毛竹薄壁組織抽提物成分的GC-MS分析

洪 宏，喻云水,，周蔚虹，李本貴

(1.中南林業(yè)科技大學 材料科學與工程學院，湖南 長沙 410004；2.竹業(yè)湖南省工程研究中心，湖南 長沙 410004)

毛竹薄壁組織抽提物成分的GC-MS分析

洪 宏1，喻云水1,2，周蔚虹1，李本貴2

(1.中南林業(yè)科技大學 材料科學與工程學院，湖南 長沙 410004；2.竹業(yè)湖南省工程研究中心，湖南 長沙 410004)

通過物理分離的方法從新鮮毛竹中分離出薄壁組織，利用索氏抽提的方法提取薄壁組織中的化學成分，采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)對抽提物成分進行分析。經(jīng)分析鑒定，毛竹薄壁組織苯/醇抽提物經(jīng)色譜分離可以得到40個峰，可以檢測出其中的34種抽提物成分，占色譜峰總流出峰面積的91.75%;其主要化學組分為酯類6種、酮類7種和醇類5種，分別占物質(zhì)總量的39.94%、25.72%和8.74%；主要化學物質(zhì)為：鄰苯二甲酸二丁酯（19.26%）、鄰苯二甲酸二異辛酯（14.91%）、4-羥基-4-甲基-2-戊酮（8.76%）、(3E,5Z)-6,10-二甲基-3,5,9-十一碳三烯-2-酮（8.11%）、苯乙烯（5.09%）、芳樟醇（4.99%）。

毛竹；薄壁組織；抽提物；GC-MS分析

毛竹Phyllostachys heterocycla，禾本科剛竹屬，單軸散生型，具有分布廣、速生豐產(chǎn)、再生能力強等特點，是中國分布最廣面積最大的重要經(jīng)濟竹種。竹材橫截面可以分為竹青、竹肉和竹黃三種結(jié)構(gòu)，主要由表皮、維管束和基本薄壁組織組成[1-2]。薄壁組織又稱營養(yǎng)組織，主要與竹材的營養(yǎng)活動有關(guān)，負責貯存光合作用產(chǎn)生的養(yǎng)分。維管束散生在薄壁組織中，主要運輸水分、無機鹽及有機物。毛竹作為常用的竹材，被廣泛運用于竹材化學方面的研究[3-4]，目前關(guān)于其化學成分、藥用價值和藥理等已有大量研究報道[5-7]，但從毛竹中分離出薄壁組織，再對薄壁組織進行化學成分分析的研究較少。本試驗以新鮮毛竹為原料，從毛竹中分離出薄壁組織，采用索氏抽提的方法對分離出的薄壁組織進行苯/醇溶劑的抽提，然后利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）對薄壁組織抽提物的成分進行了分析研究，以期為竹材的化學利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料

原料：新鮮毛竹，3年生，采自湖南省寧鄉(xiāng)縣。

主要化學試劑：苯（分析純）、無水乙醇（分析純）、棉線和定性濾紙（經(jīng)苯醇溶劑24 h抽提）。

1.2 主要儀器

DHG-9240A型恒溫干燥箱，杭州藍天化驗儀器廠； QUANTA 450型掃描電子顯微鏡，美國FEI公司；索氏提取裝置（球形冷凝管、250 mL索氏提取器、250 mL圓底燒瓶、加熱套）；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海雅榮生化儀器設(shè)備有限公司；6890/5973N型型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)，美國Agilent公司。

1.3 試驗方法

薄壁組織的分離：將新鮮的毛竹截去竹節(jié)，用刀劈成1 cm寬竹條，去掉竹青和竹黃，用小錘砸至松散，再經(jīng)恒溫干燥箱干燥至恒重，然后再用小錘捶砸，最后用200目標準篩反復篩選出薄壁組織粉末。

