全 文 :广 西 植 物 Guihaia 32(3):410-414 2012年5月
DOI:10.3969/j.issn.1000-3142.2012.05.025
贵州产辣蓼挥发性成分分析
林聪明1,王道平2,崔范洙2,朱海燕2,杨小生1,2*
(1.贵州大学 生命科学学院,贵阳550025;2.贵州省、中科院天然产物化学重点实验室,贵阳550002)
摘 要:采用固相微萃取法和水蒸气蒸馏法提取出贵州产辣蓼的挥发性成分,运用GC-MS联用技术对挥发
性成分进行分析鉴定,并采用峰面积归一法确定各成分的相对含量。固相微萃取物中鉴定出48个化合物,主
要有β-石竹烯(27.02%),正癸醇(14.39%),十二醛(12.96%)等,水蒸气蒸馏物中鉴定出27个化合物,β-红没
药烯(19.00%),补身树醇(15.25%),十二醛(14.41%)等。辣蓼中挥发性成分经两种不同提取方法成分存在
明显差异。与文献数据比较,不同省区产的辣蓼挥发性成分差异很大。体外抗菌试验表明,辣蓼挥发性成分
具有抑菌作用,这些研究结果为辣蓼的有效利用提供了依据。
关键词:辣蓼;挥发性成分;固相微萃取;水蒸气蒸馏
中图分类号:R932 文献标识码:A 文章编号:1000-3142(2012)03-0410-05
*
Volatile components of Polygonum hydropiper
distributed in Guizhou Province
LIN Cong-Ming1,WANG Dao-Ping2,CUI Fan-Zhu2,
ZHU Hai-Yan2,YANG Xiao-Sheng1,2*
(1.College of Life Sciences,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.The Key Laboratory of Chemistry
for Natural Products of Guizhou Province and Chinese Academy of Sciences,Guiyang 550002,China)
Abstract:Volatile components of Polygonum hydropiper distributed in Guizhou province was extracted by solid-
phase microextraction and steam distilation,identified by GC-MS technique,in which their relative content was ascer-
tained by area normalization method of each constituent.48compounds were found in the extracts by the method of
solid-phase microextraction,compoundsβ-Caryophylene(27.02%),Decanol(14.39%)and Dodecanal(12.96%)were
the main components.Main compoundsβ-Bisabolene(19.00%),Driminol(15.25%)and Dodecanal(14.41%)were
observed in the 27constituents in the extracts by means of steam distilation.The evident differernce of volatile com-
ponents of P.hydropipershowed in the two different extraction methods and diversity in various districts compared
with the data reported.The volatile components showed antimicrobial activities in vitro.These results provided evi-
dences for using P.hydropiper.
Key words:Polygonum hydropiper;volatile components;solid-phase microextraction;steam distilation
辣蓼(Polygonum hydropiper)为蓼科(Polyg-
onaceae)蓼属(Polygonum)一年生草本植物,别名:
蓼子草,柳草,斑蕉草,蝙蝠草等,在中国大部分地区
都有分布(刘信平等,2009)。全草均可入药,其性
温、辛,具有祛风利湿,散瘀止痛,解毒消肿等功效
(张国英等,2005)。国外近年来研究表明(Akira
等,1994),辣蓼具有抗微生物,杀虫,抗氧化,抗肿瘤
等多种生物活性。辣蓼全草含蛋白质,有机酸,糖
类,鞣质,黄酮,挥发油等成分,可能含有蒽醌类物质
(张国英,2004)。在贵州苗族和侗族地区,有大量人
* 收稿日期:2011-12-02 修回日期:2012-02-24
