全 文 ：86 林业科技开发 2015 年第 29 卷第 2 期
doi:10． 13360 / j． issn． 1000－8101． 2015． 02． 021 中图分类号:S781． 4;TS67
基于 GC /MS鉴别真伪檀香紫檀的研究
王增1，吴翠蓉1，于海霞1，张建2，杨柳1* ，郑俊旦1
(1．浙江省林产品质量检测站，杭州 310023;2．浙江省林业科学研究院)
摘 要:采用乙酸乙酯对檀香紫檀及 6 种常见仿紫檀木材抽提物进行提取，利用气质联用法对提取液进行成分分
析，通过对抽提物化学成分种类及含量差异的对比，得出一种鉴别檀香紫檀的化学分类方法。结果表明:相同材种
提取液所含化学成分种类相近，不同材种间差异较大;6 种伪紫檀提取液化学成分均与紫檀有明显区别，且均有各
自的特征性成分可作为鉴别该材种的标志性物质。鉴别方法操作简单方便，且高效环保，可作为鉴别紫檀等红木
类珍贵木材的辅助方法。
关键词:檀香紫檀;GS /MS;特征性成分;真伪鉴别
Ｒesearch on identification of Pterocarpus santalinus by GC-MS∥WANG Zeng，WU Cuirong，YU Haixia，
ZHANG Jian，YANG Liu，ZHENG Jundan
Abstract:A new method to identify Pterocarpus santalinus was established by extracting wood with ethyl acetate and analy-
zing the extractives with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)． Experiments on P． santalinus and 6 imitating
species showed that chemical composition variation of the extractives were small within species but significant among spe-
cies． All the 6 imitating species exhibited different characteristic chemical components compared with those of P． santali-
nus． This identification method was easy to perform，efficient as well as eco-friendly，and could be used as a complementa-
ry method to identify P． santalinus and other precious species．
Key words:Pterocarpus santalinus;GC-MS;characteristic components identification;authenticity identification
First author’s address:Zhejiang Forestry Product Testing Station，Zhejiang Forestry Academy，Hangzhou 310023，China
收稿日期:2014－08－06 修回日期:2014－12－30
基金项目:浙江省重点科技创新团队项目(2012Ｒ10023 － 04)。
作者简介:王增(1984 －) ，男，工程师，主要从事人造板检测、木材鉴定
及研究工作。通信作者:杨柳，男，高级工程师。E-mail:zjslcpwz@
163． com
紫檀(Pterocarpus santalinus)俗称印度小叶紫
檀，学名为檀香紫檀，主产于印度南部的迈索尔邦。
由于紫檀的生长非常缓慢，成材稀少，在民间素有
“十檀九空，百年寸檀”的说法，加之色泽华美，木质
坚硬厚实、细腻，是一种十分珍贵的高档家具、工艺
品用材，素有“木中之王”的美誉［1－2］。檀香紫檀作
为宫廷家具材料于明代便久负盛名，其木材价格素
