廣西細(xì)葉云南松松脂組分的GC/MS分析*

吳東山，楊章旗，唐鑫

(1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，國(guó)家林業(yè)局馬尾松工程技術(shù)研究中心，廣西馬尾松工程技術(shù)研究中心，廣西 南寧 530002； 2.廣西壯族自治區(qū)國(guó)有雅長(zhǎng)林場(chǎng)，廣西 百色 533209)

細(xì)葉云南松(Pinusyunnanensisvar.tenuifolia)為松科(Pinaceae)松屬(Pinus)植物，是云南松進(jìn)化演替過程中的1個(gè)地理變種。細(xì)葉云南松原產(chǎn)于云南、貴州、廣西交界的南盤江及紅水河上游的干熱河谷地帶，分布海拔為300-1 600m[1-2]，其外部形態(tài)與原種的區(qū)別集中表現(xiàn)在細(xì)葉云南松的針葉為灰綠色，細(xì)柔下垂，直徑在1mm以內(nèi)，細(xì)葉云南松為常綠喬木，針葉3針1束，細(xì)柔下垂與思茅松較相似[3]。細(xì)葉云南松木材淡紅黃色，材質(zhì)較為輕軟，木材有松脂，紋理直或斜，結(jié)構(gòu)適中細(xì)膩，是建筑、造紙及產(chǎn)脂的優(yōu)良用材[1]。

因細(xì)葉云南松是地理分布差異導(dǎo)致的1個(gè)變種，與云南松產(chǎn)生地理上的隔絕，其分布面積較小。目前，學(xué)者對(duì)其研究較少，涉及到的研究主要包括松針揮發(fā)油的化學(xué)成分[4]、細(xì)葉云南松干形[5]、生長(zhǎng)和土壤肥力特征的研究[1，6-7]等。由于幾十年的采伐，細(xì)葉云南松已經(jīng)瀕臨滅絕，迄今，細(xì)葉云南松松脂的化學(xué)組成及含量的研究尚未見報(bào)道。因此，研究細(xì)葉云南松松脂的化學(xué)組成及含量，對(duì)開發(fā)和利用新的松脂資源有著重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

細(xì)葉云南松松脂樣品采集于廣西樂業(yè)、隆林、西林3縣優(yōu)良林分，正種云南松松脂來自于種子園無性系，馬尾松松脂來自于種子園無性系。采用鉆孔法按照單株密封采集。HP6890氣相色譜儀(美國(guó)Agilent公司)，配氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)；GCMS-QP5050A型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(日本島津公司)；無水乙醚、無水硫酸鈉均為分析純；水為二次蒸餾水。

1.2 材料處理及分析方法

將松脂攪拌均勻，各取約4-5g松脂于燒杯內(nèi)，加入6-7.5mL無水乙醇溶解，過濾于具塞試管中，以0.5%的酚酞指示劑指示終點(diǎn)，用25%四甲基氫氧化銨水溶液滴至紅色，30s不退色[8-11]。試樣放置待做GC-MS分析。

GC-MS的氣相條件為，色譜柱DB-5毛細(xì)管柱(30m×0.32mm×0.25mm)；分析條件為程序升溫初始溫度60℃(保持2min)，以4℃/min的升溫速率升至260℃(保持10min)，汽化室和檢測(cè)器溫度均保持在260℃[12]；氫火焰離子檢測(cè)器(FID)，載氣為高純氮，氮?dú)鈮毫?.1MPa；氫氣流量50mL/min，空氣流量50mL/min，分流比為1︰50，進(jìn)樣量為0.3μL。

質(zhì)譜分析條件：離子源EI，電子能量70eV，離子源溫度250℃，掃描質(zhì)量范圍50-150u，掃描速度2s，進(jìn)樣量0.3μL。

1.3 數(shù)據(jù)處理

各色譜峰采用面積歸一化法進(jìn)行定量，所得的質(zhì)譜圖直接與該機(jī)中的NIST數(shù)據(jù)庫(kù)檢出的標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行對(duì)比，并查閱相關(guān)文獻(xiàn)[13-18]進(jìn)行定性分析，少數(shù)峰則依據(jù)相對(duì)保留時(shí)間和質(zhì)譜數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行定性。

