福建省不同產(chǎn)地及不同生育期土荊芥精油化學(xué)成分的比較

魏 輝，李 兵，田厚軍，陳藝欣，黃玉清，占志雄

土荊芥（ChenopodiumambrosioidesL.）為藜科（Chenopod iaceae）藜屬（ChenopodiumL.）一年生或多年生草本植物，國(guó)內(nèi)俗稱臭草、殺蟲(chóng)芥或苦蒿等[1]，國(guó)外稱墨西哥茶或美國(guó)蒿等，原產(chǎn)于中美洲和南美洲，現(xiàn)廣泛分布于亞熱帶、熱帶以及溫帶地區(qū)[1-4]。在中國(guó)，土荊芥主要分布于福建、江西、浙江、江蘇、廣東、廣西及臺(tái)灣等省區(qū)[5]，被認(rèn)為是一種外來(lái)入侵生物。土荊芥的用途主要體現(xiàn)在藥用價(jià)值上，其藥用功效始載于《生草藥性備要》，具有祛風(fēng)、除濕、殺蟲(chóng)、通經(jīng)、止痛等功效[2]；土荊芥、土荊芥提取物與揮發(fā)油能夠用于防治蛔蟲(chóng)和鉤蟲(chóng)[4]，具有抗菌和抑菌活性[6-8]，也可以用于治療胃痙攣、梅毒、麻疹和腸道疾病等[9]，并具有促進(jìn)蛇床子素透皮吸收功能[10]，還可用于治療動(dòng)物疾病[11-12]。在有害生物控制方面，土荊芥葉粉末和精油對(duì)貯藏糧食中的6種甲蟲(chóng)具有控制作用[13]；其精油對(duì)菜青蟲(chóng)也具有毒殺、拒食和生長(zhǎng)抑制等生物活性[14-15]，并能影響小菜蛾〔Plutellaxylostella（L.）〕幼蟲(chóng)對(duì)氟蟲(chóng)腈的敏感性[16]；其所含的生物堿對(duì)家蠅（MuscadomesticaL.）有毒殺作用[17]。此外，土荊芥植株能抑制雜草生長(zhǎng)[18]，并對(duì)土壤中的重金屬具有一定的富集作用[19]。

作者采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）分別對(duì)福建省3個(gè)不同產(chǎn)地及同一產(chǎn)地3個(gè)不同生育期土荊芥精油的化學(xué)成分進(jìn)行了比較分析，為深入研究土荊芥精油的指紋圖譜和生物活性以及為該精油的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試土荊芥分別采自福建省福州市晉安區(qū)新店鎮(zhèn)（N26°07′31″、E119°18′24″，海拔6.3m）、平潭縣城關(guān)（N25°30′09″、E119°47′24″，海拔10.2m）和連城縣城關(guān)（N25°42′37″、E116°45′21″，海拔365.7m）。于2005年5月分別采集土荊芥地上部分供試；分別于2005年3月、5月和8月（即苗期、生長(zhǎng)期和果熟期）于福州新店鎮(zhèn)采集土荊芥地上部分供試。

1.2 方法

1.2.1 精油提取 參照文獻(xiàn)[20]的方法提取土荊芥地上部分的精油，重復(fù)提取3次，將精油粗提物用無(wú)水硫酸鈉（分析純）干燥，再用針筒過(guò)濾器過(guò)濾后備用。

1.2.2 GC-MS分析 使用 Saturn2100 GC/MSD聯(lián)用儀（美國(guó)Varian公司生產(chǎn)）進(jìn)行 GC-MS分析。

色譜條件：采用 DB-5MS色譜柱（30 m×0.25mm×0.25μm）。MS傳輸線溫度230℃，進(jìn)樣口溫度250℃；載氣為高純氦氣。采用程序升溫方式升溫，起始溫度為60℃，并保持2m in；以4℃·m in-1速率升至100℃，保持3m in；以1℃·m in-1速率升至120℃，再以10℃·m in-1速率升至180℃，最后以20℃·m in-1速率升至280℃，恒溫至色譜分析結(jié)束。

質(zhì)譜條件：E I離子源，70 eV電離能，相對(duì)分子質(zhì)量掃描范圍35～500 am u，分流比1∶20。

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)N IST05和Wiley7譜圖庫(kù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)檢索并輔以人工識(shí)別確定精油中的化學(xué)成分，采用峰面積歸一化法計(jì)算各化學(xué)成分的相對(duì)含量，并用 Excel軟件進(jìn)行定量分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同產(chǎn)地土荊芥精油的化學(xué)成分

