肖祥希,陳正平,林冠烽,潘惠忠,高 楠,余孟楊,何文廣
(1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院,福建 福州 350012; 2.福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院, 福建 福州 350002; 3.福建省清流國有林場,福建 清流 365300)
植物活性提取物因具有獨特生物功能活性和較高安全性的特點,近年來已經(jīng)逐漸滲透到醫(yī)藥、化妝品、化工和食品等行業(yè)。由于植物的枝條、種子甚至花粉中含有大量抽出物,具有獨特生物功能活性和較高安全性,可在精細(xì)化工、醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。研究者對植物各組分的抽出物提取進行了大量的研究。Liu等[2]以樟樹種子為原料提取油脂,并利用固定化脂肪酶催化醇解合成生物柴油。Svitlana等[3]和吳開金等[4]采用麻瘋樹種子油為原料,對其脂肪酸組成進行研究,并在實驗室范圍內(nèi)生產(chǎn)出生物柴油。Sun等[5]以肉桂嫩枝為原料提取精油,并對緩解小鼠的疼痛和炎癥進行了研究。Padalia等[6]以印度白千層的枝葉為原料提取精油,發(fā)現(xiàn)精油中的主要成分為橙花叔醇。肖遠(yuǎn)燦等[7]以甘青青蘭的新鮮枝葉為原料,采用水蒸氣提取法提取精油。沈丹玉等[8]以茶樹籽和油茶籽為原料,對其油脂中的脂溶性化學(xué)成分進行分析比較。賈秀穩(wěn)等[9]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析石榴花精油的化學(xué)成分。
油杉是古老的孑遺珍貴樹種,為我國特產(chǎn)樹種之一,為促進油杉(種子、枝條和花粉)的綜合利用,本文以正己烷、石油醚和乙醇等為溶劑,提取油杉的花粉、枝條和種子中的抽出物,并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法分析其有機抽出物的化學(xué)成分,可望為油杉組分的綜合利用提供參考。
油杉(樹齡50 a以上)種子、枝條和花粉來源于永泰地區(qū),陰干、破碎后待用。石油醚、正己烷和乙醇均為分析純,購于中國醫(yī)藥(集團)上海化學(xué)試劑公司。儀器主要為索氏抽提儀、微型植物粉碎機和恒溫水浴鍋等。
參考GB/T 5512—2008 糧食、油料檢驗粗脂肪測定[10]的方法對種子、枝條、花粉抽出物含量進行測定。抽出物含量計算公式為:Y=m1/m×100%,式中:Y為抽出物含量(%);m1為種子、枝條和花粉抽出物的質(zhì)量(g);m為種子、枝條和花粉的干質(zhì)量(g)。
采用氣相色譜-質(zhì)譜儀(美國安捷倫科技公司)對抽出物的化學(xué)成分進行分析。氣相色譜-質(zhì)譜儀的條件為:氣相色譜的毛細(xì)管為石英毛細(xì)管柱HP-5(30 m×0.25 mm,0.25 m),起始溫度為50 ℃,并以升溫速率5 ℃·min-1升溫至200 ℃保持5 min,再以升溫速率10 ℃·min-1升溫至260 ℃保持至分析完成,載氣為N2(99.99%),分流比30∶1,進樣口溫度250 ℃,柱流量1.0 mL·min-1。EI 電離源,70 eV;離子源溫度230 ℃,四極桿溫度180 ℃,質(zhì)量掃描范圍m/z 50~550。采用人工解析和計算機檢索各峰對應(yīng)的質(zhì)譜圖,以峰面積歸一法計算相對含量。
抽提時間對油杉種子、枝條、花粉抽出物含量的影響見圖1。由圖1a可知,以石油醚為抽提溶劑時,隨著抽提時間的延長,油杉種子、枝條、花粉的抽出物含量呈不斷上升的趨勢,分別從2 h的34.42%、19.46%、5.55%增加到8 h的43.96%、24.78%、5.91%,說明抽提時間的延長有利于抽出物含量的增加。其中枝條的抽出物含量在2~4 h階段有較大的提升,花粉的抽出物含量總體變化不大。由圖1b可知,以正己烷為抽提溶劑時,隨著抽提時間的延長,油杉種子、枝條、花粉的抽出物含量呈不斷上升的趨勢,分別從2 h的34.02%、16.60%、10.62%增加到8 h的40.47%、18.88%、11.60%。由圖1c可知,以乙醇為抽提溶劑時,隨著抽提時間的延長,油杉種子、枝條、花粉的抽出物含量呈不斷上升的趨勢,分別從2 h的33.15%、20.24%、13.08%增加到8 h的37.19%、25.40%、14.96%。
綜上所述,采用不同溶劑(石油醚、正己烷、乙醇)對油杉種子、枝條、花粉進行抽提,其抽出物含量均隨抽提時間的延長呈不斷上升的趨勢,說明抽提時間的延長有利于脂肪油的抽出,種子、枝條、花粉的抽出物含量大小順序為種子>枝條>花粉。
