 SW480细胞有较弱的细胞毒活性。
关键词 云南小粒咖啡;熟咖啡豆;二萜; 结构鉴定;细胞毒活性
中图分类号 S571． 2; Ｒ931． 6 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611( 2014) 10 －03062 －02
Studies on the Chemical Constituents and Bioactivity of Coffea arabica
SHU Yi，QIU Ming-hua ( School of Biotechnology and Food Engineering，Hefei University of Technology，Hefei，Anhui 230009; Coffee
Engineering Ｒesearch Centre of China，Mangshi，Yunnan 678499)
Abstract Two known diterpenoid glucosides，named mozambioside ( 1) ，mascaroside ( 2) were isolated from the acetone extracts of the
roasted coffee bean of Coffea arabica growing in Yunnan． Their chemical structures were established by extensive spectroscopic analysis inclu-
ding 1D and 2D NMＲ ( HSQC，HMBC，COSY and ＲOESY) and by comparison with the published data． Biological evaluation showed that the
isolates had weak cytotoxicities against HL-60，SMMC-7721，A-549，MCF-7 and SW480 cells．
Key words Coffea arabica; Ｒoasted coffee bean; Diterpenes; Structural identification; Cytotoxicities
基金项目 国家基础性研究专项( SB2007FY400) ; 中国咖啡工程研究中
心项目( 2013P001) 。
作者简介 疏义( 1990 － ) ，男，安徽安庆人，硕士研究生，研究方向: 植
物化学。* 通讯作者，教授，博士，博士生导师，从事天然产
物研究。
收稿日期 2014-01-31
咖啡是隶属于茜草科的多年生乔木，主要分布在南美、
非洲和东南亚等热带地区，是世界范围内最受欢迎的饮料之
一。近年来，咖啡的一些生理活性逐渐被人们发现，并受到
广泛关注。例如长期饮用咖啡能明显降低一些慢性病的患
病风险，如糖尿病［1 －3］、帕金森症［4］等，还具有保肝［5］作用。
一直以来，人们都在积极探索这些生物活性的物质基础和作
用机制。二萜成分是咖啡中含量较多的活性成分之一，诸多
试验研究表明，咖啡二萜的生物活性广泛，在消炎［6］、抗氧
化［7］以及抗肿瘤［8］等方面都发挥着一定的作用。
目前为止，已从绿咖啡豆都中分离得到逾 80种二萜，且绝
大多数为贝壳杉烷型。烘烤是绿咖啡豆加工的一个必经步骤，
有很多化学反应都发生在这个过程中［9］。因此，熟咖啡豆中二
萜成分的结构类型可能更加多样，但到目前为止，云南小粒咖
啡熟咖啡豆的化学成分还鲜有报道。云南省的咖啡种植面积
超过了 8万 hm2，成为我国一个新兴的特色农业，产品远销全
球［10］，但基本上是作为国际大公司的原料，难以显示我国咖啡
产业优势。因此，对云南产咖啡的化学成分及其生物功能特点
的研究十分必要。为此笔者选择中度烘烤的云南小粒咖啡豆
作为试验对象，对其化学成分及功能进行研究。
1 材料与方法
1． 1 材料
1． 1． 1 原材料。小粒咖啡豆:采自云南省普洱市，180 ℃烘
烤 20 min得熟咖啡豆。样本由中国科学院昆明植物研究所
邱明华研究员鉴定。活性测试细胞株:HL-60 (白血病肿瘤
细胞株) ，SMMC-7721(肝癌肿瘤细胞株) ，A-54(肺癌肿瘤细
胞株) ，MCF-7(乳腺癌肿瘤细胞株) ，SW480(结肠癌肿瘤细
胞株)。
1． 1． 2 主要仪器。试验采用安捷伦 HP1100(Aglient)作为
高效液相色谱，配备 Aglient ZOＲBAX SB-C-18(9． 4 mm ×
250 mm)作为制备柱，流速 3． 0 ml /min，检测波长为 210 nm。