福建省3個(gè)不同產(chǎn)地土荊芥精油的主要化學(xué)成分（相對(duì)含量0.04％以上）及其相對(duì)含量見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，不同產(chǎn)地土荊芥精油的化學(xué)成分均以萜烯類為主。福州市晉安區(qū)新店鎮(zhèn)產(chǎn)土荊芥精油的主要化學(xué)成分有12種，其中，相對(duì)含量較高的化學(xué)成分有對(duì)-聚傘花素（49.60％）、α-松油烯（26.81％）和異驅(qū)蛔素（8.16％），這3種化合物總相對(duì)含量占精油總相對(duì)含量的84.57％。平潭縣城關(guān)產(chǎn)土荊芥精油的主要化學(xué)成分有11種，其中，相對(duì)含量排在前3位的化學(xué)成分也為對(duì)-聚傘花素（47.25％）、α-松油烯（27.27％）和異驅(qū)蛔素（8.82％），這3種化合物的總相對(duì)含量占精油總相對(duì)含量的83.34％。連城縣城關(guān)產(chǎn)土荊芥精油的主要化學(xué)成分有27種，其中，相對(duì)含量較高的成分有對(duì)-聚傘花素（36.33％）、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇（20.03％）、α-松油烯（12.71％）和異驅(qū)蛔素（3.07％），這4種化合物的總相對(duì)含量占精油總相對(duì)含量的72.14％。

由表1還可見(jiàn)，連城縣城關(guān)產(chǎn)土荊芥精油的化學(xué)成分最多，且與福州新店鎮(zhèn)和平潭縣城關(guān)土荊芥精油的化學(xué)成分差異較大，特異性成分多為酮類、醇類以及少量的酯類，但這些成分的相對(duì)含量均較低。其中，在產(chǎn)自連城縣城關(guān)的土荊芥精油中，與產(chǎn)自福州新店鎮(zhèn)和平潭縣城關(guān)的土荊芥精油共有但相對(duì)含量差異較大的化學(xué)成分有α-松油烯、對(duì)-聚傘花素、異驅(qū)蛔素、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇和1-（1，3-二甲基-3-環(huán)己烯-1-基）乙酮，它們的相對(duì)含量分別較后兩者約低14百分點(diǎn)、約低10百分點(diǎn)、約低5百分點(diǎn)、約高18百分點(diǎn)和約高4百分點(diǎn)。此外，3個(gè)產(chǎn)地土荊芥精油的共有成分有11種，而平潭縣城關(guān)與福州新店鎮(zhèn)產(chǎn)的土荊芥精油有11種共有成分，平潭縣城關(guān)與連城縣城關(guān)產(chǎn)的土荊芥精油也有11種共有成分，而福州新店鎮(zhèn)與連縣城關(guān)產(chǎn)的土荊芥精油則有12種共有成分。

表1 福建省不同產(chǎn)地土荊芥精油的主要化學(xué)成分（相對(duì)含量在0.04％以上）及其相對(duì)含量的比較1）Table1 Com par ison of m a in chem ica l con stituen ts（rela tive con ten t over0.04％）and their rela tive con ten t of essen tia l o il from Chenopod ium am b rosioides L.in d ifferen t loca tion s of Fu jian Prov ince1）

2.2 不同生育期土荊芥精油的化學(xué)成分

產(chǎn)自福州新店鎮(zhèn)的不同生育期土荊芥精油的主要化學(xué)成分（相對(duì)含量0.04％以上）及其相對(duì)含量見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，不同生育期土荊芥精油的化學(xué)成分及其相對(duì)含量均有一定的差異。苗期土荊芥精油的主要成分有17種，主要由萜類、烯烴類、酮類和醇類組成，相對(duì)含量較高的成分有對(duì)-聚傘花素、異驅(qū)蛔素、1-（1，3-二甲基-3-環(huán)己烯-1-基）乙酮、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇、（反）4，4-二甲基-2-戊烯醛和驅(qū)蛔素，相對(duì)含量分別為49.75％、10.77％、8.08％、7.79％、4.93％和3.43％，而α-松油烯的相對(duì)含量則較低（0.55％）。生長(zhǎng)期土荊芥精油中的主要成分有12種，其中萜烯類成分所占比例較大，約占精油總相對(duì)含量的80％，相對(duì)含量較高的成分有對(duì)-聚傘花素（49.60％）、α-松油烯（26.81％）和異驅(qū)蛔素（8.16％）等，其中，α-松油烯的相對(duì)含量約為苗期的50倍，對(duì)-聚傘花素的相對(duì)含量與苗期相近，2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇和1-（1，3-二甲基-3-環(huán)己烯-1-基）乙酮的相對(duì)含量則較苗期顯著減少，相對(duì)含量分別僅為1.03％和0.84％。果熟期土荊芥精油的主要成分有12種，相對(duì)含量較高的成分有對(duì)-聚傘花素（43.65％）、α-松油烯（24.09％）和異驅(qū)蛔素（19.12％）。

表2 不同生育期土荊芥精油的主要化學(xué)成分（相對(duì)含量在0.04％以上）及其相對(duì)含量的比較1）Table2 Com par ison of m a in chem ica l con stituen ts（rela tive con ten t over0.04％）and their rela tive con ten t of essen tia l o il from Chenopod ium am b rosioides L.a t d ifferen t growth stages1）

