寧夏絲棉木果實(shí)揮發(fā)性成分的GC-MS分析*

劉新勝，袁　璐，姬曉靈

(1 寧夏醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，寧夏　銀川　750004;2 寧夏醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生與管理學(xué)院，寧夏　銀川　750004)

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分析測試

寧夏絲棉木果實(shí)揮發(fā)性成分的GC-MS分析*

劉新勝1，袁璐2，姬曉靈2

(1 寧夏醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，寧夏銀川750004;2 寧夏醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生與管理學(xué)院，寧夏銀川750004)

運(yùn)用GC-MS分析方法研究寧夏地區(qū)絲棉木果實(shí)果肉、種子主要揮發(fā)性化學(xué)成分。采用水蒸氣蒸餾技術(shù)分別從絲棉木果實(shí)果肉、種子中提取揮發(fā)性物質(zhì)，通過GC-MS聯(lián)用技術(shù)對揮發(fā)性成分進(jìn)行分析鑒定, 用色譜峰面積歸一化法計(jì)算各成分的相對含量。從絲棉木果實(shí)果肉揮發(fā)油中, 經(jīng)計(jì)算機(jī)質(zhì)譜庫的檢索，共鑒定出了46種組分，主要是醇類(23.65%)、酯類(21.53%)、羧酸類物質(zhì)(18.40%)、雜環(huán)化合物(16.62%)；從種子中共鑒定出了57種組分，主要為烴類物質(zhì)(84.99%)。絲棉木果實(shí)的果肉、種子所含揮發(fā)性成分差異較大，共有成分較少，為我們對絲棉木果實(shí)進(jìn)一步研究和運(yùn)用提供參考。

絲棉木；果實(shí)；揮發(fā)性成分；GC-MS；水蒸氣蒸餾法

絲棉木(Euonymus bungeanus)又名白杜、明開夜合、桃葉衛(wèi)矛，是衛(wèi)矛科衛(wèi)矛屬落葉小喬木或灌木。絲棉木喜光，生長迅速，具有耐旱、耐寒、耐鹽的優(yōu)點(diǎn)。花期為5～6月，果實(shí)成熟期為9～10月[1]。

絲棉木枝葉纖細(xì)，樹冠飽滿，外形娟秀美觀，有較高的觀賞性，一般作為庭陰樹和行道樹栽植。該樹種適宜性廣，對二氧化硫和氯氣等有害氣體具有較強(qiáng)的抗性，可有效改良空氣質(zhì)量，是我國一直大力推廣種植的優(yōu)良樹種。目前由國內(nèi)外的研究顯示，絲棉木植株樹皮含硬性杜仲膠，木材細(xì)膩堅(jiān)韌，可用于雕刻、制帆桿或滑車等；種子含豐富的脂肪類物質(zhì)，含油率高達(dá)40%以上，可用做工業(yè)用油，必需氨基酸總含量高達(dá)84 mg/g以上,除蛋氨酸和色氨酸外,基本每種必需氨基酸含量至少為10 mg/g[2]；我國民間就曾用其枝葉煎湯外治漆瘡用，以鮮根治膝關(guān)節(jié)痛，用其果實(shí)和根部止鼻血[3]。絲棉木中的揮發(fā)性成分非常豐富，葉子含黃酮甙類物質(zhì)[3]，對心臟的作用主要體現(xiàn)在治療心率失常、心絞痛、肺心病和慢性充血性心功能不全等疾病上，藥理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，從衛(wèi)矛中提取的總黃酮，是治療心絞痛和肺心病的有效成分[4]。通過建立鵪鶉高脂血癥模型，觀察鬼箭羽水煎液對脂質(zhì)代謝的影響，表明衛(wèi)矛水煎液具有調(diào)脂作用，對血清總膽固醇(TC)有降低趨勢，對高密度脂蛋白(HDL2-C)有升高趨勢，降低HDL3-C水平，同時使卵磷脂膽固醇酰基轉(zhuǎn)換酶LCATO活性升高[5]。此外藥理實(shí)驗(yàn)表明，其提取物能夠顯著降低高脂血癥小鼠的血糖和血脂水平，并且降低甘油三酯在肝臟的沉積[6]。絲棉木的莖木部可分離得三萜類物質(zhì)，分別是雷公藤內(nèi)酯甲、雷公藤內(nèi)酯乙、齊墩果酸等[7]，還有部分沒食子酸成分[8]。雷公藤堿、衛(wèi)矛堿、衛(wèi)矛羰堿、新衛(wèi)矛堿具有抗HIV活性[9]。藥理實(shí)驗(yàn)表明，絲棉木中含有的倍半萜吡啶生物堿類化合物對粘蟲均具有殺蟲作用，其取代基酯基的數(shù)目、位置以及吡啶生物堿基團(tuán)都影響殺蟲活性[10]。在某些實(shí)體腫瘤如皮膚癌、肺癌、腎上腺腫瘤、膀胱癌及白血病等的治療上，本屬植物有較好的治療效果。通過分離出的衛(wèi)矛苷A進(jìn)行了抗腫瘤的細(xì)胞毒活性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該化合物有明顯的抗人肺癌A549和人卵巢腺癌SK-OV-3細(xì)胞的作用[11]，并發(fā)現(xiàn)細(xì)胞毒活性隨著糖基的增多而減弱[12]。根可藥用，在跌打損傷、治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等藥用效果明顯。其中衛(wèi)矛醇有抗炎及免疫調(diào)節(jié)作用，能明顯的減輕其骨破壞程度，從而改善關(guān)節(jié)炎發(fā)病率。但目前國內(nèi)外的研究對絲棉木果實(shí)內(nèi)所含揮發(fā)性成分尚不明確。

