黃山松松針揮發油提取、GC-MS分析及與濕地松揮發油的比較*1

徐麗珊，　張姚杰，　林　穎，　曹晶晶

（浙江師范大學化學與生命科學學院，浙江金華　321004）

黃山松松針揮發油提取、GC-MS分析及與濕地松揮發油的比較*1

徐麗珊，張姚杰，林穎，曹晶晶

（浙江師范大學化學與生命科學學院，浙江金華321004）

采用水蒸氣蒸餾法從黃山松松針中提取揮發油，利用氣相色譜-質譜（GC-MS）聯用技術對松針揮發油的化學成分進行了分析.在本實驗條件下，黃山松松針揮發油得率為（0.48±0.02）%，共分離出80個色譜峰，鑒定出25個（相對峰面積達到1%以上）化合物，占總峰面積的75.28%，主要成分為1-石竹烯（14.18%）、乙酸冰片酯（7.31%）、β-蒎烯（6.89%）、3-亞甲基-6-（1-甲基乙基）環己烯（5.1%）、α-蒎烯（4.97%）和大根香葉烯D（4.37%）.與同等條件下提取的濕地松松針揮發油進行了比較，發現兩者的得率相近，主要的化合物都為萜類物質，但兩者的差異成分分別占總成分的51.74%和43.54%，兩者共同成分中的一些主要成分含量差異明顯，其中1-石竹烯和乙酸冰片酯是黃山松松針揮發油中含量最高而且特有的成分.由此可知，黃山松松針與濕地松松針的揮發油成分具有一定的差異性.

黃山松；揮發油；濕地松；氣相色譜-質譜；松針

我國松樹資源豐富，有10個屬120余種［1］.目前對松樹的利用主要集中在用材和采脂方面，而松針往往只作為燃料或廢棄物.研究已表明，松針中含有豐富的營養成分和多種生物活性成分［2-4］，如蛋白質、脂肪、礦物質、揮發油和黃酮等.所以，松針是有待開發利用的可再生資源.松針揮發油的含量較高、化學組成復雜，其中許多成分具有生物活性［5-6］，可應用于日用品、食品和醫藥等方面［7］.目前，對馬尾松（Pinusmassoniana）［8］、濕地松（Pinus elliottii）［9］、油松（Pinus tabuliformis）［10］、黑松（Pinus thunbergii）［11］、赤松（Pinus densiflora）和長白赤松（Pinus sylvestriformis）［12］等松針揮發油均已有研究報道，但至今還沒有見到黃山松揮發油的相關研究報道.

黃山松生長在海拔六七百米以上，其松針比濕地松、馬尾松松針更粗短，樹脂道性狀與油松不同.黃山松為喜光、深根性樹種，喜涼潤、耐瘠薄，是長江中下游地區海拔700 m以上酸性土荒山的重要造林樹種.我國黃山松松針資源十分豐富，但對黃山松松針的研究報道較少.本文對黃山松松針揮發油進行了提取及氣相色譜-質譜（GC-MS）分析，并將其與南方另一個主要造林樹種、同是松屬植物的濕地松松針揮發油成分進行了比較分析，以期為黃山松松針的開發利用奠定基礎.

1　材料與方法

1.1實驗材料與儀器

黃山松松針、濕地松松針均采自安徽省南部黃山市，采集時間為2014年5月，采集部位為樹枝中部成熟葉.

黃山松和濕地松松針分別洗凈，烘干，剪成1 cm長的小段，備用.

日本島津GC-MS QP2010PLUS；揮發油提取器一套（1 000 mL提取瓶）；電子天平；電熱套.

無水硫酸鈉為分析純；蒸餾水.

1.2松針揮發油提取方法

稱取黃山松松針小段100 g，裝入1 000 mL提取瓶內，注入600 mL蒸餾水，安裝揮發油提取器，蒸餾2 h，停止加熱后繼續通入冷凝水回流，直至沒有液體從冷凝管中滴下.等裝置冷卻后，將蒸餾燒瓶中的料液取出，換新的料液繼續蒸餾，重復3次.待提取液自然分層時，取出上層油狀物質，加入適量無水硫酸鈉，靜止過夜，以除去揮發油中殘余的水分.然后，在4℃冰箱中密封避光保存待用.

