黃心夜合不同組織揮發(fā)油成分分析

雷凌華，朱強(qiáng)根，夏更壽，肖 悠，于曉英

（1.麗水學(xué)院 生態(tài)學(xué)院，浙江 麗水 323000；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝園林學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南懷化418008）

很多植物不僅有很高的觀賞價(jià)值，而且還通過其葉、枝、干、皮、花、果、芽等釋放出多種對(duì)人體健康有益的揮發(fā)性物質(zhì)，如α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、莰烯、檸檬烯、1,8-桉葉油素等揮發(fā)油成分具有消炎、降壓等療養(yǎng)活性［1］。植物的揮發(fā)油成分可以治療冠心病、高血壓等疾病，且治療呼吸道系統(tǒng)疾病效果更明顯［2］，以單萜的治療效果最明顯［3］。因此，研究植物資源的揮發(fā)油成分，為開發(fā)利用植物揮發(fā)油成分的保健應(yīng)用價(jià)值夯實(shí)了物質(zhì)基礎(chǔ)，為提高人們體質(zhì)開辟了新的途徑。截至目前已有401種植物的葉、11種植物的花、2種植物的枝、6種植物的果實(shí)、2種植物的樹皮、43種植物的枝和葉、18種植物的花和葉、12種植物的果和葉、1種植物的花和果實(shí)、2種植物的葉和種子、4種植物的根和葉、1種植物的根和枝、6種植物的葉枝花、9種植物的根枝葉、2種植物的葉枝果等都相應(yīng)被提取了揮發(fā)油。同種植物各組織器官用同種方法提取的揮發(fā)油成分存在差異，但有共同的組分［4-6］，并隨樹種不同呈現(xiàn)差異性變化。制約植物揮發(fā)油成分釋放的因素除了植物本身的組織器官類型外，與采集材料提取揮發(fā)油成分的季節(jié)有關(guān)，也與植物的群落結(jié)構(gòu)、種類、株齡、葉齡及植株的發(fā)育部位等有關(guān)，還與外來生物因素以及溫度、光照、水分、土壤、大氣成分比例及空氣濕度等非生物因素有關(guān)［4-10］。在同樣的生長(zhǎng)條件下，幼樹相對(duì)大齡樹木釋放揮發(fā)性成分更快［11］，但這種差異性多隨樹齡的增加而逐漸減?。?2］，也有隨樹齡的增加而逐漸增加的現(xiàn)象［13］。植物群落結(jié)構(gòu)越豐富，釋放萜類化合物的量越多［14］。黃心夜合Michelia martinii隸屬木蘭科Magnoliaceae含笑屬M(fèi)ichelia常綠大喬木，樹形呈尖塔狀，其嫩枝欖青色，幼葉嫩黃色，春天所發(fā)新葉嫩紅色，散發(fā)撲鼻的香氣，花香濃郁，可應(yīng)用于園林綠化，其干花蕾可入藥，是一種具有很大開發(fā)價(jià)值的園林珍稀樹木［15］。徐植靈等［16］通過鑒定黃心夜合干燥花蕾的揮發(fā)油，發(fā)現(xiàn)黃心夜合干燥花蕾揮發(fā)油成分中含有β-欖香烯、β-蒎烯、對(duì)-聚傘花素、γ-畢澄茄烯、α-蒎烯、α-衣蘭油烯、氧化石竹烯、喇叭醇、莰烯等主要成分。雷凌華等［17-18］發(fā)現(xiàn)黃心夜合四季鮮嫩枝揮發(fā)油共含77種成分，而四季鮮葉揮發(fā)油共含65種成分。這說明黃心夜合各組織的揮發(fā)油成分非常豐富，然而有關(guān)黃心夜合在同一時(shí)期各個(gè)組織器官釋放揮發(fā)油成分及其活性的研究還鮮見報(bào)道。本研究以黃心夜合鮮葉、鮮嫩枝、鮮花為材料，以水蒸氣蒸餾法萃取其同一時(shí)間不同組織的揮發(fā)油成分，以氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析其成分，了解黃心夜合3種不同組織的揮發(fā)油成分，以期為黃心夜合潛在的園林生態(tài)功能、藥理功能、養(yǎng)生保健功能的深度開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2014 年 4 月在貴陽市王崗村（26°46′41.31″N， 106°53′49.67″E）選擇 15 株生長(zhǎng)勢(shì)旺盛、 無病蟲害、 高度6～10 m、胸徑20～22 cm的黃心夜合，采集其鮮葉、鮮嫩枝、鮮花。將采集的3類鮮樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)清洗、瀝干，稱量后按1份500 g保存于3～5℃冰箱中，1周內(nèi)將樣品處理完畢，以便對(duì)比分析黃心夜合同期3種不同組織的揮發(fā)油成分。所用有機(jī)試劑都為分析純，水為去離子純凈水。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

