荷花不同花期及部位挥发油成分的测定

卢 雪， 靳素荣， 郑兴飞， 胡中立， 周明全， 刁 英,*

(1.重庆文理学院 林学与生命科学学院， 重庆 永川 402168； 2.武汉理工大学 化学化工与生命科学学院， 湖北 武汉 430070； 3.武汉大学 生命科学学院， 湖北 武汉 430072； 4.湖北省莲藕工程技术研究中心， 湖北 武汉 430072)

园艺·中药材

荷花不同花期及部位挥发油成分的测定

卢 雪1， 靳素荣2， 郑兴飞3， 胡中立3， 周明全4， 刁 英1,3*

(1.重庆文理学院 林学与生命科学学院， 重庆 永川 402168； 2.武汉理工大学 化学化工与生命科学学院， 湖北 武汉 430070； 3.武汉大学 生命科学学院， 湖北 武汉 430072； 4.湖北省莲藕工程技术研究中心， 湖北 武汉 430072)

为综合开发利用荷花，采用水蒸气蒸馏法提取荷花不同花期、不同部位的挥发油，利用气-质联用仪测定挥发油的组成成分，用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量。结果表明：整个荷花花朵在盛开期共含有的化合物种类为73种，其中烃类占74.04%；花蕾期含有84种，烃类占77.50%。对荷花的不同部位而言，花丝的挥发油组成成分最复杂，盛开期和花蕾期的挥发油成分差异最大，盛开期花丝挥发油含有28种化合物，花蕾期花丝挥发油含有38种化合物。花丝的最佳药用时期在花蕾期，而花瓣和花托在不同花期差别较小。

荷花； 挥发油； GC-MS

荷花 (NelumbonuciferaGaertn)即莲花，别名荷华、芙蕖、芙蓉、草芙蓉等，属睡莲科(Nymphaeaceae)莲属(Nelumbo)多年生水生宿根草本植物，花期为每年的7-8月[1-2]。荷花，原产自我国，是中国传统中药的一种。据《本草纲目》记载，荷花的莲子、莲衣、莲房、莲须、莲子心、荷叶、荷梗、藕节等均可入药，其中荷花花瓣能活血止血、去湿消风、清心凉血、解热解毒；莲子能养心、益肾、补脾、涩肠；莲须能清心、益肾、涩精、止血、解暑除烦、生津止渴[3]，莲房为莲的干燥花托，具有止血、消瘀功能；用于崩漏、瘀血腹疼、产后恶露不尽等[4]。

当前，由于西药的种种副作用，越来越多的科学家将目光投入到中药的研究上来。研究中药的有效活性成分已经成为当前药学界的潮流。目前，国内外学者在荷叶中提取出具有抗艾滋活性的2种生物碱和1种黄酮物质[5]。而后发现，莲房中原花青素含量丰富，药理研究表明，莲房中的原花青素具抗氧化损伤活性[6]。之后，又在莲子中发现能清除氧自由基的莲子多酚类活性物质[7]。近年来，从莲须中也分离到一些具清除自由基能力的黄酮类化合物[8]。生物碱类化合物主要存于荷叶和莲子中；黄酮类化合物则主要分布于叶和花中[9]；而藕中主要含淀粉类物质并富含多种微量元素；莲房中则以原花青素为主要有效成分[10]。莲的各个部位在传统医学及现代治疗学上的应用有所不同，可能是不同生物体部位成分的差异所引起[11]。

挥发油是一种次生代谢产物。挥发油又称精油，是一类具有挥发性可随水蒸汽蒸馏出来的油状液体，大部分具有香气，如薄荷油、丁香油等。挥发油不溶于水，易溶于石油醚、乙醚、乙醇等有机溶剂中。目前，对于荷花的挥发油活性成分的研究相对较少，荷花中挥发油成分主要是高级烷烃类、烯烃类、醇类、酯类、芳香烃类物质。研究发现，荷花挥发性成分中含有D-柠檬烯，D-柠檬烯具有抗氧化、抗炎、抗癌、利胆溶石等作用，用于预防及治疗化学致癌物诱导的结肠癌、乳腺癌、胃癌等[12]。

植物生长的时期不同，挥发油的化学成分也不同，挥发油是荷花药用成分中一个重要组成部分，在荷花的不同发育时期，挥发油的含量及种类有相当程度的变化，这将关系到荷花的药性。为综合利用荷花的药用价值，笔者通过测定荷花开花前后3个部位挥发油成分，并进行比较分析，了解荷花不同时期、不同部位的挥发油成分差异，从而根据各挥发油化学成分，确定开发研究荷花药用成分的最佳时期和部位，推动天然药物化学的研究进展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

