靜態頂空氣相-質譜聯用法分析神農香菊花蕾和花中的揮發性成分

摘要：利用頂空加熱收集神農香菊花蕾和花的揮發性成分，運用ＧＣ－ＭＳ分離和鑒定揮發性成分的結構及相對含量。結果顯示兩個花期階段共鑒定出５２種揮發性成分，花蕾含４４種，花中含４７種，神農香菊由花蕾發展到花時，其主要成分α－水芹烯的含量明顯降低，而對傘花烴的含量顯著增高。α－水芹烯可能經過生理變化轉化為對傘花烴，這為進一步研究神農香菊的揮發性成分提供了參考．

關鍵詞：神農香菊；花蕾；花；揮發性成分；靜態頂空

中圖分類號：Ｏ６５７．７＋１；Ｏ６５７．６３ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）20－4266-03

Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｂｕｄ ａｎｄ Ｆｌｏｗｅｒ ｏｆ Ｄｅｎｄｒａｎｔｈｅｍａ ｉｎｄｉｃｕｍ ｖａｒ． ａｒｏｍａｔｉｃｕｍ ｂｙ Ｓｔａｔｉｃ Ｈｅａｄｓｐａｃ－Ｇａｓ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ

ＸＩＥ Ｃｈａｏ１，２，ＨＵＡＮＧ Ｌｏｎｇ２，ＲＯＮＧ Ｌｉｎ２，ＷＵ Ｚｈａｏ２，ＹＵ Ｓｈａｎｇ－ｇｏｎｇ１，ＦＡＮＧ Ｎｉａｎ－ｂａｉ１

（１． Ｋｅｙ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Mｅｄｉｃｉｎｅ Rｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Cｏｍｐｏｕｎｄ Pｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ （Ｈｕｂｅｉ Uｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Mｅｄｉｃｉｎｅ），Mｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Eｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ ４３００６１，Ｃｈｉｎａ； ２. Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Cｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Tｏｂａｃｃｏ Ｈｕｂｅｉ Iｎｄｕｓｔｒｉａｌ Cｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ ４３００6１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂｕｄ ａｎｄ ｆｌｏｗｅｒ ｏｆ Ｄｅｎｄｒａｎｔｈｅｍａ ｉｎｄｉｃｕｍ ｖａｒ． ａｒｏｍａｔｉｃｕｍ ｂｙ ｓｔａｔｉｃ ｈｅａｄｓｐａｃｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｇａｓ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＧＣ－ＭＳ）． ５２ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｉｎ the ｔｗｏ ｂｌｏｓｓｏｍ， among which ｔｈｅ ４４ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ was detected ｉｎ ｂｕｄ ａｎｄ ４７ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ｆｌｏｗｅｒ． Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ content ｏｆ α－ｐｈｅｌｌａｎｄｒｅｎｅ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ， ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂｕｄ ｔｏ ｆｌｏｗｅｒ phase， ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｐ－ｃｙｍｅｎｅ ｉｎｃｒｅａｓｅd ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ． Ｏｎｅ ｐｒｏｂａｂｌe ｐｈｙｓｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ might took place and ｔｒａｎｓｆｏｒｍ α－ｐｈｅｌｌａｎｄｒｅｎｅ ｉｎｔｏ ｐ－ｃｙｍｅｎｅ． Ｔｈｅ ｆｉｎｄｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａｎ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｎｄｒａｎｔｈｅｍａ ｉｎｄｉｃｕｍ ｖａｒ． ａｒｏｍａｔｉｃｕｍ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Dｅｎｄｒａｎｔｈｅｍａ ｉｎｄｉｃｕｍ ｖａｒ． ａｒｏｍａｔｉｃｕｍ； ｂｕｄ； ｆｌｏｗｅｒ； ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ； ｓｔａｔｉｃ ｈｅａｄｓｐａｃｅ

神農香菊［１］為菊科植物神農香菊Ｄｅｎｄｒａｎｔｈｅｍａ ｉｎｄｉｃｕｍｅ（Ｌ．）ＤｅｓＭｏｎｌ． ｖａｒ． ａｒｏｍａｔｉｃｕｍ Ｑ．Ｈ．Ｌ． ｉｎｅｔ． Ｓ．Ｅ． Ｚｈａｎｇ． ｖａｒ． ｎｏｖ．的干燥頭狀花序，主產于湖北神農架地區海拔２ ０００ m以上的向陽開闊地帶，具有濃郁的香氣。神農香菊植株一般在１０月底待花完全開放后進行采摘并自然陰干，再針對不同用途進行加工，現已在香料、中醫藥、食品中廣泛使用［２］，但神農香菊因其特殊的生長環境，產量有限，需要合理利用。植物的生長要經歷不同的時期，每個時期體內成分都會進行轉化，從而影響植物的藥理活性。目前國內多是對神農香菊的揮發油進行研究［３］，而對神農香菊采收前香味成分的研究較少，而且運用靜態頂空直接萃取其原始香味成分的報道也較少。因此，對神農香菊花蕾和花的揮發性成分進行分析比較，觀察二者的差異，將能夠為合理開發神農香菊提供一定參考價值。

