荷花不同花期及部位揮發(fā)油成分的測(cè)定

盧 雪， 靳素榮， 鄭興飛， 胡中立， 周明全， 刁 英,*

(1.重慶文理學(xué)院 林學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院， 重慶 永川 402168； 2.武漢理工大學(xué) 化學(xué)化工與生命科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430070； 3.武漢大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430072； 4.湖北省蓮藕工程技術(shù)研究中心， 湖北 武漢 430072)

園藝·中藥材

荷花不同花期及部位揮發(fā)油成分的測(cè)定

盧 雪1， 靳素榮2， 鄭興飛3， 胡中立3， 周明全4， 刁 英1,3*

(1.重慶文理學(xué)院 林學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院， 重慶 永川 402168； 2.武漢理工大學(xué) 化學(xué)化工與生命科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430070； 3.武漢大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430072； 4.湖北省蓮藕工程技術(shù)研究中心， 湖北 武漢 430072)

為綜合開(kāi)發(fā)利用荷花，采用水蒸氣蒸餾法提取荷花不同花期、不同部位的揮發(fā)油，利用氣-質(zhì)聯(lián)用儀測(cè)定揮發(fā)油的組成成分，用色譜峰面積歸一化法計(jì)算各組分的相對(duì)含量。結(jié)果表明：整個(gè)荷花花朵在盛開(kāi)期共含有的化合物種類(lèi)為73種，其中烴類(lèi)占74.04%；花蕾期含有84種，烴類(lèi)占77.50%。對(duì)荷花的不同部位而言，花絲的揮發(fā)油組成成分最復(fù)雜，盛開(kāi)期和花蕾期的揮發(fā)油成分差異最大，盛開(kāi)期花絲揮發(fā)油含有28種化合物，花蕾期花絲揮發(fā)油含有38種化合物?；ńz的最佳藥用時(shí)期在花蕾期，而花瓣和花托在不同花期差別較小。

荷花； 揮發(fā)油； GC-MS

荷花 (NelumbonuciferaGaertn)即蓮花，別名荷華、芙蕖、芙蓉、草芙蓉等，屬睡蓮科(Nymphaeaceae)蓮屬(Nelumbo)多年生水生宿根草本植物，花期為每年的7-8月[1-2]。荷花，原產(chǎn)自我國(guó)，是中國(guó)傳統(tǒng)中藥的一種。據(jù)《本草綱目》記載，荷花的蓮子、蓮衣、蓮房、蓮須、蓮子心、荷葉、荷梗、藕節(jié)等均可入藥，其中荷花花瓣能活血止血、去濕消風(fēng)、清心涼血、解熱解毒；蓮子能養(yǎng)心、益腎、補(bǔ)脾、澀腸；蓮須能清心、益腎、澀精、止血、解暑除煩、生津止渴[3]，蓮房為蓮的干燥花托，具有止血、消瘀功能；用于崩漏、瘀血腹疼、產(chǎn)后惡露不盡等[4]。

當(dāng)前，由于西藥的種種副作用，越來(lái)越多的科學(xué)家將目光投入到中藥的研究上來(lái)。研究中藥的有效活性成分已經(jīng)成為當(dāng)前藥學(xué)界的潮流。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在荷葉中提取出具有抗艾滋活性的2種生物堿和1種黃酮物質(zhì)[5]。而后發(fā)現(xiàn)，蓮房中原花青素含量豐富，藥理研究表明，蓮房中的原花青素具抗氧化損傷活性[6]。之后，又在蓮子中發(fā)現(xiàn)能清除氧自由基的蓮子多酚類(lèi)活性物質(zhì)[7]。近年來(lái)，從蓮須中也分離到一些具清除自由基能力的黃酮類(lèi)化合物[8]。生物堿類(lèi)化合物主要存于荷葉和蓮子中；黃酮類(lèi)化合物則主要分布于葉和花中[9]；而藕中主要含淀粉類(lèi)物質(zhì)并富含多種微量元素；蓮房中則以原花青素為主要有效成分[10]。蓮的各個(gè)部位在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)及現(xiàn)代治療學(xué)上的應(yīng)用有所不同，可能是不同生物體部位成分的差異所引起[11]。

