黃心夜合不同組織揮發油成分分析

雷凌華，朱強根，夏更壽，肖 悠，于曉英

（1.麗水學院 生態學院，浙江 麗水 323000；2.湖南農業大學 園藝園林學院，湖南 長沙 410128；3.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點實驗室，湖南懷化418008）

很多植物不僅有很高的觀賞價值，而且還通過其葉、枝、干、皮、花、果、芽等釋放出多種對人體健康有益的揮發性物質，如α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、莰烯、檸檬烯、1,8-桉葉油素等揮發油成分具有消炎、降壓等療養活性［1］。植物的揮發油成分可以治療冠心病、高血壓等疾病，且治療呼吸道系統疾病效果更明顯［2］，以單萜的治療效果最明顯［3］。因此，研究植物資源的揮發油成分，為開發利用植物揮發油成分的保健應用價值夯實了物質基礎，為提高人們體質開辟了新的途徑。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、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、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被提取了揮發油。同種植物各組織器官用同種方法提取的揮發油成分存在差異，但有共同的組分［4-6］，并隨樹種不同呈現差異性變化。制約植物揮發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油成分的季節有關，也與植物的群落結構、種類、株齡、葉齡及植株的發育部位等有關，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［4-10］。在同樣的生長條件下，幼樹相對大齡樹木釋放揮發性成分更快［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象［13］。植物群落結構越豐富，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Michelia常綠大喬木，樹形呈尖塔狀，其嫩枝欖青色，幼葉嫩黃色，春天所發新葉嫩紅色，散發撲鼻的香氣，花香濃郁，可應用于園林綠化，其干花蕾可入藥，是一種具有很大開發價值的園林珍稀樹木［15］。徐植靈等［16］通過鑒定黃心夜合干燥花蕾的揮發油，發現黃心夜合干燥花蕾揮發油成分中含有β-欖香烯、β-蒎烯、對-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］發現黃心夜合四季鮮嫩枝揮發油共含77種成分，而四季鮮葉揮發油共含65種成分。這說明黃心夜合各組織的揮發油成分非常豐富，然而有關黃心夜合在同一時期各個組織器官釋放揮發油成分及其活性的研究還鮮見報道。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間不同組織的揮發油成分，以氣相色譜-質譜聯用技術分析其成分，了解黃心夜合3種不同組織的揮發油成分，以期為黃心夜合潛在的園林生態功能、藥理功能、養生保健功能的深度開發提供參考。

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 株生長勢旺盛、 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類鮮樣進行現場清洗、瀝干，稱量后按1份500 g保存于3～5℃冰箱中，1周內將樣品處理完畢，以便對比分析黃心夜合同期3種不同組織的揮發油成分。所用有機試劑都為分析純，水為去離子純凈水。

1.2 實驗設備

設備包括XPE205分析天平（深圳市時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 實驗方法

1.3.1 水蒸氣蒸餾實驗 參考文獻［18］提取黃心夜合鮮葉揮發油成分，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，按常規水蒸氣蒸餾法提取，分離收集揮發油，稱量，密封保存于-4～0℃的冰箱。提取率以鮮質量計。重復5次·樣品-1，取平均值。黃心夜合鮮葉揮發油提取率=黃心夜合鮮葉揮發油質量/黃心夜合鮮葉質量×100%。將鮮嫩枝切成6～10 mm長的碎枝粒，處理同鮮葉。將鮮花切成4～8 mm寬的碎條，去嫩枝，長度以鮮花本身寬度為限，處理同鮮葉。

1.3.2 揮發油成分的分析 黃心夜合揮發性成分的定性定量分析采用氣相色譜-質譜聯用技術（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4 min， 以6℃·min－1升至100℃， 以10℃·min－1升至180℃， 持續 5 min， 以 15℃·min－1升到 280 ℃，持續 15 min； 柱前壓 47 kPa， 分流比 1∶11.0，流速 1.0 mL·min－1；進樣口溫度 250℃，進樣量1.0 μL。質譜條件：質核比掃描范圍45～550 u，全掃描方式；GCMS-QP2010，電子轟擊（EI）離子源，電子能量70 eV；檢測器電壓1.8 kV；離子源溫度200℃；接口溫度220℃；四極桿溫度150℃。實驗儀器：QP5050A型氣相色譜-質譜聯用儀（日本島津公司），Saturn 2000離子阱質譜儀，CP-3800氣相色譜儀（美國Varian公司）。

