宁夏丝棉木果实挥发性成分的GC-MS分析*

刘新胜，袁　璐，姬晓灵

(1 宁夏医科大学基础医学院，宁夏　银川　750004;2 宁夏医科大学公共卫生与管理学院，宁夏　银川　750004)



分析测试

宁夏丝棉木果实挥发性成分的GC-MS分析*

刘新胜1，袁璐2，姬晓灵2

(1 宁夏医科大学基础医学院，宁夏银川750004;2 宁夏医科大学公共卫生与管理学院，宁夏银川750004)

运用GC-MS分析方法研究宁夏地区丝棉木果实果肉、种子主要挥发性化学成分。采用水蒸气蒸馏技术分别从丝棉木果实果肉、种子中提取挥发性物质，通过GC-MS联用技术对挥发性成分进行分析鉴定, 用色谱峰面积归一化法计算各成分的相对含量。从丝棉木果实果肉挥发油中, 经计算机质谱库的检索，共鉴定出了46种组分，主要是醇类(23.65%)、酯类(21.53%)、羧酸类物质(18.40%)、杂环化合物(16.62%)；从种子中共鉴定出了57种组分，主要为烃类物质(84.99%)。丝棉木果实的果肉、种子所含挥发性成分差异较大，共有成分较少，为我们对丝棉木果实进一步研究和运用提供参考。

丝棉木；果实；挥发性成分；GC-MS；水蒸气蒸馏法

丝棉木(Euonymus bungeanus)又名白杜、明开夜合、桃叶卫矛，是卫矛科卫矛属落叶小乔木或灌木。丝棉木喜光，生长迅速，具有耐旱、耐寒、耐盐的优点。花期为5～6月，果实成熟期为9～10月[1]。

丝棉木枝叶纤细，树冠饱满，外形娟秀美观，有较高的观赏性，一般作为庭阴树和行道树栽植。该树种适宜性广，对二氧化硫和氯气等有害气体具有较强的抗性，可有效改良空气质量，是我国一直大力推广种植的优良树种。目前由国内外的研究显示，丝棉木植株树皮含硬性杜仲胶，木材细腻坚韧，可用于雕刻、制帆杆或滑车等；种子含丰富的脂肪类物质，含油率高达40%以上，可用做工业用油，必需氨基酸总含量高达84 mg/g以上,除蛋氨酸和色氨酸外,基本每种必需氨基酸含量至少为10 mg/g[2]；我国民间就曾用其枝叶煎汤外治漆疮用，以鲜根治膝关节痛，用其果实和根部止鼻血[3]。丝棉木中的挥发性成分非常丰富，叶子含黄酮甙类物质[3]，对心脏的作用主要体现在治疗心率失常、心绞痛、肺心病和慢性充血性心功能不全等疾病上，药理实验发现，从卫矛中提取的总黄酮，是治疗心绞痛和肺心病的有效成分[4]。通过建立鹌鹑高脂血症模型，观察鬼箭羽水煎液对脂质代谢的影响，表明卫矛水煎液具有调脂作用，对血清总胆固醇(TC)有降低趋势，对高密度脂蛋白(HDL2-C)有升高趋势，降低HDL3-C水平，同时使卵磷脂胆固醇酰基转换酶LCATO活性升高[5]。此外药理实验表明，其提取物能够显著降低高脂血症小鼠的血糖和血脂水平，并且降低甘油三酯在肝脏的沉积[6]。丝棉木的茎木部可分离得三萜类物质，分别是雷公藤内酯甲、雷公藤内酯乙、齐墩果酸等[7]，还有部分没食子酸成分[8]。雷公藤碱、卫矛碱、卫矛羰碱、新卫矛碱具有抗HIV活性[9]。药理实验表明，丝棉木中含有的倍半萜吡啶生物碱类化合物对粘虫均具有杀虫作用，其取代基酯基的数目、位置以及吡啶生物碱基团都影响杀虫活性[10]。在某些实体肿瘤如皮肤癌、肺癌、肾上腺肿瘤、膀胱癌及白血病等的治疗上，本属植物有较好的治疗效果。通过分离出的卫矛苷A进行了抗肿瘤的细胞毒活性实验，结果表明，该化合物有明显的抗人肺癌A549和人卵巢腺癌SK-OV-3细胞的作用[11]，并发现细胞毒活性随着糖基的增多而减弱[12]。根可药用，在跌打损伤、治疗风湿性关节炎等药用效果明显。其中卫矛醇有抗炎及免疫调节作用，能明显的减轻其骨破坏程度，从而改善关节炎发病率。但目前国内外的研究对丝棉木果实内所含挥发性成分尚不明确。

