香椿和紅椿葉片的揮發(fā)性有機(jī)物成分分析

王 沖，周 鎮(zhèn)，孔德龍，李奕震

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642）

香椿和紅椿葉片的揮發(fā)性有機(jī)物成分分析

王 沖1，周 鎮(zhèn)2，孔德龍2，李奕震1

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642）

采用動態(tài)頂空采集法利用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用法分析比較香椿（Toonasisnensis Roem.）和紅椿（Toonaciliata Roem．）葉片的植物揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile organic compounds，VOCs），比較兩種植物揮發(fā)性物質(zhì)的成分類型，并比較兩種植物揮發(fā)性物質(zhì)的比例。兩種物質(zhì)主要有萜烯類、芳香烴類、醇類、酯類、烷烴類五大類并比較各占的比例。香椿葉片的植物揮發(fā)性有機(jī)物成分提取出16種主要成分，紅椿葉片的植物揮發(fā)性有機(jī)物成分提取出22種主要成分。

植物揮發(fā)性有機(jī)物；紅椿；香椿；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

植物揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile organic compounds，VOCs）是通過植物體內(nèi)的次生代謝途徑合成的低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的小分子化合物，主要包括烴、醇、醛、酮、酯和有機(jī)酸等，含量雖低，但化學(xué)活性很高[1]。植物在其生理過程中釋放的揮發(fā)性物質(zhì)，是由多種化學(xué)性質(zhì)不同的成分組成的混合物[2-3]。植物VOCs是重要的化學(xué)信息傳遞物質(zhì)，在調(diào)節(jié)植物的生長、發(fā)育和繁衍[4]、抵御環(huán)境脅迫以及預(yù)防動物和昆蟲的危害等方面具有重要作用[5]；植物VOCs還具有抑制空氣微生物的生長、改變環(huán)境的氧化還原狀態(tài)、改變空氣對流層化學(xué)成分和全球碳循環(huán)的作用，且與人體健康密切相關(guān)[6]。本研究以紅椿（Toonaciliata Roem．）和香椿（Toonasisnensis Roem.）植物為試材，通過采用動態(tài)頂空采集法利用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對兩種植物揮發(fā)成分進(jìn)行分析對比。

1 材料與方法

1.1 供試植物

供試植物為3a生盆栽樹香椿和紅椿。

1.2 儀器設(shè)備

GC（型號7890A，美國Agilent 公司生產(chǎn)），MS（型號5975C，美國Agilent公司生產(chǎn)），QC－1S型大氣采樣儀（北京市勞動保護(hù)科學(xué)研究所），采集袋（微波爐加熱用袋44.3cm×55.8cm，美國Reynolds公司生產(chǎn)），吸附劑Porapak Q（深圳市高比科技有限公司北京生物部）。

1.3 方法

1.3．1 揮發(fā)物質(zhì)的采集

選取植株剛剛萌芽的枝條（約15片葉子），用Beynolds微波爐袋套上并綁緊，在短時(shí)間內(nèi)使用大氣采樣儀將袋內(nèi)空氣抽出。然后把經(jīng)過水和活性炭雙重過濾的潔凈空氣沖入袋中（大氣采樣儀泵入氣體流量為400mL/min），待收集袋中充滿干凈空氣后，保持30min，然后在袋的另一端連接Porapak-Q吸附管和大氣采樣儀（大氣采樣儀泵出氣體流量為300mL/min），開始采樣。收集5～6h后，拔出吸附管，使用0.6mL重蒸正己烷溶劑進(jìn)行洗脫，用色譜瓶（2mL）裝集，處理完后迅速放置于冰箱（-20℃）中保存。

1.3．2 揮發(fā)物質(zhì)的鑒定

用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用儀對上述收集到的植物揮發(fā)物正己烷溶液進(jìn)行分析和鑒定。工作條件：色譜柱為 DB-5ms（30×0.25mmI.D.×0.25um film）；進(jìn)樣口溫度230℃，程序升溫為：開始溫度50℃（保持1min），以7.5℃/min的速率增溫至220℃保持10min。離子源溫度230℃；電離方式為EI；載氣：氦氣，流速1.0mL/min。離子化能量70eV、350V；數(shù)據(jù)被獲得通過全掃描，掃描范圍35～335amu。通過NIST2008和Willey質(zhì)譜庫鑒定化合物。反復(fù)潤洗進(jìn)樣針（10μL）數(shù)次后，取1μL重蒸正己烷進(jìn)樣，待圖譜結(jié)果沒有顯示雜質(zhì)峰時(shí)，吸取1μL樣品進(jìn)樣分析。

