福建省不同产地及不同生育期土荆芥精油化学成分的比较

魏 辉，李 兵，田厚军，陈艺欣，黄玉清，占志雄

土荆芥（ChenopodiumambrosioidesL.）为藜科（Chenopod iaceae）藜属（ChenopodiumL.）一年生或多年生草本植物，国内俗称臭草、杀虫芥或苦蒿等[1]，国外称墨西哥茶或美国蒿等，原产于中美洲和南美洲，现广泛分布于亚热带、热带以及温带地区[1-4]。在中国，土荆芥主要分布于福建、江西、浙江、江苏、广东、广西及台湾等省区[5]，被认为是一种外来入侵生物。土荆芥的用途主要体现在药用价值上，其药用功效始载于《生草药性备要》，具有祛风、除湿、杀虫、通经、止痛等功效[2]；土荆芥、土荆芥提取物与挥发油能够用于防治蛔虫和钩虫[4]，具有抗菌和抑菌活性[6-8]，也可以用于治疗胃痉挛、梅毒、麻疹和肠道疾病等[9]，并具有促进蛇床子素透皮吸收功能[10]，还可用于治疗动物疾病[11-12]。在有害生物控制方面，土荆芥叶粉末和精油对贮藏粮食中的6种甲虫具有控制作用[13]；其精油对菜青虫也具有毒杀、拒食和生长抑制等生物活性[14-15]，并能影响小菜蛾〔Plutellaxylostella（L.）〕幼虫对氟虫腈的敏感性[16]；其所含的生物碱对家蝇（MuscadomesticaL.）有毒杀作用[17]。此外，土荆芥植株能抑制杂草生长[18]，并对土壤中的重金属具有一定的富集作用[19]。

作者采用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分别对福建省3个不同产地及同一产地3个不同生育期土荆芥精油的化学成分进行了比较分析，为深入研究土荆芥精油的指纹图谱和生物活性以及为该精油的开发利用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试土荆芥分别采自福建省福州市晋安区新店镇（N26°07′31″、E119°18′24″，海拔6.3m）、平潭县城关（N25°30′09″、E119°47′24″，海拔10.2m）和连城县城关（N25°42′37″、E116°45′21″，海拔365.7m）。于2005年5月分别采集土荆芥地上部分供试；分别于2005年3月、5月和8月（即苗期、生长期和果熟期）于福州新店镇采集土荆芥地上部分供试。

1.2 方法

1.2.1 精油提取 参照文献[20]的方法提取土荆芥地上部分的精油，重复提取3次，将精油粗提物用无水硫酸钠（分析纯）干燥，再用针筒过滤器过滤后备用。

1.2.2 GC-MS分析 使用 Saturn2100 GC/MSD联用仪（美国Varian公司生产）进行 GC-MS分析。

色谱条件：采用 DB-5MS色谱柱（30 m×0.25mm×0.25μm）。MS传输线温度230℃，进样口温度250℃；载气为高纯氦气。采用程序升温方式升温，起始温度为60℃，并保持2m in；以4℃·m in-1速率升至100℃，保持3m in；以1℃·m in-1速率升至120℃，再以10℃·m in-1速率升至180℃，最后以20℃·m in-1速率升至280℃，恒温至色谱分析结束。

质谱条件：E I离子源，70 eV电离能，相对分子质量扫描范围35～500 am u，分流比1∶20。

1.3 数据处理

通过N IST05和Wiley7谱图库进行计算机检索并辅以人工识别确定精油中的化学成分，采用峰面积归一化法计算各化学成分的相对含量，并用 Excel软件进行定量分析。

