張 偉，朱曉娣，張娟娟，張 勇，尹震花*

1黃河科技學院，鄭州 450063;2 河南大學中藥研究所，開封 475004

四棱豆為豆科四棱豆屬植物，原產(chǎn)于亞洲熱帶地區(qū)，我國云南、廣西、廣東、海南和臺灣均有栽培。四棱豆的嫩葉、嫩莢、種子和塊根可作蔬菜食用［1］，均含有豐富的可溶性總糖和黃酮類等成分［2，3］，此外，種子中還富含蛋白質。四棱豆種子中蛋白質和脂肪油含量較高，具有較高的營養(yǎng)價值，目前對其研究較多，但鮮見對該植物揮發(fā)性成分的報道［4-7］。此外，文獻研究發(fā)現(xiàn)，四棱豆葉的甲醇提取物對綠膿桿菌具有較顯著的抑制活性，且對鹵蟲無明顯的毒殺效果［8］;四棱豆提取物具有抗氧化活性，可能與其總多酚含量較高有關［9，10］。目前，未見對四棱豆葉和花揮發(fā)性成分的報道，本文首次采用頂空固相微萃取(HS-SPME)四棱豆葉和花中揮發(fā)性成分，氣相色譜/質譜聯(lián)用(GC-MS)技術對其揮發(fā)性成分進行分析，為進一步開發(fā)利用四棱豆資源提供理論基礎。

1 材料與儀器

四棱豆的葉與花于2013年7月采集于海南省，由河南大學李昌勤教授鑒定為豆科四棱豆屬植物四棱豆Psophocarpus tetragonolobus(Linn.)DC.的葉和花，標本存放于河南大學中藥研究所。

手動固相微萃取(SPME，美國Supelco 公司)，GC 6890 N GC/5975 MS 氣相色譜-質譜聯(lián)用儀(美國安捷倫公司)，聚二甲基硅氧烷(PDMS-DVB)萃取纖維頭(65 μm，美國Supelco 公司)，C6-C26正構烷烴(美國Alfa Aesar 公司)。

2 實驗方法

2.1 揮發(fā)性成分的提取

使用前先將SPME 萃取纖維頭在氣相色譜的進樣口老化10 min，老化溫度為250 ℃，載氣體積流量為1.0 mL/min。取陰干并粉碎的四棱豆的葉與花少量，置于5 mL 的樣品瓶中，蓋上蓋子，插入萃取纖維頭，于80 ℃下頂空取樣30 min 后，取出后立即插入色譜儀進樣口(溫度250 ℃)脫附1 min。

2.2 GC/MS 分析條件

氣相色譜:色譜柱為DB-5 ms 石英彈性毛細管柱(0.25 μm×30.0 m ×250.0 μm)，載氣為高純氦氣(99.999%)，流速1.0 mL/min，進樣口溫度250℃;升溫程序為:初始溫度為50 ℃，保持2.0 min，以8 ℃/min 升溫至120 ℃，保持2 min，最后以4 ℃/min 升溫至220 ℃，保持5 min。分流進樣，分流比為10:1。

質譜條件:離子源為EI 源，電離能量70 eV;離子源溫度為230 ℃;四極桿溫度150 ℃;傳輸線溫度為280 ℃;電子倍增器電壓1776 V。質量掃描范圍m/z30～400，譜圖檢索采用Nist08.L 進行檢索。

2.3 保留指數(shù)測定

按照文獻［11，12］進行Kovats 保留指數(shù)(Kovats index，KI)計算。

3 結果與討論

按上述實驗方法和條件進行實驗，對肉四棱豆的葉與花的揮發(fā)性成分進行頂空固相微萃取，GCMS 分析，峰面積歸一化法確定各組分在揮發(fā)性物質中的相對含量。根據(jù)所得的質譜信息并結合有關文獻從基峰、相對豐度和KI 值等幾個方面進行直觀比較，從而確定了其中的部分化學成分。其結果見表1。由表1 可知，四棱豆葉揮發(fā)油中共鑒定出32 個化學成分，占揮發(fā)油總量的65.60%，其主要成分為十七烷(5.75%)、2-甲基-十六烷(5.29%)、姥鮫烷(5.05%)、3-甲 基-十 六 烷(4.26%)、棕 櫚 酸(3.76%)、2-溴-十二烷(3.14%)、六氫法尼基丙酮(2.95%)、二氫獼猴桃內酯(2.89%)和肉豆蔻醚(2.59%);四棱豆花揮發(fā)油中共鑒定出33 個化學成分，占揮發(fā)油總量的76.91%，其主要成分為棕櫚酸(11.42%)、六氫法尼基丙酮(10.77%)、十七烷(4.79%)、十六烷(4.69%)、肉豆蔻醚(3.88%)、姥鮫烷(3.42%)、2-溴-十二烷(3.10%)、3-甲基-十六烷(2.97%)、油酸(2.50%)和己酸(2.43%)。