2 結(jié)果與分析

2.1 細(xì)葉云南松松脂的化學(xué)組成和含量

按照實(shí)驗(yàn)方法，得到由計(jì)算機(jī)聯(lián)動(dòng)自動(dòng)生成的細(xì)葉云南松松脂的總離子流氣相色譜(圖1)，圖中相對(duì)百分含量為扣除溶劑峰后剩余所有峰面積總和100%作為基準(zhǔn)，取各個(gè)組分的平均值按照面積歸一化法進(jìn)行相對(duì)百分含量計(jì)算。其余組分由于含量太低或相似度較差，在本實(shí)驗(yàn)條件下不予討論。其中從細(xì)葉云南松松脂中分離出67種化學(xué)成分，并鑒定了其中23種化合物的含量，其匹配度較高，含量占總離子流的89.27%。

圖1 細(xì)葉云南松松脂的總離子流圖

表1顯示了細(xì)葉云南松松脂23個(gè)主要的化學(xué)組成及含量，其中單萜類9種，占26.86%；倍半萜類4種，占7.22%；二萜類10種，占65.92%。由于采用的是隔絕空氣式密封采樣，及時(shí)進(jìn)行組分分析，松脂中大部分的成分得以保存并檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)條件下的松脂組分接近真實(shí)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度較高。

表1 細(xì)葉云南松松脂的化學(xué)組成及含量

由表1 可知，單萜和二萜是細(xì)葉云南松松脂的主要成分。細(xì)葉云南松松脂單萜類化合物，在檢測(cè)出的9個(gè)組分中，主要為蒎烯和蒈烯，α-蒎烯占19.18%，β-蒎烯占3.65%，莰烯占0.11%，月桂烯占0.44%，3-蒈烯占0.62%。蒎烯含量在單萜類化合物中占90%，且α-蒎烯含量較高，其值高于廣西馬尾松松脂[11]中α-蒎烯平均含量的16.31%，是廣西引種的濕地松松脂[8]中α-蒎烯平均含量的121.33%。倍半萜類化合物，倍半萜類的含量較低，主要為長(zhǎng)葉烯，占2.18%，其它的有石竹烯，占1.95%，異松油烯占1.88%。二萜類化合物中檢出10個(gè)組分，樹脂酸占57.93%，主要為異海松酸、山達(dá)海松酸、濕地松酸、左旋海松酸、長(zhǎng)葉松酸、樅酸、去氫樅酸、新樅酸、樅三烯酸等，其中海酸型樹脂酸占39.10%，長(zhǎng)葉松酸含量和左旋海松酸最多。樅酸型樹脂酸含量較低。

2.2 細(xì)葉云南松與云南松、馬尾松松脂化學(xué)組成比較

細(xì)葉云南松是云南松的1個(gè)變種，其形態(tài)特征與正種存在一定的差別。由于細(xì)葉云南松分布與正種云南松、馬尾松分布區(qū)鄰近，存在基因漸滲的可能性，因此對(duì)這3種松樹松脂主要組分進(jìn)行差異性分析。

表2 細(xì)葉云南松與正種云南松、馬尾松松脂化學(xué)組成的比較

注：細(xì)葉云南松(Pinusyunnanensisvar.tenuifolia)、云南松(P.yunnanensis)、馬尾松(P.massoniana)。