2 结果和分析

2.1 不同产地土荆芥精油的化学成分

福建省3个不同产地土荆芥精油的主要化学成分（相对含量0.04％以上）及其相对含量见表1。由表1可见，不同产地土荆芥精油的化学成分均以萜烯类为主。福州市晋安区新店镇产土荆芥精油的主要化学成分有12种，其中，相对含量较高的化学成分有对-聚伞花素（49.60％）、α-松油烯（26.81％）和异驱蛔素（8.16％），这3种化合物总相对含量占精油总相对含量的84.57％。平潭县城关产土荆芥精油的主要化学成分有11种，其中，相对含量排在前3位的化学成分也为对-聚伞花素（47.25％）、α-松油烯（27.27％）和异驱蛔素（8.82％），这3种化合物的总相对含量占精油总相对含量的83.34％。连城县城关产土荆芥精油的主要化学成分有27种，其中，相对含量较高的成分有对-聚伞花素（36.33％）、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇（20.03％）、α-松油烯（12.71％）和异驱蛔素（3.07％），这4种化合物的总相对含量占精油总相对含量的72.14％。

由表1还可见，连城县城关产土荆芥精油的化学成分最多，且与福州新店镇和平潭县城关土荆芥精油的化学成分差异较大，特异性成分多为酮类、醇类以及少量的酯类，但这些成分的相对含量均较低。其中，在产自连城县城关的土荆芥精油中，与产自福州新店镇和平潭县城关的土荆芥精油共有但相对含量差异较大的化学成分有α-松油烯、对-聚伞花素、异驱蛔素、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇和1-（1，3-二甲基-3-环己烯-1-基）乙酮，它们的相对含量分别较后两者约低14百分点、约低10百分点、约低5百分点、约高18百分点和约高4百分点。此外，3个产地土荆芥精油的共有成分有11种，而平潭县城关与福州新店镇产的土荆芥精油有11种共有成分，平潭县城关与连城县城关产的土荆芥精油也有11种共有成分，而福州新店镇与连县城关产的土荆芥精油则有12种共有成分。

表1 福建省不同产地土荆芥精油的主要化学成分（相对含量在0.04％以上）及其相对含量的比较1）Table1 Com par ison of m a in chem ica l con stituen ts（rela tive con ten t over0.04％）and their rela tive con ten t of essen tia l o il from Chenopod ium am b rosioides L.in d ifferen t loca tion s of Fu jian Prov ince1）

2.2 不同生育期土荆芥精油的化学成分

产自福州新店镇的不同生育期土荆芥精油的主要化学成分（相对含量0.04％以上）及其相对含量见表2。由表2可见，不同生育期土荆芥精油的化学成分及其相对含量均有一定的差异。苗期土荆芥精油的主要成分有17种，主要由萜类、烯烃类、酮类和醇类组成，相对含量较高的成分有对-聚伞花素、异驱蛔素、1-（1，3-二甲基-3-环己烯-1-基）乙酮、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇、（反）4，4-二甲基-2-戊烯醛和驱蛔素，相对含量分别为49.75％、10.77％、8.08％、7.79％、4.93％和3.43％，而α-松油烯的相对含量则较低（0.55％）。生长期土荆芥精油中的主要成分有12种，其中萜烯类成分所占比例较大，约占精油总相对含量的80％，相对含量较高的成分有对-聚伞花素（49.60％）、α-松油烯（26.81％）和异驱蛔素（8.16％）等，其中，α-松油烯的相对含量约为苗期的50倍，对-聚伞花素的相对含量与苗期相近，2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇和1-（1，3-二甲基-3-环己烯-1-基）乙酮的相对含量则较苗期显著减少，相对含量分别仅为1.03％和0.84％。果熟期土荆芥精油的主要成分有12种，相对含量较高的成分有对-聚伞花素（43.65％）、α-松油烯（24.09％）和异驱蛔素（19.12％）。

表2 不同生育期土荆芥精油的主要化学成分（相对含量在0.04％以上）及其相对含量的比较1）Table2 Com par ison of m a in chem ica l con stituen ts（rela tive con ten t over0.04％）and their rela tive con ten t of essen tia l o il from Chenopod ium am b rosioides L.a t d ifferen t growth stages1）

