女貞枝葉機械損傷前后揮發性物質的變化*

董建華 王 成 張 晶 任露潔

中國林業科學院林業研究所 國家林業局森林培育重點實驗室 國家林業局城市林業研究中心 北京 100091

植物在生長過程中會不斷釋放揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs），這些物質形成了植物特有的氣味。研究表明，植物揮發物具有較高的生物化學活性，可以增強空氣的清新感，緩解緊張情緒等，與人體身心健康關系密切[1-4]。女貞（Ligustrum lucidum Ait）四季常青，樹姿優美，耐修剪，抗污染力強，普遍用于庭院、道路、廠礦、學校的綠化美化，且全身是寶，其果實、葉、樹皮、根均可入藥[5]。目前對于女貞的研究主要集中在女貞子的主要化學成分和藥理作用上，關于女貞葉化學成分和藥理作用的研究相對較少[6]，對女貞在自然或近自然狀態下釋放的揮發性有機化合物研究尚未見詳細報道。因此，對女貞枝葉揮發性物質進行研究具有重要意義。本研究對自然狀態下和人工剪碎后女貞枝葉揮發性物質的種類、濃度進行了分析測定，以期為女貞的更好應用和管護提供一些理論依據。

1 材料與方法

1.1 揮發物收集方法

采樣地位于江蘇徐州，實驗時選擇健康生長良好的女貞，采用動態頂空吸附法進行揮發物的收集。（1）抽氣。選擇健康無缺刻的女貞枝葉用無臭采樣袋套住，用QC-1S型大氣采樣儀以1 L/min的氣流量抽盡袋內的空氣。（2）充氣。以氣流量為1 L/min向袋內充入經過無臭活性炭和GDX-101二級過濾的干凈空氣, 直到袋內氣體體積達到袋總體積的3/4左右，穩定30min。（3）循環采氣。連接大氣采樣儀、過濾介質、采樣袋、吸附管連成閉路系統，使過濾的空氣在進入采集袋內，將女貞揮發性化學物質吸附在吸附管中的吸附劑內，采樣時，控制流速為100ml/min，采樣時間為1h。而對于女貞枝葉機械損傷后揮發物的收集，是剪取新鮮的女貞枝葉400g，用切紙機切成1cm左右的碎片，放入無臭采樣袋中，經過抽氣、充氣，穩定4h后開始采集揮發物，采樣時間為5min。

1.2 分析方法

揮發物的分析鑒定采用自動熱脫附-氣相色譜／質譜聯用法（ATD-GC/MS；TurboMatrix650ATDAgilent 6890N-5973）。

ATD的主要條件：樣品管脫附溫度260℃，閥溫250℃，傳輸線溫度250℃，捕集阱溫度-30℃～300℃，脫附流速25ml/min，色譜柱流量1.0ml/min，出口分流10ml/min，入口分流5.0ml/min，注入7.6%，干吹1min，脫附時間10min。

GC的工作條件：DB-5MS石英毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm(i.d.)×0.25 μm），通過液氮脫附進樣，He載氣。程序升溫40℃（2min）-4℃/min －180℃( 2min)-15℃/min－270℃（2min）。

MS的工作條件： EI源，電子能量70ev，GS/MS接口溫度280℃，離子源溫度230℃，四級桿溫度150℃，掃描質譜范圍m/z25～550aum。

1.3 鑒定方法

所得GC/MS原始數據一總離子流(TIC) ，各峰代表的化學信息經計算機檢索NIST02譜庫，并根據保留時間、化學經驗，查閱相關化工辭典和科技辭典，參考相關資料進行確認及篩選。通過總離子流(TIC)的面積歸一化法得到女貞揮發物中各組分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 女貞枝葉機械損傷前后揮發物主要組分比較

由表1可知，在所鑒定的揮發性物質中，自然狀態下女貞枝葉揮發物質組分41種，其中烯烴11種，酯7種，醇3種，醛7種，芳香烴5種，烷烴6種，酮1種，雜環化合物1種。這些物質中有很多是對人體健康有益的成分，其中葉醇及其衍生物乙酸葉醇酯是世界流行的清香型名貴香料[7]，葉醇可降低人的a-腦波振幅值，減少人的壓抑感；乙酸己酯具有甜的、令人愉快的水果香氣；a-蒎烯是一種生物催化劑，可以調節線粒體的代謝和生物呼吸[8]，具有抑菌和殺菌作用，研究表明只要達到一定的濃度，a-蒎烯可以降低高壓引起的小鼠過高熱和強高熱[9]。β-蒎烯也具有抗炎、祛痰、抗真菌作用。D-檸檬烯具有適當增強腸道UGT(癌細胞因子)活性，更有效地消除致癌物，起到預防胃腸道的癌癥的作用[10]，同時檸檬烯還可以促進神經中樞維持覺醒。月桂烯可以興奮中樞[11]。癸醛具有花香氣味，在自然狀態下嗅聞使人產生愉悅意識[7-11]。這些化合物的總相對含量達到73.02%，是女貞枝葉揮發物的主要成分。下文中提到的對人體健康有益的揮發性成分也主要指上述有文獻報道的幾種有益揮發性成分。

