广西科学  2017, Vol. 24 Issue (4): 396-400   PDF    
窿缘桉叶和果实的挥发性成分分析
高璇, 屈恋, 赖芳, 马丽     
广西大学精细化工研究所,广西 南宁 530004
摘要: 【目的】 利用GC-MS对窿缘桉叶、果实的挥发性组分进行定性定量分析。【方法】 采用水蒸气蒸馏法分别从窿缘桉叶、果实中提取挥发油, 用乙醚作为溶剂从蒸馏残液中萃取水溶性挥发组分。【结果】 窿缘桉叶得油率为0.95%(以鲜质量计),其中挥发油主要成分为桉叶素(38.82%)、α-蒎烯(13.52%)和对伞花烃(12.04%);其蒸馏残液中的水溶性挥发成分主要物质为(1R, 2R, 3S, 5R)-(-)-2, 3-蒎烷二醇(14.75%)。果实得油率小于叶,为0.52%(以鲜质量计)。果的挥发油成分主要为β-石竹烯(13.07%),其蒸馏残液中的水溶性挥发成分主要为α-松油醇(25.33%)。【结论】 窿缘桉果实挥发油的油相成分中含有大量石竹烯,作为药物原料具有天然优势。
关键词: 气相色谱-质谱联用     窿缘桉     挥发油     成分分析    
Determination of Volatile Constituents in Leaves and Fruits of Eucalyptus exserta
GAO Xuan , QU Lian , LAI Fang , MA Li     
Institute of Fine Chemicals, Guangxi University, Nanning, Guangxi, 530004, China
Abstract: 【Objective】 The volatile components of Eucalyptus exserta leaves and fruits was analyzed by GC-MS. 【Methods】 By the way of steam distillation, volatile components was extracted from the leaves and fruits of Eucalyptus exserta.The water-soluble volatile component was extracted from the distillation residual solution with Diethyl ether as a solvent. 【Results】 The extraction yield of essential oils from the leaves was 0.95% (on fresh weight basis).The major constituents of essential oils were Cineol(38.82%), α-Pinene(13.52%) and p-Cymene(12.04%).The main substance in water-soluble fraction of the distillation residual solution was (1R, 2R, 3S, 5R)-(-)-2, 3-Pinanediol (14.75%).The oil yield of fruits was less than leaves, and it was 0.52% (on fresh weight basis).The major constituents of essential oils of fruits was Caryophyllene (13.07%), and the water-soluble fraction was α-Terpineol (25.33%). 【Conclusion】 The results could provide a reference foundation for improving the comprehensive utilization of Eucalyptus exserta.
Key words: GC-MS     Eucalyptus exserta     volatile oil     composition analysis    
0 引言

研究意义】窿缘桉(Eucalyptus exserta)又名小叶桉、风吹柳,原产于澳大利亚昆士兰州东部。在我国广西、广东、海南、福建等热带、亚热带地区广泛种植。窿缘桉叶是民间常用的一种中草药,味辛、苦、凉入脾经,具有抑菌[1-2]、消炎[3]、降压、杀虫[4]、健胃[5]的功效。对窿缘桉叶和果实的挥发油进行成分分析与对比,可促进窿缘桉树的开发应用。【前人研究进展】有研究表明,桉叶油可以改善呼吸道功能,可作为气体吸入剂用于治疗呼吸道疾病、流行性感冒、减轻头痛和缓解痉挛[6]。桉树果实的挥发油也有类似功效,但报道多见于大叶桉[7]、细叶桉[8]和蓝桉[9]。窿缘桉的开花结果周期比桉属的其他大多数树种短。花期通常为6—7月,果实于11—12月成熟[10]。窿缘桉的蒴果成熟后,果瓣仍保持闭合状态,在母树上可宿存2~3年,但果实久挂树上不落地,会使种子发芽率逐步降低。对窿缘桉果实适当采摘并进行研究,可以提高其果实发芽率,扩展窿缘桉树的应用范围。【本研究切入点】窿缘桉树叶、树皮等化学成分及其药理性能已有很多学者研究[11-12],但对窿缘桉果实的利用研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】本研究对窿缘桉的叶和果实适当采摘并开展研究,拟为提高窿缘桉的综合利用价值提供实验依据。

1 材料与方法 1.1 仪器与材料

QP2010 Ultra型气相色谱-质谱联用仪(日本Shimadzu公司);挥发油提取器(四川蜀玻集团有限公司);旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);蒸馏水、无水乙醚(分析纯)、无水硫酸钠(分析纯)、氯化钠(分析纯)。窿缘桉的叶、果实均采摘于广西大学校园内,经广西林业科学研究院关继华工程师鉴定。从随机选定的2棵窿缘桉上采集样品,将采摘后的新鲜叶、果实用保鲜袋密封保存于4℃冰箱内,并于3 d内提取完毕。

1.2 方法 1.2.1 挥发油的提取

窿缘桉叶、果实挥发油油相部分的提取采用水蒸气蒸馏法[13]。将叶片切成1~2 cm2的碎片,果实不作处理称取200 g,分别置于挥发油提取器中,提取6 h,观察到测定器中的油量不再增加,停止加热,放置1 h以上,油水分层,读取油相体积,收集,得到具有芳香气味的淡黄色油状物。平行实验3次,取平均值计算得率。