揮發(fā)油是一種次生代謝產(chǎn)物。揮發(fā)油又稱精油，是一類(lèi)具有揮發(fā)性可隨水蒸汽蒸餾出來(lái)的油狀液體，大部分具有香氣，如薄荷油、丁香油等。揮發(fā)油不溶于水，易溶于石油醚、乙醚、乙醇等有機(jī)溶劑中。目前，對(duì)于荷花的揮發(fā)油活性成分的研究相對(duì)較少，荷花中揮發(fā)油成分主要是高級(jí)烷烴類(lèi)、烯烴類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)、芳香烴類(lèi)物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，荷花揮發(fā)性成分中含有D-檸檬烯，D-檸檬烯具有抗氧化、抗炎、抗癌、利膽溶石等作用，用于預(yù)防及治療化學(xué)致癌物誘導(dǎo)的結(jié)腸癌、乳腺癌、胃癌等[12]。

植物生長(zhǎng)的時(shí)期不同，揮發(fā)油的化學(xué)成分也不同，揮發(fā)油是荷花藥用成分中一個(gè)重要組成部分，在荷花的不同發(fā)育時(shí)期，揮發(fā)油的含量及種類(lèi)有相當(dāng)程度的變化，這將關(guān)系到荷花的藥性。為綜合利用荷花的藥用價(jià)值，筆者通過(guò)測(cè)定荷花開(kāi)花前后3個(gè)部位揮發(fā)油成分，并進(jìn)行比較分析，了解荷花不同時(shí)期、不同部位的揮發(fā)油成分差異，從而根據(jù)各揮發(fā)油化學(xué)成分，確定開(kāi)發(fā)研究荷花藥用成分的最佳時(shí)期和部位，推動(dòng)天然藥物化學(xué)的研究進(jìn)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

荷花品種為太空蓮，栽培在武漢大學(xué)湖北省蓮藕工程中心基地。試劑：石油醚。儀器：萬(wàn)能粉碎機(jī)(浙江高鑫工貿(mào)有限公司)，電熱套(上?？坪銓?shí)業(yè)發(fā)展有限公司)，精油提取器(泰安恒泰試驗(yàn)儀器有限公司)，電子天平(上海島韓實(shí)業(yè)有限公司)，玻璃珠(上海隆壘生化試劑有限公司)，離心管(常州杰博森儀器有限公司)，GC-MS(日本島津公司GC-MS2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀)。

1.2 取樣與揮發(fā)油提取

分別采新鮮開(kāi)花前一天和開(kāi)花當(dāng)天荷花，將其分為花瓣、花絲、花托3個(gè)部分，40℃烘干，再用粉碎機(jī)將其粉碎，干燥稱量(開(kāi)花前和開(kāi)花后的相同部位稱取相同質(zhì)量的樣品)。把稱量后的樣品置于1 000 mL圓底燒瓶中，放入幾粒玻璃珠，再加500 mL蒸餾水，用精油提取器蒸餾提取5 h，再用石油醚萃取3次收集。

1.3 色譜條件

色譜柱：DB-5MS石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.50 μm),載氣為氦氣，柱箱溫度40℃，進(jìn)樣口溫度為250℃，進(jìn)樣方式為分流，分流比為100∶1，柱流量1 mL/min，吹掃流量3 mL/min。進(jìn)樣量0.2 μL。升溫程序?yàn)?0℃保持3 min，25℃/min到200℃保持2 min；5℃/min到250℃保持1 min；10℃/min到280℃保持2 min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源，電子能量70 eV，燈絲發(fā)射電流200 μA，離子源溫度230℃，接口溫度280℃，溶劑切除時(shí)間2.5 min，掃描質(zhì)量范圍45～550 m/z。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時(shí)期荷花花朵的揮發(fā)油成分

經(jīng)測(cè)定和統(tǒng)計(jì)分析表明，荷花盛開(kāi)期花朵中揮發(fā)油含化合物種類(lèi)為73種，花蕾期花朵含有84種，主要化合物有烷烴類(lèi)、烯烴類(lèi)、炔烴類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)、烷酸類(lèi)、稀酸類(lèi)等，其中盛開(kāi)期花朵烴類(lèi)含74.04%，花蕾期花朵含77.50%。