来昂贵，加之资源越来越少，所以一些不法厂商常
常使用一些材色与结构貌似檀香紫檀的木材制造
紫檀木家具来牟取暴利［3］。常见的仿紫檀木材有:
卢氏黑黄檀(Dalbergia louvelⅡ)、光亮杂色豆木
(Baphia nitida)、任嘎漆(Gluta spp．)、交趾黄檀
(Dalbergia cochinchinensis)、红铁木豆(Swartzia ma-
dagascariensis)、印度紫檀(Pterocarpus indicus)等［4］。
这些木材的外观、结构与檀香紫檀相似，常规的物
理鉴别方法难以区分，这就给紫檀的鉴别带来一定
难度，亟待一种更有效的鉴别办法。
鉴于红木等木材是一种天然材料，心材内部含
有大量抽提物，且抽提物含量及其化学组成也因树
种及抽提方法而异［5］。木材抽提物一般含有单宁、
树脂、树胶、精油、色素、生物碱、脂肪、蜡、糖和淀粉
等 700 多种化合物［6］。Pérez-Coello 等［7］采用 GC /
MS法测定了美洲和欧洲的橡树，共检测出 39 种物
质;Balaban［8］通过 GC /MS 测定了角豆树边材和心
材的酚类化合物;而应用木材抽提物做化学分类法
的研究则较少［9］。本研究拟采用乙酸乙酯提取紫
檀及其相似材种的部分抽提物，并采用气质联用仪
检测分析，比较其化学成分种类及含量差异［10］，从
分子的角度鉴别紫檀真伪，以寻求红木材种识别的
新途径、新方法，为红木及其制品的鉴别方法提供
参考和借鉴。
1 材料与方法
1． 1 试材来源
由国家林业局林产品质量检验检测中心(杭州)
提供试验材料，试材均为实验室标准样本，共计 7 种
13 份试材(表 1)。其中:檀香紫檀样本涉及不同树
林产加工与利用 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
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龄(新老料)、不同颜色(呈现深紫色、黑紫色、猩红色
等)、不同部位(树干、树枝等)、不同工艺状态(笔筒、
佛珠、木块等)的 5 份相互独立的样本;红铁木豆 3 份
样本颜色稍有差异，均为尺寸不规则木块。
表 1 试验材料
试材标号 中文名称(拉丁名) 属名 类别
1 ～ 5 檀香紫檀 (Pterocarpus santalinus) 紫檀属 紫檀木
6 交趾黄檀(Dalbergia cochinchinensis) 黄檀属 红酸枝
7 卢氏黑黄檀(D． louvelⅡ ) 黄檀属 黑酸枝
8 印度紫檀(P． indicus) 紫檀属 花梨木
9 ～ 11 红铁木豆(Swartzia madagascariensis) 铁木豆属 －
12 光亮杂色豆(Baphia nitida) 杂色豆属 －
13 任嘎漆(Gluta spp．) 任嘎漆属 －
1． 2 主要仪器与试剂
Agilent7890A /5975C 气质联用仪，色谱柱 HP －
5MS;样品瓶:20 mL，钳口铝盖(内衬聚四氟乙烯隔
垫);取样器:美工刀。提取试剂:乙酸乙酯(分析
纯) ;超声提取器:杭州法兰特 FＲQ－1004HT。
1． 3 样本前处理
用美工刀从木材样本上刮取薄片状试样，取数克
放入样品瓶中，注入 10 mL 提取试剂，扣紧盖子，置于
超声提取器中超声提取 30 min，取上清液待测。
1． 4 实验条件
进样口 220 ℃;柱箱初始温度50 ℃保持 0． 5 min，
5 ℃ /min至 250 ℃ 保持 15 min;色谱柱 HP －5MS:30
m ×0． 25 mm × 0． 25 μm;载气 He，1 mL /min;质谱全
扫描模式，EM 电压 1 306 V，MS Source 230 ℃，MS
Quad 150 ℃。
1． 5 材种鉴别方法
采用气质联用法对多个檀香紫檀及其相似树种
抽提物化学成分进行测定，通过比较检出成分种类及
相对含量差异得出鉴别材种的方法。
2 结果与分析
2． 1 同一树种化学成分总离子流质谱图的高度相
似性(确定性)
通过试验发现，用乙酸乙酯提取的 5 份檀香紫
檀样本抽提物提取液化学成分总离子流质谱图高
度相似(图 1)。如图 1 中 5 个样本的质谱图总体趋