TLC薄层板购于青岛海洋公司，并用 10%硫酸乙醇显色。一
维和二维谱由 Bruker AM-400，DＲX-600 (Bruker)光谱分析仪
测定。
1． 1． 3 主要试剂。正相硅胶(200 － 300 mesh) ，青岛海洋公
司;反相硅胶 ＲP-18 (40 ～63 μm，Merck) ;微孔树脂(75 ～150
μm，Mitsubishi) ;葡聚糖凝胶 LH-20 (20 ～150 μm，Pharmacia)
作为色谱柱填充材料。甲醇、氯仿、石油醚、丙酮、正丁醇，天
津化学试剂公司;作为洗脱剂。
1． 2 方法
1． 2． 1 云南小粒咖啡的提取。熟咖啡豆(23 kg)，研磨成粉，
80%丙酮水冷浸提取 3次，每次 2 d，合并提取液，减压回收溶
剂得粗提物 1． 8 kg。将此粗提物分散于水中，分别用石油醚、
氯仿和正丁醇萃取，减低回收溶剂得到氯仿萃取物(500 g)。
1． 2． 2 粗划段。氯仿层萃取物用 800 g 硅胶拌样，10 kg 硅
胶装柱(25 × 180 cm) ，25 L 石油醚冲洗脱脂，然后用丙
酮∶石油醚(20∶1、10∶1、5∶1、1∶1，V /V)梯度洗脱，TLC跟踪检测
合并相同部分，得到4个组分(Fr． 1→Fr． 4)。组分 Fr． 1 (22
g)为从 20∶1的丙酮∶石油醚洗脱部分;组分 Fr． 2 (67 g)为
10∶1的丙酮∶石油醚部分;组分 Fr． 3 (310 g)为 5∶1的丙酮∶
石油醚部分;组分 Fr． 4 (60 g)为 1∶1的丙酮∶石油醚部分。
1． 2． 3 云南小粒咖啡的分离。组分 Fr． 4 经 MCI-gel CHP
20P column (5． 0 × 60 cm)脱色，以 MeOH － H2O(30% ～
80%，V /V)为流动相进行梯度洗脱，得到 5 个亚组分(Fr．
4． 1→Fr． 4． 5)。亚组分 Fr． 4． 3 (8． 2 g)先上正相柱(5． 0 ×
100 cm) ，CHCl3-MeOH梯度洗脱(15∶1→ 3∶1，V /V) ，分为 5个
段(Fr． 4-3-1→4-3-5)。Fr． 4-3-1(600 mg)上反相柱(3． 0 ×
50 cm) ，MeOH-H2O洗脱，(30% ～ 70%，V /V)得到 5 个小段
责任编辑 李菲菲 责任校对 李岩安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2014，42(10):3062 － 3063，3066
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.10.113
(Fr． 4-3-1-1→4-3-1-5) ，Fr． 4-3-1-2 (50 mg)先用凝胶脱色，
处理后的 Fr． 4-3-1-2段(32 mg)的样品用半制备 HPLC(UV
检测器的 λmax 210 nm，流速为 3 ml /min，洗脱剂为 30%→
50%，25 min)分离得到化合物 1(2． 5 mg，10． 3 min)、2(3． 0
mg，11． 6 min)。
2 结果与分析
2． 1 化合的结构确定 化合物 1的分子式为 C26H36O10，由
正离子 HＲEIMS m/z［M］+ 508． 210 2 (计算值 C26 H36 O10，
508． 203 5)和13C NMＲ-DEPT推导而来。红外光谱显示了羟
基(3 418 cm －1)和 α，β 不饱和酮(1 660 cm －1)吸收峰。
从1H-NMＲ谱中可以看到 1 个甲基 (δH 0． 85，s，H-20) ，2 个
氧化亚甲基［δH 3． 55 (d，J = 7． 8 Hz，H-17a) ，4． 69 (m，J =
7． 2 Hz，H-17b) ;δH 3． 62 (s，H-6’a) ，3． 88 (m，J = 9． 6 Hz，H-
6’b) ］，以及 5个氧化次甲基的信号。从碳谱可知，该化合物
有 26个碳原子:根据化学位移和耦合常数可以将其中 6 个
碳原子鉴定为葡萄糖，并通过酸水解反应确定其构型为 D
型。分析13C NMＲ和 DEPT谱，糖苷配基部分的 20个碳分别
归属为 1个甲基(δC 18． 8，21． 5和 30． 2) ;7个亚甲基(1个连
氧亚甲基) ，6个次甲基(一个连氧次甲基，两个烯碳) ;6个季
碳 1个连氧季碳(δC 83． 3) ;2 个烯碳(δC 164． 8)和 1 个酮羰
基，这些特征数据与化合物 mozambioside10基本符合。
进一步分析 HMBC 谱，发现 11 位次甲基与 C-1呈现出
相关性，说明葡萄糖连在 C-11 位。化合物 1 的相对构型由
