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海南产粗根茎莎草挥发油化学成分的GC—MS分析

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热带作物学报2012,33(6):1131—1133 Chinese Journal of Tropical Crops 海南产粗根茎莎草挥发油化学成分 的GC—MS分析 杨虎彪,,李晓霞2 7白昌军‘,虞道耿 ,刘国道 1中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所.海南儋州 571737 2中国热带农业科学院环境与植物保护研究所.海南儋州 571737 摘要采用常压水蒸气蒸馏法提取粗根茎莎草(Cyperus stolonifer )的挥发油。经GC—MS分析,从挥发油中鉴 定出17种化合物,占总油量的99.66%。其中含量较高的为苯二甲酸(2一乙基一己基)酯(29.39%)、4,40t,5,6,7,8一六氢 化_4 ,5一二甲基l一3(1一甲基乙基)2(3H)一萘酮(19.48%)、3,5,6,7,8,8a一六氢化一4,8a一二甲基乙烯基一2(1H)萘酮 (16.59 )。 关键词粗根茎莎草;挥发油:GC—MS 中图分类号Q949.714.3:R284.1 文献标识码A GC—MS Analysis of the Volatile Oils from Cyperus stolon ̄ferus Retzius in Hainan YANG Hubiao ,LI Xiaoxia2,BAI Changjun ,YU Daogeng ,LIU Guodao‘ 1 Tropical Crops Genetic Resources Institute,CATAS,Danzhou,Hainan 571737,China 2 Environment and Plant Protection Institute,CATAS,Danzhou,Hainan 571737,China Abstract The volatile oils were extracted from Cyperus stoloniferu¥by means of steam distillation.Seventeen compounds were identiifed from the oils by GC-MS analysis,accounting for 99.66%of the total volatile oils.The major constituents were Bis(2-ethylhexy1)phthalate(29.39%),2(3H)一Naphthalenone,4,4a,5,6,7,8-hexahydm-4a,5- dimethyl一3一(1一methylethylidene)一,(4ar—cis)一(19.48%),2(1H)Naphthalenone,3,5,6,7,8,8a—hexahydm-4,8a- dimethyl-6-(1-methyletheny1)一(16.59%). Key words Cyperus stoloniferus;Volatile oil;GS-MS doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2012.06.031 粗根茎莎草(Cyperus stoloniferus Retzius)为莎 莎草属的油莎草(c.esculentus L.)便是通过对野生 资源的挖掘而被成功开发利用,其块茎富含油脂、淀 粉、糖、蛋白质,今有大面积种植用以生产油脂 q。 草科(Cyperaceae)莎草属(Cyper )多年生植物,在 我国主要分布于广东、广西、海南、福建及西沙群 岛,喜生于海岸沿线盐渍土或沙滩上.是海岸耐盐 碱植物类群的重要构成者。粗根茎莎草具粗壮、狭 同为莎草属的粗根茎莎草其根状茎顶端结为块状. 形似莎草属植物香附子之块茎.具浓烈芳香气味. 含有大量挥发性成分 本文应用GC—MS联用技术 长的根状茎,匍匐性交错生长,因而群体密度大。 是海岸线上重要的固沙植物【 对采于海南的粗根茎莎草挥发油进行了成分分析. 为其资源的精油开发或药用利用提供科学数据。 随着我国对种质资源深入研究.对资源的开 发、利用已成为该领域的关键内容。莎草科为泛世 界性分布的植物群体.在世界各地广泛存在.并影 1材料与方法 1,1材料 响着人类的生产、生活,大有成为人类发展中重要 的生产资料、食物资源、饲用资源、药用资源的种 类的可能。因此针对该科植物资源的开发、利用也 将成为重要的研究内容 我国著名的中药“香附” 便是该科莎草属植物香附子fC rotundus L.)之块 茎,富含精油,具理气解郁,止痛调经。治肝胃不和、 气郁不舒等症,如今是我国大综中药材之一 ,14-15]: 收稿日期:2012—02—22 修回日期:2012—05—16 1.1.1植物材料 粗根茎莎草根状茎于201 1年5月 份采集于海南东方.经刘国道研究员鉴定为莎草科莎 草属植物粗根茎莎草(Cyperus st0Zonifer Retzius). 凭证标本(ZZXBC20110512)现存于中国热带农业科 学院热带作物品种资源研究所 1.1.2仪器和试剂 仪器为美国Hewlett—Packark 基金项目:级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(Nn PZS083);物种资源保护项目;农业部热带作物种质资源保护项目(Nn12RZZY-09)。 作者简介:杨虎彪(1983年一),男,实习研究员。研究方向:热带牧草种质资源。