本研究采用水蒸氣蒸餾法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)技術(shù)對絲棉木果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行提取和檢測，定性分析其主要成分，為其相關(guān)研究奠定理論基礎(chǔ)。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1材料與試劑

選擇寧夏醫(yī)科大學(xué)雁湖校區(qū)內(nèi)的絲棉木植株為實(shí)驗(yàn)對象，采摘2014年10～11月成熟期的帶殼絲棉木果實(shí)，選擇種粒飽滿碩大、色澤紅潤的果實(shí)為研究材料。

無水乙醚(分析純)；C8-C20正構(gòu)烷烴(色譜純)；去離子水

1.2儀器與設(shè)備

ME204E電子天平，上海有限公司；GCMS-QP2010聯(lián)用儀，日本島津公司；98-I-B電子控溫電熱套；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠；揮發(fā)油提取器；500 mL圓底燒瓶、冷凝管、燒杯、研缽等。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1樣品前處理

將采摘的成熟期絲棉木果實(shí)自然陰干。選擇溫度適宜、通風(fēng)良好的地點(diǎn)貯藏、避免陽光直接照射；待果實(shí)干燥后，手工剝除外殼，并將果肉與種子分離，分別作為待測樣品。

1.3.2揮發(fā)性成分的提取

將干燥的絲棉木果實(shí)粉碎研磨至粉末狀，準(zhǔn)確稱量分離后的果肉、種子的細(xì)粉原料各30 g，分別置500 mL的圓底燒瓶，按1:10的比例加去離子水，混合均勻后，將裝有樣品的燒瓶至于電熱套中，連接冷凝回流裝置，開啟電源，緩慢加熱至沸騰進(jìn)行蒸餾。蒸餾時間為6 h。萃取完成后冷卻，用乙醚沖洗裝置三次萃取出待測物質(zhì)，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將其濃縮至黃色的透明油狀物質(zhì)，提取出密封保存，置于4 ℃冰箱中，待測。

1.3.3GC-MS分析

1.3.3.1氣相色譜條件

色譜柱：HP-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱；進(jìn)樣口溫度：230 ℃；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；載氣高純氦氣，恒流流速1.0 mL·min-1；程序升溫：初始溫度50 ℃，保持1 min，以4 ℃· min-1升至150 ℃，保持2 min后以8 ℃·min-1升至250 ℃，保持10 min；接口溫度：280 ℃。

1.3.3.2質(zhì)譜條件

電子轟擊(EI)離子源，電子能量70 eV，離子源 230 ℃，質(zhì)量掃描范圍為35～500 amu。

1.3.4定性分析

檢測的未知化合物與NIST 11譜庫相匹配，對較高匹配度的檢索結(jié)果予以確認(rèn)；利用C8～C20作為混標(biāo)計(jì)算各化合物的保留指數(shù)，結(jié)合文獻(xiàn)保留指數(shù)進(jìn)一步對化合物進(jìn)行定性，并根據(jù)文獻(xiàn)確認(rèn)未知檢測成分，鑒定絲棉木植物種子和果肉內(nèi)含有的揮發(fā)性化學(xué)成分。