本研究采用水蒸气蒸馏法结合气相色谱-质谱(GC-MS)技术对丝棉木果实中挥发性物质进行提取和检测，定性分析其主要成分，为其相关研究奠定理论基础。

1　实　验

1.1材料与试剂

选择宁夏医科大学雁湖校区内的丝棉木植株为实验对象，采摘2014年10～11月成熟期的带壳丝棉木果实，选择种粒饱满硕大、色泽红润的果实为研究材料。

无水乙醚(分析纯)；C8-C20正构烷烃(色谱纯)；去离子水

1.2仪器与设备

ME204E电子天平，上海有限公司；GCMS-QP2010联用仪，日本岛津公司；98-I-B电子控温电热套；RE-52AA旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂；挥发油提取器；500 mL圆底烧瓶、冷凝管、烧杯、研钵等。

1.3实验方法

1.3.1样品前处理

将采摘的成熟期丝棉木果实自然阴干。选择温度适宜、通风良好的地点贮藏、避免阳光直接照射；待果实干燥后，手工剥除外壳，并将果肉与种子分离，分别作为待测样品。

1.3.2挥发性成分的提取

将干燥的丝棉木果实粉碎研磨至粉末状，准确称量分离后的果肉、种子的细粉原料各30 g，分别置500 mL的圆底烧瓶，按1:10的比例加去离子水，混合均匀后，将装有样品的烧瓶至于电热套中，连接冷凝回流装置，开启电源，缓慢加热至沸腾进行蒸馏。蒸馏时间为6 h。萃取完成后冷却，用乙醚冲洗装置三次萃取出待测物质，用旋转蒸发仪将其浓缩至黄色的透明油状物质，提取出密封保存，置于4 ℃冰箱中，待测。

1.3.3GC-MS分析

1.3.3.1气相色谱条件

色谱柱：HP-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)弹性石英毛细管柱；进样口温度：230 ℃；进样方式：不分流进样；载气高纯氦气，恒流流速1.0 mL·min-1；程序升温：初始温度50 ℃，保持1 min，以4 ℃· min-1升至150 ℃，保持2 min后以8 ℃·min-1升至250 ℃，保持10 min；接口温度：280 ℃。

1.3.3.2质谱条件

电子轰击(EI)离子源，电子能量70 eV，离子源 230 ℃，质量扫描范围为35～500 amu。

1.3.4定性分析

检测的未知化合物与NIST 11谱库相匹配，对较高匹配度的检索结果予以确认；利用C8～C20作为混标计算各化合物的保留指数，结合文献保留指数进一步对化合物进行定性，并根据文献确认未知检测成分，鉴定丝棉木植物种子和果肉内含有的挥发性化学成分。

保留指数(retention index RI)是气相色谱定性指标的一种参数。待测物质的保留指数是与待测物质具有相同调整保留值的假想的正构烷烃的碳数的100倍，通常以色谱图上位于待测物质两侧的相邻正构烷烃的保留值为基准，用对数内插法求得。在同一柱上，物质的保留指数与柱温呈线性关系。

保留指数(RI)的计算公式：

I=100Z+100[logt’R(x)-logt’R(z)]/[logt’R(z+1)-logt’R(z)]

式中：t’R为校正保留时间；Z和Z+1分别为目标化合物(X)流出前后的正构烷烃所含碳原子的数目，以上的保留指数(RI)的计算只用于恒温分析。

1.3.5定量分析

通过面积归一化法从总离子流图计算各主要成分的相对含量。

2　结果与讨论

按上述实验条件进行GC-MS分析，得丝棉木果实果肉挥发性成分的气相色谱总离子流图，对每个色谱峰的化合物给出特定的MS峰(见图1)。

图1　丝棉木果实果肉中挥发性成分的总离子流色谱图Fig.1　Total ion chromatogram of volatile components from the fruits of Euonymus bungeanus

从宁夏地区生长的丝棉木果实果肉挥发油中, 经气相色谱共分离出50种挥发性成分，经计算机质谱库(NIST/WILEY)的检索，共鉴定出了46种组分(见表 1)。

表1　丝棉木果肉中挥发性成分GC-MS分析结果Table 1　Volatile components from the fruits of Euonymus bungeanus by GC-MS analysis

