全 文 ：光叶拟单性木兰挥发油的化学成分及其
生物活性的初步研究
杨守晖 ,曹奇龙 ,张艳平 ,刘超祥 ,冯友建
(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:采用水蒸气蒸馏法(SD)提取光叶拟单性木兰叶片中的挥发油 , 用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析挥发油的
成分 ,鉴定出 34个化合物。其主要成分为 1R-α-蒎烯(7.432%)、香桧烯(13.516%)、β-松节烯(7.615%)、间-甲基异丙基苯
(7.21%)、桉油醇(7.139%)、松油-4-醇(5.004%)、β-石竹烯(5.577%)、β-荜澄茄烯(4.435%)。体外抑菌和抗肿瘤实验表
明 ,光叶拟单性木兰挥发物质对大肠杆菌 、金黄色葡萄球菌 、红酵母有一定的抑制作用;对人非小细胞肺癌(NCI-H460)、
胃腺癌(SGC-7901)有较强的抑制作用 , 当挥发油质量浓度为 50 μg·mL -1时 , 抑制率分别达到 83.24%、72.26%。
关键词:光叶拟单性木兰;挥发油;化学成分;生物活性
中图分类号:Q946.91　　　文献标识码:A　　　文章编号:1002-7351(2009)01-0038-05
Chemical Composition and Biological Activity of Volatile Oil from Parakmeria Nitida
YANG Shou-hui , CAO Qi-long , ZHANG Yan-ping , LIU Chao-xiang , FENG You-jian
(Key Laboratory of Biotechnology for Medicinal Plants of Jiangsu Province , Xuzhou Normal University , Xuzhou 221116 , Jiangsu , China)
Abstract:The volatile oil was ex tracted from the leaves of Parakmeria nitida by steam distillation and the chemical constituents
w ere analyzed by GC-MS method.34 compounds were identified.The main compounds included 1R-α-pinene(7.432%), Sabinene
(13.516%), β-Pinene(7.615%), m-Cymene(7.21%), eudesmol(7.139%), oleum pini pumilionis-4-alcohol(5.004%), β-
caryophy llene(5.577%), and β-Cuvebene(4.435%).The antibacterial and anti-knub experiments showed that the oil had some
certain control actions to staphy lococcus aureus , escherichia coli , r hodo to rula g lutinis.The control action to NCI-H460 and SGC-
7901 w ere rela tiv ely strong.The control rate w ere 83.24% and 72.26% at the volatile oil concentration of 50μg·m L-1.
Key words:Parakmeria nitida;volatile oil;chemical component;biological activity
　　木兰科(Magnoliaceae)植物多为常绿树种 ,其树形优美 ,树冠浓绿 ,花朵硕大 、艳丽芳香 ,为园林绿化常
用树种 ,而且在医药 、化工 、科研和生物多样性保护等方面都有非常重要的意义 ,已成为近年来野生观赏植
物中引种开发的热门对象 。我国木兰科的属种资源非常丰富 ,自然分布有 11属 130种 ,占世界总属数的
