香椿和红椿叶片的挥发性有机物成分分析

王 冲，周 镇，孔德龙，李奕震

（华南农业大学林学与风景园林学院，广东 广州 510642）

香椿和红椿叶片的挥发性有机物成分分析

王 冲1，周 镇2，孔德龙2，李奕震1

（华南农业大学林学与风景园林学院，广东 广州 510642）

采用动态顶空采集法利用气相色谱-质谱（GC-MS）联用法分析比较香椿（Toonasisnensis Roem.）和红椿（Toonaciliata Roem．）叶片的植物挥发性有机物（Volatile organic compounds，VOCs），比较两种植物挥发性物质的成分类型，并比较两种植物挥发性物质的比例。两种物质主要有萜烯类、芳香烃类、醇类、酯类、烷烃类五大类并比较各占的比例。香椿叶片的植物挥发性有机物成分提取出16种主要成分，红椿叶片的植物挥发性有机物成分提取出22种主要成分。

植物挥发性有机物；红椿；香椿；气相色谱-质谱联用

植物挥发性有机物（Volatile organic compounds，VOCs）是通过植物体内的次生代谢途径合成的低沸点、易挥发的小分子化合物，主要包括烃、醇、醛、酮、酯和有机酸等，含量虽低，但化学活性很高[1]。植物在其生理过程中释放的挥发性物质，是由多种化学性质不同的成分组成的混合物[2-3]。植物VOCs是重要的化学信息传递物质，在调节植物的生长、发育和繁衍[4]、抵御环境胁迫以及预防动物和昆虫的危害等方面具有重要作用[5]；植物VOCs还具有抑制空气微生物的生长、改变环境的氧化还原状态、改变空气对流层化学成分和全球碳循环的作用，且与人体健康密切相关[6]。本研究以红椿（Toonaciliata Roem．）和香椿（Toonasisnensis Roem.）植物为试材，通过采用动态顶空采集法利用气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术对两种植物挥发成分进行分析对比。

1 材料与方法

1.1 供试植物

供试植物为3a生盆栽树香椿和红椿。

1.2 仪器设备

GC（型号7890A，美国Agilent 公司生产），MS（型号5975C，美国Agilent公司生产），QC－1S型大气采样仪（北京市劳动保护科学研究所），采集袋（微波炉加热用袋44.3cm×55.8cm，美国Reynolds公司生产），吸附剂Porapak Q（深圳市高比科技有限公司北京生物部）。

1.3 方法

1.3．1 挥发物质的采集

选取植株刚刚萌芽的枝条（约15片叶子），用Beynolds微波炉袋套上并绑紧，在短时间内使用大气采样仪将袋内空气抽出。然后把经过水和活性炭双重过滤的洁净空气冲入袋中（大气采样仪泵入气体流量为400mL/min），待收集袋中充满干净空气后，保持30min，然后在袋的另一端连接Porapak-Q吸附管和大气采样仪（大气采样仪泵出气体流量为300mL/min），开始采样。收集5～6h后，拔出吸附管，使用0.6mL重蒸正己烷溶剂进行洗脱，用色谱瓶（2mL）装集，处理完后迅速放置于冰箱（-20℃）中保存。

1.3．2 挥发物质的鉴定

用气相色谱-质谱（GC-MS）联用仪对上述收集到的植物挥发物正己烷溶液进行分析和鉴定。工作条件：色谱柱为 DB-5ms（30×0.25mmI.D.×0.25um film）；进样口温度230℃，程序升温为：开始温度50℃（保持1min），以7.5℃/min的速率增温至220℃保持10min。离子源温度230℃；电离方式为EI；载气：氦气，流速1.0mL/min。离子化能量70eV、350V；数据被获得通过全扫描，扫描范围35～335amu。通过NIST2008和Willey质谱库鉴定化合物。反复润洗进样针（10μL）数次后，取1μL重蒸正己烷进样，待图谱结果没有显示杂质峰时，吸取1μL样品进样分析。

2 结果与分析

表1 香椿植物叶片的挥发性化学成分

2.1 香椿和红椿植物叶片挥发物种类

对香椿和红椿植物叶片挥发物利用气相色谱-质谱（GC-MS）联用分析技术进行分析，扣除本底空气杂质获得各自的色谱图，利用工作站数据处理系统对数据进行面积归一化法处理，对比分析出两种植物的各自化合物的成分和比例。香椿VOCs经分析得出16种化合物，主要成分有左旋-alpha-蒎烯、顺-9-十四碳烯醇、左旋-beta-蒎烯、甘菊蓝占总相对含量的60.01%，见表1。红椿VOCs分析得出22种化合物，主要成分有（1R）-（+）-α 蒎烯 1R-（+）-alpha-Pinene、4- 萜 烯 醇 3-Cyclohexen-1-ol，1-methyl-4-（1-methylethyl）-、α-松油醇、Thiosalicylic acid，S-（tert-butyldimethylsilyl）-，tert-butyldimethylsilyl ester、巯基乙酸、柠檬烯、苯甲醛占总相对含量的78.53%，见表2。

