劉應(yīng)煊

(湖北民族學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 恩施445000)

塔柏(Sabina chinensisL．)，又名蜀檜、檜柏，為柏科，圓柏屬常綠喬木或小喬木．其樹冠為塔形，枝葉蒼翠，四季常青，廣泛用作行道樹，也用于工廠、園林景觀綠化．其揮發(fā)油有特殊香味，可用作熏香劑、抑菌劑及生物活性殺蟲劑等．近年來，研究者對(duì)側(cè)柏活性組分的研究較為廣泛，主要集中在側(cè)柏葉、種子、樹皮和根揮發(fā)油組成以及抗腫瘤、抗菌活性分析等方面［1－4］，而對(duì)于塔柏?fù)]發(fā)性物質(zhì)的研究還很少，學(xué)術(shù)上主要研究了塔柏的種植及養(yǎng)護(hù)技術(shù)［5］、塔柏?zé)o性繁殖育苗技術(shù)及生長(zhǎng)障礙因子［6－9］、塔柏葉片中金屬元素和氮、硫元素含量分析［10］、塔柏的梨銹病及防治［11］等．本文基于常規(guī)水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油，采用GC－MS 聯(lián)用技術(shù)，對(duì)塔柏葉及其種子的揮發(fā)性組分進(jìn)行了鑒定和比較分析，為深入認(rèn)識(shí)塔柏在城市綠化中的保健及生態(tài)功能，合理選擇城市生態(tài)保健樹種提供參考，并為合理利用和開發(fā)塔柏資源提供理論依據(jù)．

1 材料與方法

1．1 材料與試劑

分析樣品于2013 年4 月采集于湖北民族學(xué)院桂花園校區(qū)，經(jīng)湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院鑒定為塔柏葉及其種子(青果)．

無水乙醚(分析純)(上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);無水硫酸鈉(分析純)(上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);實(shí)驗(yàn)用水皆為二次蒸餾水．

1．2 儀器與設(shè)備

氣相色譜(6890N)－質(zhì)譜(5975C)聯(lián)用儀(美國(guó)Agilent 科技有限公司);精密電子天平(瑞士Startorius 公司);色譜柱DB－5(30 m×0．25 mm，0．25 μm)(美國(guó)Agilent 科技有限公司);水蒸氣蒸餾裝置．

1．3 方法

1．3．1 揮發(fā)油的提取 取新鮮塔柏葉粉碎后置于2 L 三頸燒瓶中，加入800 mL 蒸餾水，蒸餾5 h，用無水乙醚萃取蒸出液3 次，合并萃取液，裝入100 mL 的圓底燒瓶中，加入無水硫酸鈉干燥，在冰箱中冷凍過夜．通入高純氮?dú)猓郐?N2)= 99．99%］吹干乙醚，得1．0 mL 澄清透明的淺黃色揮發(fā)油;按同樣的方法提取塔柏青果揮發(fā)油，得澄清透明的淺黃色揮發(fā)油1．5 mL，于4℃存儲(chǔ)以待GC－MS 分析．

1．3．2 GC－MS 分析 氣相色譜條件為色譜柱DB－5(30 m×0．25 mm，0．25 μm)毛細(xì)管柱;GC 進(jìn)樣口溫度250℃，以分流模式進(jìn)樣，分流比為1 ∶40;程序升溫:40℃等溫保持5 min，5℃/min 升溫至260℃，然后15℃/min 升溫至280℃，保持1 min;氣質(zhì)聯(lián)用儀接口溫度280℃．質(zhì)譜參數(shù):電子轟擊(electron impact，EI)離子源70 eV;電子倍增電壓1253 V;質(zhì)量掃描范圍30～550 u;掃描速率1 scan/s．被分離化合物的總離子峰峰面積使用GC－MS 聯(lián)用儀的工作站在設(shè)定積分閾值為19．0 時(shí)積分獲得，用峰面積歸一化法計(jì)算各組分的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

2 結(jié)果與分析

GC－MS 聯(lián)用技術(shù)廣泛用于植物揮發(fā)油和精油化學(xué)成分分析，按上述GC－MS 方法對(duì)塔柏葉及種子揮發(fā)油進(jìn)行分析．揮發(fā)油的總離子流圖(GC－TIC)見圖1，總離子流圖中各峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后得到質(zhì)譜圖，經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索同時(shí)與最新標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫(kù)NIST08 譜庫(kù)(1．91×105種化合物)和Wiley275 譜庫(kù)(3．2×105種化合物)相匹配，對(duì)正反匹配度均大于800(最大值為1000)的結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行人工譜圖解析，共鑒定出塔柏葉揮發(fā)油中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0．028%的74 種化學(xué)成分，占揮發(fā)油總油量的97．364%;鑒定出塔柏種子揮發(fā)油中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0．037%的61 個(gè)組分，占揮發(fā)油總油量的92．667% ，結(jié)果列于表1．