基金项目:国家自然科学基金(30973620);贵州省科技厅项目(黔科合J字[2011]2310)[Supported by the National Natural Science Foundation of
China(30973620);Project of Department of Science and Technology of Guizhou Province(2011-2310)
作者简介:林聪明(1985-),男,四川仪陇县人,硕士研究生,研究方向为药物化学,(E-mail)ncylcm@163.com。
*通讯作者:杨小生,博士,研究员,主要从事天然药物有机化学,(E-mail)gzcnp@yahoo.com.cn。
工种植栽培,主要作为佳肴酸汤鱼中的珍贵食料,有
去腥味、添味作用,使酸汤鱼味鲜可口,广受食客青
睐。由于地域与气候条件差异,其化学成分也不尽
相同,特别是香味成分。为有效开发本香辛植物,我
们开展了贵州苗族侗族集中区域黔东南凯里产的辣
蓼植物中的挥发性成分研究。
固相微萃取法具有选择性好,简单快速,无溶剂
使用等特点,是分析香气成分的有效手段。水蒸气
蒸馏法是传统经典的提取挥发油的方法。本文利用
此两种方法对辣蓼中挥发性成分进行提取,采用
GC-MS测试分析其中的成分,并进行比较分析。旨
在探讨辣蓼的挥发性化学成分,以及不同提取处理
方法的成分变化。为进一步将辣蓼开发成为香料产
品提供科学的依据。
1 材料与方法
1.1实验材料
HP6890/HP5975CGC/MS联用仪(美国安捷
伦公司)。手动固相萃取装置(美国Supelco公司),
萃取纤维头为:2cm~50/30μm DVB。辣蓼,采集
于贵州省凯里,经贵阳中医学院陈德媛教授鉴定为
蓼科植物辣蓼(Polygonum hydropiper)。
1.2挥发性成分的提取
1.2.1取新鲜辣蓼全草3 130g,洗净,切碎,用水蒸
气蒸馏法提取,经乙醚萃取,无水硫酸钠干燥,除去
乙醚后,得具有浓烈的芳香气息的黄色油状物(收率
为0.02%)。
1.2.2取新鲜辣蓼全草5g,洗净,切碎,置于25mL
固相微萃取仪采集瓶中,插入装有2cm~50/30μm
DVB纤维头的手动进样器,在85℃左右顶空萃取
30min取出,快速移出萃取头并立即插入气相色谱
仪进样口(温度250℃)中,热解析3min,进样。
1.3气相色谱-质谱分析
色谱条件为 HP-5MS 5% Phenyl Methyl Si-
loxane(30m×Φ0.25mm×0.25μm)弹性石英毛
细管,柱温为45℃(保持2min),以5℃·min-1升温
至300℃,保持2min;气化室温度为250℃;载气为
高纯度He(99.999%);柱前压52.55KPa,载气流量
为1.0mL·min-1;进样量为1μL,分流比20∶1。
离子源为EI源;离子源温度为230℃;四级杆温
度为150℃;电子能量70eV;发射电流34.6μA;倍增
器电压982V;接口温度280℃;质量范围20~450。
1.4定性定量分析
通过HPMSD化学工作站,结合NIST005标准
质谱图库和 WILEY275质谱图库,并结合有关文献
(姚祖凤等,1998)对化合物进行人工图谱解析,按峰
面积归一化法(宋晓红等,2009)进行计算求得各挥
发性化学成分的相对含量。
1.5体外抑菌试验
实验用菌株为:大肠杆菌(ATCC 25922)、枯草
芽孢杆菌(ATCC 9372)、金黄色葡萄球菌(ATCC
6538)、铜绿假单胞菌(ATCC 27853)。环丙沙星作
为阳性对照药。采用纸片法(Alam等,2009)测定
抑菌圈,纸片挥发油载药量为5600mg/disc,纸片环
丙沙星载药量为0.032mg/disc。按照试管稀释法
(NCCLS,2000)确定最小抑菌浓度(MIC)。
2 结果与分析
2.1辣蓼挥发性成分的分析与鉴定
以固相微萃取和水蒸气蒸馏两种方法从辣蓼中
共分离鉴定了70个化合物,其中,共性成分只有5
个。检测鉴定出固相微萃取物中的挥发性成分48
个,含量较高的有 β-石竹烯(27.02%),正癸醇
(14.39%),十二醛(12.96%),正十二醇(7.39%),
癸醛(6.50%),α-葎草烯(5.13%),含量超过1%的
化合物共有15个。检测鉴定出水蒸气蒸馏得到的
挥发性成分 27 个,含量较高的有 β-红没药烯
(19.00%),补身树醇(15.25%),十二醛(14.41%),
(3E)-3-甲基-4-(2,6,6-三甲基-2-环庚烯)-3-丁烯-2-
醇(13.33%),石竹烯氧化物(7.87%),香柠檬醇
(7.63%),含量超过1%的化合物共有11个。
化学成分分析表见表1,气相色谱-质谱分析
总离子流图见图1和图2。
2.2辣蓼挥发性成分的抑菌结果
采用纸片法和试管稀释法做抑菌试验(表2)。
表2结果显示,贵州产辣蓼的挥发性成分具有广谱
抑菌作用,对革兰氏阳性菌作用更强些。由于辣蓼
的挥发性成分及其复杂,尚难确定其抗菌的具体成
分,也可能是多组分的联合作用。
3 结论与讨论
3.1两种不同提取方法挥发性成分比较
从以固相微萃取和水蒸气蒸馏两种方法得到的
1143期 林聪明等:贵州产辣蓼挥发性成分分析
表1 两种不同提取方法挥发性化学成分
Table 1 The volatile components from two different methods
编号
No.
