13种芳香植物挥发性萜类化合物比较研究.pdf
《13种芳香植物挥发性萜类化合物比较研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《13种芳香植物挥发性萜类化合物比较研究.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、DOI:10.11929/j.swfu.202206030引文格式:胡玫,黄艳波,孔羽,等.13 种芳香植物挥发性萜类化合物比较研究 J.西南林业大学学报(自然科学),2023,43(5):164170.13 种芳香植物挥发性萜类化合物比较研究胡玫1,2黄艳波2孔羽2杨蕾2周翔宇2苏涛1(1.南京林业大学南方现代林业协同创新中心,南京林业大学生物与环境学院,江苏南京210037;2.上海辰山植物园,中国科学院上海辰山植物园科学研究中心,上海市资源植物功能基因组学重点实验室,上海201602)摘要:结合气相色谱质谱连用(GCMS)技术,使用正己烷萃取法对唇形科、菊科、芸香科和伞形科中选取的 13
2、 种芳香植物的萜类组分进行定性和定量分析;利用统计学比较不同科中挥发性萜类的组成多样性以及成分差异。结果表明:13 种植物材料中共有 56 种挥发性萜类化合物,其中唇形科最多(40 种),菊科其次(35 种),伞形科和芸香科含量较少。唇形科中鉴定到挥发性萜类的含量最高,其中倍半萜类组分显著低于单萜类组分;菊科中检测到的倍半萜氧化物含量相对较高,1石竹烯是唇形科和菊科芳香植物所共有的成分;芳香植物所含的挥发性萜类化合物成分不同,种类也因物种而异。唇形科芳香植物最适宜作为提取挥发性萜类的材料,菊科芳香植物适宜作为倍半萜氧化物成分的提取材料。本研究可为相异植物材料活性组分的有效使用和科学开发及植物萜
3、类的深入研究提供参考。关键词:唇形科;菊科;芸香科;伞形科;芳香植物;挥发性萜类;GCMS中图分类号:O629.6+1文献标志码:A文章编号:20951914(2023)05016407ComparativeSurveyofVolatileTerpenoidsCompositionfrom13AromaticPlantsHuMei1,2,HuangYanbo2,KongYu2,YangLei2,ZhouXiangyu2,SuTao1(1.Co-InnovationCenterforSustainableForestryinSouthernChina,CollegeofBiologyandthe
4、Environment,NanjingForestryUniversity,NanjingJiangsu210037,China;2.ShanghaiChenshanBotanicalGarden/ShanghaiChenshanPlantScienceResearchCenter,ChineseAcademyofSciences/ShanghaiKeyLaboratoryofFunctionalGenomicsofResourcePlants,Shanghai201602,China)Abstract:Thirteenaromaticplantsin4familiesofLabiatae,A
5、steraceae,Rutaceae,andUmbelliferaewerestudiedbynhexaneextractioncombinedwithgaschromatographymassspectrometry(GCMS)assay.Thedi-versityanddifferencesofvolatileterpenoidsindifferentfamilieswereanalyzed.Theresultsshowedthat56volat-ileterpenoidsweredetectedin13aromaticplants.Labiataewasthemostabundant,c