設(shè)備包括XPE205分析天平（深圳市時(shí)代之峰科技有限公司），ZDHW220V電熱套98-1-B（天津市泰斯特儀器有限公司），水蒸汽蒸餾提取器1套。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn) 參考文獻(xiàn)［18］提取黃心夜合鮮葉揮發(fā)油成分，將保存在冰箱中的鮮葉，按1份500 g分別置入5 000 mL的圓底燒瓶，再往瓶中加入3 000～3 500 mL的蒸餾水，浸泡2 h，按常規(guī)水蒸氣蒸餾法提取，分離收集揮發(fā)油，稱量，密封保存于-4～0℃的冰箱。提取率以鮮質(zhì)量計(jì)。重復(fù)5次·樣品-1，取平均值。黃心夜合鮮葉揮發(fā)油提取率=黃心夜合鮮葉揮發(fā)油質(zhì)量/黃心夜合鮮葉質(zhì)量×100%。將鮮嫩枝切成6～10 mm長(zhǎng)的碎枝粒，處理同鮮葉。將鮮花切成4～8 mm寬的碎條，去嫩枝，長(zhǎng)度以鮮花本身寬度為限，處理同鮮葉。

1.3.2 揮發(fā)油成分的分析 黃心夜合揮發(fā)性成分的定性定量分析采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）。氣相色譜條件：DB-5MS石英管色譜柱（30 m×0.25 μm×0.25 mm），載高純度氦氣；色譜柱升溫程序：始溫 50℃， 持續(xù)4 min， 以6℃·min－1升至100℃， 以10℃·min－1升至180℃， 持續(xù) 5 min， 以 15℃·min－1升到 280 ℃，持續(xù) 15 min； 柱前壓 47 kPa， 分流比 1∶11.0，流速 1.0 mL·min－1；進(jìn)樣口溫度 250℃，進(jìn)樣量1.0 μL。質(zhì)譜條件：質(zhì)核比掃描范圍45～550 u，全掃描方式；GCMS-QP2010，電子轟擊（EI）離子源，電子能量70 eV；檢測(cè)器電壓1.8 kV；離子源溫度200℃；接口溫度220℃；四極桿溫度150℃。實(shí)驗(yàn)儀器：QP5050A型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津公司），Saturn 2000離子阱質(zhì)譜儀，CP-3800氣相色譜儀（美國(guó)Varian公司）。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理與質(zhì)譜檢索 依前述GC-MS條件鑒定分析黃心夜合鮮花、鮮嫩枝、鮮葉揮發(fā)油成分，得到鮮花、鮮嫩枝、鮮葉的各峰質(zhì)譜圖和總離子流色譜圖。通過對(duì)3種組織的質(zhì)譜圖進(jìn)行NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫的檢索，自動(dòng)檢索分析各組分的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，結(jié)合譜圖人工解析，根據(jù)質(zhì)譜裂解規(guī)律對(duì)黃心夜合鮮花、鮮嫩枝、鮮葉揮發(fā)油成分進(jìn)行定性分析，經(jīng)色譜峰面積歸一法計(jì)算各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃心夜合各新鮮組織揮發(fā)油提取率的差異

