GC-MS法比较分析铁皮石斛原球茎和花的挥发性成分

邹晖 王伟英 戴艺民 林江波

摘 要：为了解烘干的铁皮石斛原球茎和花挥发性成分，利用GC-MS技术测定了65℃烘干后提取的原球茎和花挥发性成分及其相对含量。结果表明：原球茎和花分别鉴定出58、59种成分，包括醛类、有机酸类、醇类、酮类、酯类、烷烃类、烯烃类等，共有成分24种。原球茎和花的挥发性成分含量均以有机酸类最高，相对含量分别为22.43%和22.39%。原球茎挥发性成分相对含量排在前10位的依次为正十六酸（14.72%）、己醛（8.67%）、十五烷酸（6.95%）、2-戊基-呋喃（4.70%）、6，10，14-三甲基2-十五烷酮（4.57%）、庚烷醛（4.24%）、芳樟醇（3.57%）、2-甲基二十烷（3.22%）、桑柏醇（3.03%）和植醇（2.67%），占挥发油总量的56.34%。花挥发性成分相对含量排在前10位的依次为正十六酸（10.85%），2，3-脱氢-1，8-桉叶素（7.20%）、十五烷酸（6.30%）、β-异佛尔酮（4.73%）、9，12-十八碳二烯酸甲酯（3.39%）、四乙二醇（2.98%）、己醛（2.93%）、十四烷酸（2.92%）、9，12，15-十八碳三烯酸甲酯（2.88%）和α异佛尔酮（2.35%），占挥发油总量的46.53%。

关键词：铁皮石斛;原球茎;花;挥发油;气相色谱-质谱联用仪

中图分类号：S567.2 文献标志码：A 文章编号：0253-2301（2019）09-011

Abstract： In order to understand the volatile components of dried Dendrobium officinale protocorm and flower， GC-MS technique was used to determine the volatile components of protocorm and flower and their relative contents extracted after drying at 65℃. The results showed that 58 and 59 components were respectively identified from protocorm and flower， including aldehydes， organic acids， alcohols， ketones， esters， alkanes and olefines， and there were 24 same components. The contents of organic acids were the highest in the volatile component contents of protocorm and flower， and the relative contents were 22.43% and 22.39% respectively. The relative content of volatile components of protocorm ranking the top 10 in order were that hexadecanoic acid （14.72%）， hexanal （8.67%）， pentadecanoic acid （6.95%）， 2-amyl- furan （4.70%）， 6，10，14- trimethyl 2-pentadecanone （4.57%）， heptane aldehyde （4.24%）， linalool （3.57%）， 2-methyl eicosane （3.22%）， Sangbai alcohol （3.03%） and phytol （2.67%）， which accounted for 56.34% of the total volatile oil. The relative content of volatile components of flower ranking the top 10 in order were that hexadecanoic acid （10.85%）， 2， 3-dehydrogenation of 1， 8-cineole （7.20%）， pentadecanoic acid （6.30%）， β-isophorone （4.73%）， 9， 12-methyl octadecadienoate （3.39%）， tetraethylene glycol （2.98%）， hexanal （2.93%）， myristic acid （2.92%）， 9，12，15-methyl octadecadienoate （2.88%） and α-isophorone （2.35%）， which accounted for 46.53% of the total volatile oil.

Key words： Dendrobium officinale; Protocorm ; Flower; Volatile oil; Gas chromatographmass spectrometer

鐵皮石斛Dendrobium officinale是兰科石斛属植物，为中国传统名贵中药材，近代医学研究表明，铁皮石斛具有增强免疫力、抗氧化、抗肿瘤等生理活性[1-2]。目前对铁皮石斛活性成分研究最多的是多糖和生物碱等，对挥发性成分的研究相对较少。挥发性成分主要由萜烯类、芳香族类和脂肪族类化合物组成，除了具有特殊的香味外，还具有抗菌、安神、降血压和抗肿瘤等生物活性[3-6]。挥发性成分主要从芳香类或药用类植物的叶、花或果实等组织中提取，不同干燥方式提取挥发性成分的组分和数量存在差异[7]。已有研究表明，罗勒叶精油采用阴干提取的得率最高[8]，其次为冻干法提取。橘皮采用烘干处理提取的精油含量最高，阴干所得到的精油含量最低[9]。

霍昕等[10-11]提取了冻干铁皮石斛花、茎和叶的精油，用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）对花、叶、茎挥发性成分进行分析，分别鉴定出59、18、14个成分。付涛等[12]提取了新鲜铁皮石斛试管苗根、茎和叶精油，共鉴定出54种成分。邵进明等[13]利用固相微萃取法提取了新鲜铁皮石斛茎和叶的精油，分别鉴定出72、36个成分，相同成分28种。本研究采用正己烷-水蒸气蒸馏法提取了烘干后铁皮石斛原球茎和花的挥发性成分，GC-MS分析鉴定化学成分，以期为铁皮石斛药理活性成分的挖掘和开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