37%,总种数的 52%[ 1] 。由于不少种类分布狭窄 ,致使该科植物的研究滞后 ,开发现状远不能满足城市绿
化和生物医药发展的需要 。
近几年 ,国内外出现了许多有关木兰科植物生物活性的报道 ,内容涉及到抗肿瘤 、抗氧化 、抗菌 、抗炎 、
对中枢神经系统的作用 、抗补体活性等方面[ 2-6] ,赵利琴[ 7]也对木兰科含笑属萜类成分及其生物活性进
行了报道 。除了郝小燕[ 8] 、陈炳华[ 9] 、高甜惠[ 10]对木兰科拟单性木兰属精油成分报道以外 ,对该属精油成
分及活性研究报道的不多 。植物能产生几十种甚至上百种挥发油成分[ 11] ,许多具有较强的生理功能 ,具
有抗菌 、抗肿瘤 、抗氧化等药理学活性[ 12] ,拟单性木兰属植物挥发油中的α-蒎烯 、β -蒎烯 、月桂烯 、柠檬
烯 、香叶醇 、β-石竹烯等成分为药用活性成分 ,具有抗炎 、抗菌 、镇咳 、祛痰 、平喘 、镇痛 、杀虫 、驱虫等作
用[ 13] 。光叶拟单性木兰[ Parakmeria ni tida (W.W.Smith)Law] 是木兰科拟单性木兰属(Parakmeria)5
个种之一[ 14] ,其叶片中的挥发油成分未见报道 。为研究相近属的药用价值 ,扩大药物资源 ,本文对光叶拟
单性木兰叶片中的挥发油用 GC/MS 技术进行了分析 ,并对其活性进行了初步研究。
　收稿日期:2008-04-02;修回日期:2008-09-24
　基金项目:国家“十一五”支撑项目“城市人居生态构建关键技术研究”(2006BAD03A0603)
　作者简介:杨守晖(1983-), 男 ,河南信阳人 , 徐州师范大学生命科学学院在读硕士 ,从事生化遗传研究。
第 36 卷 第 1 期
2 0 0 9 年 3 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol.36　No.1
Mar., 2 0 0 9
DOI :10.13428/j.cnki.f jlk.2009.01.055
1　材料与方法
1.1　材料 、仪器与试剂
1.1.1　实验材料　光叶拟单性木兰叶片采自南京中山陵;供试菌株:金黄色葡萄球菌(S taphylococcus au-
reus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、红酵母(Rhodotorula glutinis)由江苏省药用植物生物技术重点实验室
提供;肿瘤细胞株:人肺癌(NCI-H460)、胃腺癌(SGC-7901)由江苏省药用植物生物技术重点实验室提
供。
1.1.2　实验仪器　挥发油提取器(常规玻璃仪器), RE -52A 型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂),
6890/5973NGC/MS气-质联动分析仪 (美国安捷伦公司), SpectroM ax M 2荧光检测仪(molecular de-
vices),96孔细胞培养板购于Gibico公司。
1.1.3　实验试剂　RPM I 1640培养基购自Gibico公司 ,胎牛血清为杭州四季青公司产品 ,DMSO购自上
海生工公司 ,Alamar blue购自 Sigma公司 ,无水硫酸钠 、青霉素 、链霉素 、胰蛋白酶均为分析纯 。
1.2　方法
1.2.1　样品制备　取新鲜光叶拟单性木兰叶片 100 g ,用剪刀剪碎后置于挥发油提取器中 ,立即进行水蒸
气常压蒸馏 6 h。蒸馏出的液体用乙醚萃取 3次 ,合并萃取液 ,用无水硫酸钠干燥。然后将干燥好的乙醚
层旋转蒸发 ,得到特殊浓烈香味的淡黄色透明油状物 1.29 g ,挥发油得率为 1.29%,低温 4℃保存备用。
1.2.2　挥发油化学成分分析　GC-MS条件参考文献[ 10] 。挥发油化学成分由江苏省药用植物生物技
术重点实验室蒋继宏教授鉴定 。
1.2.3　抗菌活性测定　采用杯碟法[ 15 ,16] ,检测挥发油对黄色葡萄球菌(Staphy lococcus aureus)、大肠杆
菌(Escherichia coli)、红酵母的抑制作用 ,样品质量浓度分别为 10 μg·mL-1 、5 μg·mL-1 、2.5 μg·mL-1 、
1.25 μg·mL-1 ,每组 3个(红酵母 4个)重复 ,DMSO为对照组 。
