木蝴蝶不同部位揮發(fā)油化學(xué)成分GC-MS 分析*

陶桂祥，王永路，孫正海 ，楊 帆，嚴苓方，姚國瓊

(1.云南省面向南亞東南亞經(jīng)濟林全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合研發(fā)中心，云南 昆明 650224；2.云南省高效經(jīng)濟林培育示范型國際科技合作基地，云南 昆明 650224；3.西南林業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院，云南 昆明 650224；4.云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 園林園藝學(xué)院，云南 昆明 650224)

木蝴蝶[Oroxylum indicum(L.)Vent.]為紫葳科(Bignoniaceae)木蝴蝶屬(Oroxylum)直立小喬木，主要分布于中國西南、華南和臺灣省以及印度、柬埔寨、菲律賓、老撾、緬甸、越南、泰國、馬來西亞和印度尼西亞等地區(qū)，適于在海拔500～900 m 的地區(qū)生長[1]。木蝴蝶首載于《滇南本草》，原名千張紙，《本草綱目拾遺》始名木蝴蝶[2]?！吨兴幋筠o典》記載木蝴蝶可清肺熱、利咽喉，治療急慢性支氣管炎、咽喉腫痛和扁桃體炎[3]；傳統(tǒng)中醫(yī)研究表明：木蝴蝶性味苦、甘、涼，有清肺、利咽、止咳、舒肝、和胃之功效，主治肺熱咳嗽、喉嚨疼痛、聲音嘶啞、肝胃氣痛以及瘡口不斂[4-5]。在西雙版納等地區(qū)，木蝴蝶果實亦作蔬菜食用。木蝴蝶的花和果都比較大，花呈紫紅色，果通常呈黑褐色，像船又像劍，種子像一只白色的蝴蝶，總狀花序頂生，蒴果長披針形，扁平，木質(zhì)，是夏、秋季理想的觀花和觀果植物[6]。因此，木蝴蝶是一種藥食同源且具有觀賞價值的多功能型植物。

在中國，木蝴蝶主要以種子入藥；在印度、孟加拉國和泰國，木蝴蝶的葉和樹皮亦做藥用。隨著研究的不斷深入，木蝴蝶的其他藥用價值不斷被發(fā)現(xiàn)，如其果實提取物對小鼠脂肪細胞3T3-L1 中的脂質(zhì)積累起抑制作用，且能抑制脂肪細胞中脂質(zhì)和碳水化合物的積累，還具有抑制與脂肪吸收相關(guān)酶的潛力，說明木蝴蝶果實可以用于治療肥胖[7]；MANGAL 等[8]還發(fā)現(xiàn)木蝴蝶的樹皮亦具有抗肥胖作用；木蝴蝶的全莖提取物可抑制P38 MAPK 激酶活性、NF-κB 轉(zhuǎn)錄因子和細胞因子mRNA 水平，可防止進一步肝損傷[9]；此外，木蝴蝶根皮的抗氧化合物能在協(xié)同作用下保護心臟[10]。綜合前人研究分析發(fā)現(xiàn)：木蝴蝶果實、根、莖、葉和樹皮等皆具有藥用成分，不同部位既有相同亦有不同的藥理作用，不同部位之間成分差異不明確。因此，本研究利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)對木蝴蝶植株不同部位的化學(xué)成分進行分析，旨在掌握木蝴蝶不同部位化學(xué)成分組成及其相對含量，為木蝴蝶藥用成分的開發(fā)以及藥理評價提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試木蝴蝶采自云南省西雙版納州勐養(yǎng)鎮(zhèn)(N22°5′30″，E100°53′42″)，長勢健壯，無病蟲害，帶果實。

1.2 主要儀器

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀GCMS-QP2010 Plus(日本島津公司)、自動熱脫附儀(美國鉑金埃爾默公司)、萬能粉碎機-FW80/FW100(北京市永光明醫(yī)療儀器廠)、調(diào)溫電熱套(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)、電子分析天枰[ 奧豪斯儀器(上海)有限公司 ]和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海榮亞生化儀器廠)。