由表2可知，3種松樹松脂的主要化學(xué)組分基本相同，但是含量上有較大的差別。單萜類化合物中，正種云南松松脂的α-蒎烯含量最高，達(dá)到36.55%，這與尹曉兵等[19]研究的云南松種源松脂物化特征一致，表明正種云南松是高含量α-蒎烯的松樹種。細(xì)葉云南松松脂中的β-蒎烯含量最高，分別超過正種云南松、馬尾松44.93%、52.33%。在倍半萜化合物中，3種松樹松脂主要組分和含量相差都較大，細(xì)葉云南松松脂倍半萜種類較多，均含有長(zhǎng)葉烯、石竹烯、異松油烯，其中長(zhǎng)葉烯含量最高，為2.81%，其含量是馬尾松松脂的73.59%，正種云南松的倍半萜含量都較少，其含量都達(dá)不到1%，但組分不同，正種云南松松脂只含有異松油烯。二萜類化合物中，馬尾松松脂與正種云南松松脂的化學(xué)組成較多，馬尾松松脂的二萜化合物含量最高，達(dá)到68.36%，含量最少的是正種云南松松脂。在各個(gè)化合物含量的比較中發(fā)現(xiàn)，細(xì)葉云南松的左旋海松酸含量明顯低于其他2種松樹松脂，且這2種松樹松脂左旋海松酸含量較一致，都在29%-31%之間。而去氫樅酸的含量剛好相反，細(xì)葉云南松的去氫樅酸含量遠(yuǎn)高于其他2種松樹松脂，分別是正種云南松、馬尾松的3.07倍、2.13倍。

3 結(jié)論與討論

采用GC/MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)產(chǎn)自廣西樂業(yè)、隆林、西林的細(xì)葉云南松松脂化學(xué)組成進(jìn)行了分析，其中23種化合物的含量較高，占總含量的89.27%，主要包括單萜類9種，占26.86%，倍半萜類4種，占7.22%，二萜類10種，占65.92%。

在檢出的9個(gè)單萜組分中，主要成分為α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、月桂烯、3-蒈烯。倍半萜主要成分為長(zhǎng)葉烯、石竹烯、異松油烯，含量在1.88%-2.81%之間。二萜類化合物中，樅松酸型樹脂酸含量高于樅酸型樹脂酸含量，其中左旋海松酸含量最高，達(dá)到27.91%，樅松酸型樹脂酸各主要成分的含量較一致，在1.46%-8.51%之間。

在細(xì)葉云南松、正種云南松、馬尾松3種松樹松脂主要成分的比較中發(fā)現(xiàn)，3種松樹松脂的主要化學(xué)組分基本相同，但是含量上有較大的差別。細(xì)葉云南松松脂中β-蒎烯的含量最高，達(dá)到3.65%，是細(xì)葉云南松松脂的特征組分之一。β-蒎烯是以松脂中的松節(jié)油為原料經(jīng)精餾分離而制得，是一種無色透明液體，屬三環(huán)單萜類，有特殊的香氣，具有較強(qiáng)抗炎、抗菌作用，亦具有祛痰作用。β-蒎烯可與馬來酸形成復(fù)合物。β-蒎烯與萜烯樹脂混合形成薄片，可作防濕劑或包裝材料。β-蒎烯與甲醛縮合，用無水氯化鋅作催化劑可得諾卜醇，諾卜醇與醋酐酯化，制得乙酸諾卜酯，是香料的原料。β-蒎烯也是合成樟腦、樹脂、醫(yī)藥中間體和其它有機(jī)合成工業(yè)的重要原料，廣泛應(yīng)用于膠粘劑、油漆、皮革、制藥等行業(yè)[20]。

細(xì)葉云南松是集中分布于南盤江下游兩岸300-1 600m丘陵山地的廣西重要的天然林木品種[1],同時(shí)也是恢復(fù)改善焚風(fēng)肆虐的干熱河谷生態(tài)環(huán)境的先鋒鄉(xiāng)土用材樹種，長(zhǎng)期以來人們對(duì)細(xì)葉云南松的開發(fā)僅僅局限在傳統(tǒng)的用材功能上，極少關(guān)注細(xì)葉云南松松脂產(chǎn)量及松脂組分的深加工利用，這無疑是一種嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。為此，本文通過對(duì)細(xì)葉云南松松脂的前期初步分析研究，期望能夠激發(fā)更多科研工作者的研究興趣，共同保護(hù)、研究和利用開發(fā)細(xì)葉云南松資源。

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