1.2.2 蒸馏残液中水溶性挥发成分的提取

将蒸馏后烧瓶中剩余的残液重新蒸馏,收集馏出液,用氯化钠盐析(使溶液饱和)后用无水乙醚萃取。萃取后所得醚液用无水硫酸钠干燥,再于50℃水浴挥发乙醚至1~2 mL,转移至自动进样瓶。

1.2.3 GC-MS工作参数

气相色谱条件:Rxi-5Sil MS熔融石英毛细管色谱柱(30 m × 0.25 mm i.d ×0.25 μm),载气为高纯氦气。柱前压93.3 kPa,分流比1:17,进样量0.2 μL,进样口温度250℃,接口温度230℃。

升温程序:初始温度60℃,以3℃/min的速率升至120℃,再以5℃/min的速率升至150℃,继续以2℃/min的速率升至160℃,最后以15℃/min的速率升至250℃。

质谱条件:电子轰击(EI)离子源,电子能量70 eV,电子倍增器电压1.5 kV,质量扫描范围33~550 m/z;全扫描方式。

2 结果与分析 2.1 窿缘桉叶、果实挥发油的得率

根据前述实验方法,由挥发油提取器直接读出油相体积,经计算求出窿缘桉叶油相部分得油率为0.95% (以鲜质量计),果实油相部分得油率为0.52% (以鲜质量计)。

2.2 窿缘桉叶挥发性成分的GC-MS分析

按前述GC-MS条件分别对窿缘桉叶的挥发油的油相部分和蒸馏残液中的水溶性挥发成分进行分析,采用计算机对各峰的质谱图进行NIST标准谱库检索,根据质谱裂解规律进行核对,参考标准图谱和相关文献确定其化学结构,利用峰面积归一化法计算各组分的相对含量,结果见表 1

表 1 窿缘桉叶的挥发性化学成分 Table 1 Volatile constituents in leaves of Eucalyptus exserta

表 1可以看出,窿缘桉叶挥发油经鉴定确认了18个组分的化学成分,占挥发油总含量的92.86%,其主要成分为桉叶素(38.82%),其次为α-蒎烯(13.52%)、对伞花烃(12.04%)、反式-松香芹醇(6.52%)。蒸馏残液中的水溶性挥发成分皆为含氧化合物,经鉴定确认了9个组分的化学成分,占水溶性物质总量的58.46%,其主要成分为(1R, 2R, 3S, 5R)-(-)-2, 3-蒎烷二醇(14.75%)、2-羟基桉叶油素(12.57%)、异戊酸(7.10%)。经确认挥发油成分与蒸馏残液中的水溶性挥发成分有3种共有成分,分别为α-松油醇、异香芹醇、乙酸-1, 3, 3-三甲基-2-氧杂双环[2.2.2]-6-辛酯。

2.3 窿缘桉果实挥发性成分的GC-MS分析

按前述GC-MS条件分别对窿缘桉果实的挥发油和蒸馏残液中的水溶性挥发组分进行分析,结果如表 2所示。

表 2 窿缘桉果实的挥发性化学成分 Table 2 Volatile constituents in fruits of Eucalyptus exserta

表 2可以看出,窿缘桉果实的挥发油成分经鉴定,确认了20个组分的化学成分,占油相物质总含量的75.04%,其主要成分为β-石竹烯(13.07%),其次为桉叶素(8.55%)、蓝桉醇(7.77%)。蒸馏残液中的水溶性挥发成分经鉴定确认了8个组分的化学成分,占水溶性物质总量的60.01%,其主要成分为α-松油醇(25.33%),其次为1, 1-乙二醇二乙酸酯(6.68%)和糠醇(6.67%)。经确认的挥发油与蒸馏残液中的水溶性挥发组分有3种共有成分,分别为合成右旋龙脑、α-松油醇、蓝桉醇。

综合表 1表 2可以看出,叶、果实的油相成分有9种相同物质,依次为异戊醛、α-蒎烯、对伞花烃、桉叶素、γ-萜品烯、合成右旋龙脑、4-萜烯醇、β-石竹烯、蓝桉醇,但其在各自的挥发油总量中的百分含量相差较大。叶、果实的水相成分有3种相同物质,依次为乙酸酐、反式-3-己烯酸、α-松油醇,同时其在各自水相中的百分含量也相差较大。其中,α-松油醇在叶、果实的挥发油以及蒸馏残液中均存在。

3 结论

本研究适当采摘窿缘桉的叶和果实并开展研究,结果表明,窿缘桉叶得油率为0.95%(以鲜质量计),其中挥发油主要成分为桉叶素(38.82%)、α-蒎烯(13.52%)和对伞花烃(12.04%);其蒸馏残液中的水溶性挥发成分主要物质为(1R, 2R, 3S, 5R)-(-)-2, 3-蒎烷二醇(14.75%)。果实得油率小于叶,为0.52%(以鲜质量计)。果的挥发油成分主要为β-石竹烯(13.07%),其蒸馏残液中的水溶性挥发成分主要为α-松油醇(25.33%)。β-石竹烯作为香料已经被应用于化妆品和食品添加剂中。药理研究表明β-石竹烯具有局麻作用、抗炎作用、驱蚊虫作用、抗焦虑和抗抑郁作用;β-石竹烯的衍生物β-石竹烯醇还应用于镇咳祛痰药物中; 石竹烯氧化物具有镇痛和抗炎作用,以及抗真菌作用等[14]。石竹烯还可用于治疗广泛性焦虑症、抑郁症[15],所以窿缘桉果实用来作为药物原料,具有天然优势。

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