1.3 試驗方法

1.3.1 木蝴蝶8 個部位揮發(fā)油的提取

將采集的木蝴蝶植株自然陰干，將其分成8 個部位(圖1)并對應(yīng)編號，用萬能粉碎機將其分別粉碎并裝袋，備用。參照趙麗娟等[11]的方法提取木蝴蝶揮發(fā)油，具體方法為：稱取木蝴蝶樣品粉末30 g，置于1 000 mL 圓底燒瓶中，加入去離子水500 mL 浸泡24 h；浸泡液蒸餾7 h，將蒸餾后的混合液真空抽濾，得濾液300～350 mL；乙醚連續(xù)萃取濾液3 次(每次加入乙醚100 mL)，得乙醚混合液300 mL；將乙醚混合液用無水硫酸鈉干燥，置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上旋蒸(水溫36～42 ℃，轉(zhuǎn)速70 r/min，真空泵壓力實時調(diào)節(jié))至乙醚全部揮發(fā)，得到附著于燒瓶內(nèi)壁的油狀液體即為揮發(fā)油；計算回收率，并用正己烷將揮發(fā)油洗出裝瓶備用。

圖1 木蝴蝶植株各部位示意圖Fig.1 Schematic diagram of various parts of Oroxylum indicum

1.3.2 揮發(fā)油 GC-MS 分析

將揮發(fā)油用正己烷稀釋定容后進行GC-MS分析，色譜條件為：色譜柱HP-5(0.25 mm×30 mm×0.25 mm)，程序升溫起始溫度60 ℃，然后以5 ℃/min 升至210 ℃，保持10 min；載氣為高純He；載氣流速1 mL/min；進樣口溫度200 ℃；進樣量1 μL；溶劑延遲3 min。檢測質(zhì)譜條件為：EI 源電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；質(zhì)量掃描范圍40～800 u。質(zhì)譜圖譜解析：生成的質(zhì)譜圖主要用計算機標準質(zhì)譜圖庫(NIST2002)進行檢索，并結(jié)合文獻進行人工解析，鑒定化學(xué)成分，運用氣相色譜面積歸一化法確定各成分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 木蝴蝶8 個部位揮發(fā)油提取結(jié)果

由表1 可知：木蝴蝶植株的8 個部位中均含有揮發(fā)油，物理性狀都為油狀液體；色澤有淡黃色、黃綠色和黃褐色，顏色相近。不同部位揮發(fā)油回收率在0.82%～7.34%之間。主根的揮發(fā)油回收率最低，根基部次之；果實的揮發(fā)油回收率最高，側(cè)枝一次之；果實揮發(fā)油回收率是主根揮發(fā)油回收率的9.51 倍。雖然不同部位的揮發(fā)油含量不同，但總體上植株相鄰部位的回收率比較接近。

表1 木蝴蝶植株各部位揮發(fā)油回收率Tab.1 Recovery rate of volatile oil from all parts of the Oroxylum indicum

2.2 木蝴蝶8 個部位化學(xué)成分分析

由表2 可知：木蝴蝶的須根、主根、根基部、莖一、莖二、側(cè)枝一、側(cè)枝二及果實8 個部位揮發(fā)油中分別檢出12、17、13、4、21、8、15 和9 種化合物，其相對含量分別占各部位揮發(fā)油總量的99.94%、79.09%、99.84%、37.56%、71.94%、87.10%、85.76%和92.41%，各部位的化學(xué)成分和含量有較大差異。8 個部位共鑒定出78 種化合物，主要是醇類、酚類、酮類和醛類，這些化合物在木蝴蝶植株的各部位均有分布，但是含量有所不同，如醇類物質(zhì)在木蝴蝶根、莖中的含量明顯比其他部位多。其中，二甲胺、己醛、(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇、3-甲基-2-丁醇、1,2-環(huán)氧樹脂-5-甲基己烷、苯甲酸甲酯、肌氨酸、苯乙酮、鄰甲基間羥基二苯胺、苯甲酸、2,6-二叔丁基對甲酚、香蘭素、丁香醛和4-羥基-3-甲氧基肉桂醛等14 種化合物為2 個以上部位共有。