6、omprising40volatileterpen-oids,followedbyCompositae,containing35,andveryfewactivecompoundsweredetectedinRutaceaeandUm-belliferae.Thehighestvolatileterpenoidswereidentifiedinlabiaceaematerial,whilethesesquiterpenecompon-entsweresignificantlylowerthanthemonoterpene;Andthesesquiterpeneoxidesweredetecte
7、drelativelyhighin收稿日期:20220614;修回日期:20220704基金项目:国家自然科学基金面上项目(32070388)资助;上海市绿化和市容管理局科学技术项目(G222414)资助;上海市科委科技计划项目(20392000600)资助。第 1 作者:胡玫(1993),女,硕士研究生。研究方向:植物分子生理及药用植物与次生代谢。Email:。通信作者:苏涛(1979),男,博士,副教授,硕士生导师。研究方向:植物分子生理。Email:。第43卷第5期西南林业大学学报Vol.43No.52023年9月JOURNALOFSOUTHWESTFORESTRYUNIVERSITYS
8、ep.2023Asteraceaematerial,1caryophylleneiscommoncomponentsoftheLabiataeandAsteraceae.WefurtherprovedtheAromaticplantsinLabiataearemoresuitableforextractingvolatileterpenoids.AromaticplantsinComposit-aearemainlyfortheextractionofsesquiterpeneoxides.Whereas,thenumberofidentifiedcompoundsandassoci-ated
9、volatileterpenoidsvaryonspecies.Thisstudyprovidesareferencebasisfortheefficientutilizationofplantterpenesandrationaldevelopmentofdifferentaromaticplants.Key words:Labiatae;Asteraceae;Rutaceae;Umbelliferae;aromaticplant;volatileterpenes;GCMS芳香植物约有 3000 多种,已知 300 种芳香植物的开发利用对食品、制药、化妆品、农艺、卫生和香水行业具有重要意义1
10、。唇形科(Lami-aceae)是芳香植物聚集的一个大科2,此外菊科(Asteraceae)、芸 香 科(Rutaceae)、伞 形科(Apiaceae)等也包含了很多芳香植物,如串叶松香草(Silphium perfoliatum)、银香菊(Santolinachamaecyparissus)、芸香(Ruta graveolens)、齿叶薰衣草(Lavandula dentata)、莳萝(Anethumgraveolens)等。唇形科植物提取物可以治疗咳嗽、心脏疾病,还具有杀虫和驱避害虫活动的作用35。如薰衣草精油具有抗炎、抗病、抗菌以及缓解情绪干扰的作用;薄荷精油有镇痛,解痉挛、杀菌抗氧化
11、以及杀虫作用67。菊科植物中的倍半萜内酯是具有多种化学结构的萜类化合物,具有一系列显著的药理活性,如抗肿瘤、抑制细胞毒性、抗菌、抗真菌、杀虫、抗溃疡和抗原虫特性89。芸香科在传统医学中用途广泛1011,以芸香为材料提取的精油可预防食品腐烂,在可食用壳聚糖涂层中加入芸香提取精油可提高番石榴(Psidium guajava)果实成熟的稳定性1213。伞形科植物富含芳香精油所需的挥发性化合物14,其中莳萝、欧芹(Petroselum crispum)和芹菜(Apium graveolens)1516在食品保鲜、制药、替代医学和自然疗法中用途广泛17。萜类作为挥发性次生代谢物,在自然界芳香植物中产生的
12、生物活性物质占比最高18,主要通过胞质的甲瓦龙酸(MVA)途径以及质体的甲羟戊酸(MEP)途径,其代谢产物是类固醇、萜类等的合成前提物质,可视为活化的异戊二烯单位19。已有文献中较少有不同科属物种间芳香植物挥发性萜类成分的比较研究。基于此,本研究借助 GCMS 技术检测挥发性萜类在唇形科、菊科、伞形科以及芸香科芳香植物中的组分,并分析不同芳香植物中挥发性萜类化合物的种类、数量及含量,以期为芳香植物在农业、工业、医药生产以及相关植物代谢工程研究中提供参考。1 材料与方法 1.1 植物材料唇形科芳香植物:猫薄荷(Nepeta cataria)、香蜂花(Melissa officinalis)、齿叶
