白骨壤枝葉及其氣生根揮發(fā)物的AT D-GC/MS聯(lián)用分析*

姚貽烈，鄭華，陸小峰，李坤，鐘景春，宋國彬，陳大亮

(1．廣西北海市防護林場，廣西 北海536000;2．中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所，云南 昆明650224)

在中國華東南部到華南沿海的潮間帶上分布著一定數(shù)量的紅樹林群落，其中約有30%群落面積為先鋒樹種白骨壤〔Avicennia marina(Forsk．)Vierh．〕。該紅樹植物又名海欖雌，為馬鞭草科(Verbenaceae)海欖雌屬 (Avicennia L．)藥用植物，在民間多用于風(fēng)濕、天花、潰瘍和皮膚病等疾癥的治療［1～2］。目前，國內(nèi)研究報道了其化學(xué)成分中的脂肪酸、類固醇、類黃酮、三萜、多糖、精油等［3～5］，涉及水浸提、有機溶劑萃取、水蒸汽蒸餾等方法，尚無以動態(tài)頂空密閉循環(huán)式捕集法采集其活體植株的揮發(fā)性成分并進行全自動熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜 (auto thermal-desorption gas chromatography/mass spectrometry，ATD-GC/MS)聯(lián)用分析的相關(guān)報道［6］。本實驗擬通過ATD-GC/MS技術(shù)，評價白骨壤枝葉及其氣生根揮發(fā)物的組成特點，為其進一步綜合利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選擇3年生 (幼齡)及80年生 (成年)的白骨壤活體植株，分別對其開花和無花的枝葉進行揮發(fā)物采集，同時還采集80年成年植株氣生根的揮發(fā)物。采樣時間為2014年7月上旬，地點位于廣西北海紅樹林良種基地大冠沙裸根苗繁育區(qū)。林分面積2 hm2，生長良好，其中幼苗林齡均在1年以上，成年林齡以50-120年居多。

樣品采集與檢測所用設(shè)備:406 mm×444 mm惰性采集袋 (美國Reynolds公司);QC-1型大氣采樣儀 (北京市勞動保護科學(xué)研究所);HT6890型熱解吸儀活化定標(biāo)器 (山東魯南瑞虹化工有限公司);TurboMatrix 650全自動熱脫附 (ATD)及Clarus 600氣相色譜/Clarus 600T質(zhì)譜聯(lián)用儀 (美國Perkin Elmer公司)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為TurboMass 5．4．2。

所用吸附劑為Tenax-GR(進口分裝)，分別稱取若干份10 mg量，均勻填充于6．35 mm×88．9 mm玻璃熱脫附管 (美國Perkin Elmer公司)中，兩端用PTFE材質(zhì)管套密封。

1.2 試驗方法

揮發(fā)物捕集和ATD-GC/MS聯(lián)用分析均參考有關(guān)文獻報道的方法［6］。

1．2．1 揮發(fā)物捕集

將白骨壤待采樣品 (活體未損傷狀態(tài))套入揮發(fā)物的采集袋，排空袋內(nèi)原有氣體并充入適量潔凈過濾氣體后，快速采集20 min白骨壤枝葉及其氣生根的揮發(fā)物。

1．2．2 熱脫附進樣

載氣 (恒流模式)流速為2．0 mL/min;一級熱脫附溫度 (樣品管溫度)為260℃，加熱10 min;一級熱脫附過程中冷阱溫度為-30℃;一級至二級熱脫附過程中冷阱升溫速率為40℃/s;二級熱脫附溫度為300℃，保持5 min;熱脫附方式為進口分流，一般干吹，時間1 min;脫附流量為25．20 mL/min;入口分流流量為 15．20 mL/min;出口分流流量為20．00 mL/min。

1．2．3 色譜分離條件

色譜柱:Elite-5 MS毛細(xì)柱 (30 m×0．32 mm，0．25 μm);升溫程序為40℃保持2 min，以6℃/min升至130℃，保持5 min，再以15℃/min升至280℃，保持5 min。

1．2．4 質(zhì)譜檢測條件

離子源溫度為220℃;接口溫度為250℃;掃描速度為每次掃描時間0．2 s，恢復(fù)時間0．1 s;掃描質(zhì)荷比范圍 (m/z):29～600。

1．2．5 譜圖檢索及成分鑒定

ATD-GC/MS處理完畢后，所得總離子流 (total ion current，TIC)圖中各有效峰經(jīng)TurboMass軟件檢索并比對標(biāo)準(zhǔn)譜庫NIST08，再結(jié)合保留時間數(shù)據(jù)和相關(guān)化學(xué)經(jīng)驗進行成分鑒定，揮發(fā)物中各化合物的相對百分含量用峰面積歸一化法計算［7］。