黃心夜合不同組織經(jīng)水蒸氣蒸餾都得到透明的油狀液體，并且能明顯感受到不同組織提取的油狀液體釋放香味的差異。鮮嫩枝揮發(fā)油釋放出的香氣清雅，顏色嫩黃清亮；鮮葉揮發(fā)油釋放的香氣幽清，顏色呈嫩桔黃色，晶瑩透亮；鮮花揮發(fā)油釋放的香味濃郁，顏色呈桔黃色，發(fā)出渾濁亮光。從表1可見：黃心夜合鮮花揮發(fā)油平均提取率最高，達(dá)0.52%，鮮葉揮發(fā)油提取率較低，為0.22%，鮮嫩枝揮發(fā)油平均提取率最低，僅0.04%。在相同條件下，鮮花釋放揮發(fā)油的強(qiáng)度和量明顯高于鮮葉、鮮嫩枝，而鮮葉釋放揮發(fā)油的強(qiáng)度和量明顯高于鮮嫩枝。

表1 黃心夜合不同組織的揮發(fā)油提取率Table 1 Rate of extraction of the volatile oils components from fresh different tissues in April of Michelia martinii

2.2 黃心夜合不同新鮮組織的揮發(fā)油譜圖和成分分析

從圖1可以發(fā)現(xiàn)：黃心夜合鮮葉、鮮嫩枝和鮮花的揮發(fā)油成分有一定差異。鮮嫩枝分離出72個(gè)色譜峰，鮮葉分離出85個(gè)色譜峰，而鮮花僅分離出28個(gè)色譜峰。去掉峰值0.49以下的峰，通過GC-MS分析黃心夜合發(fā)現(xiàn)：鮮花中分離鑒定了25個(gè)化合物，占總峰面積的99.30%；鮮葉中分離鑒定了21個(gè)化合物，占總峰面積的89.34%；鮮嫩枝中分離鑒定了31個(gè)化合物，占總峰面積的84.65%。

從表2發(fā)現(xiàn)：黃心夜合鮮嫩枝揮發(fā)油主要包括β-桉葉醇（14.98%）、γ-杜松烯（11.40%）、綠花白千層醇（8.12%）、［1R-（1α,3α,4β）］-4-乙烯基-α,α,4-三甲基-3-（1-異丙烯基）-環(huán)己甲醇（5.99%）、莰 烯（4.87%）、β-蒎烯（4.57%）等主要成分，釋放的成分以萜烯類化合物（45.69%）、醇類化合物（41.98%）為主。鮮花揮發(fā)油主要包括桉葉油-4（14）-烯-11-醇（13.59%）、四甲基環(huán)癸二烯甲醇（12.79%）、γ-杜松烯（9.56%）、 γ-桉葉油醇（8.76%）、表藍(lán)桉醇（8.75%）、 氧化石竹烯（5.71%）、 十五烷（4.44%）、τ-杜松醇（4.29%）等主要成分，釋放的成分以醇類化合物（54.77%）、萜烯類化合物（37.19%）為主。鮮葉揮發(fā)油主要包括 ［1R-（1α,3α,4β）］-4-乙烯基-α,α,4-三甲基-3-（1-異丙烯基）-環(huán)己甲醇（17.05%）、 β-順式-羅勒烯（12.00%）、 桉葉素（11.41%）、 莰烯（7.59%）、 β-蒎烯（3.98%）、 α-蒎烯（3.39%）等主要成分， 釋放的成分以萜烯類化合物（42.23%）、醇類化合物（33.2%）為主。