13、薰衣草、宽萼苏(Ballota pseudodictamnus)、百里香(Thymusmongolicu)、糙苏(Phlomis umbrosa)、马约兰(Origanum majorana);菊科芳香植物:串叶松香草、银香菊、X 儿乇(日文名,尚无拉丁学名)、秋之惠(日文名,尚无拉丁学名);芸香科芳香植物:芸香;伞形科芳香植物:莳萝。实验所用植物材料均由中国科学院上海辰山植物园园艺部提供。1.2 实验仪器与试剂7890A5975C 型气相色谱质谱联用仪(GCMS,安捷伦,美国)、HP5MS毛细管色谱柱(型 号:30 m 0.25 mm,0.25 m),BSA224S 电子分析天平(赛多利斯,
14、德国),正己烷和乙酸壬酯 西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司中国。1.3 植物材料挥发性成分的提取方法取 4 科 13 种植物材料的新鲜叶片剪成正方形小块(2cm2cm),加入适量液氮直至研磨成粉末状,称取 0.3g 用 1mL 正己烷(含 10ng/L醋酸壬酯)进行提取,每种植物样品设置 3 个生物学重复。提取后的样品以 13500rpm 离心10min,经有机相针式滤器过滤收集 23mL 上清液用于 GCMS 上机检测。1.4 植物材料挥发性成分的 GCMS 分析色谱条件:参照朱小洁等20的提取方法及 GC第5期胡玫等:13 种芳香植物挥发性萜类化合物比较研究165MS 升温程序,初始柱温
15、 60,保留 2min,然后以 10/min 升温至 260 保留 10min。载气为高纯 He,流速为 1mL/min。质谱条件:电离方式EI,离子源温度为230,四级杆温度为 150,电子能量 70eV,质量扫描范围(m/z)50550。气相质谱分析:13 种植物材料样品经 GCMS 上机检测后,利用 NIST 数据系统分析对比,并人工解析每个样品质谱特征,结合相关文献分别对 4 科 13 种芳香植物内的挥发性萜类化合物进行定性分析并统计21,最后依据峰面积归一法进行定量分析。1.5 数据处理本研究进行 3 个生物学重复,实验结果用平均值标准偏差呈现,P0.05 认为具有显著性差异,数据解
16、析在 SPSS22.0 软件上完成。2 结果与分析 2.1 13 种植物材料挥发性萜类的成分13 种芳香植物中共检测出了 56 种挥发性萜类化合物,按照异戊二烯单元的数目及是否含氧,可分为单萜化合物(13 种)、单萜氧化物(18 种)、倍半萜化合物(16 种)、倍半萜氧化物(8 种)、二萜氧化物(1 种)共 5 类。其中约有 40 种挥发性萜类化合物存在于唇形科中,是所测芳香植物中挥发性萜类化合物种类最多的科,其中单萜化合物和单萜氧化物检测的数量和种类较高,分别为 10 种和 16 种;35 种挥发性萜类化合物存在于菊科中,其数量仅次于唇形科,其中倍半萜化合物和单萜类化合物数量相对较低,分别为
17、 15 种和 9 种;而在芸香科和伞形科中分别检测出了 2 种和 4 种挥发性萜类化合物,在伞形科芳香植物中检测出的均为单萜化合物。4 科中共检测到 38 种存在于单一芳香植物中的特异性挥发性萜类化合物,其中唇形科中共有21 种,齿叶薰衣草中数量最多(8种),其次是马约兰(4 种),猫薄荷和香蜂花中也分别检测到了 3 种,而在宽萼苏和糙苏中没有检测到特异性挥发性萜类化合物。在薰衣草中检测到的特异性挥发性萜类化合物为 3蒈烯和大牛儿烯 D,这2 种特异性化合物在薰衣草精油的研究中被提到1516,2223,而其他成分未见文献报道。有 16 种特异性萜类化合物在菊科的芳香植物材料中被检测到,其中银香