1.2.4　抗肿瘤活性测定　采用 Alamar blue方法[ 17 , 18]测定:Alamar blue 贮存液用培养基按 1∶10比例稀
释 ,每孔加200μL ,4 h后用Spect roM ax M 2荧光检测仪检测 ,将培养板置于570 nm 的激发波长和 590 nm
的发射波长下测定荧光值 。以加入不含细胞的培养基的孔做空白值 ,加细胞液不加药的孔作对照值 ,以不
同浓度挥发油处理后荧光值作为样品值 。按照公式计算细胞存活率:细胞存活率=[(对照值-样品值)/
(对照值-空白值)] ×100%。
2　结果与讨论
2.1　光叶拟单性木兰叶挥发油成分及相对含量
对光叶拟单性木兰叶挥发油成分进行GC-MS分析 ,得到其总离子流图(略),共检出挥发物质 34种 。
对总离子流图中的各峰经质谱扫描后得到质谱图 ,经计算机质谱数据库检索 ,按各色谱峰的质谱裂片图并
参照有关文献[ 19 ,20] ,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 ,鉴定挥发油的化学成分 ,结果列于表 1 。
表 1　光叶拟单性木兰叶挥发油化学成分的 GC/MS 分析结果
序号 保留时间/ min 挥发油成分 分子式 相对含量/ %
1 3.583 1R-α-蒎烯 C1 0H16 7.432
2 3.749 莰烯 C1 0H16 1.793
3 4.01 香桧烯 C1 0H16 13.516
4 4.069 β-松节烯 C1 0H16 7.615
5 4.111 β-蒎烯 C1 0H16 2.984
6 4.33 α-水芹烯 C1 0H16 1.813
7 4.467 α-萜品烯 C1 0H16 0.793
8 4.561 松油-4-醇 C1 0H16 1.071
·39·第 1 期 杨守晖 ,等:光叶拟单性木兰挥发油的化学成分及其生物活性的初步研究
续表 1
序号 保留时间/ min 挥发油成分 分子式 相对含量/ %
9 4.633 间-甲基异丙基苯 C1 0H14 7.21
10 4.68 桉油醇 C10H18O 7.139
11 4.787 β-顺-罗勒烯 C1 0H16 1.701
12 4.971 γ-松油烯 C1 0H16 1.519
13 5.362 萜品油烯 C1 0H16 0.805
14 5.451 β-沉香醇 C10H18O 3.235
15 6.174 樟脑 C10H18O 2.715
16 6.589 松油-4-醇 C10H18O 5.004
17 6.737 松油醇 C10H18O 0.811
18 7.135 R-(+)-β-香茅醇 C10H20O 1.219
19 7.502 3 , 7-二甲基-1 羟基-2 , 6-辛二烯 C10H18O 1.564
20 8.878 α-荜澄茄烯 C1 5H24 0.835
21 9.257 α-咕巴烯 C1 5H24 1.278
22 9.441 β-榄香烯 C1 5H24 3.23
23 9.874 β-石竹烯 C1 5H24 5.577
24 10.295 α-律草烯 C1 5H24 2.114
25 10.384 香树精 C1 5H24 0.747
26 10.633 β-荜澄茄烯 C1 5H24 4.435
27 10.704 β-芹子烯 C1 5H24 0.879
28 10.811 γ-榄香烯 C1 5H24 2.383
29 11.089 δ-杜松烯 C1 5H24 3.926
30 11.469 反-橙花叔醇 C15H26O 1.188
31 11.89 兰桉醇 C15H26O 1.265
32 11.99 绿花白千层醇 C15H26O 1.153
33 12.127 喇叭茶醇 C15H26O 0.682
34 12.66 α-杜松醇 C15H26O 0.368
由表 1可知 ,挥发油的主要成分为 1R-α-蒎烯(7.432%)、香桧烯(13.516%)、β-松节烯(7.615%)、
间-甲基异丙基苯(7.21%)、桉油醇(7.139%)、松油-4-醇(5.004%)、β-石竹烯(5.577%)、β-荜澄茄烯
(4.435%)。其中主要为单萜类化合物为主 ,占 43.2%,其余为倍半萜类化合物及其含氧衍生物 。
2.2　光叶拟单性木兰叶挥发油的体外抑菌作用
