黃山松松針揮發(fā)油提取、GC-MS分析及與濕地松揮發(fā)油的比較*1

徐麗珊，　張姚杰，　林　穎，　曹晶晶

（浙江師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江金華　321004）

黃山松松針揮發(fā)油提取、GC-MS分析及與濕地松揮發(fā)油的比較*1

徐麗珊，張姚杰，林穎，曹晶晶

（浙江師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)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(fā)油，利用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對(duì)松針揮發(fā)油的化學(xué)成分進(jìn)行了分析.在本實(shí)驗(yàn)條件下，黃山松松針揮發(fā)油得率為（0.48±0.02）%，共分離出80個(gè)色譜峰，鑒定出25個(gè)（相對(duì)峰面積達(dá)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(huán)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(fā)油進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)兩者的得率相近，主要的化合物都為萜類物質(zhì)，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(fā)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(fā)油成分具有一定的差異性.

黃山松；揮發(fā)油；濕地松；氣相色譜-質(zhì)譜；松針

我國(guó)松樹(shù)資源豐富，有10個(gè)屬120余種［1］.目前對(duì)松樹(shù)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(yíng)養(yǎng)成分和多種生物活性成分［2-4］，如蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、揮發(fā)油和黃酮等.所以，松針是有待開(kāi)發(fā)利用的可再生資源.松針揮發(fā)油的含量較高、化學(xué)組成復(fù)雜，其中許多成分具有生物活性［5-6］，可應(yīng)用于日用品、食品和醫(yī)藥等方面［7］.目前，對(duì)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(zhǎng)白赤松（Pinus sylvestriformis）［12］等松針揮發(fā)油均已有研究報(bào)道，但至今還沒(méi)有見(jiàn)到黃山松揮發(fā)油的相關(guān)研究報(bào)道.

黃山松生長(zhǎng)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(shù)脂道性狀與油松不同.黃山松為喜光、深根性樹(shù)種，喜涼潤(rùn)、耐瘠薄，是長(zhǎng)江中下游地區(qū)海拔700 m以上酸性土荒山的重要造林樹(shù)種.我國(guó)黃山松松針資源十分豐富，但對(duì)黃山松松針的研究報(bào)道較少.本文對(duì)黃山松松針揮發(fā)油進(jìn)行了提取及氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析，并將其與南方另一個(gè)主要造林樹(shù)種、同是松屬植物的濕地松松針揮發(fā)油成分進(jìn)行了比較分析，以期為黃山松松針的開(kāi)發(fā)利用奠定基礎(chǔ).

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)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(shí)間為2014年5月，采集部位為樹(shù)枝中部成熟葉.

黃山松和濕地松松針?lè)謩e洗凈，烘干，剪成1 cm長(zhǎng)的小段，備用.

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

無(wú)水硫酸鈉為分析純；蒸餾水.

1.2松針揮發(fā)油提取方法

稱取黃山松松針小段100 g，裝入1 000 mL提取瓶?jī)?nèi)，注入600 mL蒸餾水，安裝揮發(fā)油提取器，蒸餾2 h，停止加熱后繼續(xù)通入冷凝水回流，直至沒(méi)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(xù)蒸餾，重復(fù)3次.待提取液自然分層時(shí)，取出上層油狀物質(zhì)，加入適量無(wú)水硫酸鈉，靜止過(guò)夜，以除去揮發(fā)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(fā)油的提取方法同上.

1.3揮發(fā)油氣相色譜-質(zhì)譜分析條件

色譜條件：DB-1彈性石英毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25μm），載氣為高純氮?dú)?，進(jìn)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(jìn)樣溫度為230℃，檢測(cè)器溫度為250℃.

質(zhì)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(fā)射電流為0.5 mA；掃描范圍為相對(duì)分子質(zhì)量33～400，全掃描方式.

所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)2次以上.