保留指數(shù)(retention index RI)是氣相色譜定性指標(biāo)的一種參數(shù)。待測物質(zhì)的保留指數(shù)是與待測物質(zhì)具有相同調(diào)整保留值的假想的正構(gòu)烷烴的碳數(shù)的100倍，通常以色譜圖上位于待測物質(zhì)兩側(cè)的相鄰正構(gòu)烷烴的保留值為基準(zhǔn)，用對數(shù)內(nèi)插法求得。在同一柱上，物質(zhì)的保留指數(shù)與柱溫呈線性關(guān)系。

保留指數(shù)(RI)的計(jì)算公式：

I=100Z+100[logt’R(x)-logt’R(z)]/[logt’R(z+1)-logt’R(z)]

式中：t’R為校正保留時間；Z和Z+1分別為目標(biāo)化合物(X)流出前后的正構(gòu)烷烴所含碳原子的數(shù)目，以上的保留指數(shù)(RI)的計(jì)算只用于恒溫分析。

1.3.5定量分析

通過面積歸一化法從總離子流圖計(jì)算各主要成分的相對含量。

2　結(jié)果與討論

按上述實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行GC-MS分析，得絲棉木果實(shí)果肉揮發(fā)性成分的氣相色譜總離子流圖，對每個色譜峰的化合物給出特定的MS峰(見圖1)。

圖1　絲棉木果實(shí)果肉中揮發(fā)性成分的總離子流色譜圖Fig.1　Total ion chromatogram of volatile components from the fruits of Euonymus bungeanus

從寧夏地區(qū)生長的絲棉木果實(shí)果肉揮發(fā)油中, 經(jīng)氣相色譜共分離出50種揮發(fā)性成分，經(jīng)計(jì)算機(jī)質(zhì)譜庫(NIST/WILEY)的檢索，共鑒定出了46種組分(見表 1)。

表1　絲棉木果肉中揮發(fā)性成分GC-MS分析結(jié)果Table 1　Volatile components from the fruits of Euonymus bungeanus by GC-MS analysis