光叶拟单性木兰叶挥发油对大肠杆菌 、金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用 ,由表 2可知 ,在质量浓度
为10μg·mL-1时抑菌作用明显 ,对单细胞真菌红酵母的抑制作用相对更明显 ,抑菌圈直径达到 21.9 mm 。
表 2　不同质量浓度光叶拟单性木兰叶挥发油对病原菌的抑菌直径
菌株 抑菌圈直径/ mm
1.25 μg·mL-1 2.5 μg·mL-1 5 μg·mL-1 10 μg·mL-1
　a大肠杆菌 - 6.4±0.20 10.2±0.40 14.1±0.83
　a金黄色葡萄球菌 - - 8.6±0.53 12.3 ± 0.21
　b 红酵母 9.5±0.23 11.2±0.4 16.8±0.32 21.9±0.15
＊:a为 3 次重复 , b 为 4 次重复 , -为无抗菌活性。
2.3　光叶拟单性木兰叶挥发油对肿瘤细胞增殖的影响
由表 3可知 ,光叶拟单性木兰叶挥发油对NCI-H460 、SGC-7901细胞有显著的抑制作用 ,在低浓度
时 ,随着挥发油浓度增大 ,抑制率相应提高 ,当质量浓度为 50 μg·mL-1时 , 抑制率分别达到 83.24%、
72.26%;随着浓度进一步增高 ,抑制率随浓度变化不大 ,说明在体外这 2个细胞株对挥发油的药物敏感浓
·40· 福 建 林 业 科 技 第 36 卷
度在 25 ～ 50 μg·mL-1之间 。
2.4　讨论
光叶拟单性木兰叶挥发油与其他木兰科植物
挥发油相比 ,差异不显著 。光叶拟单性木兰挥发油
共检出 34种成分 , 12 种成分与傅大立[ 21]等报道
的 10种国产木兰科玉兰属植物 17种共有成分共
有 ,主要共有成分为桉油醇 、香桧烯 、β -蒎烯 、α-
松油醇 ,且桉油醇的含量高。同时挥发油中主要含
有多种单萜和倍半萜类化合物以及它们的含氧衍
生物 ,与含笑属植物挥发油相似[ 22] 。与郝小燕[ 8]
表 3　不同质量浓度叶挥发油
对 NCI-H460、SGC-7901细胞的抑制率
挥发油质量浓度/μg·mL-1 NCI-H460抑制率/ % SGC-7901抑制率/ %
6.25 4.30±0.01 1.32±0.05
12.5 12.35±0.023 10.29±0.038
25 35.29±0.04 28.35±0.18
50 83.24±0.071 72.26±0.0246
100 94.96±0.089 83.72±0.095
等报道的云南拟单性木兰精油化学成分相比 ,有 21种成分共有 ,且挥发油主要成分都含有α-蒎烯 、α-水芹
烯 、松油-4-醇 、α-水芹烯 、β-石竹烯 ,前者含量分别为 7.432%、1.813%、5.004%、1.813%、5.577%,后者含
量分别为 4.98%、2.61%、1.76%、2.61%、5.98%。上述两人报道的挥发油都含有主要共有成分月桂烯 ,
而本试验未提取到该物质 ,可能与提取的材料和方法不同有关 ,也可能是因为地域差异性的缘故。此外兰
桉醇在木兰属和拟单性木兰属中尚未报道。
抑菌实验表明 ,当质量浓度为 10 μg·mL-1时 ,对大肠杆菌 、金黄色葡萄球菌 、红酵母都有较强的抑制
作用 ,其中对红酵母更为敏感 ,这可能与挥发油中含有多种生物活性物质或具有协同作用的成分有关 。
α-蒎烯和 β-石竹烯 、桉油醇都有较强的解热 、抗炎 、祛痰 、抗菌作用[ 12 , 22] ;β-榄香烯 、松油醇 、沉香醇等萜类
及酚类化合物 ,均为很好的天然活性抑菌成分[ 23] ,光叶拟单性木兰叶挥发油含有以上活性成分 ,并且α-蒎
烯 、桉油醇 、β-石竹烯含量均较高 ,这为拟单性木兰作为优良生态保健树种和药源研究的对象提供了科学
依据 。
体外抗肿瘤实验表明 ,光叶拟单性木兰叶挥发油对人非小细胞肺癌有较高的抑制作用 ,当挥发油质量
浓度为 50μg·mL-1时 ,抑制率在 80%以上。可能与挥发油成分中含有较高的抗肿瘤活性成分有关 ,如已
报道的抗肿瘤活性物质 β -榄香烯[ 24] ,或挥发油成分之间具有协同抗肿瘤作用。光叶拟单性木兰叶挥发
油的抗肿瘤试验只停留在仅有的细胞株水平上 ,对其他细胞株的作用 ,以及对动物体内的抑癌作用及机
制 ,有待进一步深入研究 。
参考文献:
[ 1] 刘玉壶.中国植物志:第 30 卷 ,第 1分册[ M].北京:科学出版社 , 1996:82-98.