1.3.3 數據處理與質譜檢索 依前述GC-MS條件鑒定分析黃心夜合鮮花、鮮嫩枝、鮮葉揮發油成分，得到鮮花、鮮嫩枝、鮮葉的各峰質譜圖和總離子流色譜圖。通過對3種組織的質譜圖進行NIST標準譜庫的檢索，自動檢索分析各組分的質譜數據，結合譜圖人工解析，根據質譜裂解規律對黃心夜合鮮花、鮮嫩枝、鮮葉揮發油成分進行定性分析，經色譜峰面積歸一法計算各組分的質量分數。

2 結果與分析

2.1 黃心夜合各新鮮組織揮發油提取率的差異

黃心夜合不同組織經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。鮮嫩枝揮發油釋放出的香氣清雅，顏色嫩黃清亮；鮮葉揮發油釋放的香氣幽清，顏色呈嫩桔黃色，晶瑩透亮；鮮花揮發油釋放的香味濃郁，顏色呈桔黃色，發出渾濁亮光。從表1可見：黃心夜合鮮花揮發油平均提取率最高，達0.52%，鮮葉揮發油提取率較低，為0.22%，鮮嫩枝揮發油平均提取率最低，僅0.04%。在相同條件下，鮮花釋放揮發油的強度和量明顯高于鮮葉、鮮嫩枝，而鮮葉釋放揮發油的強度和量明顯高于鮮嫩枝。

表1 黃心夜合不同組織的揮發油提取率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油譜圖和成分分析

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

從表2發現：黃心夜合鮮嫩枝揮發油主要包括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。鮮花揮發油主要包括桉葉油-4（14）-烯-11-醇（13.59%）、四甲基環癸二烯甲醇（12.79%）、γ-杜松烯（9.56%）、 γ-桉葉油醇（8.76%）、表藍桉醇（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油成分差異性分析

從圖1和表2可發現：峰值在0.5以上的峰中，黃心夜合不同組織揮發油成分豐富度由高到低的順序為鮮嫩枝、鮮花、鮮葉。鮮花和鮮嫩枝揮發油含2,4-二異丙烯基-1-甲基環己烷、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、表藍桉醇、γ-桉葉油醇、愈創木醇、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油成分中的相對含量達52.07%（其中萜烯類化合物占27.97%，醇類化合物占24.10%），在鮮嫩枝揮發油成分相對含量達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-甲基環己烷等4種共同成分，共同成分在鮮花揮發油成分中的相對含量為5.25% （其中萜烯類化合物占3.62%，烷類化合物占1.63%），在鮮葉揮發油成分中的相對含量為2.79%（其中萜烯類化合物占2.19%，烷類化合物占0.60%）。鮮葉和鮮嫩枝揮發油含2,4-二異丙烯基-1-甲基環己烷、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油成分中的相對含量為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%），在鮮嫩枝揮發油成分中的相對含量為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油成分中的相對含量為5.25%（其中萜烯類化合物占3.62%，烷類化合物占1.63%），在鮮葉揮發油成分中的相對含量為2.79%（其中萜烯類化合物占2.19%，烷類化合物占0.60%），在鮮嫩枝揮發油成分中的相對含量為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種新鮮組織的揮發油成分Table 2 Volatile oil components of three fresh tissues of Michelia martinii

表2 續Table 2 Continued

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

黃心夜合鮮花揮發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36.38%，醇類化合物主要有桉葉油-4（14）-烯-11-醇、四甲基環癸二烯甲醇、表藍桉醇、γ-桉葉油醇、τ-杜松醇、愈創木醇、δ-杜松醇等，含量高達54.77%。黃心夜合鮮花、鮮嫩枝和鮮葉3種組織揮發油成分都含萜烯類化合物，且都以單萜烯為主，同時所含的含氧化合物多以醇類為主。黃心夜合揮發油成分中的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離子的釋放，還能消炎鎮痛、保健心血管［19］。這說明黃心夜合3種組織所釋放的揮發油成分都具有潛在的保健功能，適于養生。由于春季黃心夜合群落3種組織同時出現，3種組織所釋放的成分產生的疊加養生效應可能會更明顯。

4 小結

黃心夜合3種新鮮組織中鮮葉、鮮花揮發油提取率較高，鮮花最高，達0.52%，而鮮嫩枝釋放揮發油成分豐富度最高，鮮嫩枝和鮮花所釋放的揮發油成分相對豐富。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-甲基環己烷、γ-依蘭油烯、4（14）,11-桉葉二烯、γ-欖香烯等4種揮發油成分，這4種萜烯類化合物在鮮葉、鮮嫩枝、鮮花所釋放的揮發油成分分別為2.79%、4.80%、5.25%?？梢钥闯?，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、鮮嫩枝中的相對含量較少。但鮮葉和鮮嫩枝所釋放的揮發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。