續(xù)表1

4乙烯二乙酯1,1-Ethanediol,1,1-diacetateC6H10O45.0001.23955丙氧基乙酸-1-甲基-2-羰基丙酯3-Oxobutan-2-ylpropylcarbonateC8H14O46.2003.168561,3-丁二醇1,3-ButanediolC4H10O26.4254.218472-羥基-1,3-二氧環(huán)戊烷1,3-Dioxolane-2-methanolC4H8O36.6902.818782-(2-甲氧基-1甲氧乙氧基)-1-丙醇2-(2-Methoxy-1-methylethoxy)-1-propanolC7H16O38.0901.008091-(1-乙氧基乙基)-戊烷1-(1-Ethoxyethoxy)pentaneC9H20O28.9150.7481103-(1-甲基丁氧基)-2-丁醇3-(1-Methylbutoxy)-2-butanolC9H20O29.0106.498411異戊氧基甲酸丙酯3-Methybutan-2-ylproplycarbonateC9H18O39.3555.5082122,2,4-三甲基-1,3-戊二醇2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediolC8H18O29.7755.8783132,2'-聯(lián)(1,3-二氧戊環(huán))2,2'-Bi(1,3-dioxolane)C6H10O49.9351.7489141,3-甲氧基-3-甲基丁烷1,3-dimethoxy-3-methyl-butaneC7H16O210.0701.0487154-仲丁氧基-2-丁酮4-sec-butoxy-2-butanoneC8H16O210.3755.9486162,3-丁烷二醇二醋酸2,3-Butanediol,2,3-diacetate;C8H14O410.8101.7284171,3-丁二醇二乙酸酯1,3-ButyleneglycoldiacetateC8H14O411.4151.0189182-(1-甲基丁氧基)戊烷2-(1-Methylbutoxy)pentaneC8H16O211.7500.898219L-蘇丁醇L-1,2,3,4-ButanetetraolC4H10O413.5301.3084202-甲基-2-醇-丁酸甲酯methyl2-hydroxy-2-methylbutanoateC6H12O313.7151.0086212-羥基戊酸乙酯2-HydroxypentanoicacidethylesterC7H14O314.1401.5887222-羥基-2-甲基丁酸2-Hydroxy-2-methylbutanoicacidC5H10O314.4600.8188231-氯-3,5-二甲基己烯1-Hexen-4-ol,1-chloro-3,5-dimethyl-C8H15ClO15.2103.1987242,4-二甲基-3-戊醇2,4-Dimethyl-3-pentanolC7H16O15.3501.8489253-(1-甲基丁氧基)-2-甲基丁醇1-Butanol,3-(1-ethoxyethoxy)-2-methyl-;C9H20O315.4251.0083262-(1-乙氧基乙基)丙酸乙酯Ethyl2-(1-ethoxyethoxy)propanoateC9H18O415.6651.2383272-(1-乙氧基乙基)丙酸乙酯Ethyl2-(1-ethoxyethoxy)propanoateC9H18O416.1551.2386283-(1-乙氧基乙基)-2-甲基丁醛3-(1-Ethoxyethoxy)-2-methylbutanalC9H18O317.4950.908429喹啉、異喹啉Quinoline;IsoquinolineC9H7N19.2450.9797302-己基-1,3-二氧戊環(huán)1,3-Dioxolane,2-hexyl-C9H18O221.4251.2894313-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙酸丙酯3-(1,3-Dioxolan-2-yl)propylacetateC8H14O421.5952.1487321-甲基萘1-MethylnaphthaleneC11H1021.7650.8696332-丙基-1,3-二氧戊環(huán)2-Propyl-1,3-DioxolaneC6H12O222.1801.3786342-(2-甲基丙氧基)乙酸乙酯Oxalicacid,hexylneopentylesterC13H24O423.0900.7481352-甲基-1,3-二氧戊環(huán)2-methyl-1,3-dioxolaneC4H8O27.1001.5484362-丙酮基-1,3-二氧戊環(huán)2-Acetonyl-1,3-dioxolaneC6H10O328.0600.7983372-(1-乙氧基乙基)-3-甲基-1,4-丁二醇2-(1-Ethoxyethoxy)-3-methyl-1,4-butanediolC9H20O428.6901.948338植酮FitoneC18H36O43.1951.009539十八烷基乙烯醚OctadecylvinyletherC20H40O45.2351.028440棕櫚酸1-PentadecanecarboxylicacidC16H32O247.2406.2295419-十六碳烯酸甲酯methyl-hexadec-9-enoateC17H32O247.3800.7780429-十六碳烯酸乙酯9-Hexadecenoicacid,ethylesterC18H34O247.4801.559343棕櫚酸乙酯;Hexadecanoicacid,ethylesterC18H36O248.2101.299544西松烯(±)-CembreneC20H3250.3651.747245亞油酸甲酯methyloctadeca-9,12-dienoateC18H32O251.2151.249646亞油酸9,12-Octadecadienoicacid(9Z,12Z)-C18H32O253.2353.5591

表 1 列出了各組分質(zhì)譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜庫質(zhì)譜圖匹配相似度指數(shù)高于70的物質(zhì)，其中絲棉木果肉內(nèi)醇類物質(zhì)8種(23.65%)、酯類物質(zhì)13種(21.53%)、羧酸類物質(zhì)5種(18.40%)、雜環(huán)化合物9種(16.62%)、酮類物質(zhì)2種(6.94%)、烴類物質(zhì)5種(6.01%)、鹵代烴類物質(zhì)1種(3.19%)、萜類化合物1種(1.74%)、醚類物質(zhì)1種(1.02%)、醛類物質(zhì)1種(0.90%)。

同法，得絲棉木果實(shí)種子揮發(fā)性成分的氣相色譜總離子流圖，對每個色譜峰的化合物給出特定的MS峰(見圖2)。

圖2　絲棉木種子中揮發(fā)性成分的總離子流色譜圖Fig.2　Total ion chromatogram of volatile components from the seeds of Euonymus bungeanus