我國于2016年5月1日在全國全面推行營業(yè)稅改增值稅。這“營改增”的政策是為了減少企業(yè)稅收成本，促進建筑行業(yè)的發(fā)展，這項政策主要方式是減少重復(fù)征稅。而作為第二產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)關(guān)系著我國經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)定與未來，同時建筑業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)重復(fù)征稅的問題，并為建筑業(yè)帶來不穩(wěn)定的風(fēng)險?！盃I改增”自身具有完整的稅制結(jié)構(gòu)，因而減少建筑行業(yè)的稅收金額，從而有利于建筑業(yè)的改革升級。但在新的政策下，一些建筑企業(yè)并未做好會計核算等工作，使得財務(wù)工作面臨稅務(wù)風(fēng)險風(fēng)險。建筑企業(yè)應(yīng)該重視這次稅收改革，深入研究，不斷學(xué)習(xí)，并建立相關(guān)稅收規(guī)章制度，保證企業(yè)的持續(xù)經(jīng)營。

2 結(jié)果與分析

2.1 幼齡及成年白骨壤枝葉揮發(fā)物成分檢測結(jié)果及其主要氣味特征

白骨壤不同林齡的枝葉揮發(fā)物成分檢測結(jié)果見表1～表4，其中僅列出正反匹配度 (最大值均為1 000)均大于800的化合物。

表1 3年生白骨壤開花枝葉揮發(fā)物成分檢測結(jié)果Tab．1 Constituents of volatiles from the juvenile branches with flowers of 3-year Avicennia marina

由表1可知，3年幼齡白骨壤開花枝葉揮發(fā)物共檢出98．05%的化合物，有13種，其含量中絕大部分為萜烯類化合物，其他還有烷、酸、醛、酮等。主成分 α-蒎烯在揮發(fā)物總量中所占比例為75．31% ，而 β-水芹烯、β-蒎烯、β-月桂烯所占比例亦分別為12．45%、5．64%和1．64%。上述主要化學(xué)成分以萜烯類化合物占優(yōu)勢的組成特點與油松 (Pinus tabulaeformis Carr．)、側(cè)柏 〔Platycladus orientalis(L．)〕等松柏類、洋水仙 (Narcissus pseudonarcissus L．)等花果類植物相似，且其他少量成分中無明顯具有毒性、刺激性的化合物［8］，表明幼齡白骨壤開花枝葉揮發(fā)物對人體健康總體有益。

表2 3年生白骨壤無花枝條揮發(fā)物成分檢測結(jié)果Tab．2 Constituents of volatiles from the juvenile branches without flowers of 3-year Avicennia marina

由表2可知，幼齡白骨壤無花枝條揮發(fā)物共檢出97．77%的化合物，有11種，與幼齡開花枝條揮發(fā)物組成類似，其含量中絕大部分為萜烯類化合物，其他還有烷、酸、醛、酮等。主成分α-蒎烯在揮發(fā)物總量中所占比例為75．13%，而β-水芹烯、β-蒎烯、β-月桂烯所占比例亦分別為11．09%、5．25%和1．78%。此外，與開花枝條略有差異的是壬酸所占比例為1．29%，但是該成分通常存在于蘋果類、柑橘類植物及玫瑰精油、薰衣草精油等天然精油中，具特殊脂肪氣味［8］，總體上亦有益于人體健康。

表3 80年生白骨壤開花枝條揮發(fā)物成分檢測結(jié)果Tab．3 Constituents of volatiles from the adult branches with flowers of 80-year Avicennia marina

由表3可知，80年成年白骨壤開花枝葉揮發(fā)物共檢出97．99%的化合物，有11種，與該植物的幼齡枝條揮發(fā)物組成狀況類似，其含量中絕大部分為萜烯類化合物，其他還有烷、酸、醛、酮等。主成分α-蒎烯在揮發(fā)物總量中所占比例為77．06%，而β-水芹烯、β-蒎烯、β-月桂烯、壬酸所占比例亦分別為9．79%、5．12%、1．38% 和 1．60%。幼齡枝條中未檢出的3-崖柏烯在本樣品中有微量比例，這通常是側(cè)柏等柏類植物氣味的特征［8］，反映成年白骨壤在開花狀態(tài)下，揮發(fā)物成分總體有益于人體健康。

由表4可知，80年成年白骨壤無花枝條揮發(fā)物共檢出97．92%的化合物，有9種，與該植物的3年幼齡枝葉揮發(fā)物組成狀況類似，其含量中絕大部分為萜烯類化合物，其他還有酸、醛、酮等。主成分α-蒎烯在揮發(fā)物總量中所占比例為74．19%，而β-水芹烯、β-蒎烯所占比例亦分別為11．26%、4．93%;與幼齡枝葉和成年開花枝葉有所不同的是，由于總體揮發(fā)物中檢出種類數(shù)量略有減少，因此其他少量成分所占比例均超過或接近1%，其中莰烯、苯甲醛、苯乙酮、對繖花烴等均與幼齡枝葉和成年開花枝葉揮發(fā)物中的有關(guān)成分相同，屬于常用香料化合物;而戊酸是上述其他枝條中未檢出的成分，略具刺鼻和腐敗氣味，但低含量時也可用于調(diào)配食用香精及香原料［8］。因此，成年白骨壤無花枝條揮發(fā)物總體有益，反映出經(jīng)幼齡到成年的生長期后，白骨壤枝條在揮發(fā)物方面無明顯變化。