荷花品种为太空莲，栽培在武汉大学湖北省莲藕工程中心基地。试剂：石油醚。仪器：万能粉碎机(浙江高鑫工贸有限公司)，电热套(上海科恒实业发展有限公司)，精油提取器(泰安恒泰试验仪器有限公司)，电子天平(上海岛韩实业有限公司)，玻璃珠(上海隆垒生化试剂有限公司)，离心管(常州杰博森仪器有限公司)，GC-MS(日本岛津公司GC-MS2010型气相色谱-质谱联用仪)。

1.2 取样与挥发油提取

分别采新鲜开花前一天和开花当天荷花，将其分为花瓣、花丝、花托3个部分，40℃烘干，再用粉碎机将其粉碎，干燥称量(开花前和开花后的相同部位称取相同质量的样品)。把称量后的样品置于1 000 mL圆底烧瓶中，放入几粒玻璃珠，再加500 mL蒸馏水，用精油提取器蒸馏提取5 h，再用石油醚萃取3次收集。

1.3 色谱条件

色谱柱：DB-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.50 μm),载气为氦气，柱箱温度40℃，进样口温度为250℃，进样方式为分流，分流比为100∶1，柱流量1 mL/min，吹扫流量3 mL/min。进样量0.2 μL。升温程序为40℃保持3 min，25℃/min到200℃保持2 min；5℃/min到250℃保持1 min；10℃/min到280℃保持2 min。

质谱条件：电子轰击(EI)离子源，电子能量70 eV，灯丝发射电流200 μA，离子源温度230℃，接口温度280℃，溶剂切除时间2.5 min，扫描质量范围45～550 m/z。

2 结果与分析

2.1 不同时期荷花花朵的挥发油成分

经测定和统计分析表明，荷花盛开期花朵中挥发油含化合物种类为73种，花蕾期花朵含有84种，主要化合物有烷烃类、烯烃类、炔烃类、醇类、酯类、烷酸类、稀酸类等，其中盛开期花朵烃类含74.04%，花蕾期花朵含77.50%。

2.2 不同时期荷花花瓣的挥发油成分

由表1可知，盛开期花瓣和花蕾期花瓣中的挥发油共含有29种化合物，有25种相同物质(表1)，其中含量差异在70%以上的有5种化合物，为甲基环己烷、正十六烷酸、(9E,12E)-十八烷酸甲酯、五氟丙酸庚酯、二十一烷。在盛开期含量较多的甲基环己烷(10.39%)、正十六烷酸(16.12%)在花蕾期含量较少，分别为1.07%、2.85%，说明这2种物质在开花过程中被持续地合成。丁基环丁烷、油酸仅在盛开期花瓣中含有，5-甲基己醇、9-十八炔、(9Z,12Z)-十八烷酸、2-己基癸醇仅在花蕾期花瓣存在。

2.3 不同时期荷花花丝的挥发油成分

表1 不同时期荷花花瓣的挥发油成分

由表2可知，盛开期花丝和花蕾期花丝中的挥发油共含有44种化合物，有22种相同物质(表2)，其中含量差异在70%以上的有2种化合物，为十九烷和8-十七烯。十四烷、α-荜茄醇、石竹烯氧化物、反-1,2-二甲基环戊烷、3-甲基己烷、(9Z,12Z)-十八碳二烯酸仅在花蕾期花丝中含有，盛开期花丝不含的十六烷酸甲酯、9-十九烯、十五烷酸、顺-1,3-二甲基环己烷、2,3-二甲基戊烷、11,14-二十烷二烯酸甲酯、油酸、十八烷酸、8-甲基十七烷、二十烷、二十一烷、二十四烷、二十八烷、三十一烷、四十烷和四十四烷仅在花蕾期花丝中含有。在开花过程中，花丝种类从38种降到28种，说明在这一过程发生了复杂的生理生化反应。

表2 不同时期荷花花丝的挥发油成分

表3 不同时期荷花花托的挥发油成分

2.4 不同时期荷花花托的挥发油成分

由表3可知，盛开期花托和花蕾期花托共含有22种化合物，有15种相同物质(表4)，其中含量差异均在70%以下，差异最大的物质为11,14-二十碳二烯酸甲酯，含量差异为38.75%，这说明花托成分基本不受开花过程的影响。4-甲基戊醇、3,7-二甲基辛烯、(7Z,10Z,13Z)-十六碳三烯醛仅在盛开期花托中含有，而丁基环丁烷、氯甲酸辛酯、8-庚烯、8,11,14-二十碳三烯酸仅在花蕾期花托中含有。