１材料與方法

１．１材料

神農香菊花蕾和花于２０１０年１０月下旬采摘于神農架紅萍地區，由湖北中醫藥大學藥學院生藥教研室陳科力教授鑒定為Ｄｅｎｄｒａｎｔｈｅｍａ ｉｎｄｉｃｕｍｅ （Ｌ．） ＤｅｓＭｏｎｌ． ｖａｒ． ａｒｏｍａｔｉｃｕｍ Ｑ．Ｈ．Ｌ． ｉｎｅｔ． Ｓ．Ｅ． Ｚｈａｎｇ． ｖａｒ． ｎｏｖ。

１．２儀器

ＸＳ１０５ＤＵ分析天平（梅特勒－托利多，瑞士），ＤＳＱⅡ ＧＣ－ＭＳ氣相色譜－質譜聯用儀（含Ｔｒｉｐｌｕｓ自動頂空進樣器）（Ｔｈｅｒｍｏ－Ｆｉｓｈｅｒ，美國）。

１．３樣品處理

采摘后的神農香菊花蕾和花于自然通風處陰干，待完全干燥后粉碎成細粉，各取細粉０．５ ｇ分別置于２０ ｍＬ頂空瓶中，待測。

１．４頂空萃取條件

在１００ ℃條件下，震蕩３０ ｍｉｎ，進樣針溫度設為１１０ ℃，注入８００ μＬ分析。

１．５ＧＣ－ＭＳ分析條件

氣相條件：ＨＰ－５ＭＳ柱（３０ ｍ×０．２５ ｍｍ×０．２５ μｍ），不分流進樣，進樣口溫度２３０ ℃，載氣為高純氦氣，體積流量：１．０ ｍＬ／ｍｉｎ（恒流），升溫程序，４０ ℃保持１ ｍｉｎ，５ ℃／ｍｉｎ升至２５０ ℃，保持１０ ｍｉｎ。

質譜條件：ＥＩ模式，離子源溫度為２５０ ℃，電離能量為７０ ｅＶ，質量掃描范圍在３０～４５０ ｍ／ｚ之間。

２結果與討論

２．１神農香菊揮發性成分的定性及定量結果

按以上條件對神農香菊花蕾和花進行了ＨＳ－ＧＣ－ＭＳ分析，得到它們的揮發性成分ＧＣ－ＭＳ的ＴＩＣ圖（見圖１），共鑒定出５２種揮發性成分，其中花蕾有４４種成分，花有４７種成分，各成分的相對含量見表１。

在神農香菊花蕾的揮發性化學與分中，醛酮類有５種，醇類有１３種，酯類有５種，萜烯類有２１種；在全花中，醛酮類有４種，醇類有１２種，酯類有９種，萜烯類有２２種。表明神農香菊花揮發性成分中酯類成分多于花蕾，且２－甲基－２－丁烯酸乙酯、１－辛烯－１－醇乙酸酯、異戊酸異戊酯、３－甲基－２－丁烯－１－醇戊酸酯在花蕾中沒有檢測到。。

經計算，花蕾中鑒定出的４４種成分的峰面積占總峰面積的９９．５４％，花中鑒定出的４７種成分的峰面積占總峰面積的９９．１５％，其中相對含量高于１.00％的成分見表２。

２．２生理合成假設

從表２中可發現，神農香菊兩個花期主要成分差別不大，只是含量上有所差異。不過，花中α－水芹烯的相對含量（１９．１０％）明顯低于花蕾（３１．０５％），而對傘花烴在花中的相對含量（３０．６０％）明顯高于花蕾（２５．０９％），對比α－水芹烯和對傘花烴的結構，推測該變化可能與植物在生長過程中的代謝轉化有關（見圖２）。

在植物生長過程中，α－水芹烯受到某種脫氫酶的催化作用，在天然氫受體（如ＮＡＤ＋和ＮＡＤＰ＋）的共同協助下，使α－水芹烯中的環己二烯結構脫氫，再經過電子鏈的傳遞和細胞色素氧化系統的作用形成苯環，并將氫受體還原為植物體內所需的能量，如常見的三磷酸腺苷（ＡＴＰ），最終α－水芹烯轉化為對傘花烴。在對傘花烴的人工合成中，多用α－蒎烯作為原料進行合成，不少研究發現，在該反應過程中，α－蒎烯首先發生開環異構化，生成單環萜二烯，然后再進行單環萜二烯的氫轉移歧化生成對傘花烴，α－水芹烯就是幾種單環萜二烯中的一個中間態［４－６］。另外，也有研究利用三氯化釕和α－水芹烯來制備對傘花烴的釕配合物［７］。以上人工合成方法與本研究中假設的α－水芹烯在植物體內通過某種生理作用轉化為對傘花烴比較吻合，關于該反應的具體生理研究正在進行中。

３結論

本研究比較了神農香菊不同開花階段揮發性成分的差異，發現花中酯類成分較花蕾中多，但主要成分近似，只是含量上有所差異。在主要成分中，α－水芹烯的含量在開花過程中逐漸降低，而對傘花烴的含量在開花過程中逐漸升高，這可能與神農香菊在生長過程中的生理代謝有關。另外，α－水芹烯和對傘花烴也是神農香菊重要的藥效成分［８－１０］，不同花期這兩種成分含量的變化也會影響其藥理活性，目前，對兩種成分含量變化和結構轉變的研究正在進行中，揭示α－水芹烯和對傘花烴間的轉化機理將對合理開發神農香菊的藥用價值提供重要的參考價值。

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