2.2 不同時(shí)期荷花花瓣的揮發(fā)油成分

由表1可知，盛開(kāi)期花瓣和花蕾期花瓣中的揮發(fā)油共含有29種化合物，有25種相同物質(zhì)(表1)，其中含量差異在70%以上的有5種化合物，為甲基環(huán)己烷、正十六烷酸、(9E,12E)-十八烷酸甲酯、五氟丙酸庚酯、二十一烷。在盛開(kāi)期含量較多的甲基環(huán)己烷(10.39%)、正十六烷酸(16.12%)在花蕾期含量較少，分別為1.07%、2.85%，說(shuō)明這2種物質(zhì)在開(kāi)花過(guò)程中被持續(xù)地合成。丁基環(huán)丁烷、油酸僅在盛開(kāi)期花瓣中含有，5-甲基己醇、9-十八炔、(9Z,12Z)-十八烷酸、2-己基癸醇僅在花蕾期花瓣存在。

2.3 不同時(shí)期荷花花絲的揮發(fā)油成分

表1 不同時(shí)期荷花花瓣的揮發(fā)油成分

由表2可知，盛開(kāi)期花絲和花蕾期花絲中的揮發(fā)油共含有44種化合物，有22種相同物質(zhì)(表2)，其中含量差異在70%以上的有2種化合物，為十九烷和8-十七烯。十四烷、α-蓽茄醇、石竹烯氧化物、反-1,2-二甲基環(huán)戊烷、3-甲基己烷、(9Z,12Z)-十八碳二烯酸僅在花蕾期花絲中含有，盛開(kāi)期花絲不含的十六烷酸甲酯、9-十九烯、十五烷酸、順-1,3-二甲基環(huán)己烷、2,3-二甲基戊烷、11,14-二十烷二烯酸甲酯、油酸、十八烷酸、8-甲基十七烷、二十烷、二十一烷、二十四烷、二十八烷、三十一烷、四十烷和四十四烷僅在花蕾期花絲中含有。在開(kāi)花過(guò)程中，花絲種類(lèi)從38種降到28種，說(shuō)明在這一過(guò)程發(fā)生了復(fù)雜的生理生化反應(yīng)。

表2 不同時(shí)期荷花花絲的揮發(fā)油成分

表3 不同時(shí)期荷花花托的揮發(fā)油成分

2.4 不同時(shí)期荷花花托的揮發(fā)油成分

由表3可知，盛開(kāi)期花托和花蕾期花托共含有22種化合物，有15種相同物質(zhì)(表4)，其中含量差異均在70%以下，差異最大的物質(zhì)為11,14-二十碳二烯酸甲酯，含量差異為38.75%，這說(shuō)明花托成分基本不受開(kāi)花過(guò)程的影響。4-甲基戊醇、3,7-二甲基辛烯、(7Z,10Z,13Z)-十六碳三烯醛僅在盛開(kāi)期花托中含有，而丁基環(huán)丁烷、氯甲酸辛酯、8-庚烯、8,11,14-二十碳三烯酸僅在花蕾期花托中含有。

3 結(jié)論與討論

在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)5種主要的次生代謝途徑，分別為產(chǎn)生脂肪酸類(lèi)、酚類(lèi)、蒽醌類(lèi)等的醋酸丙二酸途徑，產(chǎn)生萜類(lèi)化合物的甲羥戊酸途徑，產(chǎn)生苯丙素類(lèi)、香豆素類(lèi)、木脂素類(lèi)和黃酮類(lèi)的桂皮酸途徑，產(chǎn)生生物堿類(lèi)的氨基酸途徑，以及由以上途徑組合的復(fù)合途徑，生成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然化合物[13]。在植物的不同生長(zhǎng)時(shí)期，植物體內(nèi)的物質(zhì)種類(lèi)和數(shù)量均發(fā)生變化，揮發(fā)油成分也相應(yīng)發(fā)生變化。研究結(jié)果表明，花瓣在花蕾期和盛開(kāi)期均含27種化合物，僅有4種化合物不同，花托在花蕾期含19種化合物，在盛開(kāi)期含18種化合物，其中有15種相同，由此說(shuō)明花瓣和花托在不同時(shí)期成分差異均較小?；ńz的揮發(fā)性物質(zhì)組成相較于花瓣、花托這兩部位更為復(fù)雜，并且開(kāi)花后揮發(fā)性化合物急劇減少，由38種降為28種。這些消失的揮發(fā)性物質(zhì)為相對(duì)分子質(zhì)量較大的烷烴類(lèi)?；ńz是荷花的雄蕊，其中包含了大量的花粉。其取材的時(shí)間僅有1 d的時(shí)間間隔，說(shuō)明在此時(shí)間段內(nèi)雄蕊中經(jīng)歷了復(fù)雜的代謝反應(yīng)，這些代謝反應(yīng)可能與花粉的最后成熟有著密切的關(guān)系。這一推論還需進(jìn)一步研究。同時(shí)，研究結(jié)果也提示，采集中藥原料的時(shí)候，荷花花托和花瓣在開(kāi)花前后均可以采收，但是采集花絲則最好在開(kāi)花前進(jìn)行采收。

[1] 王其超，張行言.中國(guó)荷花品種圖志[M]．中國(guó)林業(yè)出版社，2005.