從表2還可以看出，在土荊芥生長(zhǎng)過(guò)程中，其地上部分精油中化學(xué)成分的種類有所減少，但生長(zhǎng)期與果熟期的化學(xué)成分?jǐn)?shù)量相等。果熟期土荊芥精油有10種成分與生長(zhǎng)期相同；果熟期和苗期精油有12種共有成分，苗期和生長(zhǎng)期精油有10種共有成分；3個(gè)時(shí)期精油有10種共有成分。其中，苗期土荊芥精油中α-松油烯的相對(duì)含量極顯著低于生長(zhǎng)期和果熟期；異驅(qū)蛔素的相對(duì)含量在果熟期最高，比生長(zhǎng)期多1倍以上；驅(qū)蛔素的相對(duì)含量在苗期最高，至生長(zhǎng)期和果熟期則明顯下降；不同生育期土荊芥精油中相對(duì)含量最高的成分均為對(duì)-聚傘花素，且苗期和生長(zhǎng)期該成分的相對(duì)含量近等、果熟期則略有下降，苗期、生長(zhǎng)期和果熟期土荊芥精油中對(duì)-聚傘花素的相對(duì)含量分別為49.75％、49.60％和43.65％。

3 討論和結(jié)論

上述研究結(jié)果表明，雖然不同產(chǎn)地及不同生育期土荊芥地上部分精油的化學(xué)成分及相對(duì)含量均有一定的差異，但精油的主要成分相似。Cavalli等[4]的研究結(jié)果顯示，商用土荊芥精油的主要化學(xué)成分為驅(qū)蛔素（41.80％）、異驅(qū)蛔素（18.10％）、對(duì)-聚傘花素（16.20％）、α-松油烯（9.70％）和檸檬烯（3.80％）；Sagrero-Nieves等[21]報(bào)道墨西哥產(chǎn)土荊芥葉片中主要揮發(fā)性成分為檸檬烯、反松香芹醇、香葉醛（5.00％）和香葉醇；國(guó)內(nèi)也有一些學(xué)者對(duì)土荊芥精油的化學(xué)成分進(jìn)行了研究，但分析結(jié)果存在較大差異[22-24]。這種差異存在的主要原因可能與土荊芥的產(chǎn)地和生育期、揮發(fā)油的提取部位以及前處理方法和分析技術(shù)等因素有關(guān)。

產(chǎn)自福建連城縣城關(guān)的土荊芥精油的化學(xué)成分?jǐn)?shù)量最多，與福州新店鎮(zhèn)和平潭縣城關(guān)產(chǎn)的土荊芥精油成分的差異較大。雖然3個(gè)產(chǎn)地土荊芥精油的主要成分均有對(duì)-聚傘花素、α-松油烯和異驅(qū)蛔素，但它們的相對(duì)含量有一定的差異。平潭縣城關(guān)產(chǎn)土荊芥精油中α-松油烯和異驅(qū)蛔素的相對(duì)含量在3個(gè)產(chǎn)地中最高，連城縣城關(guān)產(chǎn)土荊芥精油中的對(duì)-聚傘花素、α-松油烯和異驅(qū)蛔素的相對(duì)含量在3個(gè)產(chǎn)地中均最低，而福州新店鎮(zhèn)產(chǎn)土荊芥精油中對(duì)-聚傘花素的相對(duì)含量在3個(gè)產(chǎn)地中最高，推測(cè)這種現(xiàn)象可能與土荊芥產(chǎn)地的地理環(huán)境密切相關(guān)。這3個(gè)產(chǎn)地雖然均屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，但各地氣候有一定差異。平潭為海島，罕見(jiàn)霜雪；福州的新店與平潭相距約130 km，氣候條件比較相似，但非海島環(huán)境；連城地處山區(qū)，四季分明，晝夜溫差相對(duì)較大。

不同生育期土荊芥精油的化學(xué)組成及其相對(duì)含量也有一定的差異。苗期土荊芥精油的化學(xué)成分?jǐn)?shù)量最多，有17種；生長(zhǎng)期精油的成分?jǐn)?shù)量與果熟期相等，均為12種。不同生育期共有成分的相對(duì)含量也存在差異。以土荊芥精油中的α-松油烯為例，在3個(gè)不同生長(zhǎng)階段α-松油烯的相對(duì)含量差異極其顯著，其中苗期僅為0.55％，生長(zhǎng)期時(shí)達(dá)到26.81％，果熟期則略降低至24.09％。

研究結(jié)果說(shuō)明，產(chǎn)地的地理環(huán)境和土荊芥的生育期對(duì)福建產(chǎn)土荊芥地上部分精油的化學(xué)組成及其相對(duì)含量均有一定的影響，由于揮發(fā)油的化學(xué)成分及其相對(duì)含量是一個(gè)不穩(wěn)定的指標(biāo)，受產(chǎn)地的自然地理?xiàng)l件、氣候因素及采集加工方法等諸多因素的影響[25]，因而，在土荊芥精油的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)不同生長(zhǎng)環(huán)境和生育期確定不同的開(kāi)發(fā)應(yīng)用目標(biāo)。

近年來(lái)，土荊芥在植物病蟲(chóng)害防治領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用潛力受到關(guān)注，在發(fā)展高效低毒、環(huán)保安全的有害生物控制劑方面具有一定應(yīng)用前景，因此，明確不同生長(zhǎng)環(huán)境和生育期土荊芥精油的化學(xué)成分，對(duì)于進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)利用土荊芥資源具有重要意義。

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