油杉組分的提取及其化學(xué)組成分析

肖祥希，陳正平，林冠烽，潘惠忠，高　楠，余孟楊，何文廣

(1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012； 2.福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院， 福建 福州 350002； 3.福建省清流國(guó)有林場(chǎng)，福建 清流 365300)

植物活性提取物因具有獨(dú)特生物功能活性和較高安全性的特點(diǎn)，近年來已經(jīng)逐漸滲透到醫(yī)藥、化妝品、化工和食品等行業(yè)。由于植物的枝條、種子甚至花粉中含有大量抽出物，具有獨(dú)特生物功能活性和較高安全性，可在精細(xì)化工、醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。研究者對(duì)植物各組分的抽出物提取進(jìn)行了大量的研究。Liu等[2]以樟樹種子為原料提取油脂，并利用固定化脂肪酶催化醇解合成生物柴油。Svitlana等[3]和吳開金等[4]采用麻瘋樹種子油為原料，對(duì)其脂肪酸組成進(jìn)行研究，并在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)生產(chǎn)出生物柴油。Sun等[5]以肉桂嫩枝為原料提取精油，并對(duì)緩解小鼠的疼痛和炎癥進(jìn)行了研究。Padalia等[6]以印度白千層的枝葉為原料提取精油，發(fā)現(xiàn)精油中的主要成分為橙花叔醇。肖遠(yuǎn)燦等[7]以甘青青蘭的新鮮枝葉為原料，采用水蒸氣提取法提取精油。沈丹玉等[8]以茶樹籽和油茶籽為原料，對(duì)其油脂中的脂溶性化學(xué)成分進(jìn)行分析比較。賈秀穩(wěn)等[9]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析石榴花精油的化學(xué)成分。

油杉是古老的孑遺珍貴樹種，為我國(guó)特產(chǎn)樹種之一，為促進(jìn)油杉(種子、枝條和花粉)的綜合利用，本文以正己烷、石油醚和乙醇等為溶劑，提取油杉的花粉、枝條和種子中的抽出物，并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法分析其有機(jī)抽出物的化學(xué)成分，可望為油杉組分的綜合利用提供參考。

1　材料與方法

1.1　原料、試劑與儀器

油杉(樹齡50 a以上)種子、枝條和花粉來源于永泰地區(qū)，陰干、破碎后待用。石油醚、正己烷和乙醇均為分析純，購于中國(guó)醫(yī)藥(集團(tuán))上海化學(xué)試劑公司。儀器主要為索氏抽提儀、微型植物粉碎機(jī)和恒溫水浴鍋等。

1.2　抽出物提取方法

參考GB/T 5512—2008 糧食、油料檢驗(yàn)粗脂肪測(cè)定[10]的方法對(duì)種子、枝條、花粉抽出物含量進(jìn)行測(cè)定。抽出物含量計(jì)算公式為：Y=m1/m×100%，式中：Y為抽出物含量(%)；m1為種子、枝條和花粉抽出物的質(zhì)量(g)；m為種子、枝條和花粉的干質(zhì)量(g)。

1.3　抽出物的化學(xué)成分分析

采用氣相色譜-質(zhì)譜儀(美國(guó)安捷倫科技公司)對(duì)抽出物的化學(xué)成分進(jìn)行分析。氣相色譜-質(zhì)譜儀的條件為：氣相色譜的毛細(xì)管為石英毛細(xì)管柱HP-5(30 m×0.25 mm，0.25 m)，起始溫度為50 ℃，并以升溫速率5 ℃·min-1升溫至200 ℃保持5 min，再以升溫速率10 ℃·min-1升溫至260 ℃保持至分析完成，載氣為N2(99.99%)，分流比30∶1，進(jìn)樣口溫度250 ℃，柱流量1.0 mL·min-1。EI 電離源，70 eV；離子源溫度230 ℃，四極桿溫度180 ℃，質(zhì)量掃描范圍m/z 50～550。采用人工解析和計(jì)算機(jī)檢索各峰對(duì)應(yīng)的質(zhì)譜圖，以峰面積歸一法計(jì)算相對(duì)含量。

2　結(jié)果與分析

2.1　抽提時(shí)間的影響

抽提時(shí)間對(duì)油杉種子、枝條、花粉抽出物含量的影響見圖1。由圖1a可知，以石油醚為抽提溶劑時(shí)，隨著抽提時(shí)間的延長(zhǎng)，油杉種子、枝條、花粉的抽出物含量呈不斷上升的趨勢(shì)，分別從2 h的34.42%、19.46%、5.55%增加到8 h的43.96%、24.78%、5.91%，說明抽提時(shí)間的延長(zhǎng)有利于抽出物含量的增加。其中枝條的抽出物含量在2～4 h階段有較大的提升，花粉的抽出物含量總體變化不大。由圖1b可知，以正己烷為抽提溶劑時(shí)，隨著抽提時(shí)間的延長(zhǎng)，油杉種子、枝條、花粉的抽出物含量呈不斷上升的趨勢(shì)，分別從2 h的34.02%、16.60%、10.62%增加到8 h的40.47%、18.88%、11.60%。由圖1c可知，以乙醇為抽提溶劑時(shí)，隨著抽提時(shí)間的延長(zhǎng)，油杉種子、枝條、花粉的抽出物含量呈不斷上升的趨勢(shì)，分別從2 h的33.15%、20.24%、13.08%增加到8 h的37.19%、25.40%、14.96%。

綜上所述，采用不同溶劑(石油醚、正己烷、乙醇)對(duì)油杉種子、枝條、花粉進(jìn)行抽提，其抽出物含量均隨抽提時(shí)間的延長(zhǎng)呈不斷上升的趨勢(shì)，說明抽提時(shí)間的延長(zhǎng)有利于脂肪油的抽出，種子、枝條、花粉的抽出物含量大小順序?yàn)榉N子>枝條>花粉。