保留时间
Retention
time(min)
化合物名称
Compounds
分子式
Molecular
formulas
分子量
Molecular
weights
相对含量
relative contents(%)
固相微萃取 水蒸气蒸馏
1 2.858 1-戊烯-3-醇(1-penten-3-ol) C5H10O 86 0.15 —
2 3.104 2-乙基呋喃(2-ethyl-furan) C6H8O 96 0.05 —
3 4.364 2-戊烯-1-醇(2-penten-1-ol) C5H10O 86 0.06 —
4 6.448 反-2-己烯醛(2-hexenal) C6 H10O 98 0.75 —
5 6.576 顺-3-己烯-1-醇(3-hexen-1-ol) C6 H12O 100 1.21 —
6 7.676 壬烯(1-nonene) C9 H18 126 0.14 —
7 10.785 1-辛烯-3-醇(1-octen-3-ol) C8 H16O 128 0.43 —
8 11.041 6-甲基-5-庚烯-2-酮(6-methyl-5-hepten-2-one) C8 H16O 126 0.15 —
9 11.202 香叶烯(myreene) C10H16 136 0.04 —
10 11.276 dl-6-甲基-5-庚烯-2-醇(dl-6-methyl-5-hepten-2-ol) C8H16O 128 0.32 —
11 11.800 顺-3-己烯基乙酸酯(acetate) C8 H14O2 142 0.14 —
12 13.317 反-β-罗勒烯(trans-β-ocimene) C10H16 136 1.19 —
13 15.250 正十一烷(undecane) C11H24 156 1.82 —
14 19.086 癸醛(decanal) C10H20O 156 6.50 0.40
15 21.479 正癸醇(decanol) C10H22O 158 14.39 —
16 22.045 吲哚(indole) C8H7N 117 0.49 —
17 22.536 十一醛(undecanal) C11H22O 170 0.26 —
18 23.124 癸酸甲酯(decanoic acid,menthyl ester) C11H22O2 186 0.76 —
19 24.726 正十一醇(1-undecanol) C11H24O 172 0.47 —
20 24.812 α-古巴烯(α-copaene) C15H24 204 0.50 —
21 25.292 α-姜烯(α-zingiberene) C15H24 204 0.15 —
22 25.346 β-榄香烯(β-elemene) C15H24 204 0.10 —
23 25.485 癸酸乙酯(ethyh caprate) C12H24O2 200 0.28 —
24 25.955 十二醛(dodecanal) C12H24O 184 12.96 14.41
25 26.318 β-石竹烯(β-caryophylene) C15H24 204 27.02 —
26 26.745 α-香柑油烯(α-bergamotene) C15H24 204 2.78 —
27 26.938 香橙烯(aromadendrene) C15H24 204 0.49 —
28 27.312 α-律草烯(α-humulene) C15H24 204 5.13 —
29 27.376 反-β-法呢烯(trans-β-farnesene) C15H24 204 0.14 —
30 27.931 正十二醇(1-dodecanol) C12H26O 186 7.39 —
31 28.038 1-癸烯(1-decene) C10H20 140 — 0.84
32 28.188 Ar-姜黄烯(Ar-curcumene) C15H22 202 2.01 —
33 28.230 正十四醇(1-tetradecanol) C14H30O 214 — 2.49
34 28.294 β-芹子烯(β-selinene) C15H24 204 1.04 —
35 28.412 佛术烯(eremophilene) C15H24 204 1.12 —
36 28.508 α-荜澄茄油烯(α-cubebene) C15H24 204 0.37 —
37 28.957 β-红没药烯(β-bisabolene) C15H24 204 0.47 19.00
38 29.053 α-柏木烯(α-cedrene) C15H24 204 0.68 —
39 29.235 α-人参烯(α-panasinsene) C15H24 204 2.03 —
40 29.405 月桂酸甲酯(methyl laurate) C13H26O2 214 1.16 —