续表1

4乙烯二乙酯1,1-Ethanediol,1,1-diacetateC6H10O45.0001.23955丙氧基乙酸-1-甲基-2-羰基丙酯3-Oxobutan-2-ylpropylcarbonateC8H14O46.2003.168561,3-丁二醇1,3-ButanediolC4H10O26.4254.218472-羟基-1,3-二氧环戊烷1,3-Dioxolane-2-methanolC4H8O36.6902.818782-(2-甲氧基-1甲氧乙氧基)-1-丙醇2-(2-Methoxy-1-methylethoxy)-1-propanolC7H16O38.0901.008091-(1-乙氧基乙基)-戊烷1-(1-Ethoxyethoxy)pentaneC9H20O28.9150.7481103-(1-甲基丁氧基)-2-丁醇3-(1-Methylbutoxy)-2-butanolC9H20O29.0106.498411异戊氧基甲酸丙酯3-Methybutan-2-ylproplycarbonateC9H18O39.3555.5082122,2,4-三甲基-1,3-戊二醇2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediolC8H18O29.7755.8783132,2'-联(1,3-二氧戊环)2,2'-Bi(1,3-dioxolane)C6H10O49.9351.7489141,3-甲氧基-3-甲基丁烷1,3-dimethoxy-3-methyl-butaneC7H16O210.0701.0487154-仲丁氧基-2-丁酮4-sec-butoxy-2-butanoneC8H16O210.3755.9486162,3-丁烷二醇二醋酸2,3-Butanediol,2,3-diacetate;C8H14O410.8101.7284171,3-丁二醇二乙酸酯1,3-ButyleneglycoldiacetateC8H14O411.4151.0189182-(1-甲基丁氧基)戊烷2-(1-Methylbutoxy)pentaneC8H16O211.7500.898219L-苏丁醇L-1,2,3,4-ButanetetraolC4H10O413.5301.3084202-甲基-2-醇-丁酸甲酯methyl2-hydroxy-2-methylbutanoateC6H12O313.7151.0086212-羟基戊酸乙酯2-HydroxypentanoicacidethylesterC7H14O314.1401.5887222-羟基-2-甲基丁酸2-Hydroxy-2-methylbutanoicacidC5H10O314.4600.8188231-氯-3,5-二甲基己烯1-Hexen-4-ol,1-chloro-3,5-dimethyl-C8H15ClO15.2103.1987242,4-二甲基-3-戊醇2,4-Dimethyl-3-pentanolC7H16O15.3501.8489253-(1-甲基丁氧基)-2-甲基丁醇1-Butanol,3-(1-ethoxyethoxy)-2-methyl-;C9H20O315.4251.0083262-(1-乙氧基乙基)丙酸乙酯Ethyl2-(1-ethoxyethoxy)propanoateC9H18O415.6651.2383272-(1-乙氧基乙基)丙酸乙酯Ethyl2-(1-ethoxyethoxy)propanoateC9H18O416.1551.2386283-(1-乙氧基乙基)-2-甲基丁醛3-(1-Ethoxyethoxy)-2-methylbutanalC9H18O317.4950.908429喹啉、异喹啉Quinoline;IsoquinolineC9H7N19.2450.9797302-己基-1,3-二氧戊环1,3-Dioxolane,2-hexyl-C9H18O221.4251.2894313-(1,3-二氧戊环-2-基)乙酸丙酯3-(1,3-Dioxolan-2-yl)propylacetateC8H14O421.5952.1487321-甲基萘1-MethylnaphthaleneC11H1021.7650.8696332-丙基-1,3-二氧戊环2-Propyl-1,3-DioxolaneC6H12O222.1801.3786342-(2-甲基丙氧基)乙酸乙酯Oxalicacid,hexylneopentylesterC13H24O423.0900.7481352-甲基-1,3-二氧戊环2-methyl-1,3-dioxolaneC4H8O27.1001.5484362-丙酮基-1,3-二氧戊环2-Acetonyl-1,3-dioxolaneC6H10O328.0600.7983372-(1-乙氧基乙基)-3-甲基-1,4-丁二醇2-(1-Ethoxyethoxy)-3-methyl-1,4-butanediolC9H20O428.6901.948338植酮FitoneC18H36O43.1951.009539十八烷基乙烯醚OctadecylvinyletherC20H40O45.2351.028440棕榈酸1-PentadecanecarboxylicacidC16H32O247.2406.2295419-十六碳烯酸甲酯methyl-hexadec-9-enoateC17H32O247.3800.7780429-十六碳烯酸乙酯9-Hexadecenoicacid,ethylesterC18H34O247.4801.559343棕榈酸乙酯;Hexadecanoicacid,ethylesterC18H36O248.2101.299544西松烯(±)-CembreneC20H3250.3651.747245亚油酸甲酯methyloctadeca-9,12-dienoateC18H32O251.2151.249646亚油酸9,12-Octadecadienoicacid(9Z,12Z)-C18H32O253.2353.5591