ＲOESY试验确定。从生源途径上来说，对映贝壳杉烷型二
萜 20位上的碳一般为 α构型，在 ＲOESY谱中可以看到H-11
和 H-20的相关信号，这说明 H-11 为 α 构型，此外，H-13 和
H2-17相关，由此推断 OH-16 也为 α 构型。综合以上分析，
可以确定化合物 1为 mozambioside。
化合物 2，白色粉末状固体，根据正离子 HＲESIMS确定
其分子式为 C20H24O4。分析2的碳谱可知，该化合物有20个
碳原子，可以归属为:1 个甲基(δC 18． 8，21． 5 和 30． 2) ;7 个
亚甲基(1个连氧亚甲基) ，6个次甲基(1个连氧次甲基，2个
烯碳) ;6个季碳 1个连氧季碳(δC 83． 3) ;2个烯碳(δC164． 8)
和 1个酮羰基，这些数据和化合物 1的糖苷配基部分有着高
度相似性，仔细比较 2和 1的糖苷配基碳谱，2个位置上的 C
化学位移存在明显变化:C-11 (2:δC 77． 5;1:66． 2) ;C-16 (2:
δC 89． 6;1:82． 4) ，结合 2个化合物的质谱，分别除去葡萄糖，
剩下的部分相对分子量差为 18，因此初步做出如下推测:化
合物 2是 1脱水缩合的产物，具体而言，在化合物 1中，在 C-
11和 C-16位分别连有 1 个羟基，而化合物 2 这 2 个位置上
的羟基脱水缩合，形成了酯键。
从 HMBC谱(图 1)中可以观察到 H-11 与 C-9、C-13 和
C-16相关，以及 H-13、H2-15 与 C-16 相关，说明上述酯键确
实存在。结合 ＲOESY 谱，H-20 /H-11、H-13 /H2-17 等一系列
相关确定 H-11 和 H2-17 均为 α 构型。因此，化合物 2 的结
构确定，为 mascaroside。
2． 2 化合物 1和 2的波谱数据
2． 2． 1 化合物 1 的数据。1H-NMＲ (MeOD，600 MHz)δH:
图 1 化合物 2的 HMBC，1H-1H COSY (粗体)相关
2． 42 (m，11． 6，H-1a) ，2． 75 (d，11． 2，H-1b) ，2． 86 (m，2． 86，
H-5) ，1． 62 (s，H-6a) ，2． 04 (m，12． 0，H-6b) ，2． 15 (s，H-7a) ，
1． 56 (m，7． 6，H-7b) ，1． 62 (br s，H-9) ，3． 89 (m，10． 8，H-
11) ，1． 77 (m，12． 4，H-12a) ，2． 16 (br d，8． 8，H-12b) ，2． 15
(d，7． 2，H-13) ，1． 80 (m，11． 2，H-14a) ，2． 16 (m，12． 0，H-
14b) ，1． 40 (d，12． 4，H-15a) ，2． 14 (m，8． 0，H-15b) ，3． 57 (m，
7． 2，H-17a) ，4． 77 (d，7． 6，H-17b) ，6． 61 (s，H-18) ，7． 80 (s，
H-19) ，0． 85 (3H，s，H-20) ，4． 28 (m，7． 2，H-1’) ，3． 24 (m，
7． 8，H-2’) ，3． 28 (m，7． 2，H-3’) ，3． 26 (m，8． 4，H-4’) ，3． 37
(m，8． 0，H-5’) ，3． 65 (m，15． 6，H-6’a3． 87 (br d，12． 0，H-6’
b) ;13C-DEPT(MeOD，125 MHz)δC:54． 2 (t，C-1) ，187． 9 (s，
C-2) ，147． 9 (s，C-3) ，145． 0 (s，C-4) ，45． 8 (d，C-5) ，23． 4 (t，
C-6) ，36． 5 (t，C-7) ，45． 3 (s，C-8) ，62． 2 (d，C-9) ，43． 8 (s，C-
10) ，66． 2 (d，C-11) ，37． 5 (t，C-12) ，46． 5 (d，C-13) ，41． 2 (t，
C-14) ，52． 0 (t，C-15) ，82． 4 (s，C-16) ，75． 5 (t，C-17) ，111． 5
(d，C-18) ，150． 5 (d，C-19) ，15． 7 (q，C-20) ，104． 9 (s，C-1’) ，
75． 3 (d，C-2’) ，77． 8 (d，C-3’) ，71． 8 (d，C-4’) ，77． 8 (d，C-
5’) ，62． 8 (t，C-6’)。
2． 2． 2 化合物 2的数据。1H-NMＲ (MeOD，600 MHz)δH:2． 42
(m，11． 2，H-1a) ，2． 75 (d，11． 6，H-1b) ，2． 86 (m，2． 82，H-5) ，