薄壁組織的抽提：稱取1 g（精確至小數(shù)點后四位）分離出的薄壁組織粉末，用24 h抽提過的定性濾紙和棉線包扎好，然后將制好的樣品放入索氏提取裝置中進行抽提，加入苯醇溶劑，抽提8 h，最后后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)濃縮至4 mL左右，用移液管轉(zhuǎn)移至1.5 mL離心管中。

GC-MS聯(lián)用條件：氣相色譜(Gas Chromatography)條件為色譜柱為HP-5 MS 石英毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度220℃，柱溫50℃，保持3 min，以8℃/min程序升至200℃，再以5℃/min升至260℃，保持15 min；載氣為高純He，載氣流速1 mL/min，進樣量1 μL。質(zhì)譜(Mass Spectrometry)條件為四級桿溫度150℃，離子源溫度230℃，傳輸線溫度280℃，電離方式EI，電子能量70 eV。溶劑延遲4 min。質(zhì)量掃描范圍：35～340 AMU(m/z)。

2 結(jié)果與分析

2.1 薄壁組織分離的SEM分析

維管束纖維與薄壁組織在力學性能和細胞形態(tài)上有很大差別[8]。維管束纖維形態(tài)細長，細胞壁較厚，力學強度較大；而薄壁組織多為長形或方形，長度極小，腔大壁薄，易碎。由于維管束纖維與薄壁組織以上的不同，在相同的機械作用力情況下，維管束纖維與薄壁組織的力學行為變化不同，將引起竹材薄壁組織與維管束纖維的分離。

利用掃描電子顯微鏡對分離出來的毛竹薄壁組織和維管束纖維進行了觀察，如下圖1圖2。圖1為放大400和放大800薄壁組織電鏡掃描圖像，圖中長形或者方形胞腔狀的為分離出的毛竹的薄壁組織；圖2為放大400維管束纖維電鏡掃描圖像，圖中細長條形束狀的為分離出的毛竹維管束纖維。由圖1可以明顯看出只有少量纖維混在薄壁組織當中，分離效果較好；由圖2也可以看出，該樣品組成基本為分離出的維管束纖維，不過纖維上還粘有極少量的薄壁組織。

圖1 毛竹薄壁組織的電鏡圖片F(xiàn)ig.1 SEM of parenchyma in Phyllostachys pubescens

2.2 薄壁組織抽提物的GC-MS結(jié)果分析

按照GC-MS條件對毛竹薄壁組織進行GC-MS分析，所得總離子圖流圖如圖3所示，其化學成分及分析結(jié)果如表1所示。

圖2 毛竹維管束纖維的電鏡圖片F(xiàn)ig.2 SEM of vascular bundle in Phyllostachys pubescens

圖3 薄壁組織苯醇抽提物總離子流色譜圖Fig. 3 Total ionionization chromatogram of parenchyma benzene-alcohol extractives

由圖3和表1可知，毛竹薄壁組織苯/醇抽提物經(jīng)色譜分離可以得到40個峰，可以鑒定出其中的34種抽提物成分，占色譜峰總流出峰面積的91.75%。其中酯類物質(zhì)有6種，占物質(zhì)總量的39.94%；酮類物質(zhì)7種，占物質(zhì)總量的25.72%；醇類5種，占物質(zhì)總量的8.74%；烯烴類4種，占物質(zhì)總量的7.48%；脂肪烴類5種，占物質(zhì)總量的4.04%；酚類3種，占物質(zhì)總量的2.3%，其他物質(zhì)4種，占總物質(zhì)含量的3.35%。

由表1可知毛竹薄壁組織苯/醇抽提物化學成分中含量較高的前10種物質(zhì)為：鄰苯二甲酸二丁酯（19.26%）、鄰苯二甲酸二異辛酯（14.91%）、4-羥基-4-甲基-2-戊酮（8.76%）、（E,Z）-6,10-二甲基-3,5,9-十一碳三烯-2-酮（8.11%）、苯乙烯（5.09%）、芳樟醇（4.99%）、乙酰乙酸丁酯（3.42%）、6-甲基-5-庚烯-2-酮（3.31%）、3-苯基二環(huán)[3.2.2]壬-3,6-二烯-2-酮（2.81%）、2,4-二叔丁基苯酚（1.27%）。