{通讯作者:刘国道,E-mail:liuguodao@scutaedu.cn。 .一1132- 热带作物学报 第33卷 公司的毛细管气相色谱一质谱联用仪(HP6890/HP5973 2结果与分析 按上述条件对粗根茎莎草挥发油进行GC—MS GC—MS联用仪)、玻璃蒸馏装置;试剂为无水硫酸 钠、氯仿 1.2方法 分析.通过HPMSD化学工作站.结合NIST05质 谱图库和WILEY275质谱图库进行检索.共鉴定 出17种化合物,具体结果见表1。由表1可知, 从粗根茎莎草根状茎中鉴定了17种化合物.占总 量的99.66% 17种化合物中苯二甲酸(2一乙基一己 基)酯和4,4 ,5,6,7。8一六氢化一4仅。5一二甲基1—3(1一 1.2.1挥发油的提取 取新鲜的粗根茎莎草根状 茎1l4.0 g,选择《中华人民共和国药典》 中挥发油 测定方法中的水蒸汽蒸馏方法.对粗根茎莎草根状 茎的挥发油进行提取.得到淡黄色油状物.无水硫 酸钠干燥后.得粗根茎莎草挥发油0.934 7 g.得油 率为0.82% 甲基乙基)2(3H)一萘酮的相对含量含量最高。分别 达到29.39%和19.48。其次是3,5,6。7。8,8a一六氢化一 4,8a一二甲基乙烯基一2(1H)萘酮.相对含量达到 1.2.2分析方法 提取所得的挥发油经氯仿溶解 后进行气相色谱和质谱测定 16.59%。其余的14化合物共占34.2% 除上述3 种化合物之外,含量在1%以上的成分有十六酸、 十八酸、7一氨基一4一甲基香豆素、(Z)一5一甲基3一f1一 ①气相色谱条件。色谱柱为HP-5MS 5 Phenyl Methyl Siloxane(30 mx0.25 mmx0.25 m)弹性石英 毛细管柱,柱温50℃(保留2 min),以5℃/min升 温至300℃(保持15 min);汽化室温度250 oC;载 气为高纯He(99.999%);柱前压7.62 psi,载气流 量1.0 mL/min;进样量1 L;分流比20:1。 甲基乙烯基1一环己烯、2一丙烯酸、8一甲氧补骨脂 素、异长叶烯酮、【lS一(1仅,4or,7 )卜1,2,3,4,5,6,7,8一 八氢化一1,4一二甲基一7一(1一甲基乙烯基)奥。 从测定结果发现.粗根茎莎草挥发性成分主要 由酮类、脂类及酸类化合物组成。其中,酮类主要 为4,4 。5。6,7,8一六氢化一4o【 5一二甲基1—3(1一甲基乙 基)2(3H)一萘酮、3,5,6,7,8,8a一六氢化一4,8a一二甲基 ②质谱测定条件。离子源为EI源;离子源温 度230 oC;四极杆温度150℃;电子能量70 eV; 发射电流34.6 IxA:倍增器电压1 071 V;接15温度 280℃:质量范围10~550 amu 乙烯基一2(1H)萘酮及异长叶烯酮,共占总含量的 37.5%:脂类主要有苯二甲酸(2一乙基一己基)酯, 占总含量的29.39%;酸类由十六酸、十八酸、2一 丙烯酸、(E)一9一十八烯酸所组成,占总含量的 18.7 ③数据处理及质谱检索。通过HPMSD化学工 作站.结合NIST2005标准质谱图库和W ILEY275 质谱图库进行鉴定.采用色谱峰面积归一化法计算 相对含量 表1粗根茎莎草挥发油的成分及含量 第6期 杨虎彪等:海南产粗根茎莎草挥发油化学成分的GC—MS分析 一1133— 3讨论 参加文献 莎草属是莎草科植物中较大属.全世界分布有 [1】中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志【M].北京:科 学出版社。1961.11:133—134. 600余种圆.因此围绕该属植物资源利用方面的研 [2】Wu C Y,Raven P H,Hong D Y,et a1.Flora of China[M]. 究为数不少.尤其是关于挥发油及其化合物组成的 Science Press,Beijing and Missouri Botnaical Garden Press, 研究报道.但尚未见到有关粗根茎莎草的研究报 st.LDuis,2O1O,23:231-231. 告 Mahmout等对C.懈ulates块茎的挥发油化学 [3】Hayasaka D,Fujiwara,Box E O.Recovery of sandy beach and 成分进行了测定.共鉴定了40个化合物.其主要 maritime forest vegetation on Phuket Island(Thailand)after the 成分为莫斯德酮(mustakone),占总成分的22%, major Indian Ocean tsunami of 2004[J1.Applied Vegetation Science,2009,12(2):211-224. 其次为香附烯(cyperene)、 一古巴烯( —copaene)、 [4]金晶,蔡亚玲,赵钟祥,等.香附挥发油提取工艺及主要成 马鞭草烯酮(verbenone)、3-杜松萜烯(B—cadiBeHe) 分的研究[J].中药材,2006,29(5):490--492. 等01]:1978年Matthiesen等对油莎草块茎的化学成 【5]刘国卿,王秋娟,谢卓丘.香附挥发油药理研究田.中国药科大 分进行研究报道.2002年Yalqln Co ̄kuner等对采 学学报,1989,20(1):45—50. 【6】李国平,杨鹭生,潘美云,等.大粒油莎豆块茎中淀粉和蛋白 自土耳其的油莎草块茎物理及化学特性进行研究. 质提取工艺研究[J].热带作物学报,201 1,32(2):349—353. 2005年Kubmarawa等对尼日利亚的油莎草块茎挥 [7】郑桂富,鲁排,许晖.油莎豆分离蛋白流变学特性的研究叨. 发油进行化学成分分析.上述研究结果表明.油莎 中国粮油学报。1999.14(6):37—40. 草块茎主要成分为十八烯酸(oleic acid)、棕榈酸 [8】黄春荣,梁文章,孙祖东.