圖1 塔柏葉(A)和種子(B)揮發(fā)油總離子流圖Fig．1 Total ion chromatogram of the essential oil from leaves(A)and seeds(B)of Sabina chinensis

圖1 顯示了塔柏葉和種子中揮發(fā)油化學(xué)成分大體相似，但各組分相對(duì)含量存在較大差異．表1 中的數(shù)據(jù)清晰地表明了這一差異．塔柏葉揮發(fā)油中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的化合物是水芹烯，占揮發(fā)油總量的13.713%，其余主要成分分別為L(zhǎng)－醋酸冰片酯(10.490%)、L－4－萜品醇(10.163%)、檸檬烯(9.447%)、萜品烯(5.134%)、π蒎烯(4.397%)、萜基烯(3.424%)、萜品油烯(2.776%)、大根香葉烯(2.628%)、(+)－雙環(huán)倍半水芹烯(2.342%)等．塔柏種子揮發(fā)油中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的成分亦為水芹烯，占揮發(fā)油總量的20.281%，其余主要成分依次為L(zhǎng)－4－萜品醇(11.190%)、大香葉烯(10.677%)、檸檬烯(8.750%)、π 蒎烯(6.865%)、萜品烯(3.481%)、黑松烯(3.141%)、萜品油烯(2.914%)、1R－π 蒎烯(2.652%)、萜基烯(2.164%)、1－異丙基－4－甲基雙環(huán)［3.1．0］－2－己烯(2．017%)等．從鑒定出的化學(xué)成分的類別上看，萜類化合物、脂肪醇、脂肪酮、脂肪醛、酯類及烯烴為主要化合物．

表1 塔柏葉和種子香精油的化學(xué)組成Tab．1 Chemical composition of the essential oil from leaves and seeds of Sabina chinensis

續(xù)表1:

對(duì)比表1 中的數(shù)據(jù)，可以看到塔柏葉和種子揮發(fā)油中大部分化學(xué)成分相同，但在含量上差異較為顯著，如水芹烯都是它們最主要的化學(xué)成分，在塔柏葉的揮發(fā)油中含量為13.713%，但在塔柏種子的揮發(fā)油中含量達(dá)到了20.281%;L－醋酸冰片酯也是它們的主要化學(xué)成分，在葉揮發(fā)油中含量為10.490%，而在種子揮發(fā)油中只占1.520%;檸檬烯，在葉揮發(fā)油中含量為9.447%，在種子揮發(fā)油中含量為8.750%;萜品烯，在葉揮發(fā)油中含量為5.134%，在種子揮發(fā)油中含量為3.481%;π 蒎烯，在葉揮發(fā)油中含量為4.397%，在種子揮發(fā)油中含量為6.865%;萜基烯，在葉揮發(fā)油中含量為3.424%，在種子揮發(fā)油中含量為2.164%等．此外，葉和種子的揮發(fā)油化學(xué)成分盡管大部分相同，但也存在差異，如葉的揮發(fā)油中含有正己醇、1－辛烯－3－醇、(+)－4－蒈烯、1，2－二甲基－4－苯乙烯、3－甲基－3－丁烯基丁酸甲酯、側(cè)柏酮、1－異丙基－4－甲基－3－環(huán)己烯－1－醇、香荊芥酚、順式－3－己烯基異戊酸酯、π 甲基萘、π 旁波烯、卡拉烯、氧化石竹烯、山達(dá)海松二烯、雄甾－5－烯－4－酮、邁諾醇、海松醛、桃柘酚、7，15－海松二烯－3－醇等等，這些是種子的揮發(fā)油中所沒有的;而種子揮發(fā)油中含有的π 傘花烴、(E，Z)－1，3，5－十一烷三烯、乙酸葑酯、乙酸萜品酯、癸酸甲酯、(2E，4Z)－2，4－壬二烯酸乙酯、(Z)－π 法尼烯、π 甜沒藥烯、1－甲基－1－乙烯基－2，4－二異丙烯基環(huán)己烷、(2E，6E)－法呢醛、淚柏醚等，是葉揮發(fā)油中所沒有的，這些成分上的差異，被認(rèn)為是導(dǎo)致?lián)]發(fā)油香氣差異的主要原因．尤其是種子揮發(fā)油中的獨(dú)有成分，使其藥用價(jià)值較葉揮發(fā)油要高．