本試驗得到的薄壁組織抽提物中，含量較高的(3E,5Z)-6,10-二甲基-3,5,9-十一碳三烯-2-酮（8.11%）、6,10-二甲基-3,5,9-十一碳三烯-2-酮（7.98%）、苯乙烯（5.09%）、芳樟醇（4.99%）、α-松油醇（1.25%）都是重要的化工原料。得到的芳樟醇是用途最廣泛的天然植物香料，具有抗菌，抗病毒和鎮(zhèn)靜的作用，同時抑制多種人體淋巴細胞和白血病細胞增殖的功能[9]。其中α-松油醇是我國重要的出口香料品種，可用于調(diào)配檸檬、甜橙、桃子、柑橘等食用香精[10]。

表1 毛竹薄壁組織抽提物的化學成分Table 1 Chemical constituents of parenchyma in Phyllostachys pubescens

3 結(jié) 論

采用索氏抽提的方法首次從毛竹薄壁組織中提取了相關(guān)化學物質(zhì)，利用GC-MS對薄壁組織化學物質(zhì)的成分進行了分析。結(jié)果表明，共分離可以得到40個峰，可以鑒定出其中的34種抽提物成分，占總流出峰面積的91.75%。其主要化學組分為酯類、酮類和醇類，分別為6種、7種、5種，分別占物質(zhì)總量的39.94%、33.7%和8.74%。含量較高的有：鄰苯二甲酸二丁酯（19.26%）、鄰苯二甲酸二異辛酯（14.91%）、4-羥基-4-甲基-2-戊酮（8.76%）、（E,Z）-6,10-二甲基-3,5,9-十一碳三烯-2-酮（8.11%）、苯乙烯（5.09%）、芳樟醇（4.99%）等。本研究結(jié)果為毛竹薄壁組織化學成分的確定及竹材化學的進一步開發(fā)利用提供了實驗依據(jù)。

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Analysis of extracts components of parenchyma inPhyllostachys pubescensby GC-MS

HONG hong1, YU Yun-shui1,2, ZHOU Wei-hong1, LI Ben-gui2
(1. School of Materials Science and Engineering, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China;2. Hunan Provincial Engineering Research Center of Bamboo Industry, Changsha 410004, Hunan, China)

The parenchyma in freshPhyllostachys pubescenswas separated by the method of physical separation, the chemical components of parenchyma were extracted by the method of Soxhlet extraction, and the extratives components were isolated and identified by using Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) combined technology. Forty compounds were separated and 34 of them were identif i ed and determined, accounting for 91.75% of the chromatographic peak‘s total outf l ow peak area; the main chemical compositions were divided into 6 kinds of esters, 7 ketones, 5 alcohols, accounting for 39.94% of the total material, 25.72%and 8.74% respectively; The major components were dibutyl phthalate (19.26%), diisooctyl phthalate(14.91%), 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone(8.76%), (3E,5Z)-6,10-dimethyl-3,5,9-undecetrien-2-one (8.11%), styrene(5.09%), linalool(4.99%).

Phyllostachys pubescens; parenchyma; extracts; GC-MS analysis

S795.7

A

1673-923X(2015)06-0114-04

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.06.021

2014-05-13

國家級林業(yè)科學技術(shù)推廣項目“汽車內(nèi)飾件用纖維制造技術(shù)應(yīng)用示范”（2012-63）

洪 宏，碩士研究生 通訊作者：喻云水，教授，博士生導師；E-mail：yuyunshui@sina.com

洪 宏,喻云水,周蔚虹,等. 毛竹薄壁組織抽提物成分的GC-MS分析[J].中南林業(yè)科技大學學報,2015,35(6):114-117,123.

[本文編校：吳 彬]