41 29.993 檀香醇(santalol) C15H24O 220 0.39 —
42 30.239 γ-榄香烯(γ-elemene) C15H24 204 — 3.43
43 30.559 橙花叔醇(nerolidol) C15H26O 222 0.32 —
44 30.783 金合欢醇(farnesol) C15H26O 222 — 0.70
45 30.912 2-烯丙基苯酚(2-alylphenol) C9H10O 134 0.19 —
46 31.136 石竹烯氧化物(caryophylene oxide) C15H24O 220 0.70 7.87
47 31.446 月桂酸乙酯(ethyl laurate) C14H28O2 228 0.13 —
48 31.937 16-十八碳烯醛(16-octadecenal) C18H34O 266 0.57 —
49 32.108 香柠檬醇(bergamotol) C15H24O 220 — 7.63
50 32.429 1,5-二甲基-6-亚甲基-螺[2,4]庚烷(spiro[2,4]heptanes
1,5-dimethyl-6-methylene)
C10H16 136 — 0.40
51 32.536 2-甲基-丁酸丁酯(butyl-2-methyl butyrate) C9H18O2 158 0.34 —
52 32.642 α-花柏烯(α-chamigrene) C16H26 218 0.47 —
214 广 西 植 物 32卷
续表1
编号
No.
保留时间
Retention
time(min)
化合物名称
Compounds
分子式
Molecular
formulas
分子量
Molecular
weights
相对含量
relative contents(%)
固相微萃取 水蒸气蒸馏
53 32.781 羽毛柏烯(widdrene) C15H24 204 — 1.42
54 32.941 10,10-二甲基-2,6-二亚甲基环[7,2,0]十一烷-5-醇(10,
10-dimethyl-2,6-dimethylenebicyclo[7,2,0]undecan-5-ol)
C15H24O 220 — 0.43
55 33.444 喇叭烯(ledene) C15H24 204 — 0.32
56 33.604 赖伯烯(junipene) C15H24 204 0.15 —
57 33.882 雪松烯(α-cis-himachalene) C15H24 204 — 0.16
58 33.946 橙花醛(neral) C10H160 152 — 0.04
59 33.999 1,3,6-三亚甲基环庚烷(cycloheptane 1,3,6-trislmethylene) C10H14 134 — 0.40
60 34.213 α-蒎烯(α-longipinene) C15H24 204 — 0.40
61 34.320 1,3,8-对-薄荷三烯(1,3,8-p-menthatriene) C10H14 134 — 1.66
62 36.050 补身树醇(driminol) C15H26O 220 0.19 15.25
63 39.725 (3E)-3-甲 基-4-(2,6,6-三 甲 基-2-环 庚 烯)-3-丁 烯-2-醇
((3E)-3methyl-4-(2,6,6-trimethylcyclohex-2-en-1-yl)but-
3-en-2-ol)
C14H24O 208 — 13.33
64 40.783 2,6-二甲基-2,4-庚二烯(2,6-dimethyl-2,4-heptadiene) C9H16 124 — 1.03
65 42.054 正二十烷(eicosane) C20H42 282 — 0.43
66 42.620 Naphthol-[1,2-c]furan-1(3H)-one,5,5a,6,7,8,9,9b-oc-
tahydro-6,6,9a-trimethyl-,[5aS-(5aa,9ab,9ba)]-(-)-dri-
menin
C15H22O2 234 — 0.60
67 44.330 Naphthol[1,2-c]furan-1-(3H)-one-4,5,5a,6,7,8,9,9a-
octahydro-6,6,9a-trimethy-(-)drimenin
C15H22O2 234 — 0.60
68 44.372 2,3-二甲基-1,3-庚二烯(2,3dimethyl-1,3-heptadiene) C9H16 124 — 0.50
69 46.541 正二十二烷(docosane) C22H46 310 — 0.57
70 48.667 正二十三烷(tricosane) C23H48 324 — 0.92
注:“—”表示该物质未被检出。
Note:“—”means that the compound is not found.