2　結(jié)果與分析

2.1揮發(fā)油得率及感官性狀

經(jīng)水蒸氣蒸餾法提得的黃山松松針（含水量為6.21%）揮發(fā)油得率為（0.48±0.02）%，濕地松松針（含水量為6.80%）揮發(fā)油得率為（0.46±0.07）%；兩者的揮發(fā)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(fā)油成分類別及含量

黃山松與濕地松松針揮發(fā)油的GC-MS分析結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2.結(jié)果顯示：黃山松松針揮發(fā)油共分出80個(gè)色譜峰，鑒定出25個(gè)化合物（相對(duì)峰面積大于1%），占總峰面積的75.28%；濕地松松針揮發(fā)油共分出103個(gè)色譜峰，鑒定出30個(gè)化合物（相對(duì)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(fā)油中相對(duì)峰面積達(dá)到1%以上的化學(xué)成分按色譜保留時(shí)間順序列于表1.揮發(fā)油中各組分通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)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(zhì).

圖1　黃山松松針揮發(fā)油總離子流色譜圖

圖2　濕地松松針揮發(fā)油總離子流色譜圖

表1　黃山松與濕地松松針揮發(fā)油的化學(xué)成分及相對(duì)峰面積

續(xù)表1

由表1可知：黃山松松針揮發(fā)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(huán)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(fā)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(huán)［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(fā)油中的共有成分及差異成分

黃山松和濕地松松針揮發(fā)油中的共有成分有13個(gè)（相對(duì)峰面積大于1%），各占總峰面積的23.54%和30.02%.2種松針揮發(fā)油中共有成分及其含量見(jiàn)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(fā)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(fā)油中主要成分為α-蒎烯、α-松油醇和α-畢橙茄醇.由此可見(jiàn)，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(fā)油相比，黃山松松針揮發(fā)油中特有的12種（相對(duì)峰面積大于1%）成分被檢測(cè)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(huán)己烯（5.10%）等.與黃山松松針揮發(fā)油相比，濕地松松針揮發(fā)油中特有的17種（相對(duì)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(huán)［7.2.0］4-十一烯（5.75%）、p-傘花烴（5.54%）和二環(huán)［3.1.0］己-3-烯-2-醇（3.54%）等.這可能是因?yàn)辄S山松和濕地松的物種差異導(dǎo)致的.二者生長(zhǎng)的氣候環(huán)境也不同.黃山松生長(zhǎng)在海拔600 m以上，為喜光、喜涼潤(rùn)、耐瘠薄深根性樹(shù)種，但生長(zhǎng)遲緩.而濕地松喜生長(zhǎng)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(yīng)性和抗逆力，分布極其廣泛.故，2種松樹(shù)在氣候和地理?xiàng)l件上的差異是構(gòu)成二者松針揮發(fā)油差異的原因.

圖3　黃山松和濕地松松針揮發(fā)油中共同含有的揮發(fā)性成分

3　結(jié)論與討論

本文采用水蒸氣蒸餾法提取黃山松松針揮發(fā)油，對(duì)其成分進(jìn)行了GC-MS分析，并與濕地松松針揮發(fā)油進(jìn)行了比較，結(jié)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(duì)峰面積大于1%）分別為25個(gè)和30個(gè)，其中共同含有的成分有 13個(gè)，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(xué)活性及獨(dú)特的反應(yīng)多樣性［13］，是合成樟腦、冰片、松油醇、香料、樹(shù)脂等化工產(chǎn)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(shí)驗(yàn)所得濕地松松針揮發(fā)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(fā)油中主要差異成分有29個(gè)，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(fā)油中含量最高而濕地松松針揮發(fā)油中沒(méi)有的成分.已有研究表明，1-石竹烯是紅松松針揮發(fā)油［20］、乙酸冰片酯是松茸揮發(fā)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(guó)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(nóng)藥和殺蟲(chóng)劑的基本成分.可以推測(cè)，黃山松松針揮發(fā)油具有一些與濕地松松針揮發(fā)油相同的作用，但也會(huì)有一些不一樣的用途.本研究為黃山松松針揮發(fā)油的進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ).

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（責(zé)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(shù)應(yīng)用項(xiàng)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(yíng)養(yǎng).