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(吉林化工學院 資源與環(huán)境工程學院,吉林 吉林 132022)
糠椴(Tilia mandschurica Rupr .)是椴樹科(Tiliaceae)椴樹屬(Tilia)高大落闊葉喬木,廣泛分布于以長白山脈為中心的我國東北地區(qū)??烽矘涔诖?,形態(tài)優(yōu)美,生長快,耐修剪,是重要的綠化樹種??烽材静募y理通直,結構致密均勻,重量輕,易加工,適用于建筑、家具、雕刻等行業(yè),是重要的用材經濟樹種,也是重要的蜜源樹種[1-3]。關于糠椴的研究,多集中在糠椴形態(tài)及分類學、生態(tài)及地理學以及育種造林學等方面[4-9]。
糠椴花有令人愉悅的甜香氣息,是優(yōu)質的蜜源。與糠椴花相關的研究主要在流蜜情況及蜂蜜的高產技術上[10],也有關于紫椴花藥理作用及化學成分的研究,多集中在多糖,黃酮及提取物等方面[11-12]??烽膊煌鞴倩瘜W成分的研究已有報道[13],但關于糠椴花揮發(fā)性有機成分的研究尚未見報道。本試驗以吉林南樓山糠椴鮮花為試樣,采用頂空-固相微萃取-氣相色譜-質譜聯(lián)用技術(HS-SPME-GC-MS)分析其揮發(fā)性有機成分,為糠椴資源的深度利用提供理論依據(jù)。
糠椴花,2018年7月15日采自吉林省吉林市南樓山(東經126°61',北緯43°39'),為糠椴的新鮮開放花朵。將采集到的新鮮糠椴花朵儲存于大口具塞玻璃采樣瓶中,當日完成分析測試。
GC-MS-2010-plus型氣相色譜-質譜聯(lián)用儀,配有EI源,四級桿質量分析器;GC-MS Solution,日本島津公司;NIST05版質譜圖庫;DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱,上海一恒科學儀器有限公司;57330U型手動SPME萃取手柄及65μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯(PDMS/DVB)萃取探頭;20 mL精密螺紋口透明玻璃頂空進樣瓶,美國Supelco公司。
1.3.1 頂空固相微萃取
在頂空萃取樣本之前,先將65 μm PDMS/DVB固相微萃取探頭安裝于手動SPME進樣手柄上,于氣相色譜進樣口250 ℃老化30 min。選取新鮮完好的糠椴花朵5.0 g,置于20 mL 配有聚四氟乙烯膠墊的樣品瓶中,擰緊瓶蓋。將含有糠椴花朵樣本的密封頂空瓶置于恒溫箱內,控制60 ℃恒溫平衡30 min,然后將老化后的固相微萃取探頭插過隔膜墊,進入密封樣品瓶中,推出萃取探頭,60 ℃頂空萃取30 min,萃取完成后,將固相微萃取裝置迅速插入GC進樣器,250 ℃條件下熱解析2.0 min。
1.3.2 色譜-質譜條件
氣相色譜儀熱解析溫度250 ℃;色譜柱:RTX-5MS 石英毛細管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm);色譜柱箱升溫程序:50 ℃保持3 min,以3℃/min升至100 ℃,然后以6 ℃/min升至200 ℃,再以8 ℃/min升至280 ℃保持10 min;氦氣(99.999%)為載氣,流量1.94 mL/min,壓力88.3 kPa;熱解析進樣,分流比10∶1。
離子源溫度200 ℃;傳輸線溫度230 ℃;EI電子轟擊離子源,電子能量70 eV,燈絲3.5 min后開啟;四極桿質量分離器,質量掃描范圍m/z 30~500;檢測電壓0.85 kV,記錄4.0~45 min信號。
試樣分析測定采用GC-MS-2010-plus型氣相色譜-質譜聯(lián)用儀。按1.3.2項色譜-質譜條件準備好氣相色譜-質譜聯(lián)用儀;按1.3.1項頂空-固相微萃取制備樣本熱解析進樣分析,同時啟動色譜工作站GC-MS Solution記錄數(shù)據(jù),通GC-MS Solution色譜工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)檢索NIST05譜圖庫,進行譜圖解析,確認其各個揮發(fā)性成分結構;定性分析后通過色譜工作站GC-MS Solution數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按面積歸一化法進行定量分析,分別求出各揮發(fā)性成分的相對百分含量。