从表2还可以看出，在土荆芥生长过程中，其地上部分精油中化学成分的种类有所减少，但生长期与果熟期的化学成分数量相等。果熟期土荆芥精油有10种成分与生长期相同；果熟期和苗期精油有12种共有成分，苗期和生长期精油有10种共有成分；3个时期精油有10种共有成分。其中，苗期土荆芥精油中α-松油烯的相对含量极显著低于生长期和果熟期；异驱蛔素的相对含量在果熟期最高，比生长期多1倍以上；驱蛔素的相对含量在苗期最高，至生长期和果熟期则明显下降；不同生育期土荆芥精油中相对含量最高的成分均为对-聚伞花素，且苗期和生长期该成分的相对含量近等、果熟期则略有下降，苗期、生长期和果熟期土荆芥精油中对-聚伞花素的相对含量分别为49.75％、49.60％和43.65％。

3 讨论和结论

上述研究结果表明，虽然不同产地及不同生育期土荆芥地上部分精油的化学成分及相对含量均有一定的差异，但精油的主要成分相似。Cavalli等[4]的研究结果显示，商用土荆芥精油的主要化学成分为驱蛔素（41.80％）、异驱蛔素（18.10％）、对-聚伞花素（16.20％）、α-松油烯（9.70％）和柠檬烯（3.80％）；Sagrero-Nieves等[21]报道墨西哥产土荆芥叶片中主要挥发性成分为柠檬烯、反松香芹醇、香叶醛（5.00％）和香叶醇；国内也有一些学者对土荆芥精油的化学成分进行了研究，但分析结果存在较大差异[22-24]。这种差异存在的主要原因可能与土荆芥的产地和生育期、挥发油的提取部位以及前处理方法和分析技术等因素有关。

产自福建连城县城关的土荆芥精油的化学成分数量最多，与福州新店镇和平潭县城关产的土荆芥精油成分的差异较大。虽然3个产地土荆芥精油的主要成分均有对-聚伞花素、α-松油烯和异驱蛔素，但它们的相对含量有一定的差异。平潭县城关产土荆芥精油中α-松油烯和异驱蛔素的相对含量在3个产地中最高，连城县城关产土荆芥精油中的对-聚伞花素、α-松油烯和异驱蛔素的相对含量在3个产地中均最低，而福州新店镇产土荆芥精油中对-聚伞花素的相对含量在3个产地中最高，推测这种现象可能与土荆芥产地的地理环境密切相关。这3个产地虽然均属亚热带海洋性季风气候，但各地气候有一定差异。平潭为海岛，罕见霜雪；福州的新店与平潭相距约130 km，气候条件比较相似，但非海岛环境；连城地处山区，四季分明，昼夜温差相对较大。

不同生育期土荆芥精油的化学组成及其相对含量也有一定的差异。苗期土荆芥精油的化学成分数量最多，有17种；生长期精油的成分数量与果熟期相等，均为12种。不同生育期共有成分的相对含量也存在差异。以土荆芥精油中的α-松油烯为例，在3个不同生长阶段α-松油烯的相对含量差异极其显著，其中苗期仅为0.55％，生长期时达到26.81％，果熟期则略降低至24.09％。

研究结果说明，产地的地理环境和土荆芥的生育期对福建产土荆芥地上部分精油的化学组成及其相对含量均有一定的影响，由于挥发油的化学成分及其相对含量是一个不稳定的指标，受产地的自然地理条件、气候因素及采集加工方法等诸多因素的影响[25]，因而，在土荆芥精油的开发利用过程中，应该根据不同生长环境和生育期确定不同的开发应用目标。

近年来，土荆芥在植物病虫害防治领域的开发应用潜力受到关注，在发展高效低毒、环保安全的有害生物控制剂方面具有一定应用前景，因此，明确不同生长环境和生育期土荆芥精油的化学成分，对于进一步研究与开发利用土荆芥资源具有重要意义。

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