2 結(jié)果與分析

表1 香椿植物葉片的揮發(fā)性化學(xué)成分

2.1 香椿和紅椿植物葉片揮發(fā)物種類

對香椿和紅椿植物葉片揮發(fā)物利用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用分析技術(shù)進(jìn)行分析，扣除本底空氣雜質(zhì)獲得各自的色譜圖，利用工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行面積歸一化法處理，對比分析出兩種植物的各自化合物的成分和比例。香椿VOCs經(jīng)分析得出16種化合物，主要成分有左旋-alpha-蒎烯、順-9-十四碳烯醇、左旋-beta-蒎烯、甘菊藍(lán)占總相對含量的60.01%，見表1。紅椿VOCs分析得出22種化合物，主要成分有（1R）-（+）-α 蒎烯 1R-（+）-alpha-Pinene、4- 萜 烯 醇 3-Cyclohexen-1-ol，1-methyl-4-（1-methylethyl）-、α-松油醇、Thiosalicylic acid，S-（tert-butyldimethylsilyl）-，tert-butyldimethylsilyl ester、巰基乙酸、檸檬烯、苯甲醛占總相對含量的78.53%，見表2。

表2 紅椿植物葉片的揮發(fā)性化學(xué)成分

2.2 香椿和紅椿植物葉片揮發(fā)物占比分析

由香椿與紅椿的分析結(jié)果可以看出，兩種植物的VOCs都以萜烯類為主。香椿的萜烯類物質(zhì)占百分含量的50.89%，紅椿的占總含量的67.41%。兩種植物釋放的揮發(fā)物種類主要有萜烯類、芳香烴類、醇類、酯類、烷烴類五類。香椿VOCs中萜烯類有5種占百分含量的50.89%，芳香烴類5種占百分含量的3.42%，醇類1種占百分含量的9.20%，酯類1種占百分含量1.37%，烷烴類2種占百分含量0.75%。紅椿VOCs中萜烯類5種，占總含量的67.41%；芳香烴類1種，占總含量的1.40%；醇類3種，占總含量的6.41%；酯類4種，占總含量的8.41%；烷烴類3種，占總含量的1.42%。兩種植物各化合物類型比率見圖1。

3 討論

我國學(xué)者陳叢瑾等人采用頂空固相微萃取/氣相色譜-質(zhì)譜（HS-SPME/GC-MS）聯(lián)用技術(shù)分析香椿葉的揮發(fā)性化學(xué)成分，用峰面積歸一化法測定了各揮發(fā)性物質(zhì)的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)。結(jié)果顯示從香椿葉萃取物中鑒定出46種成分，占揮發(fā)性組分總質(zhì)量的91.2%，主要成分是 β-石竹烯（46.87%），（E）-2-己烯醛（5.29%）、α-石竹烯（4.12%）、8-異丙烯基-1，5-二甲基-1、5-環(huán)癸二烯（3.96%），β-香檸檬烯（3.48%），桉-4（14），11-二烯（3.37%），α-蓽澄茄油烯（3.23%），β-波旁烯（2.41%），2-氮雜環(huán)丙烷乙基胺（2.23%），α-法呢烯（1.42%），異石竹烯（1.22%），β-萜烯（1.03%）[7]。這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果存在差異，其原因可能是因?yàn)橹参锕┰嚨牟町愋院蛯?shí)驗(yàn)環(huán)境不同有關(guān)，需要進(jìn)一步試驗(yàn)以獲得更為精確穩(wěn)定的結(jié)果。

圖1 香椿與紅椿各化合物類型比率

［1］蔣冬月，李永紅.植物揮發(fā)性有機(jī)物的研究進(jìn)展［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（11）：143-149.

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Constituent Analysis of Volatile Organic Compoundsin leaves of Toonasisnensis Roem and Toonaciliata Roem

WANG Chang1，ZHOU Zhen2，KONG De-long2，LI Yi-zhen1
（South China Agricultural University，Guangzhou 510542，China）

Using dynamic headspace collection method using gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）spectrometry analysis ToonasisnensisRoem andToonaciliataRoemplant volatile organic compounds in leaves（Volatile organic compounds，VOCs），component type comparison of two kinds of plant volatiles，and compare the two kinds of plant volatiles the proportion of.The two substances are mainly terpenes，aromatic hydrocarbons，alcohols，esters，alkanes，five categories，and the proportion of each.Plant volatile organic compounds from Toonasinensis extract 16 main ingredients，plant volatile organic compounds in leaves of Toonaciliata extract 22 main ingredients.

VOCs；Toonaciliata Roem；Toonasisnensis Roem；GC-MS

S794.9

A

1002-3356（2017）02-0044-04

2017-04-27

零B110麻楝蛀斑螟信息素和植物源引誘劑（F13103）。

王沖（1992－），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樯趾οx綜合治理。E-mail：403115531@qq.com。

李奕震（1964－），男，副教授，博士，主要從事森林病蟲害綜合治理以及天然活性產(chǎn)物研究等工作。E－mail：yizhen@scau.edu.Cn。