從寧夏生長的絲棉木種子揮發(fā)油中, 經(jīng)氣相色譜共分離出61種揮發(fā)性成分，經(jīng)計(jì)算機(jī)質(zhì)譜庫(NIST/WILEY)的檢索，共鑒定出了57種組分(見表2)。

表2　絲棉木種子中揮發(fā)性成分GC-MS分析結(jié)果Table 2　Volatile components from the seeds of Euonymus bungeanus by GC-MS analysis

續(xù)表2

45十七基環(huán)己烷Cyclohexane,heptadecyl-C23H4656.7952.159446二十一烷HeneicosaneC21H4457.3654.179547二十七烷醇heptacosanolC27H56O57.7300.829348正四十烷n-TetracontaneC40H8258.3304.7194495,6-二丙基癸烷5,6-dipropyldecaneC16H3458.4950.828150三十一烷HentriacontaneC31H4658.5751.0884512,4-二甲基二十二烷2,4-dimethyldocosaneC24H5058.7301.0388523,3-二甲基十九烷3,3-dimethylnonadecaneC21H4458.9250.528753三十四烷TetratriacontaneC34H7059.0902.988754四十烷TetracontaneC40H8259.1902.018855二十二烷DocosaneC22H4659.3301.249256十一烷基環(huán)戊烷UndecylcyclopentaneC16H3259.4451.408957十四烷基環(huán)己烷Cyclohexane,tetradecyl-C20H4059.6552.8594

表2列出了各組分質(zhì)譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜庫質(zhì)譜圖匹配相似度指數(shù)高于80的物質(zhì)，其中絲棉木種子提取出烴類物質(zhì)40種(84.99%)、醇類物質(zhì)5種(5.04%)、酯類物質(zhì)4種(3.98%)、羧酸類物質(zhì)2種(2.04%)、鹵代烴類物質(zhì)3種(2.05%)、酮類物質(zhì)1種(0.75%)、縮醛類物質(zhì)1種(0.84%)、雜環(huán)化合物1種(0.31%)。

3　結(jié)　論

由結(jié)果可知，絲棉木果實(shí)的果肉、種子揮發(fā)性物質(zhì)的共有成分為2,3-丁烷二醇二醋酸、2-羥基戊酸乙酯、3-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙酸丙酯、3-(1-甲基丁氧基)-2-丁醇、丙氧基乙酸-1-甲基-2-羰基丙酯。種子中主要揮發(fā)性物質(zhì)較集中為烴類(84.99%)，果肉中主要是醇類(23.65%)、酯類(21.53%)、羧酸類物質(zhì)(18.40%)。成分差異較大，多數(shù)不同，共有成分較少，為我們對絲棉木果實(shí)果肉、種子進(jìn)一步研究和運(yùn)用提供了參考。

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Analysis of Volatile Constituents of Euonymus Bungeanus in Ningxia by GC-MS*

LIUXin-sheng1,YUANLu2,JIXiao-ling2

(1 College of Basic Medical, Ningxia Medical University, Ningxia Yinchuan 750004；2 College of Public Health, Ningxia Medical University, Ningxia Yinchuan 750004, China)

The volatile constituents from the Euonymus bungeanus fruit and seeds planted in Ningxia analyzed by GC-MS were studied. Volatile compounds in Euonymus bungeanus fruit and seeds were investigated by hydrodistillation(HD) coupled to Gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS), the relative content of each component was calculated by peak area normalization. A total of 46 compounds were identified from Euonymus bungeanus fruit and the major components were alcohols(23.65%), esters(21.53%), carboxylic acids(18.40%), heterocyclic compound(16.62%). There were 57 compounds identified in Euonymus bungeanus seeds and the hydrocarbons(84.99%) were the most. Volatile components in the fruit and seeds of Euonymus bungeanus were quite different, few compounds were common in both. The results of the studies can be referenced when the fruit of Euonymus bungeanus needed to be further studied.

Euonymus bungeanus; fruit; volatile constituents; GC-MS hydrodistillation

寧夏醫(yī)科大學(xué)校級課題(XM201415)。

劉新勝(1980-)，男，實(shí)驗(yàn)師，主要從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研工作。

姬曉靈(1960-)，女，教授，主要從事分析化學(xué)教學(xué)和科研工作。

O657.7+1，O657.63

A

1001-9677(2016)015-0113-05