油莎豆的引种试种初报[J].大众科 (palmitic acid)、亚油酸(1inoleic acid)[10,12-13];莎草 技,2011,140(4):144—145. 属植物中的香附子在我国中草药研究利用上.历史 [9]Jozef P H Linssen,Jan L Cozijnsen,Walter Pilnik.Chufa (cyperus esculentus):A new source of dietary fibre[J].Journal 甚为悠久,我国明代时期,由李时珍所著的《本草纲 of the Science of Food and Agriculture,1989,49(3):291-296. 目》中就有记载香附具有理气解郁之效,迄今已从香 [10]Yalt ̄ln Co ̄kuner,Recai Ercan,Ethan Karababa,Ahmet Nedim 附挥发油中分离出140多种成分,包括单萜、倍半 Nazhcan.Physical and chemical properties of chufa(Cyperus 萜及其氧化物,其中 一香附酮(oL—Cyperone)和oL一 esculentus L)tubers grown in the kurova re,on of Turkey[J]. 香附烯(OL-cypereBe)是香附挥发油的主要成分.其 Journal of the Science of Food and A culture,2002,82(6): 相对含量之和占香附挥发油的28.85%.所含的单萜 625—631. 类主要为 一蒎烯(o【一pinene)、3-蒎烯(B—pinene)、 【1 1】Mahmout Y,Bessiere J M,Dolmazon R.Constituents of the Essential oil of Cypems maculates Boeck叨.Journal of Essential 莰烯(camphene)、柠檬烯(1imonene)等[4-5,1-415]。 Oil Research,2002,14(4):263—265. 本研究对采于海南的粗根茎莎草根茎提取挥发 【12]Matthiesen R L,Stoller E W.Tuber composition in yellow 油.其得油率为0.82 .经GC—MS分析从该挥发油 nutsedge[Cyperus esculentus(L)Ivarinats[1].Weed Research,1978, 中鉴定出17种化合物.占总量的99.66 17种 18(6):373-377. 化合物中苯二甲酸(2一乙基一己基)酯和4,4仅,5,6,7,8一 【13]Kubmarawa D,Ogunwande I A,Okorie D A,Olawore N 0, Kasali A A.Chemical constituents of the volatile oil of eyperus 六氢化一40【,5一二甲基1—3(1一甲基乙基)2(3H)一萘 esculentus L.from Nigeria[J].Flavour and Fragrance Journal, 酮的相对含量含量最高.分别达到29.39%和 20o5.20(6):640—641. 19.48%。其次是3,5,6,7,8,8a一六氢化一4,8a一二甲基 [14】林晓珊,吴惠勤,黄芳.香附挥发油的提取和GC/MS分析[J]. 乙烯基一2(1H)萘酮.相对含量达到16.59%。粗根 质谱学报,2006,27(1):40—44. 茎莎草与e maculates、油莎草及香附子在物种亲 【15】冯毅凡,郭晓玲,孟青,等.香附超临界CO 萃取物化学成 缘关系上较近。为同属植物.但根据本研究的结果 分分析叨.中药材,2006,29(3):232—235. 【16】国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)【M】.北京:化学 与已有的研究结果比较.认为它们在挥发油主要成 工业出版社,2005:182. 分上存在差异,而共同特点为主,均由酮类、酯类 【17】Gilsing H D,Angerer J,Prescher n Monophthalates with Oxidized 化合物组成。本研究结果丰富了莎草属植物挥发性 C5-Carbon in the Ester Chain:A Simple synthetic Access to 成分的报道,并为粗根茎莎草的精油开发、工业利 Two Major Metabolites of Bis一(2一ethylhexy1)一phthalate叨. Monatshefie fur Chemic,2002,133:1 147—1 155. 用提供科学依据.如本研究中发现的苯二甲酸 [18]葛为公,周乐.7一氨基一4一甲基香豆素的合成[J].华夏医学, (2一乙基一己基)酯是世界范围内广泛应用于聚合树 1998。11(5):534—535. 脂的生产.是重要的塑化剂【 7]:而该挥发性成分中 [19]向大雄,龚友兰,吴雪,等.同位素标记法研究8一甲氧补 所含的7一氨基-4一甲基香豆素是重要的荧光物质.在 骨脂素脂质体凝胶的皮肤靶向性[J].中国医药工业杂志,2011, 免疫检测、生化酶学、多肽合成上有重要的用途 ; 42(7):517—520. 8一甲氧补骨脂素则是临床治疗白癜风和银屑病的 药物㈣.因此认为本研究粗根茎莎草的挥发性成分 中含有一系列工业用、医用方面的重要化合物.其 在资源利用方面存在一定的潜力 ‘ 责任编辑:高静 

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