[2] 王其超，張行言.淺析《本草綱目》與荷花[J]．中國(guó)園林，2006，22(3):79-81.

[3] 國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典[M].北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2010.

[4] Rai S, Wahile A, Mukherjee K. Antioxidant activity of Nelumbo nucifera (sacred lotus) seeds[J].Journal of Ethnopharmacol,2006,104:322-327.

[5] Mukherjee P K, Saha K，Das J. Studies on the anti-infiajnmatory activity of rhizomes of Nelumbo nucifera[J].Planta Med，1997，63(4):367-373.

[6] 郭興峰．荷花化學(xué)成分和抗氧化活性研究[D]．秦安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[7] 黃素英.蓮子多酚提取及其抗氧化抑菌活性的研究[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2010.

[8] 陳艷琰，唐于平，段金廒，等．蓮須化學(xué)成分的研究[J].中國(guó)藥學(xué)雜志，2010，45(20):15-35.

[9] 黃阿根，周蘭香，謝凱舟．荷葉黃酮的化學(xué)吸光法及高效液相色譜法分析研究[J]．揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2000，3(4):117-120.

[10] 林曉霞，朱壽民．中藥花色素類(lèi)成分抗癌研究進(jìn)展[J]．中國(guó)中藥雜志，2005，30(15)：1147-1150.

[11] 趙小亮.蓮不同藥用部位化學(xué)成分研究綜述[J].中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志，2012，1(19)：106-109.

[12] 徐雙雙.荷花化學(xué)成分的提取分離及含量測(cè)定[D].秦安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[13] 楊 燕.五種藥用植物生長(zhǎng)過(guò)程中化學(xué)成分的變化及天麻素苷元衍生物的合成研究[D].陜西：西北，2008.

(責(zé)任編輯： 孫小嵐)

Components of Volatile Oil fromNelumbonuciferain Different Flowering Period and Different Part

LU Xue1, JIN Surong2, ZHENG Xingfei3,HU Zhongli3, ZHOU Mingquan4, DIAO Ying1,3*

(1.CollegeofForestryandLifeScience,ChongqingUniversityofArtsandSciences,Yongchuan,Chongqing402168; 2.SchoolofChemistry,ChemicalEngineeringandLifeSciences,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan,Hubei430070; 3.CollegeofLifeSciences,WuhanUniversity,Wuhan,Hubei430072; 4.HubeiEngineeringTechnologyResearchCenterofLotus,Wuhan,Hubei430072,China)

To comprehensively exploit and utilize lotus, the volatile oil fromN.nuciferain different parts and different flowering period was extracted by the method of steam distillation, and then the component of volatile oil was analyzed by GC-MS. The relative content of each component was calculated using the method of chromatographic peak area normalization. Results: Whole flower ofN.nuciferain florescence contained 73 kinds of compounds, including hydrocarbons (74.04%), and the bud stage contained 84 kinds of compounds, including hydrocarbons (77.50%). For the different parts fromN.nucifera, the components of filament volatile oil was the most complex, components of this part between florescence and bud stage were different remarkably. Volatile oil of filament in florescence contained 28 kinds of compounds. However, bud stage contained 38 kinds of compounds. The best medicinal period time of filament is bud stage, petal and receptacle almost have no difference in different flowering.

Nelumbonucifera; volatile oil; GC-MS

2015-05-22； 2015-12-08修回

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“水生蔬菜新品種選育與良種繁育體系建立”(2012BAD27B01)

盧 雪(1993-)，女，在讀碩士，研究方向：天然藥物化學(xué)方向。E-mail：798753057@qq.com

*通訊作者：刁 英(1978-)，女，教授，從事植物資源生物學(xué)與生物技術(shù)研究。E-mail：diaoy78@163.com

1001-3601(2016)01-0033-0125-04

R931.6

A

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