势几乎一致，同时对照图 2 中 3 份红铁木豆样本总
离子流质谱图，结果亦是高度接近。由此可得出，
同一树种化学成分总离子流质谱图的高度相似性
(确定性)。这可能是由于同一树种所含抽提物种类
基本相同所致，从而也表明了化学分类法鉴别檀香紫
檀的可靠性。
从图 1、图 2 中还可以发现，谱图总体趋势一致，
但各个特征峰中丰度各不相同。如图 1 中 19． 912
min出现的各个峰，丰度分别为 330 000，135 000，
65 000，35 000 和 28 000，差异甚明显，丰度越高表明
该物质含量越多。这主要是由于样品前处理中 5 份
样本的试样量不同所致，试样量越少，所含抽提物也
越少，丰度就越低。基于化学鉴别属于定性判定，因
此丰度高低并不影响鉴定结果。
图 1 5 份檀香紫檀样本化学成分总离子流局部质谱图
图 2 3 份红铁木豆样本化学成分总离子流局部质谱图
2． 2 檀香紫檀主要化学成分及含量
图 3 是檀香紫檀样本的提取液化学成分总离子
流质谱图。经质谱 NIST08 检索，并辅助人工解析方
法共鉴定出 18 种主要化合物，占色谱图峰面积的
71． 72%。检出的其他化学组分，由于含量相对较低
且匹配度较差(低于 50%) ，没有列出。采用色谱处
理系统，以面积归一化法测得各组分相对质量分数如
表 2 所示。
图 3 檀香紫檀样本化学成分总离子流质谱图
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 林产加工与利用
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表 2 檀香紫檀主要化学成分检测结果
保留时间 /
min 化合物分子结构 CAS号
匹配度 /
%
峰面积 /
%
13． 945 000150－19－6 96 0． 663
23． 349 000489－86－1 99 0． 584
24． 112 017334－55－3 86 1． 422
24． 614 000473－15－4 99 3． 033
24． 669 000473－16－5 97 1． 413
25． 318 000515－69－5 95 0． 990
28． 105 005396－38－3 59 1． 890
29． 076 005451－67－2 48 0． 927
29． 829 055683－15－3 73 25． 011
29． 878 022610－80－6 87 4． 095
30． 042 062338－44－7 75 3． 708
31． 274 026886－05－5 68 6． 498
33． 135 002566－90－7 46 0． 477
41． 660 005384－21－4 72 10． 818
41． 879 017750－23－1 60 1． 134
42． 352 000524－97－0 96 0． 932
44． 295 000528－48－3 50 3． 861
45． 315 002398－99－4 62 4． 266
7树种提取液及空白液总离子流质谱图的对照比
较见图 4。通过图 4 可将檀香紫檀中含量较多而其相
似树种中不含有的化学成分，作为檀香紫檀的特征性
物质对檀香紫檀进行真伪判定。如:13． 945 min时的
3 －甲氧基苯酚，23． 349 min 时的［3S －(3α，5α，8α) ］
－1，2，3，4，5，6，7，8－八氢化－α，α－3，8－四甲基－5－奥
甲醇，24． 669 min时的 a －桉叶醇，25． 318 min时的红
没药醇，29． 829 min时的 1－(1，3a，4，5，6，7－六氢化－
4－羟基－3，8－二甲基－5－yl)乙酮，29． 878 min 时的环
戊烯酮，3－甲基－2－(1E，3Z)－1，3－戊二烯－1－yl －，
30． 042 min时的 2，3，4，5－三环四甲基［3． 2． 1． 02，7］
十八烷基－3－烯，31． 274 min时的苯酚，3，5－bis(1－甲
基乙基)－，41． 660 min 时的 4，4 －亚甲基双(2，6－二
甲基酚)等。这些物质在交趾黄檀、卢氏黑黄檀等 6
种仿紫檀木材中均未出现，且部分物质在紫檀中含量