表2 红椿植物叶片的挥发性化学成分

2.2 香椿和红椿植物叶片挥发物占比分析

由香椿与红椿的分析结果可以看出，两种植物的VOCs都以萜烯类为主。香椿的萜烯类物质占百分含量的50.89%，红椿的占总含量的67.41%。两种植物释放的挥发物种类主要有萜烯类、芳香烃类、醇类、酯类、烷烃类五类。香椿VOCs中萜烯类有5种占百分含量的50.89%，芳香烃类5种占百分含量的3.42%，醇类1种占百分含量的9.20%，酯类1种占百分含量1.37%，烷烃类2种占百分含量0.75%。红椿VOCs中萜烯类5种，占总含量的67.41%；芳香烃类1种，占总含量的1.40%；醇类3种，占总含量的6.41%；酯类4种，占总含量的8.41%；烷烃类3种，占总含量的1.42%。两种植物各化合物类型比率见图1。

3 讨论

我国学者陈丛瑾等人采用顶空固相微萃取/气相色谱-质谱（HS-SPME/GC-MS）联用技术分析香椿叶的挥发性化学成分，用峰面积归一化法测定了各挥发性物质的相对质量分数。结果显示从香椿叶萃取物中鉴定出46种成分，占挥发性组分总质量的91.2%，主要成分是 β-石竹烯（46.87%），（E）-2-己烯醛（5.29%）、α-石竹烯（4.12%）、8-异丙烯基-1，5-二甲基-1、5-环癸二烯（3.96%），β-香柠檬烯（3.48%），桉-4（14），11-二烯（3.37%），α-荜澄茄油烯（3.23%），β-波旁烯（2.41%），2-氮杂环丙烷乙基胺（2.23%），α-法呢烯（1.42%），异石竹烯（1.22%），β-萜烯（1.03%）[7]。这与本实验的结果存在差异，其原因可能是因为植物供试的差异性和实验环境不同有关，需要进一步试验以获得更为精确稳定的结果。

图1 香椿与红椿各化合物类型比率

［1］蒋冬月，李永红.植物挥发性有机物的研究进展［J］.黑龙江农业科学，2011（11）：143-149.

［2］郭阿君，岳桦.观赏植物挥发物的研究［J］.北方园艺，2003（6）：36-37.

［3］孙启祥，彭镇华.张齐生.自然状态下杉木木材挥发物成分及其对人体身心健康的影响［J］．安徽农业大学学报，2004，31（2）：158-163.

［4］孔垂华，徐涛，胡飞，等.环境胁迫下植物化感作用及其诱导机制［J］．生态学报，2000，20（5）：849-854.

［5］Dudareva N，Pichersky E，Gershenzon J.Bioehemistry of Plant Volatilesl［J］.Plant Physiology，2004，135：1893-1902.

［6］Heuberger E，Hongratanaworkit T，Bohm C，et al.Effects ofChiralFragranceson Human Autonomic Nervous System Parameters and Self-evaluation［J］.Chem.Senses，2001，26（3）：281-292.

［7］陈丛瑾，杨国恩，袁列江，等.S-SPME/GC-MS法分析香椿芽、叶的挥发性化学成分［J］.精细化工，2009（11）：1080-1084.

Constituent Analysis of Volatile Organic Compoundsin leaves of Toonasisnensis Roem and Toonaciliata Roem

WANG Chang1，ZHOU Zhen2，KONG De-long2，LI Yi-zhen1
（South China Agricultural University，Guangzhou 510542，China）

Using dynamic headspace collection method using gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）spectrometry analysis ToonasisnensisRoem andToonaciliataRoemplant volatile organic compounds in leaves（Volatile organic compounds，VOCs），component type comparison of two kinds of plant volatiles，and compare the two kinds of plant volatiles the proportion of.The two substances are mainly terpenes，aromatic hydrocarbons，alcohols，esters，alkanes，five categories，and the proportion of each.Plant volatile organic compounds from Toonasinensis extract 16 main ingredients，plant volatile organic compounds in leaves of Toonaciliata extract 22 main ingredients.

VOCs；Toonaciliata Roem；Toonasisnensis Roem；GC-MS

S794.9

A

1002-3356（2017）02-0044-04

2017-04-27

零B110麻楝蛀斑螟信息素和植物源引诱剂（F13103）。

王冲（1992－），男，硕士研究生，研究方向为森林害虫综合治理。E-mail：403115531@qq.com。

李奕震（1964－），男，副教授，博士，主要从事森林病虫害综合治理以及天然活性产物研究等工作。E－mail：yizhen@scau.edu.Cn。