表2 木蝴蝶不同部位揮發(fā)油成分和相對含量Tab.2 Constituent and relatively content of volatile oil from different parts of O.indicum

表2 (續(xù))

表2 (續(xù))

3 討論

植物資源的綜合開發(fā)利用一直是研究的重點。對于藥用植物，植株中揮發(fā)油成分和含量的研究是其綜合開發(fā)中比較重要的部分。GC-MS技術(shù)作為復(fù)雜混合物分析的定性和定量手段之一，主要是借助氣相色譜分析儀和質(zhì)譜儀，結(jié)合已報導(dǎo)的化合物色譜特征，對未知的植物和動物等材料進行化合物檢測。由于其速度快和沒有特殊要求，在化合物快速檢測中被廣泛應(yīng)用[12-16]。目前，GC-MS 技術(shù)在木蝴蝶化合物檢測中已有應(yīng)用，但檢測方法不同，鑒定結(jié)果也存在差異，如趙麗娟等[11,17]從木蝴蝶種子中鑒定出18 種化合物，李楠楠等[18]鑒定出19 種化合物，翟翔宇等[19]和趙獻敏等[20]分別從木蝴蝶種子中分離得到11 和14 種化合物。木蝴蝶的研究開發(fā)多集中于其種子的藥用價值，而對其植株各部位、多用途的綜合開發(fā)利用鮮有報道，這一現(xiàn)狀與它的可開發(fā)價值不相符。

雖然木蝴蝶不同部位有不同的藥用價值[7-10]，但目前缺乏對木蝴蝶不同部位化學(xué)成分的鑒定結(jié)果。本研究利用GC-MS 技術(shù)分析木蝴蝶須根、主根、根基部、莖一、莖二、側(cè)枝一、側(cè)枝二和果實8 個不同部位揮發(fā)油的化學(xué)成分，并對其不同部位的化合物進行鑒定，為后期野生木蝴蝶種質(zhì)資源的保護及開發(fā)提供理論依據(jù)。此外，通過對木蝴蝶不同部位化合物的對比分析，在部分木蝴蝶部位中發(fā)現(xiàn)了該部位特有的或者較其他部位相對含量明顯高的物質(zhì)，如在莖一中發(fā)現(xiàn)L-丙氨酸，該物質(zhì)藥用價值很高，可用于治療肝、腦疾病，可使肝昏迷患者迅速蘇醒，同時還是一種利尿的良藥[21]；在側(cè)枝一中發(fā)現(xiàn)的羥基脲具有較好的抗腫瘤作用[22]；在側(cè)枝二中發(fā)現(xiàn)的芐醇是一種極為有用的定香劑，是月下香、茉莉和伊蘭等香精調(diào)配必須的香料[23]；在果實中發(fā)現(xiàn)的1-金剛烷乙胺可用于制造各類抗流感病毒藥物等[24]。這些特有或含量較高的物質(zhì)可為木蝴蝶不同部位的藥理評價和藥用成分開發(fā)提供科學(xué)的理論依據(jù)，后期可對其特有化學(xué)成分的開發(fā)進行深入研究。同時，木蝴蝶作為具有獨特食用功能和觀賞價值的植物，后期可對其適宜栽培條件和繁殖技術(shù)進行研究，并在現(xiàn)代園林綠化中合理利用。

4 結(jié)論

本研究利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)從木蝴蝶植株須根、主根、根基部、莖一、莖二、側(cè)枝一、側(cè)枝二及果實8 個部位分別檢測出12、17、13、4、21、8、15 和9 種化合物，這些化合物以醇類、酚類、酮類和醛類為主，其中含量最多的是醇類物質(zhì)。這4 類化合物在木蝴蝶植株的各個部位均有發(fā)現(xiàn)且相對含量較高，不同部位的揮發(fā)油成分基本一致，主要是化合物的種類和相對含量不同。木蝴蝶有些部位中發(fā)現(xiàn)了特有的或者較其他部位相對含量明顯高的物質(zhì)，這些物質(zhì)有極高的開發(fā)價值。