表1 四棱豆葉和花中揮發(fā)性成分及相對百分含量Table 1 Volatile components and relative content in leaves and flowers of P.tetragonolobus

注:未標注參考文獻的參考值由www.vcf-online.nl 檢索而得。Note:Reference values that not marked references were retrieved by www.vcf-online.nl.

由化合物結構類型進行分析可以看出，四棱豆葉揮發(fā)性成分結構類型主要由烷烴類(38.25%)、酮類(8.49%)、酸類(3.76%)、酯類(6.76%)和醚類(3.51%)組成，此外還含有少量的呋喃類(0.63%)、醛類(1.20%)、芳香族類(1.79%)和烯烴(1.21%);肉豆蔻花主要由烷烴類(29.42%)、酮類(13.29%)、酸類(19.51%)、酯類(5.89%)和醚類(4.71%)組成，另外還含有少量的呋喃類(0.96%)、醛類(0.51%)、芳香族類(0.76%)和醇類(1.86%)，結果見表2。可見，四棱豆葉和花中揮發(fā)性成分的種類與種數(shù)存在一定差異，且其相對含量也存在明顯差異。

表2 四棱豆葉和花揮發(fā)性成分結構類型Table 2 Structure types of volatile components in leaves and flowers of P.tetragonolobus

文獻報道，四棱豆種子揮發(fā)性成分主要含有α-桉葉醇(9.36%)、D-橙花叔醇(7.53%)、β-桉葉醇(7.44%)、β-石竹烯(7.19%)、γ-桉葉醇(4.47%)、4-烯丙基-1，2-亞甲二氧基苯(3.52%)、α-石竹烯(2.69%)、1-氯-正十四烷(2.84%)和δ-杜松萜烯(1.85%)等，由烷烴類(4.52%)、烯烴類(15.64%)、醇類(34.61%)、醛類(3.48%)、酮類(27.44%)、酸類(0.31%);酯類(6.25%)、雜環(huán)類(0.96%)和芳香族類(3.52%)等組成［15］。這與四棱豆葉和花的揮發(fā)性成分種類、總量具有明顯差異，這些成分不同賦予了肉豆蔻種子與花和葉藥理作用的差別。

揮發(fā)性成分具有一定的生物活性。在四棱豆葉和花中均含有含量較高的烷烴，如十七烷、十六烷、2-甲基十六烷和3-甲基-十六烷等，飽和脂肪烴是植物體蠟質的主要成分，對植物起著保護的作用，并且一旦形成就不再參與物質代謝，是新陳代謝末端的產(chǎn)物［16］?？梢?，這些烷烴在葉被和花被上，對其起保護作用，避免其害蟲等成分的破壞;棕櫚酸是一種不飽和脂肪酸，人體最重要的產(chǎn)能脂肪酸，能夠抑制MIN6 細胞的生長和復制，顯示出其對β-細胞的細胞毒性作用［17］，且可以誘導大鼠主動脈內皮細胞凋亡;二氫獼猴桃內酯具有木香、茶香、桃子樣等香氣，用于調配食品香精和煙用香精，能明顯的掩蓋雜氣和增香;六氫法尼基丙酮和香葉基丙酮香味物質的產(chǎn)生與高級脂肪酸的代謝有很大的相關性，根據(jù)這些成分的藥效作用就可以推測四棱豆葉和花的藥理作用，同理也可以根據(jù)其藥理實驗結果反過來尋找新的藥效成分。

4 結論

本文首次采用頂空固相微萃取結合氣相色譜-質譜聯(lián)用技術快速檢測四棱豆葉和花中的揮發(fā)性成分。從四棱豆葉揮發(fā)油中鑒定出32 個化學成分，占揮發(fā)油總量的65.60%，主要由烷烴類(38.25%)、酮類(8.49%)、酸類(3.76%)、酯類(6.76%)和醚類(3.51%)組成;四棱豆花中共鑒定出33 個化學成分，占揮發(fā)油總量的76.91%，主要由烷烴(29.42%)、酮類(13.29%)、酸類(19.51%)、酯類(5.89%)和醚類(4.71%)組成。葉和花中化合物種類與相對含量的差異賦予了其藥理作用的區(qū)別。頂空固相微萃取結合氣相色譜-質譜聯(lián)用技術實現(xiàn)了四棱豆葉和花揮發(fā)性成分的快速檢測，為進一步開發(fā)利用四棱豆資源提供理論基礎。

1 Chinese Academy of Sciencer Chinese Flora Writers (中國科學院《中國植物志》編委會).Chinese Flora (中國植物志).Beijing:Science Press，1995，41:268.