1． 62 (s，H-6a) ，2． 04 (m，12． 4，H-6b) ，2． 15 (s，H-7a) ，1． 56
(m，8． 0，H-7b) ，1． 62 (br s，H-9) ，3． 89 (m，11． 2，H-11) ，1． 77
(m，12． 4，H-12a) ，2． 16 (br d，9． 6，H-12b) ，2． 15 (d，7． 2，H-
13) ，1． 80 (m，11． 2，H-14a) ，2． 16 (m，12． 4，H-14b) ，1． 40 (d，
11． 2，H-15a) ，2． 14 (m，8． 0，H-15b) ，3． 57 (m，7． 2，H-17a) ，
4． 77 (d，7． 6，H-17b) ，6． 61 (s，H-18) ，7． 80 (s，H-19) ，0． 85
(3H，s，H-20);13 C-DEPT(MeOD，125 MHz)δC:54． 2 (t，C-1)，
187． 9 (s，C-2)，147． 9 (s，C-3)，145． 0 (s，C-4)，45． 8 (d，C-5)，
23． 4 (t，C-6)，36． 5 (t，C-7)，45． 3 (s，C-8)，62． 2 (d，C-9)，43． 8
(s，C-10)，66． 2 (d，C-11)，37． 5 (t，C-12)，44． 5 (d，C-13)，41． 2
(t，C-14)，52． 0 (t，C-15)，83． 4 (s，C-16)，75． 5 (t，C-17)，111． 5
(d，C-18)，150． 5 (d，C-19)，15． 7 (q，C-20)。
3 讨论
通过对二萜成分的研究，使人们对云南小粒咖啡中化
学成分有了更深入的了解，丰富了咖啡资源圃二萜的化合
物库。此外，这些二萜成分也为今后活性研究奠定了物质
基础。
(下转第 3066页)
360342 卷 10 期 疏 义等 云南小粒咖啡活性成分研究
民交出土地，从事第二、三产业，以带动全村经济发展。流转
出来的这部分土地或是以村为基础，交给农村集体，由集体
承包给有经济能力的农业大户，或是由农民自己承包给机械
设备、灌溉设施完备的粮食种植者。同时，为鼓励土地流转，
国家对交出土地的农民除了必要的补偿以外，还应提供相应
的就业优惠政策。为此，政府可在各村委会设置相关就业咨
询部门，配备人员专门从事搜集周边村镇工厂、企业单位招
用员工的信息，为土地流转出去后的农民再就业提供帮助。
也可以设置相关劳动技能培训部门，邀请相关领域的专家、
学者下乡讲解，为农民生产生活中遇到的难点、疑点答疑解
惑。对于规模化经营的种粮大户来说，土地流转之后的规模
经营无疑需要大量的资金支持，为此政府应对种粮大户予以
政策倾斜。国家可以为承包土地的种粮大户提供更加优惠
的信贷支持，以降低种粮的价格风险，从而鼓励更多的有种
粮意愿的农民从事粮食生产。
3． 4 鼓励农民回乡创业，吸引人才返乡发展 城市人口加
剧扩张，城市问题日趋严重，大量农民还不断涌入城市，想在
城市谋求一席之地;与此相对，农村则出现“空心村”、农地撂
荒、留守儿童无人照管等现象。对此，政府应制定优惠政策，
鼓励农民返乡创业。比如，对农业生产者(包括单位和个人)
销售的自产农业产品免征增值税;对农牧保险以及相关技术
培训业务、家禽的配种和疾病防治等免征营业税;对个人或
个体户从事种植业、养殖业、饲养业、捕捞业取得的“四业”所
得暂不征收个人所得税等。为吸引人才返乡发展，政府应对
面向基层就业的大学生予以奖励措施:除在考研、考公务员、
户口档案迁移、职称评定等方面享有优惠政策以外，对到国
家和省级贫困县服务的大学生志愿者，给予 500 ～ 800 元 /月
的生活补贴。对回乡创业的大学毕业生，政府发放无息贷款
或比银行利率低的贷款。
3． 5 着力发展区域特色产业，解决第三代农民的就业问
题 第三代农民的发展不能完全依赖土地。第三代农民几
乎是脱离土地的一代，因此如何解决其生存问题，是政府部
门面临的主要问题。各级政府应借助当地特有的自然、人
文、经济条件大力发展区域特色产业。以保定市高阳县为
例，高阳县以纺织为主要产业，在纺织品供销方面占很大优
势，但当前农村主要以家庭作坊为主，大型工厂集中在城镇，
针对这种情况，当地政府应鼓励农户拿出资金，集资办厂，既
形成了规模经营，又能解决本村村民的就业问题。
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291 －295．
( 上接第 3063页)
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