濕地松松針揮發油的提取方法同上.

1.3揮發油氣相色譜-質譜分析條件

色譜條件：DB-1彈性石英毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25μm），載氣為高純氮氣，進樣量0.5μL；程序升溫條件：起始溫度為40℃，維持3 min，以5.0℃/min速率升溫至200℃，維持10 min；分流比為100∶1；進樣溫度為230℃，檢測器溫度為250℃.

質譜條件：EI電離源，電子能量為70 eV；電子倍增器電壓為1.5 kV，發射電流為0.5 mA；掃描范圍為相對分子質量33～400，全掃描方式.

所有實驗重復2次以上.

2　結果與分析

2.1揮發油得率及感官性狀

經水蒸氣蒸餾法提得的黃山松松針（含水量為6.21%）揮發油得率為（0.48±0.02）%，濕地松松針（含水量為6.80%）揮發油得率為（0.46±0.07）%；兩者的揮發油均為澄清透明的淡黃色液體，具有相似的清香氣味.

2.2黃山松與濕地松松針揮發油成分類別及含量

黃山松與濕地松松針揮發油的GC-MS分析結果見圖1和圖2.結果顯示：黃山松松針揮發油共分出80個色譜峰，鑒定出25個化合物（相對峰面積大于1%），占總峰面積的75.28%；濕地松松針揮發油共分出103個色譜峰，鑒定出30個化合物（相對峰面積大于 1%），占總峰面積的73.56%.將黃山松和濕地松松針揮發油中相對峰面積達到1%以上的化學成分按色譜保留時間順序列于表1.揮發油中各組分通過與數據庫標準圖譜對比檢索，選取匹配度最高（一般大于90）的圖譜作為該組分物質.

圖1　黃山松松針揮發油總離子流色譜圖

圖2　濕地松松針揮發油總離子流色譜圖

表1　黃山松與濕地松松針揮發油的化學成分及相對峰面積

續表1

由表1可知：黃山松松針揮發油成分主要為烯烴類（52.7%）和酯類（9.84%），含量較高的成分有1-石竹烯（14.18%）、乙酸冰片酯（7.31%）、β-蒎烯（6.89%）、3-亞甲基-6-（1-甲基乙基）環己烯（5.1%）、α-蒎烯（4.97%）和大根香葉烯D （4.37%）；濕地松松針揮發油成分主要也為烯烴類（38.73%），含量較高的成分有 L-β-蒎烯（7.79%）、大根香葉烯 D（6.87%）、α-松油醇（6.68%）、［1R-（1R*，4Z，9S*）］-4，11，11-三甲基-8-亞甲基-二環［7.2.0］4-十一烯（5.75%）、p-傘花烴（5.54%）和α-蒎烯（4.64%）.

2.3黃山松與濕地松松針揮發油中的共有成分及差異成分

黃山松和濕地松松針揮發油中的共有成分有13個（相對峰面積大于1%），各占總峰面積的23.54%和30.02%.2種松針揮發油中共有成分及其含量見圖3.由圖3可知：α-蒎烯、2-茨醇、莰烯和植酮含量相差不多；而蒎烯、月桂烯、4-蒈烯、小茴香醇、L-松香芹醇、α-松油醇 、β-欖香烯 、丁香烯和α-畢橙茄醇這10種化合物含量差別較大.在二者的共同成分中，黃山松松針揮發油中主要的成分為α-蒎烯、4-蒈烯和丁香烯；但濕地松松針揮發油中主要成分為α-蒎烯、α-松油醇和α-畢橙茄醇.由此可見，二者共同成分中的主要成分只有α-蒎烯含量接近，其余成分的含量相差較大.