[ 2] Kim Y K , Ryu S Y.Cyto toxic components from stem bark of Magnolia obovata[ J] .Plant Med , 1999 , 65(3):291-292.
[ 3] Hu Y F ,M eng T ,Hu B L , et al.Extraction of anti-xidative component from Mag nolia of ficinalis and its anti-xidation effection
on lard [ J].Food Sci , 2001 , 21(7):29-31.
[ 4] Su D M , L i G H , Pu F L.Study on pharmacodynamics of Cangwu complex[ J] .J West Ch ina Pharm , 1998 , 13(4):240-241.
[ 5] Takahash iM.Effects ofM ag nolia bark on catecho lam ine secrettio n from cultured bovine adrenalmedullary cells[ J].Iw ate I-
gaku Zassh i , 1999 , 51(3):217-227.
[ 6] Jung K Y , Oh S R , Park S H.A nti2comp lement activity of tiliro side from the flower buds of Magnolia farg esii[ J].Biol Pharm
Bull , 1998 , 21 (10):1077-1078.
[ 7] 赵利琴.木兰科含笑属萜类成分及其生物活性研究进展[ J] .时珍国医国药 , 2005 , 16(8):722-724.
[ 8] 郝小燕 , 余　珍 ,田成国.云南拟单性木兰精油化学成分的研究[ J] .贵州师范大学学报:自然科学版 , 2000 , 18(2):17-
18.
[ 9] 陈炳华 , 王明兹 ,刘剑秋.乐东拟单性木兰花部挥发油的化学成分及其抑菌活性[ J] .武汉植物学研究 , 2002 , 20(3):229
-232.
[ 10]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.
·41·第 1 期 杨守晖 ,等:光叶拟单性木兰挥发油的化学成分及其生物活性的初步研究
[ 11]孙启祥 ,彭镇华 , 张齐生.自然状态下杉木木材挥发物成分及其对人体身心健康的影响[ J] .安徽农业大学学报 , 2004 ,
31(2):158-163.
[ 12]靖　会 ,佐建锋.挥发油的药理研究进展[ J].西北药学杂志 , 2005 , 20(2):50-51.
[ 13]国家医药管理局中草药情报中心站.植物药有效成分手册[ M] .北京:人民卫生出版社 , 1986.
[ 14]王景祥.浙江植物志:第 2 卷[ M] .杭州:浙江科学技术出版社 , 1992.
[ 15]马绪荣 ,苏德模.药品微生物学检验手册[ M] .北京:科学出版社 , 2000.
[ 16]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.
[ 17] PagéB., Pagé ,M., Noè l , C.A new fluo rimetric assay for cy totoxity measurements in vitro[ J] .International Journal of Oncolo-
gy , 1993 , 3:473-676.
[ 18] R.Hamid , Y.Rotshteyn , L.Rabadi , R Parikh , P.Bullock.Comparison of alamar blue and M tt assays for high throμght-put
screenin.[ J] .Toxicology in vitro , 2004 , 88:703-710.
[ 19] Heller SR ,Mioline GW.An EPA/NIH Mass Spectral.Data Base [ M].Washington.US Govemment Printing office , 1976.