表 1 列出了各组分质谱图与标准谱库质谱图匹配相似度指数高于70的物质，其中丝棉木果肉内醇类物质8种(23.65%)、酯类物质13种(21.53%)、羧酸类物质5种(18.40%)、杂环化合物9种(16.62%)、酮类物质2种(6.94%)、烃类物质5种(6.01%)、卤代烃类物质1种(3.19%)、萜类化合物1种(1.74%)、醚类物质1种(1.02%)、醛类物质1种(0.90%)。

同法，得丝棉木果实种子挥发性成分的气相色谱总离子流图，对每个色谱峰的化合物给出特定的MS峰(见图2)。

图2　丝棉木种子中挥发性成分的总离子流色谱图Fig.2　Total ion chromatogram of volatile components from the seeds of Euonymus bungeanus

从宁夏生长的丝棉木种子挥发油中, 经气相色谱共分离出61种挥发性成分，经计算机质谱库(NIST/WILEY)的检索，共鉴定出了57种组分(见表2)。

表2　丝棉木种子中挥发性成分GC-MS分析结果Table 2　Volatile components from the seeds of Euonymus bungeanus by GC-MS analysis

续表2

45十七基环己烷Cyclohexane,heptadecyl-C23H4656.7952.159446二十一烷HeneicosaneC21H4457.3654.179547二十七烷醇heptacosanolC27H56O57.7300.829348正四十烷n-TetracontaneC40H8258.3304.7194495,6-二丙基癸烷5,6-dipropyldecaneC16H3458.4950.828150三十一烷HentriacontaneC31H4658.5751.0884512,4-二甲基二十二烷2,4-dimethyldocosaneC24H5058.7301.0388523,3-二甲基十九烷3,3-dimethylnonadecaneC21H4458.9250.528753三十四烷TetratriacontaneC34H7059.0902.988754四十烷TetracontaneC40H8259.1902.018855二十二烷DocosaneC22H4659.3301.249256十一烷基环戊烷UndecylcyclopentaneC16H3259.4451.408957十四烷基环己烷Cyclohexane,tetradecyl-C20H4059.6552.8594

表2列出了各组分质谱图与标准谱库质谱图匹配相似度指数高于80的物质，其中丝棉木种子提取出烃类物质40种(84.99%)、醇类物质5种(5.04%)、酯类物质4种(3.98%)、羧酸类物质2种(2.04%)、卤代烃类物质3种(2.05%)、酮类物质1种(0.75%)、缩醛类物质1种(0.84%)、杂环化合物1种(0.31%)。

3　结　论

由结果可知，丝棉木果实的果肉、种子挥发性物质的共有成分为2,3-丁烷二醇二醋酸、2-羟基戊酸乙酯、3-(1,3-二氧戊环-2-基)乙酸丙酯、3-(1-甲基丁氧基)-2-丁醇、丙氧基乙酸-1-甲基-2-羰基丙酯。种子中主要挥发性物质较集中为烃类(84.99%)，果肉中主要是醇类(23.65%)、酯类(21.53%)、羧酸类物质(18.40%)。成分差异较大，多数不同，共有成分较少，为我们对丝棉木果实果肉、种子进一步研究和运用提供了参考。

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Analysis of Volatile Constituents of Euonymus Bungeanus in Ningxia by GC-MS*

LIUXin-sheng1,YUANLu2,JIXiao-ling2

(1 College of Basic Medical, Ningxia Medical University, Ningxia Yinchuan 750004；2 College of Public Health, Ningxia Medical University, Ningxia Yinchuan 750004, China)

The volatile constituents from the Euonymus bungeanus fruit and seeds planted in Ningxia analyzed by GC-MS were studied. Volatile compounds in Euonymus bungeanus fruit and seeds were investigated by hydrodistillation(HD) coupled to Gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS), the relative content of each component was calculated by peak area normalization. A total of 46 compounds were identified from Euonymus bungeanus fruit and the major components were alcohols(23.65%), esters(21.53%), carboxylic acids(18.40%), heterocyclic compound(16.62%). There were 57 compounds identified in Euonymus bungeanus seeds and the hydrocarbons(84.99%) were the most. Volatile components in the fruit and seeds of Euonymus bungeanus were quite different, few compounds were common in both. The results of the studies can be referenced when the fruit of Euonymus bungeanus needed to be further studied.

Euonymus bungeanus; fruit; volatile constituents; GC-MS hydrodistillation

宁夏医科大学校级课题(XM201415)。

刘新胜(1980-)，男，实验师，主要从事实验教学与科研工作。

姬晓灵(1960-)，女，教授，主要从事分析化学教学和科研工作。

O657.7+1，O657.63

A

1001-9677(2016)015-0113-05