與濕地松松針揮發油相比，黃山松松針揮發油中特有的12種（相對峰面積大于1%）成分被檢測出，占總量的 51.74%，如 1-石竹烯（14.18%）、乙酸冰片酯（7.31%）、β-蒎烯（6.89%）和3-亞甲基-6-（1-甲基乙基）環己烯（5.10%）等.與黃山松松針揮發油相比，濕地松松針揮發油中特有的17種（相對峰面積大于1%）成分被檢出占總量的43.54%，如L-β-蒎烯（7.79%）、［1R-（1R*，4Z，9S*）］-4，11，11-三甲基-8-亞甲基-二環［7.2.0］4-十一烯（5.75%）、p-傘花烴（5.54%）和二環［3.1.0］己-3-烯-2-醇（3.54%）等.這可能是因為黃山松和濕地松的物種差異導致的.二者生長的氣候環境也不同.黃山松生長在海拔600 m以上，為喜光、喜涼潤、耐瘠薄深根性樹種，但生長遲緩.而濕地松喜生長于海拔150～500 m的潮濕土壤，既抗旱又耐勞、耐瘠，有良好的適應性和抗逆力，分布極其廣泛.故，2種松樹在氣候和地理條件上的差異是構成二者松針揮發油差異的原因.

圖3　黃山松和濕地松松針揮發油中共同含有的揮發性成分

3　結論與討論

本文采用水蒸氣蒸餾法提取黃山松松針揮發油，對其成分進行了GC-MS分析，并與濕地松松針揮發油進行了比較，結果表明：兩者平均得油率及感官性狀均相近；鑒定出的化合物（相對峰面積大于1%）分別為25個和30個，其中共同含有的成分有 13個，各占總峰面積的23.54%和30.02%，均為萜烯類化合物，二者共有成分中含量較高并接近的僅為α-蒎烯，其余成分含量較低或相差較大.已有研究表明，α-蒎烯具有較好的生物學活性及獨特的反應多樣性［13］，是合成樟腦、冰片、松油醇、香料、樹脂等化工產品的重要原料之一［14-15］，且 α-蒎烯還具有抗腫瘤活性［16］和抗炎、抑菌等作用［17-18］.本實驗所得濕地松松針揮發油主要成分與已有的研究［19］接近.另外，黃山松和濕地松松針揮發油中主要差異成分有29個，各占總峰面積的51.74%和43.54%，其中1-石竹烯和乙酸冰片酯是黃山松松針揮發油中含量最高而濕地松松針揮發油中沒有的成分.已有研究表明，1-石竹烯是紅松松針揮發油［20］、乙酸冰片酯是松茸揮發油［21］的主要成分.1-石竹烯目前主要用于配制精油仿制品和定香劑，是國家允許使用的食用香料，乙酸異冰片酯是某些安全的新型農藥和殺蟲劑的基本成分.可以推測，黃山松松針揮發油具有一些與濕地松松針揮發油相同的作用，但也會有一些不一樣的用途.本研究為黃山松松針揮發油的進一步研究和開發利用提供基礎.

［1］周維純.松針綜合利用［M］.北京：中國林業出版社，1987.

［2］徐麗珊，張萍華，張瑜.松針總黃酮的提取工藝優化研究［J］.浙江師范大學學報：自然科學版，2009，32（2）：207-211.

［3］徐麗珊，黃啟亮，吳振珍.松針中原花青素的提取工藝研究［J］.浙江師范大學學報：自然科學版，2011，34（2）：197-201.

［4］季寅寅，江震宇，朱晨，等.響應面分析法優化濕地松松針中酪氨酸酶抑制劑提取工藝［J］.山西農業科學，2014，42（7）：755-759.

［5］Apetrei LC，Spac A，Brebu M，et al.Composition，antioxidantand antimicrobial activity of the essential oils of a full grown tree of Pinus cembra L.from the Calimanimountains（Romania）［J］.Journal of the Serbian Chemical Society，2013，78（1）：27-37.

［6］ZengWeicai，Zhang Zeng，Jia Lirong，etal.Chemical composition，antioxidant，and antimicrobial activitiesof essential oil from pine needle（Cedrus deodara）［J］.Journal of Food Science，2012，77（7）：C824-C829.

［7］粟本超.松針揮發油研究進展［J］.糧食與油脂，2012（3）：5-8.

［8］Shen Changmao，Duan Wengui，Cen Bo，et al.Comparison of chemical components of essential oils in needles of Pinusmassoniana Lamb and Pinus elliottottii Engelm from Guangxi［J］.Chinese Journal of Chromatography，2006，24（6）：619-624.

［9］Pagula F P，Baeckstr?m P.Studies on essential oil-bearing plants from Mozambique：PartⅡ.Volatile leaf oil of needles of Pinuselliottii Engelm and Pinus taeda L.［J］.Journal of Essential Oil Research，2006，18（1）：32-34.