较高。如 1－(1，3a，4，5，6，7－六氢化－4－羟基－3，8－
二甲基－5－yl)乙酮含量达 25． 011%，4，4－亚甲基双
(2，6－二甲基酚)含量达 10． 818%，这些均能作为区
分紫檀与其相似树种的主要依据。
2． 3 檀香紫檀与其相似树种总离子流质谱图的差
异性
从图 4 中可发现，檀香紫檀与其相似树种的总离
子流质谱图差异明显。与交趾黄檀和卢氏黑黄檀相
比，后两者的峰主要集中在 35 ～ 40 min 附近，而檀香
紫檀在该时间段内的峰几乎没有;与印度紫檀相比，
檀香紫檀的峰明显多于印度紫檀。进一步叠加两者
质谱图发现，印度紫檀 9 个主峰仅有 3 个与檀香紫檀
相似，保留时间分别是 24． 112，24． 614 和 42． 352
min。其中 42． 352 min 的 pterocarpin 即为业内熟知
的紫檀素，它是檀香紫檀等部分紫檀属木材浸水产生
荧光反应或浸泡酒精后溶液呈现红色的主要原因。
与红铁木豆、光亮杂色豆和任嘎漆相比，檀香紫
檀的峰主要集中在 20 ～ 35 min 及 40 ～ 50 min，而红
铁木豆、光亮杂色豆和任嘎漆的峰主要在 40 min 以
后，总体区别较为明显，非常有利于鉴别判定。而且
从图 4 可知，任嘎漆的特征峰较少，唯一的特征物质
在 51． 730 min 时出现。经质谱 NIST08 检索该物质
为 C29H500，这也与样本前处理过程中任嘎漆与乙酸
乙酯混合后提取液颜色基本无变化相符。这可能是
由于任嘎漆中本身抽提物含量较少或者乙酸乙酯能
提取其中的抽提物较少有关。
对照图 4 进一步研究发现，各树种均有各自的特
征性成分。如:卢氏黑黄檀 37． 296 min 时的 2，3，5－
三氯－6－甲氧基苯甲酸，交趾黄檀 34． 635 min 时的
蒽－9，10－二氢－1，4，5－三羟基－2－nothyl －，印度紫檀
39． 768 min 时的二氢茉莉酮，红铁木豆 41． 382 min
时的美迪紫檀素等，这些物质或均可作为鉴别对应树
林产加工与利用 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
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种的标志性成分。这个结果与 Kite 等［14］利用 LC．
MS，NMＲ 及 SIEVE 软件确定出 2 种标志性物质
dalnigrin 和假靛黄素(pseudobaptigenin) ，作为鉴别区
分巴西黑黄檀(Dalbergia nigra)和亚马逊黄檀(Dal-
bergia spruceana)的原理相似。
图 4 7 种树种提取液及空白液总离子流质谱对照图
综上表明，用 GC /MS能准确、高效地鉴别檀香紫
檀及其相似树种，同时基于不同树种所含抽提物的成
分差异，该法也可适用于其他木材的树种鉴定，具有
良好的应用前景。
3 结论与讨论
1)利用 GC /MS 对檀香紫檀及其相似树种进行
鉴别，通过其化学成分总离子流质谱图及特征性物质
差异性，能准确鉴定檀香紫檀真伪。同时，基于同种
木材所含抽提物基本一致，不同材种间差异较大，该
法也同样适用于其他珍贵木材的鉴别研究。用 GC /
MS鉴定木材，对样本要求较低，不仅适用于完整的木
材，对木粉同样适用，因而特别适合一些不能破坏的
成品家具、工艺品及阴沉木等肉眼较难区分木材的鉴
别，应用领域非常广泛。
2)GC /MS化学鉴别法的建立，要求标样量越大
越好，这样得出的标准总离子流质谱图更加准确。为
进一步提高标准总离子流质谱图的适用面和精确度，
还需加大收集木材样本的种类及数量，扩大试验的范
围和深度，使试验结果能够趋近并反映研究对象的真
实特性，从而确保鉴定结果的准确性。同时，该化学
鉴别法属于定性判定，即以有无标样中的特征性物质
作为判定依据，考虑到树种鉴定工作的科学规范性，
今后的试验研究可对试样定量，进一步确保鉴定工作
的精确性。
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(责任编辑 葛华忠)
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