18、菊检测到特异性萜类化合物种类最多(9 种),为桧烯、水芹烯、青蒿酮、菊醇等,其中 水芹烯、青蒿酮、菊醇在分析银香菊精油成分时有报道24,而桧烯未见报道;秋之惠、串叶松香草、X 儿乇中检测到特异性萜类化合物的数量相对较少,分别为 3、3、4 种;其中,秋之惠中检测出来的 倍半水芹烯和异龙脑未见文献报道,毕澄茄烯、(S,1E,6E)8异丙基1甲基5亚甲基环环癸1,6二烯、Vul-garoneB 存在于串叶松香草中,其含量普遍较低;石竹烯、榄香醇存在于 X 儿乇中,均未见文献报道。如图 1 所示,挥发性萜类成分的总含量在4 科芳香植物中存在显著差异,含有挥发性萜类种类最多的唇形科也是总含量最高的,超
19、过 8000g/g;菊科的萜类化合物总含量接近 6000g/g。芸香科和伞形科总含量均较低且无显著性差异,伞形科约为 400g/g,芸香科为 100g/g,仅约为唇形科萜类总含量的 1%。因此,作为提取挥发性萜类的材料,唇形科芳香植物最适合,菊科芳香植物次之。abcc02 0004 0006 0008 00010 00012 000唇形科菊科芸香科伞形科含量/(gg1)芳香植物不同小写字母表示显著性差异(P0.05)。图 1 4 科植物材料挥发性萜类总含量Fig.1Totalvolatileterpenoidsin4familiesofaromaticplants 2.2 主要挥发性萜类成分在
20、 13 种芳香植物中的分布由表 1 可知主要挥发性萜类成分在 13 种芳香植物中的分布,柠檬醛在唇形科中的含量最高为(49.1 6 56.15)g/g,占 挥 发 性 萜 类 总 量 的11.11%,其次是 松油醇、1石竹烯、樟脑、(Z)3,7二甲基2,6辛二烯醛和红没药醇,这些主要成分与朱小洁等20和贺莉娟等25报道的唇形科中主要挥发性成分差异较大,不排除芳香植物的栽种环境以及农药残留对挥发性成分差异性的影响。菊科中含量最高的化合物是 1石竹烯,166西 南 林 业 大 学 学 报第43卷其次是青蒿酮、(+)长叶蒎烯,其中 1石竹烯的含量为(688.96105.24)g/g,占挥发性萜类总量
21、的 38.63%;而石竹烯已被证实具有抗氧化的作用,广泛存在于菊科和唇形科的多种芳香植物中20,24,芸香科中含量最高的为叶绿醇,同时也含有榄香醇,但其含量相对较低,分别为(51.7411.73)g/g 和(12.051.60)g/g。伞形科中主要挥发性萜类成分为 蒎烯,其含量为(144.1559.37)g/g,占挥发性萜类总量的 30.60%,也具有较高的抗菌作用,因此也被广泛关注。表 1 主要挥发性萜类成分在 4 科植物中的含量及占比Table1Thecontentandproportionofmainvolatileterpenoidsin4familiesofaromaticplant
22、s科成分含量/(gg1)占比/%唇形科1石竹烯533.0742.886.24松油醇688.9026.708.06(Z)3,7二甲基2,6辛二烯醛350.3145.494.10柠檬醛949.1656.1511.11红没药醇335.7837.053.93樟脑369.7040.964.33菊科1石竹烯688.96105.2438.63青蒿酮463.0581.837.60(+)长叶蒎烯564.9692.719.28芸香科榄香醇12.051.6018.90叶绿醇51.7411.7381.11伞形科蒎烯144.1559.3730.60异松油烯97.1622.3220.62 2.3 不同类型萜类组分在 13
23、 种芳香植物中的占比由图 2 可知,不同类型萜类组分在 13 种芳香植物中的占比及含量都不尽相同,在 4 科芳香植物检测到的组分中,占比相对稍低的是倍半萜氧化物;在不同类型萜类组分中,单萜氧化物在唇形科芳香植物中占比较高,倍半萜化合物在菊科芳香植物中占比较高,而芸香科芳香植物中二萜氧化物所占比例最高,在伞形科芳香植物中除了单萜化合物外,其他成分没有检测到。由图 3 可知,单萜氧化物主要存在于唇形科芳香植物中,而所含有的单萜化合物和倍半萜化合物居次;倍半萜化合物含量在菊科芳香植物中所占最高,相对而言,单萜化合物和单萜氧化物含量所占次之,含量最少的是倍半萜氧化物;二萜氧化物只存在芸香科芳香植物中,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 13 芳香 植物 挥发性 化合物 比较 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。