2.2 80年生 (成年)白骨壤植株氣生根揮發(fā)物成分檢測結(jié)果

氣生根是不少紅樹植物的特殊形態(tài)。成年白骨壤具有發(fā)達的指狀氣生根［9］，本實驗對其進行了揮發(fā)物檢測，與枝葉揮發(fā)物進行對比 (表5)。

表5 80年生白骨壤植株氣生根揮發(fā)物成分檢測結(jié)果Tab．5 Constituents of volatiles from the aerial root of adult 80-year Avicennia marina

3 結(jié)論與討論

白骨壤枝葉及氣生根的揮發(fā)物以萜烯類化合物為主成分，從幼齡到成年，其開花或無花枝條的揮發(fā)物總量中約3/4為α-蒎烯，而成年氣生根揮發(fā)物的3/4為羅勒烯。β-水芹烯、β-蒎烯等其他萜類成分在上述各種枝葉及氣生根揮發(fā)物中也有較高含量。此外，該植物枝葉及氣生根還可釋放少量烷、酸、醛、酮等成分，但無明顯和較強氣味，對揮發(fā)物總體狀況無影響。白骨壤枝葉揮發(fā)物中的三大優(yōu)勢成分為 α-蒎烯、β-水芹烯和 β-蒎烯，其含量合計占揮發(fā)物總量的90%左右;而文獻報道未受蛀干害蟲入侵的云南松 (Pinus yunnanensis)健康木韌皮部的揮發(fā)性物質(zhì)中也同樣是上述三種化合物為優(yōu)勢成分，相對含量合計約為90%，可見白骨壤與健康云南松在揮發(fā)物的主體成分上具有很高的一致性［10～11］。由于這些特點，進一步開發(fā)利用白骨壤的揮發(fā)性成分具有積極的健康意義。

香比強值 (aroma strong value of fragrance or odor;ASV)可較直觀地反映一個香料或香精成分的香氣強度，能直接看出一個香料或香精成分對加香產(chǎn)品的香氣貢獻［12］，是調(diào)香工作、香料和香精開發(fā)、貿(mào)易的重要數(shù)據(jù)。通常以苯乙醇的香氣強度10為基準(zhǔn)，其他物質(zhì)的ASV值與之對比確定。

白骨壤揮發(fā)物成分中，成年無花枝條含有少量戊酸，但其ASV值僅180［12］，較低的水平使其刺鼻、腐敗性在揮發(fā)物整體中幾乎被完全掩蔽;而羅勒烯的ASV值較強 (700)［12］，自然使白骨壤氣生根同樣突顯出宜人的嗅感。此外，天然精油中普遍存在的α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯都是重要的香料香精基本成分，其中蒎烯是“森林浴”、“森林醫(yī)院”“森林療法”所推崇的“植物精氣”、“芬多精”成分中排第一位的物質(zhì)，具有鎮(zhèn)靜、降血壓等十余種功效［12］，由此看來，白骨壤揮發(fā)物本身就是極好的天然空氣清新劑，未來可望有更廣泛的用途。

［1］韓維棟，黃劍堅，蔡俊欣．白骨壤果實的營養(yǎng)成分及含量［J］．林業(yè)科技，2007，32(3):51-52．

［2］賈睿，郭躍偉，侯惠欣．中國紅樹林植物白骨壤化學(xué)成分的研究［J］．中國天然藥物，2004，2(1):16-19．

［3］楊維，夏杏洲，韓維棟，等．響應(yīng)面法優(yōu)化白骨壤果實中黃酮類化合物的提取工藝［J］．現(xiàn)代食品科技，2011，27(2):191-195．

［4］方旭波，陳小娥，余輝，等．白骨壤植物多糖的提取工藝優(yōu)化［J］．浙江海洋學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，27(1):46-50．

［5］郭先霞，陶震，宋文東．紅樹植物白骨壤樹葉揮發(fā)油化學(xué)組成特點及氣相色譜/質(zhì)譜分析［J］．熱帶海洋學(xué)報，2008，27(1):57-59．

［6］張雯雯，鄭華，張弘．蝴蝶蜜源與非蜜源植物揮發(fā)物成分的差異［J］．福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011，40(3):302-306．

［7］劉密新．儀器分析(第2版)［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2008．

［8］林翔云．香料香精辭典［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007．

［9］繆紳裕，陳桂珠，李海生．紅樹林植物桐花樹和白骨壤及其濕地系統(tǒng)［M］．廣州:中山大學(xué)出版社，2007．

［10］閆爭亮，澤桑梓，馬惠芬，等．健康和受蠹害的云南松及云南切梢小蠹后腸揮發(fā)性物質(zhì)的分析與比較［J］．西部林業(yè)科學(xué)，2009，38(4):70-73．

［11］馬惠芬，閆爭亮，澤桑梓．云南松韌皮部、松褐天牛后腸及糞便揮發(fā)性化學(xué)成分的分析與比較［J］．西部林業(yè)科學(xué)，2011，40(1):60-65．

［12］林翔云．調(diào)香術(shù)(第二版)［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2011．