[ 20] Mclaferty FW , Stauffer DB.The Wiley/ NBS Registry of Spectral Data Base[ M].New York:John Wiley &Sons lnc , 1989.
[ 21]傅大立 ,赵东欣 , 孙金花 ,等.10 种国产玉兰属植物挥发油成分及系统学意义[ J] .林业科学 , 2005 , 41(3):68-74.
[ 22]钟瑞敏 ,张振明 , 肖仔君 ,等.华南五种木兰科植物精油成分和抗氧化活性[ J] .云南植物研究 , 2006 , 28(2):208-214.
[ 23] Lorente I , Oce teM A , Zarzuelo A.Bioactivity o f the essential oil of Bupleurm fruticesens[ J] .J Nat P rod , 1989 , 52 (2):267-
272.
[ 24]孙文基 ,绳金房.天然活性成分简明手册[ M] .北京:中国医药科技出版社 , 1998:226 , 429.
(上接第 10 页)
[ 3] 郭晓艺 , 胡尚连 ,曹　颖 , 等.四川不同地区慈竹和硬头黄遗传多样性的 RAPD分析[ J] .林业科技 , 2007 , 32(5):19-
22.
[ 4] 翟中和 , 王喜中 ,丁明孝.细胞生物学[ M] .北京:高等教育出版社 , 2000:318-334.
[ 5] Ledbetter M C , Porter K R.A “micro tubule” in plant cell fine structure[ J] .J Cell Boi , 1963 , 19:239-250.
[ 6] 陈志玲 ,刘　娜 , 刘　磊 ,等.微管骨架在棉纤维细胞伸长中的作用[ J] .首都师范大学学报:自然科学版 , 2007 , 28(1):
50-54.
[ 7] Snustad D P , Haas N A , Kopczak S D , et al.The small genome of A rabidopsis contains at least nine expressed β-tubulin genes
[ J].Plant Cell , 1992 , 4:549-556.
[ 8] Hussey P J , Haas N , Hunsperge J , et al.The tubulin gene family in Zea mays:tw o differentially expressed β-tubulin genes
[ J].Plant Mo l Biol , 1990 , 15:957-972.
[ 9] Villemur R , Haas N A , Joyce C M , et al.Characteriza tion o f four new β-tubulin genes and their expression during male flower
development in maize(Zea mays L.)[ J].Plant Mo l.Biol , 1994 , 24:295-315.
[ 10] Guang X Y , Jan A , Komatsu S.Functional analysis of OsTUB8 , an anther-specific β-tubulin in rice[ J] .Plant Science ,
2007 , 172:832-838.
[ 11] Dixon D C , Seagull R W , T riplett B A.Changes in the accumulation ofα-and β-tubulin iso types during cotton iber develop-
ment[ J].Plant Phy siol , 1994 , 105:1347-1353.
[ 12] Luduena R F.Multiple forms of tubulin:different products and covalent modifications[ J].Int.Rev.Cy tol., 1998 , 178:207-
275.
[ 13]邢新婷 ,傅懋毅 , 费学谦 ,等.撑篙竹遗传变异的 RAPD分析[ J].林业科学研究 , 2003 , 16(6):655-660.
[ 14]李淑娴 ,尹佟明.用水稻微卫星引物进行竹子分子系统学研究初探[ J] .林业科学 , 2002 , 38(3):42-48.
[ 15] Suyama Y , Obayashi K ,Hayashi I.Clonal structure in a dw arf bamboo (Sasa senanensis)population infer red from amplified
fragment length polymorphism(AFLP)fingerprints[ J] .Mol Eco l , 2000 , 9(7):901-906.
[ 16]苏春丽 ,唐传红 , 张劲松 , 等.基于 β-微管蛋白基因部分序列探讨灵芝属菌株的亲缘关系[ J] .菌物学报 , 2006 , 25(3):
439-445.
·42· 福 建 林 业 科 技 第 36 卷