2.2　抽提溶劑的影響

抽提溶劑對(duì)油杉種子、枝條、花粉抽出物含量的影響見圖2。由圖2可知，對(duì)于油杉種子，以石油醚為溶劑抽提，其抽出物含量最高，正己烷次之，乙醇最低。對(duì)于油杉枝條，以乙醇為溶劑抽提，其枝條的脂肪油溶出量最高，石油醚次之，正己烷最低。對(duì)于油杉花粉，以乙醇為溶劑抽提，其花粉的脂肪油溶出量最高，正己烷次之，石油醚最低。3種溶劑的極性為乙醇>石油醚>正己烷，然而對(duì)于油杉種子、枝條、花粉的抽出物含量，并未完全遵循極性越高，越有利于極性成分——脂肪油的抽出，故必須根據(jù)原料的特性，選擇合適的抽提溶劑。

2.3　抽提物化學(xué)成分分析

采用正己烷為抽提溶劑抽提6 h的油杉種子、枝條、花粉的脂肪油的化學(xué)成分分析見表1。由表1可知，油杉種子、枝條、花粉的正己烷抽出物中均含有α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、石竹烯、蛇麻烯、(1 -順式)1，2，3，5，6，8a-六氫-4，7-二甲基-1-(1-甲基乙基)-萘和金合歡醇。油杉種子正己烷抽出物中化合物有13種，主要成分為：α-蒎烯(34.72%)、β-蒎烯(24.23%)、十六烷酸(8.24%)。油杉枝條的正己烷抽出物中化合物有12種，主要成分為：5-(7a-異丙烯基-4，5-二甲基-八氫茚-4-基)-3-甲基-2-烯戊醇(33.21%)、α-蒎烯(29.57%)、石竹烯(15.34%)。油杉花粉的正己烷抽出物中化合物有13種，主要成分為：α-蒎烯(40.05%)、β-蒎烯(21.34%)和石竹烯(11.39%)。從以上分析可知，油杉的不同組分其主要抽出物的種類及其含量均不同。

圖1　抽提時(shí)間對(duì)抽出物含量的影響

圖2　抽提溶劑對(duì)抽出物含量的影響

序號(hào)保留時(shí)間/min化合物相對(duì)含量/%種子枝條花粉1604α?蒎烯3472295740052665β?蒎烯242319421343730檸檬烯47223824641014內(nèi)型?1，7，7?3甲基二環(huán)[221]庚烷?2?醇乙酸酯194--511033，7?二甲基?2，6?辛二烯?1?醇乙酸乙烯酯191--61126β?欖香烯-23916171164石竹烯23615341139811937，11?二甲基?3?亞甲基-十二烯360--912081，5，9，9?四甲基?1，4，7?環(huán)?十一碳三烯-3242861012442?十三烷酮407299-111265蛇麻烯266305147121303(1?順式)1，2，3，5，6，8a?六氫?4，7-二甲基?1?(1?甲基乙基)?萘166212155131423石竹烯氧化物--174141553α?米萜烯--163151652金合歡醇741202079

表1(續(xù))

在抽出物中，α-蒎烯為精油產(chǎn)品中單萜烯的主要組分，具有松木香氣，可作為芳樟醇和松油醇等合成香料的主要原料，也可作為萜烯樹脂、增塑劑和合成潤(rùn)滑劑的原料。β-蒎烯主要用作紫羅蘭酮、檸檬醛、香葉醇、芳樟醇等合成香料的原料，也是合成維生素E和β-蒎烯樹脂的重要原料。十六烷酸可用作防水劑和沉淀劑，其鉀鹽和鈉鹽可作乳液聚合的乳化劑，鋅鹽和鋁鹽等可用于油墨、潤(rùn)滑劑、增塑劑和涂料中。3，7-二甲基-2，6-辛二烯-1-醇乙酸乙烯酯可作為食用香料和食品添加劑。檸檬烯可作為日用化學(xué)品香精和化妝品的頭香香料，并且具有良好的抑菌、鎮(zhèn)咳、祛痰作用，在臨床上復(fù)方檸檬烯可用于溶石、利膽、促進(jìn)消化液分泌等。石竹烯為雙環(huán)倍半萜類化合物，可用于食品和藥品的調(diào)香。葉綠醇為4個(gè)異戊二烯組成的雙萜，是葉綠素的組成部分，為合成維生素E和維生素K的主要原料。因此，油杉組分的抽出物具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

3　結(jié)論

1)采用不同溶劑(石油醚、正己烷、乙醇)對(duì)油杉種子、枝條、花粉進(jìn)行抽提，其抽出物含量均隨抽提時(shí)間的延長(zhǎng)呈不斷上升的趨勢(shì)，種子、枝條、花粉的抽出物含量大小順序?yàn)榉N子>枝條>花粉。

2)對(duì)于油杉種子，以石油醚為溶劑抽提，其抽出物含量最高；對(duì)于油杉枝條和花粉，以乙醇為溶劑抽提，其抽出物含量最高。

3)油杉種子和花粉的正己烷抽出物中化合物主要為α-蒎烯、β-蒎烯，油杉枝條的正己烷抽出物中化合物主要為5-(7a-異丙烯基-4，5-二甲基-八氫茚-4-基)-3-甲基-2-烯戊醇、α-蒎烯。油杉組分的抽出物可以用于香精、香料、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

*：本研究還得到了國(guó)家林業(yè)局南方山地用材林培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和福建省森林培育與林產(chǎn)品加工利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助，在此一并致謝！

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