3 结论与讨论

在植物生长过程中，经过5种主要的次生代谢途径，分别为产生脂肪酸类、酚类、蒽醌类等的醋酸丙二酸途径，产生萜类化合物的甲羟戊酸途径，产生苯丙素类、香豆素类、木脂素类和黄酮类的桂皮酸途径，产生生物碱类的氨基酸途径，以及由以上途径组合的复合途径，生成结构复杂的天然化合物[13]。在植物的不同生长时期，植物体内的物质种类和数量均发生变化，挥发油成分也相应发生变化。研究结果表明，花瓣在花蕾期和盛开期均含27种化合物，仅有4种化合物不同，花托在花蕾期含19种化合物，在盛开期含18种化合物，其中有15种相同，由此说明花瓣和花托在不同时期成分差异均较小。花丝的挥发性物质组成相较于花瓣、花托这两部位更为复杂，并且开花后挥发性化合物急剧减少，由38种降为28种。这些消失的挥发性物质为相对分子质量较大的烷烃类。花丝是荷花的雄蕊，其中包含了大量的花粉。其取材的时间仅有1 d的时间间隔，说明在此时间段内雄蕊中经历了复杂的代谢反应，这些代谢反应可能与花粉的最后成熟有着密切的关系。这一推论还需进一步研究。同时，研究结果也提示，采集中药原料的时候，荷花花托和花瓣在开花前后均可以采收，但是采集花丝则最好在开花前进行采收。

[1] 王其超，张行言.中国荷花品种图志[M]．中国林业出版社，2005.

[2] 王其超，张行言.浅析《本草纲目》与荷花[J]．中国园林，2006，22(3):79-81.

[3] 国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京:中国医药科技出版社，2010.

[4] Rai S, Wahile A, Mukherjee K. Antioxidant activity of Nelumbo nucifera (sacred lotus) seeds[J].Journal of Ethnopharmacol,2006,104:322-327.

[5] Mukherjee P K, Saha K，Das J. Studies on the anti-infiajnmatory activity of rhizomes of Nelumbo nucifera[J].Planta Med，1997，63(4):367-373.

[6] 郭兴峰．荷花化学成分和抗氧化活性研究[D]．秦安：山东农业大学，2009.

[7] 黄素英.莲子多酚提取及其抗氧化抑菌活性的研究[D].福州：福建农林大学，2010.

[8] 陈艳琰，唐于平，段金廒，等．莲须化学成分的研究[J].中国药学杂志，2010，45(20):15-35.

[9] 黄阿根，周兰香，谢凯舟．荷叶黄酮的化学吸光法及高效液相色谱法分析研究[J]．扬州大学学报:自然科学版，2000，3(4):117-120.

[10] 林晓霞，朱寿民．中药花色素类成分抗癌研究进展[J]．中国中药杂志，2005，30(15)：1147-1150.

[11] 赵小亮.莲不同药用部位化学成分研究综述[J].中国中医药信息杂志，2012，1(19)：106-109.

[12] 徐双双.荷花化学成分的提取分离及含量测定[D].秦安：山东农业大学，2012.

[13] 杨 燕.五种药用植物生长过程中化学成分的变化及天麻素苷元衍生物的合成研究[D].陕西：西北，2008.

(责任编辑： 孙小岚)

Components of Volatile Oil fromNelumbonuciferain Different Flowering Period and Different Part

LU Xue1, JIN Surong2, ZHENG Xingfei3,HU Zhongli3, ZHOU Mingquan4, DIAO Ying1,3*

(1.CollegeofForestryandLifeScience,ChongqingUniversityofArtsandSciences,Yongchuan,Chongqing402168; 2.SchoolofChemistry,ChemicalEngineeringandLifeSciences,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan,Hubei430070; 3.CollegeofLifeSciences,WuhanUniversity,Wuhan,Hubei430072; 4.HubeiEngineeringTechnologyResearchCenterofLotus,Wuhan,Hubei430072,China)

To comprehensively exploit and utilize lotus, the volatile oil fromN.nuciferain different parts and different flowering period was extracted by the method of steam distillation, and then the component of volatile oil was analyzed by GC-MS. The relative content of each component was calculated using the method of chromatographic peak area normalization. Results: Whole flower ofN.nuciferain florescence contained 73 kinds of compounds, including hydrocarbons (74.04%), and the bud stage contained 84 kinds of compounds, including hydrocarbons (77.50%). For the different parts fromN.nucifera, the components of filament volatile oil was the most complex, components of this part between florescence and bud stage were different remarkably. Volatile oil of filament in florescence contained 28 kinds of compounds. However, bud stage contained 38 kinds of compounds. The best medicinal period time of filament is bud stage, petal and receptacle almost have no difference in different flowering.

Nelumbonucifera; volatile oil; GC-MS

2015-05-22； 2015-12-08修回

国家“十二五”科技支撑计划项目“水生蔬菜新品种选育与良种繁育体系建立”(2012BAD27B01)

卢 雪(1993-)，女，在读硕士，研究方向：天然药物化学方向。E-mail：798753057@qq.com

*通讯作者：刁 英(1978-)，女，教授，从事植物资源生物学与生物技术研究。E-mail：diaoy78@163.com

1001-3601(2016)01-0033-0125-04

R931.6

A

Horticulture·CHinese Herbal Medicimes