抽提溶劑對油杉種子、枝條、花粉抽出物含量的影響見圖2。由圖2可知,對于油杉種子,以石油醚為溶劑抽提,其抽出物含量最高,正己烷次之,乙醇最低。對于油杉枝條,以乙醇為溶劑抽提,其枝條的脂肪油溶出量最高,石油醚次之,正己烷最低。對于油杉花粉,以乙醇為溶劑抽提,其花粉的脂肪油溶出量最高,正己烷次之,石油醚最低。3種溶劑的極性為乙醇>石油醚>正己烷,然而對于油杉種子、枝條、花粉的抽出物含量,并未完全遵循極性越高,越有利于極性成分——脂肪油的抽出,故必須根據(jù)原料的特性,選擇合適的抽提溶劑。
采用正己烷為抽提溶劑抽提6 h的油杉種子、枝條、花粉的脂肪油的化學(xué)成分分析見表1。由表1可知,油杉種子、枝條、花粉的正己烷抽出物中均含有α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、石竹烯、蛇麻烯、(1 -順式)1,2,3,5,6,8a-六氫-4,7-二甲基-1-(1-甲基乙基)-萘和金合歡醇。油杉種子正己烷抽出物中化合物有13種,主要成分為:α-蒎烯(34.72%)、β-蒎烯(24.23%)、十六烷酸(8.24%)。油杉枝條的正己烷抽出物中化合物有12種,主要成分為:5-(7a-異丙烯基-4,5-二甲基-八氫茚-4-基)-3-甲基-2-烯戊醇(33.21%)、α-蒎烯(29.57%)、石竹烯(15.34%)。油杉花粉的正己烷抽出物中化合物有13種,主要成分為:α-蒎烯(40.05%)、β-蒎烯(21.34%)和石竹烯(11.39%)。從以上分析可知,油杉的不同組分其主要抽出物的種類及其含量均不同。
圖1 抽提時間對抽出物含量的影響
圖2 抽提溶劑對抽出物含量的影響
序號保留時間/min化合物相對含量/%種子枝條花粉1604α?蒎烯3472295740052665β?蒎烯242319421343730檸檬烯47223824641014內(nèi)型?1,7,7?3甲基二環(huán)[221]庚烷?2?醇乙酸酯194--511033,7?二甲基?2,6?辛二烯?1?醇乙酸乙烯酯191--61126β?欖香烯-23916171164石竹烯23615341139811937,11?二甲基?3?亞甲基-十二烯360--912081,5,9,9?四甲基?1,4,7?環(huán)?十一碳三烯-3242861012442?十三烷酮407299-111265蛇麻烯266305147121303(1?順式)1,2,3,5,6,8a?六氫?4,7-二甲基?1?(1?甲基乙基)?萘166212155131423石竹烯氧化物--174141553α?米萜烯--163151652金合歡醇741202079
表1(續(xù))
在抽出物中,α-蒎烯為精油產(chǎn)品中單萜烯的主要組分,具有松木香氣,可作為芳樟醇和松油醇等合成香料的主要原料,也可作為萜烯樹脂、增塑劑和合成潤滑劑的原料。β-蒎烯主要用作紫羅蘭酮、檸檬醛、香葉醇、芳樟醇等合成香料的原料,也是合成維生素E和β-蒎烯樹脂的重要原料。十六烷酸可用作防水劑和沉淀劑,其鉀鹽和鈉鹽可作乳液聚合的乳化劑,鋅鹽和鋁鹽等可用于油墨、潤滑劑、增塑劑和涂料中。3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇乙酸乙烯酯可作為食用香料和食品添加劑。檸檬烯可作為日用化學(xué)品香精和化妝品的頭香香料,并且具有良好的抑菌、鎮(zhèn)咳、祛痰作用,在臨床上復(fù)方檸檬烯可用于溶石、利膽、促進消化液分泌等。石竹烯為雙環(huán)倍半萜類化合物,可用于食品和藥品的調(diào)香。葉綠醇為4個異戊二烯組成的雙萜,是葉綠素的組成部分,為合成維生素E和維生素K的主要原料。因此,油杉組分的抽出物具有重要的應(yīng)用價值。
1)采用不同溶劑(石油醚、正己烷、乙醇)對油杉種子、枝條、花粉進行抽提,其抽出物含量均隨抽提時間的延長呈不斷上升的趨勢,種子、枝條、花粉的抽出物含量大小順序為種子>枝條>花粉。
2)對于油杉種子,以石油醚為溶劑抽提,其抽出物含量最高;對于油杉枝條和花粉,以乙醇為溶劑抽提,其抽出物含量最高。
3)油杉種子和花粉的正己烷抽出物中化合物主要為α-蒎烯、β-蒎烯,油杉枝條的正己烷抽出物中化合物主要為5-(7a-異丙烯基-4,5-二甲基-八氫茚-4-基)-3-甲基-2-烯戊醇、α-蒎烯。油杉組分的抽出物可以用于香精、香料、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域,具有重要的應(yīng)用價值。
*:本研究還得到了國家林業(yè)局南方山地用材林培育重點實驗室和福建省森林培育與林產(chǎn)品加工利用重點實驗室的資助,在此一并致謝!
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