揮發(fā)油中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的水芹烯屬單環(huán)單萜類化合物，是一種無色至微黃色的油狀液體，具有新鮮柑橘或胡椒香氣，也是存在于桉樹油、小茴香油、肉桂葉油、松節(jié)油等多種揮發(fā)油中的天然成分．水芹烯有令人愉快的香氣，可用于食用香料，主要用于配制柑橘類和香辛料類人造精油，另外它還可以直接用于生物活性殺蟲劑，在精細(xì)化學(xué)領(lǐng)域也有獨(dú)特的應(yīng)用前景．由于其對(duì)支氣管有溫和的刺激作用，還可制成吸入劑用作祛痰劑［12－13］．L－醋酸冰片酯具有強(qiáng)烈的松樹樣的氣味和森林的新鮮香氣，天然含于針葉油中，特別是在冷杉油中為多．廣泛用于肥皂、化妝品以及室內(nèi)消毒殺菌的芳香清潔劑，也是室內(nèi)噴霧香精、浴用香精、爽身粉的重要組分，也少量用于食品香料，筆者認(rèn)為，L－醋酸冰片酯是柏樹葉特征香味的主要來源．

檸檬烯又稱苧烯，是一種無色淡黃色液體，具有令人愉快的檸檬樣香氣，是廣泛存在于植物中的單環(huán)單萜，是除哌烯外，自然界分布最廣的萜類．檸檬烯具有藥理活性，有利膽溶石、理氣開胃、消炎止痛的功效，可用于治療膽結(jié)石，膽囊炎及膽道術(shù)后綜合征等．此外，檸檬烯有具抗腫瘤，抑菌功效，還有祛痰、止咳、平喘作用，也可以作為殺蟲劑使用［14－15］．而萜品烯，具有柑橘和檸檬香氣，可做香料，主要用以配制人造檸檬和薄荷精油，遇空氣易氧化，可做抗氧化劑，主要存在于芫荽子油、檸檬油、枯茗油和香旱芹油等中．L－4－萜品醇屬單環(huán)單萜類化合物，具有丁香味，有殺菌功效，可做消毒劑．大香葉烯有抗菌抗氧化作用．π 蒎烯在空氣中能自動(dòng)氧化，可用做抗氧化劑，在工業(yè)上可用于矯正一些工業(yè)產(chǎn)品的香味，并可做涂料溶劑、殺蟲劑和增塑劑等，它也是一種重要的工業(yè)原料，可用于合成樟腦和香料等．萜品油烯也稱異松油烯，無色或淡琥珀色液體，有檸檬氣味，用作香料的原料．由于這些組分在葉和種子的揮發(fā)油中都有較高含量，使得塔柏?fù)]發(fā)油除了可用于香精的調(diào)配之外，還具有較高的藥用價(jià)值．

3 結(jié)論

采用水蒸氣蒸餾法分別提取塔柏葉及其種子的揮發(fā)油，通過GC－MS 分析揮發(fā)油的化學(xué)組成，對(duì)葉揮發(fā)油中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.028%的成分進(jìn)行了鑒定，共鑒定出74 種化合物，占揮發(fā)油總量的97.364%. 其揮發(fā)油主要成分為水芹烯，占揮發(fā)油總量的13.713%，其余主要成分分別為L(zhǎng)－醋酸冰片酯(10.490%)、L－4－萜品醇(10.163%)、檸檬烯(9.447%)、萜品烯(5.134%)、π 蒎烯(4.397%)、萜基烯(3.424%)、萜品油烯(2.776%)、大根香葉烯(2.628%)、(+)－雙環(huán)倍半水芹烯(2.342%)等．對(duì)種子揮發(fā)油中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.037%的成分進(jìn)行了鑒定，共鑒定出61 種化合物，占揮發(fā)油總量的92.667%. 其揮發(fā)油主要成分為水芹烯，占揮發(fā)油總量的20.281%，其余主要成分分別為L(zhǎng)－4－萜品醇(11.190%)、大香葉烯(10.677%)、檸檬烯(8.750%)、π 蒎烯(6.865%)、萜品烯(3.481%)、黑松烯(3.141%)、萜品油烯(2.914%)、1R－π 蒎烯(2.652%)、萜基烯(2.164%)、1－異丙基－4－甲基雙環(huán)［3.1．0］－2－己烯(2．017%)等．本文塔柏葉及其種子揮發(fā)油化學(xué)成分研究，對(duì)深入了解塔柏在城市綠化中的保健功能及生態(tài)功能，合理選擇城市生態(tài)保健樹種提供了參考，并為合理利用和開發(fā)塔柏資源提供理論依據(jù)．

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