2.3 黃心夜合不同組織的揮發(fā)油成分差異性分析

從圖1和表2可發(fā)現(xiàn)：峰值在0.5以上的峰中，黃心夜合不同組織揮發(fā)油成分豐富度由高到低的順序?yàn)轷r嫩枝、鮮花、鮮葉。鮮花和鮮嫩枝揮發(fā)油含2,4-二異丙烯基-1-甲基環(huán)己烷、γ-依蘭油烯、大根香葉烯、4（14）,11-桉葉二烯、γ-欖香烯、匙葉桉油烯、氧化石竹烯、表藍(lán)桉醇、γ-桉葉油醇、愈創(chuàng)木醇、馬兜鈴烯、γ-杜松烯、δ-杜松醇等13種共同成分，共同成分在鮮花揮發(fā)油成分中的相對(duì)含量達(dá)52.07%（其中萜烯類化合物占27.97%，醇類化合物占24.10%），在鮮嫩枝揮發(fā)油成分相對(duì)含量達(dá)33.67%（其中萜烯類化合物占23.68%，醇類化合物占9.99%）。鮮葉和鮮花含γ-欖香烯、4（14）,11-桉葉二烯、γ-依蘭油烯、2,4-二異丙烯基-1-甲基環(huán)己烷等4種共同成分，共同成分在鮮花揮發(fā)油成分中的相對(duì)含量為5.25% （其中萜烯類化合物占3.62%，烷類化合物占1.63%），在鮮葉揮發(fā)油成分中的相對(duì)含量為2.79%（其中萜烯類化合物占2.19%，烷類化合物占0.60%）。鮮葉和鮮嫩枝揮發(fā)油含2,4-二異丙烯基-1-甲基環(huán)己烷、γ-依蘭油烯、4（14）,11-桉葉二烯、γ-欖香烯、莰烯、β-蒎烯、β-月桂烯、香芹烯、桉葉素、β-順式-羅勒烯、［1R-（1α,3α,4β）］-4-乙烯基-α,α,4-三甲基-3-（1-異丙烯基）-環(huán)己甲醇、 綠花白千層醇等 12 種共同成分，共同成分在鮮葉揮發(fā)油成分中的相對(duì)含量為61.42%（其中萜烯類化合物占29.97%，醇類化合物占30.85%，烷類化合物占0.60%），在鮮嫩枝揮發(fā)油成分中的相對(duì)含量為34.89%（其中萜烯類化合物占18.25%，醇類化合物占15.72%，烷類化合物占0.92%）。3種組織都含2,4-二異丙烯基-1-甲基環(huán)己烷、γ-依蘭油烯、4（14）,11-桉葉二烯、γ-欖香烯等4種共同成分，共同成分在鮮花揮發(fā)油成分中的相對(duì)含量為5.25%（其中萜烯類化合物占3.62%，烷類化合物占1.63%），在鮮葉揮發(fā)油成分中的相對(duì)含量為2.79%（其中萜烯類化合物占2.19%，烷類化合物占0.60%），在鮮嫩枝揮發(fā)油成分中的相對(duì)含量為4.80%（其中萜烯類化合物占3.88%，烷類化合物占0.92%）。

圖1 黃心夜合不同新鮮組織揮發(fā)油成分的總離子流色譜圖Figure 1 Total ions chromatograms of volatile oil components in different fresh tissues of Michelia martinii

3 討論

表2 黃心夜合3種新鮮組織的揮發(fā)油成分Table 2 Volatile oil components of three fresh tissues of Michelia martinii