2 Quan MH (全妙華)，Chen DM (陳東明).The determination of soluble total sugar content in winged bean.J Huaihua Univ(懷化學院學報)，2008，27(8):52-53.

3 Quan MH (全妙華)，Chen DM (陳東明).Study on the flavonoid content in winged bean.Lishizhen Med Mater Med Res(時珍國醫(yī)國藥)，2006，17:1907-1909.

4 Mohanty CS，Pradhan RC，Singh V，et al.Physicochemical analysis ofPsophocarpus tetragonolobus(L.)DC seeds with fatty acids and total lipids compositions.J Food Sci Technol，2015，52:3660-3670.

5 Zheng BF (鄭兵福)，Li BY (李白玉)，F(xiàn)u ZH (傅振華)，et al.Analysis of fatty acid composition of winged bean (Psophocarpus tetragonolobusDC.)seeds oil.Sci Technol Food Ind(食品工業(yè)科技)，2010，31:342-344.

6 Higuchi M，Terao J，Iwai K.Cas chromatography-mass spectrometric determination of fatty acids in seed oil of winged bean［Psophocarpus tetragonolobus(L.)DC］.J Nutr Sci Vitaminol，1982，28:511-518.

7 Jiang LW，Zheng BF，Li BY，et al.Analysis of the volatile substances inPsophocarpus tetragonolobusD.C seeds.Med Plant，2011，2(8):37-40.

8 Yoga Latha L，Sasidharan S，Zuraini Z，et al.Antibacterial activity and toxicity ofPsophocarpus tetragonolobus.Pharm Biol，2007，45:31-36.

9 Zhu XD (朱曉娣)，Lian PL (連朋麗)，Zhang D (張丹)，et al.Antioxidant activities ofPsophocarpus tetragonolobus(L.)DC.J Henan Univ，Med Sci(河南大學學報，醫(yī)學版)，2015，34:17-20.

10 Mohd Adzim Khalili R，Emynur Shafekh S，Norhayati AH，et al.Total phenolic content andin vitroantioxidant activity of winged bean (Psophocarpus tetragonolobus).Pakistan J Nutr，2013，12:416-422.

11 Zhang YB，Kang WY.Volatiles inPotentilla discolorby HSSPME-GC-MS.Chem Nat Compd，2014，50:982-983.

12 Zhang JJ，Kang WY.Volatiles from Flowers ofLagerstroemia caudateby HS-SPME-GC-MS.Chem Nat Compd，2014，50:806-807.

13 Zhang W (張偉)，Lu Y (盧引)，Li CQ (李昌勤)，et al.HS-SPME-GC-MS analysis of volatiles components in the pulp and flesh ofCucurbita moschatafrom Xinmin of Liaoning province.China Pharm(中國藥房)，2012，23:3706-3708.

14 Wang JM (王金梅)，Ji ZQ (姬志強)，Kang WY (康文藝).Volatiles in buds and flowers ofForsythia suspense.Nat Prod Res Dev(天然產(chǎn)物研究與開發(fā))，2011，23:458-463.

15 Jiang LW (蔣立文)，Zheng BF (鄭兵福)，Liao LY (廖盧燕)，et al.Changes in volatile compounds ofPsophocarpus tetragonolobus［L.］D.C.seeds before and afterAspergillus oryzaefermentation.Food Sci(食品科學)，2010，31:221-224.

16 Kang WY (康文藝)，Ji ZQ (姬志強)，Wang JM (王金梅)，et al.Analysis of the volatile constituents fromPyrrosia petiolosa(Christ)Ching.by HS-SPME-GC-MS.Chin Tradit Herb Drugs(中草藥)，2008，39:994-995.

17 Cui W (崔巍)，Huang T (黃葶)，Liu JL (劉均利)，et al.Effect of palmitate on proliferation and apoptosis of INS-1pancreatic β-cell.Chin J Cell Mol Immunol(細胞與分子免疫學雜志)，2009，25:219-221.