樣本按1.3項試驗條件進行氣相色譜質譜分析,對應總離子流色譜圖如圖1所示。
圖1 糠椴花揮發(fā)性成分總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds from Tilia mandschurica flowers表1 糠椴花揮發(fā)性成分及相對含量Table 1 The main compounds and relative contents of Tilia mandschurica flowers
從圖1可以看出,試驗用氣相色譜條件滿足糠椴鮮花揮發(fā)性成分的分離要求。經氣相色譜-質譜聯(lián)用儀分析,用NIST05數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索,分離出52個色譜峰,最終鑒定39種成分,占總面積的96.10 %。揮發(fā)性成分分析及面積歸一化法定量結果見表1。
表1 數(shù)據(jù)說明,糠椴花主要揮發(fā)性有機成分有香茅醇 (1.90 %),苯乙醇 (4.83%),β-順式-羅勒烯 (67.26 %),
2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯(3.49 %),α-法尼烯(2.75 %)等,占揮發(fā)性物質總量的80.23 %。
對分離鑒定出的39種揮發(fā)性有機成分進行歸類分析,其中醇類物質6種(7.96 %),萜烯類16種(82.09 %),烷烴類物質10種(3.03 %),其它含氧化合物化合物7種(3.02 %)??烽蝉r花揮發(fā)性有機物中烯萜類物質含量最多,占總含量的82.09 %,含量較高是β-順式-羅勒烯 (67.26 %),2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯(3.49 %),β-反式-羅勒烯(1.43 %),它們同為無環(huán)單萜類化合物,屬于同分異構體。β-順式-羅勒烯具有溫暖甜香、花香氣息,是糠椴鮮花的主要揮發(fā)性物質;2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯即(E,E)-2,6-別羅勒烯有新鮮的甜香、花香氣息;β-反式-羅勒烯具有溫暖的青香,木香味,它們共同作用使糠椴花散發(fā)溫暖的甜香韻味。此外(E)-β-羅勒烯植物生理研究表明[14-15],在眾多調控植物防御反應的信號分子中,(E)-β-羅勒烯是一種與植物防御啟動密切相關的信號分子。蜜蜂生理研究發(fā)現(xiàn),(E)-β-羅勒烯也是蜜蜂幼蟲信息素的一種組分,它不僅能夠抑制蜜蜂工蜂的卵巢成熟,還參與調節(jié)工蜂的采粉行為,提高了采粉蜂的比例,增加了哺育蜂回返巢房的頻率,在蜜蜂養(yǎng)殖業(yè)具有一定科學價值。苯乙醇[16-17]是一種簡單的芳香族伯醇,具有細膩、淡雅而持久的玫瑰花香味。苯乙醇對其他香氣成分有增效作用,可用作香料底香,是食品、化妝品、煙草和日化用品中重要香料成分,在醫(yī)藥上也常用作抑菌劑。香茅醇學名3,7-二甲基- 6-辛烯-1-醇,具有甜的花香氣味,類似于玫瑰花的氣味是一種重要的香料原料[18]。也有研究表明香茅醇對致病性念珠菌等真菌有抑制作用[19]。羅勒烯,苯乙醇,香茅醇共同賦予糠椴花溫暖、令人愉悅的甜香香氣。羅勒烯作為植物防御啟動信號分子及蜜蜂信息激素,對研究糠椴花為蜜源植物及其作用機制有重要價值。苯乙醇,香茅醇的抑菌作用為探討糠椴花的藥用功效指明方向。
采用RTX-5MS 石英毛細管柱對糠椴鮮花中揮發(fā)性有機成分進行分離,經MS鑒定,主要成分為香茅醇 (1.90 %),苯乙醇 (4.83%),β-順式-羅勒烯 (67.26 %),2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯(3.49 %),α-法尼烯(2.75 %)等。
吉林省長白山脈森林資源豐富,糠椴分布廣泛??烽不ê喾N活性物質,對其揮發(fā)性有機成分的研究,為集蜜源和藥用為一身的這一植物資源的深度開發(fā)提供了理論依據(jù)。