表2 續(xù)Table 2 Continued

同質(zhì)量的黃心夜合鮮花的揮發(fā)油提取率較高，高于鮮葉、鮮嫩枝，種類也較豐富，而鮮嫩枝的揮發(fā)油提取率最低。在3種組織中，鮮花和鮮嫩枝提取的揮發(fā)油成分較豐富，鮮花最豐富。這可能與黃心夜合鮮花的組織結(jié)構(gòu)里分布著有利于釋放揮發(fā)油的柵欄組織和海綿組織類型有關(guān)，而且也與細(xì)胞排列方式、以及富含釋放揮發(fā)油成分的分泌細(xì)胞有關(guān)，但鮮花組織季節(jié)性強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間短，數(shù)量有限。鮮嫩枝雖然不受季節(jié)限制，一年四季都可采，但鮮嫩枝釋放揮發(fā)性成分的量相對(duì)較少，采集也受限。而鮮葉數(shù)量和葉表面積極大，不受季節(jié)和數(shù)量限制，從組織結(jié)構(gòu)上來看，黃心夜合異面葉葉肉組織分布著有利于釋放揮發(fā)油的柵欄組織和海綿組織，柵欄組織在上表皮內(nèi)側(cè)，排列緊密，而海綿組織在下表皮內(nèi)側(cè)，海綿組織的細(xì)胞形狀不規(guī)則，排列疏松，胞間隙大，釋放揮發(fā)油成分的分泌細(xì)胞多分布在柵欄組織細(xì)胞中，也有分布在柵欄與海綿組織細(xì)胞之間［19］。所以應(yīng)重點(diǎn)發(fā)揮鮮葉揮發(fā)油成分的功能作用。

黃心夜合鮮花揮發(fā)油成分富含萜烯類和醇類化合物，萜烯類以單萜烯為主，其中醇類化合物含量高于萜烯類化合物，而萜烯類化合物主要有γ-杜松烯、氧化石竹烯、α-芹子烯、匙葉桉油烯、1-氧化雙環(huán)外雪松烯、（＋）-喇叭烯、馬兜鈴烯（-）、4（14）,11-桉葉二烯、大根香葉烯等，含量達(dá)36.38%，醇類化合物主要有桉葉油-4（14）-烯-11-醇、四甲基環(huán)癸二烯甲醇、表藍(lán)桉醇、γ-桉葉油醇、τ-杜松醇、愈創(chuàng)木醇、δ-杜松醇等，含量高達(dá)54.77%。黃心夜合鮮花、鮮嫩枝和鮮葉3種組織揮發(fā)油成分都含萜烯類化合物，且都以單萜烯為主，同時(shí)所含的含氧化合物多以醇類為主。黃心夜合揮發(fā)油成分中的α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、β-芳樟醇有明顯的降壓作用，還具有止咳、祛痰和抑制真菌的作用［20］，而芳樟醇、月桂烯不但有助于空氣負(fù)離子的釋放，還能消炎鎮(zhèn)痛、保健心血管［19］。這說明黃心夜合3種組織所釋放的揮發(fā)油成分都具有潛在的保健功能，適于養(yǎng)生。由于春季黃心夜合群落3種組織同時(shí)出現(xiàn)，3種組織所釋放的成分產(chǎn)生的疊加養(yǎng)生效應(yīng)可能會(huì)更明顯。

4 小結(jié)

黃心夜合3種新鮮組織中鮮葉、鮮花揮發(fā)油提取率較高，鮮花最高，達(dá)0.52%，而鮮嫩枝釋放揮發(fā)油成分豐富度最高，鮮嫩枝和鮮花所釋放的揮發(fā)油成分相對(duì)豐富。黃心夜合鮮花、鮮嫩枝和鮮葉3種新鮮組織在水蒸氣蒸餾法提取裝置中都釋放出2,4-二異丙烯基-1-甲基環(huán)己烷、γ-依蘭油烯、4（14）,11-桉葉二烯、γ-欖香烯等4種揮發(fā)油成分，這4種萜烯類化合物在鮮葉、鮮嫩枝、鮮花所釋放的揮發(fā)油成分分別為2.79%、4.80%、5.25%。可以看出，黃心夜合3種新鮮組織所釋放的4種萜烯類化合物即共同成分在鮮葉、鮮花、鮮嫩枝中的相對(duì)含量較少。但鮮葉和鮮嫩枝所釋放的揮發(fā)性成分中含共同成分12種，鮮花和鮮嫩枝含共同成分13種，而鮮葉和鮮花僅含4種共同成分。