機械損傷后揮發物的組分有35種，其中烯烴12種，酯7種，醇3種，醛3種，芳香烴3種，烷烴6種，雜環化合物1種。兩者相比較，機械損傷后減少的成分包括糠醛、2-甲基-4-戊烯醛、庚醛、水楊醛、1-辛烯、苯乙烯、反-2-己烯醇、甲酸己酯、1-甲基萘、(1,1’-聯環戊基)-2-酮，增加的成分包括二氫月桂烯醇(1.25%)、長葉環烯(1.11%)、對-薄荷-1,4(8)-孟二烯（0.44%）、2-甲基-丙酸丁酯（0.54%），機械損傷后女貞揮發物的主要成分沒有發生變化。

可以看出，女貞枝葉揮發物以有益于人體健康的物質為主，說明女貞是一種優良的生態保健樹種，可以在城市生態保健林建設中廣泛使用。

2.2 女貞枝葉機械損傷前后揮發物主要組分相對含量

由表1可知，自然狀態下女貞枝葉各揮發物組分的相對含量，酯占61.04%，烯烴占12.82%，醇占8.89%，醛占8.62%，烷烴占2.78%，芳香烴占4.12%，酮占0.72%，雜環化合物占1.01%。機械損傷后各揮發物組分的相對含量，酯占58.74%，烯烴占24.67%，醇占4.52%，醛占3.19%，烷烴占2.78%，芳香烴占4.36%，雜環化合物占1.73%。機械損傷后烯烴的總量明顯增加，醇和醛則明顯降低。

機械損傷前后女貞枝葉揮發物組分中，乙酸葉醇酯，乙酸己酯，葉醇和1R-a-蒎烯相對含量均較高，自然狀態下其相對含量分別為48.49%、7.08%、7.16%和5.58%，機械損傷后分別為38.34%、17.70%、2.64%和10.19%。在自然狀態下和機械損傷后女貞枝葉揮發物的相同組分中，機械損傷后主要組分相對含量上升幅度較大的有1R-a-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、(Z)-羅勒烯、[1s-(1.a.,3a.β.,4.a.,8a. β.)]-十氫-4,8,8-三甲基-9-亞甲基-1,4-亞甲基甘菊環、石竹烯和乙酸己酯，主要為萜烯類化合物，即有利于人體保健的揮發物成分有所增加；相對含量降低幅度較大的主要有葉醇、乙酸葉醇酯、己醛和壬醛，機械損傷后對人體健康有益的揮發性成分的總相對含量達到77.36%。

表1 女貞枝葉揮發物的主要成分

3 結論與討論

（1）ATD-GC/MS分析表明女貞枝葉揮發性物質主要組分為酯、烯烴、醇和醛類化合物，分別占到揮發物總量的61.04%、12.82%、8.89%和8.62%，相對含量超過5%的成分有乙酸葉醇酯、乙酸己酯、葉醇、1R-a-蒎烯，對人體健康有益的揮發性成分的總相對含量達到70%以上。同時機械損傷后枝葉揮發物的成分相對含量有所變化，但仍然以對人體有益的揮發性成分為主說明女貞具有較高的保健效益，可以作為良好的綠化保健樹種加以推廣。

（2）對機械損傷前后女貞枝葉揮發性物質成分進行比較發現，與自然狀態下相比，新增加的組分包括二氫月桂烯醇、長葉環烯、對-薄荷-1,4（8）-孟二烯、2-甲基-丙酸丁酯，這些組分可能是機械損傷后誘導產生的，在女貞中可能具有直接防御、間接防御等生理生態功能；減少的組分包括糠醛、2-甲基-4-戊烯醛、庚醛、水楊醛、1-辛烯、苯乙烯、反-2-己烯醇、甲酸己酯、1-甲基萘、（1,1’-聯環戊基）-2-酮。這些物質在機械損傷前揮發物組分中的相對含量也較低，其減少機制尚需進一步研究。

（3）機械損傷后女貞枝葉揮發物主要組分的相對含量發生變化，與損傷前相比烯烴增加了92.43%,酯、醇和醛類化合物分別減少了3.77%、49.16%、62.99%。機械損傷后女貞揮發物組成中，對人體健康有益的揮發性成分的總相對含量達到77.36%，呈增加趨勢，且對人體作用較大的萜烯類化合物在總揮發物中所占的比例增大，達到24.67%。說明機械損傷后女貞釋放出的對人體有益的成分的相對含量升高，由此可以推斷，修剪有助于提高女貞的保健功能，日常管護中可以在不影響樹木長勢和觀賞效果的前提下，適當增加對女貞的修剪整形次數，以更好發揮其改善環境質量的效益。

（4）本研究主要對自然狀態下女貞揮發物的組成進行了探討，發現女貞揮發物組分中含有大量對人體有益的揮發性成分，因此，建議今后可以進一步開展女貞揮發物保健功能的研究，結合生物測試，深入探討不同濃度揮發物環境、不同植物配置揮發物環境的保健效益，為今后在森林浴場、康復花園等建設中科學選擇使用女貞提供依據。

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