图1 固相微萃取总离子流色谱图
Fig.1 Total ion chromatogram of the solid-phase microextraction
辣蓼挥发性成分的气相色谱-质谱总离子流图可
见,前者的被检出的成分的数量远多于后者,说明水
蒸气蒸馏法由于温度高,在提取过程中,可能破坏了
其中稳定性较差的挥发性成分。固相微萃取方法是
直接对原料样品进行检出,其挥发性成分得以较为客
观的反应,但得到的只是定性和相对含量的结果,不
能体现在原料中的总含量。而水蒸气蒸馏法可获得
挥发性成分在原料样品中的含量。这两种方法可在
挥发性成分的研究中互为补充,可依据需要选择。
两种提取方法中挥发性成分有明显差异。固相
微萃取中烯烃含量最高,占总成分的46.02%,其次
醇类占25.13,醛占21.10%。水蒸气蒸馏中醇含量
最高,占总总成分的 40.23%,其 次 烯 烃 类 占
28.76%,醛占14.85。固相萃取中鉴定出2个单萜
3143期 林聪明等:贵州产辣蓼挥发性成分分析
图2 水蒸气蒸馏总离子流色谱图
Fig.2 Total ion chromatogram of steam distilation
表2 辣蓼挥发性成分的体外抑菌作用
Table 2 Antimicrobial activity of volatile
chemical constituents in vitro
供试菌株
Tested
strains
抑菌圈直径
Diameters
of zone of
inhibition
(mm)
最小抑菌浓度
Minimal
inhibitory
concentration
(MIC)(μg/mL)
金黄色葡萄球菌(ATCC 6538) 8/21* 700/0.38
枯草芽孢杆菌(ATCC 9372) 7/22 350/0.24
大肠杆菌(ATCC 25922) 6/17 1400/0.62
铜绿假单胞菌(ATCC 27853) 5/15 2800/4.6
注:8/21*,斜杠前的数值8为辣蓼的对应值,斜杠后的数值21
为环丙沙星的对应值。
Note:8/21*,8correspond to numerical value of P.hydropiper,
21correspond to numerical value of Ciprofloxacin.
类化合物,含量占1.23%,21个倍半萜类化合物,含
量占45.68%。水蒸气蒸馏中鉴定出6个单萜类化
合物,含量占2.94%,13个倍半萜类化合物,含量占
57.81%。由此可知两种提取方法所得挥发性成分
中均以倍半萜类化合物为主要成分。
3.2不同产地辣蓼中挥发性成分的比较
从地域上来看,贵州产辣蓼水蒸气蒸馏提取得
到的挥发油中的挥发性成分有别于其它省区。文献
调研,湖南吉首产辣蓼中含量最高的化合物为1-菲
兰烯(13.60%)(姚祖凤等,1998),湖北恩施产辣蓼
中含量最高的化合物为 N-(2-乙胺)次乙亚胺
(39.09%)(刘信平等,2009),上海金山产辣蓼中含
量最高的化合物为2,4a,5,6,7,8-六氢-3,5,5,9-四甲
基-苯并环庚三烯(10.13%)(蔡玲等,2009),而贵州凯
里产辣蓼中含量最高的为β-红没药烯(19.00%)。因
此,不同省区的辣蓼中的主要挥发性成分区别较大。
辣蓼植物在我国分布广泛,当前对蓼属化学成
分和药理作用的研究大多是单一的,尚未进行系统、
深入的研究,这就限制了蓼属植物的有效利用。另
外,辣蓼已被列入《贵州省中药、民族药材质量标准》
收录品种,是民间常用食材料,具有开发价值。
致谢 贵州省、中科院天然产物化学重点实验
室对样品进行气相色谱-质谱联用分析。
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414 广 西 植 物 32卷