［10］王得道，朱玉，劉洪章.水蒸氣法提取黑皮油松松針揮發油及GC/MS分析［J］.黑龍江農業科學，2013（5）：96-98.

［11］梁潔，孫正伊，朱小勇，等.超臨界CO2流體萃取法與水蒸氣蒸餾法提取黑松松塔揮發油化學成分的研究［J］.醫藥導報，2013，32 （4）：510-513.

［12］滕坤，張海豐，徐敏，等.赤松與長白赤松松針揮發油成分GC/MS分析［J］.藥物分析雜志，2011，31（11）：2121-2125.

［13］張文杰，白旭東.氣相色譜法測定復方連翹油軟膠囊中α-蒎烯與β-蒎烯的含量［J］.實用藥物與臨床，2007（3）：190-193.

［14］廖圣良，商士斌，司紅燕，等.松節油加成反應的研究進展［J］.化工進展，2014（7）：1856-1863.

［15］Wang Jiang，Zhao Zhendong，Bi Liangwu，etal.Review on isomerization of themajormonoterpenes in turpentine［J］.Chemistry and Industry of Forest Products，2013，33（2）：144-150.

［16］Zhang Z，Guo S，Liu X，et al.Synergistic antitumor effect ofα-pinene andβ-pinene with paclitaxel against non-small-cell lung carcinoma （NSCLC）［J］.Drug Research，2014，65（4）：113-119.

［17］Pichette A，Larouche P L，Lebrun M，et al.Composition and antibacterial activity of Abies balsamea essential oil［J］.Phytotherapy Research Ptr，2006，20（5）：371-373.

［18］Jeong S I，Lim JP，Jeon H.Chemical composition and antibacterial activities of the essential oil from Abies koreana［J］.Phytotherapy Research，2007，21（12）：1246-1250.

［19］葉建仁，尚征賢，薛建明.濕地松針葉中揮發油的化學組成［J］.南京林業大學學報，1994，18（2）：60-64.

［20］王得道.水蒸氣法提取八種松科植物松針揮發油的研究及GC/MS分析［D］.長春：吉林農業大學，2013.

［21］廖麗娟，金光洙.松茸揮發油化學成分的氣相色譜-質譜聯用分析［J］.食品科學，2010，31（8）：216-218.

（責任編輯薛榮）

GC-MS analysis of volatile oils from the pine needles of Pinus taiwanensis and com parison w ith Pinus elliottii

XU Lishan， ZHANG Yaojie， LIN Ying， CAO Jingjing
（College of Chemistry and Life Sciences，Zhejiang Normal University，Jinhua 321004，China）

With the steam distillation method，the volatile oils in needles of Pinus taiwanensis was extracted and then its chemical constituentswas analyzed by techniques of GC-MS computer.The average oil yield of the volatile oils from needles of Pinus taiwanensis was（0.48±0.02）%.There were 80 peaks and identified 25 （area ofmore than 1%）compound，which accounted for 75.28%of the total peak area.Themain constituents of it was alpha-pinene（4.97%），beta-pinene（6.89%），3-isopropyl-6-methylene-1-cyclohexene （5.1%），bornyl acetate（7.31%），1-caryophyllene（14.18%），germacrene D（4.37%）.The volatile oils in needles of Pinus taiwanensis and Pinuselliottii under the same condition were compared and found thatboth yield were similar，with similar compoundsmainly terpenes.The difference between the two components accounted for the total composition of 51.74%and 43.54%，respectively.Differences between the common components of themain component contentwere significant.In the volatile oils of Pinus taiwanensis needles，1-caryophyllene and bornyl acetate was the highest content and unique component.It showed that the volatile oils in needles of Pinus taiwanensis and Pinus elliottii were different，and would provid a theoretical basis for exploitation and utilization in future.

Pinus taiwanensis；volatile oils；Pinus elliottii；GC-MS；pine needles

Q946

A

1001-5051（2016）02-0187-06

10.16218/j.issn.1001-5051.2016.02.011

*收文日期：2015-09-16；2015-11-09

浙江省公益技術應用項目（2010C34002）

徐麗珊（1966-），女，浙江金華人，副教授，碩士.研究方向：植物生理生化；食品營養.