铁皮石斛为冠豸山种源，选择优异的单株用于原球茎的诱导和植株再生。铁皮石斛原球茎的诱导、扩繁与植株再生参考林江波等[14]的方法。铁皮石斛鲜花采自大棚种植的再生植株，确保种源一致。原球茎和花经烘干箱65℃烘干后，粉碎过50目筛，粉末封口袋包装好待用。

1.2 方法

1.2.1 挥发油的提取 取铁皮石斛原球茎粉末100 g、花粉末20 g，加入磨口烧瓶中，加水1000 mL和正己烷2 mL，充分摇匀，静置0.5 h，按照《中国药典》挥发油提取方法提取4 h，分别获得混合油状物1.2 mL（原球茎）和1.0 mL（花），作为供试品。

1.2.2 GC-MS分析 GC-MS测定、定性和定量分析委托河北啄木鸟生物科技有限公司完成。

GC条件：INNAWAX色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）;柱温80℃，汽化室温度200℃;载气为高纯度氦气（99.999%）;柱前压7.62 kPa;载气流量1.0 mL·min-1;进样量0.5 uL;分流比100∶1。升温程序为80℃保持2 min，（1）以50℃·min-1升到150℃，保持1 min;（2）以5℃·min-1升到180℃保持4 min;

（3）以5℃·min-1升到200℃，保持8 min;（4）以50℃·min-1升到240℃保持6 min。

MS条件：EI离子源;离子源温度280℃;四级杆温度150℃;电子能量70 eV;发射电流50 μA; 倍增电压1637 V;接口温度250℃;质量范围40～500 Amu， 溶剂延时1.53 min。

2 结果与分析

2.1 铁皮石斛原球茎和花的挥发性成分组成类型

从表1可以看出，铁皮石斛原球茎和花的挥发性成分组成存在差异。原球茎挥发性成分中有机酸类含量（22.43%）最高，其次是醛类（22.28%）、醇类（12.87%）、 酮类（10.04%）、 酯类（7.83%）、烷烃类（5.24%）、烯烃类（1.32%），其他类占5.88%;其中酯类10种、醇类11种、有机酸类3种、烯烃类3种、烷烃类4种、醛类14种、酮类10种、其他3种，共计58种。花的挥发性成分以有机酸类含量（22.39%）最高，其次是酮类（14.83%）、醛类（13.16%）、酯类（11.33%）、醇类（10.71%）、烷烃类（3.12%），其他类占9.6%，其中酯类7种、醇类10种、有机酸类7种、烷烃类4种、醛类15种、酮类12种、其他4种，共计59种。

2.2 铁皮石斛原球茎和花的挥发性成分及相对含量分析

表2列出了铁皮石斛原球茎和花的挥发性成分及其相对含量。铁皮石斛原球茎挥发性成分共检测鉴定出58种成分，占挥发油总量的87.89%，其中，含量排名在前10位的成分占挥发油总量的56.34%，依次为正十六酸（14.72%）、己醛（8.67%）、十五烷酸（6.95%）、2-戊基-呋喃（4.70%）、6，10，14-三甲基2-十五烷酮（4.57%）、庚烷醛（4.24%）、芳樟醇（3.57%）、2-甲基二十烷（3.22%）、桑柏醇（3.03%）和植醇（2.67%）;含量排在前20位的成分占挥发油总量的70.09%。铁皮石斛花挥发性成分共检测鉴定出59种成分，占挥发油总量的85.14%，其中，含量排在前10位的成分占挥发油总量的46.53%，依次为正十六酸（10.85%）、2，3-脱氢-1，8-桉叶素（7.20%）、十五烷酸（6.30%）、β-异佛尔酮（4.73%）、9，12-十八碳二烯酸甲酯（3.39%）、四乙二醇（2.98%）、己醛（2.93%）、十四烷酸（2.92%）、9，12，15-十八碳三烯酸甲酯（2.88%）和α-异佛尔酮（2.35%）。含量排在前20位的成分占挥发油总量的62.34%。 铁皮石斛原球茎和花中鉴定出的挥发性成分有24种相同，占各自总含量的52.86%和41.67%，分别为3-甲基丁醛、2-乙基呋喃、戊醛、己醛、2-戊基-呋喃、（Z）-4-庚烯醛、辛烷醛、1-辛烯-3-酮、β-紫罗兰酮、（Z）-2-庚烯醛、壬醛、（E）-2-辛烯醛、芳樟醇、2，6，6-三甲基-1-环己烯-1-甲醛、松油醇、2，4-癸二烯醛、（E）-6，10-二甲基-5，9-十一二烯-2-酮、2，2’-氧双乙醇、十五烷酸甲酯、十六烷酸甲酯、三甘醇、9，12-十八碳二烯酸甲酯、十五烷酸和正十六酸。

3 讨论

霍昕等[10]采用正己烷-水蒸氣蒸馏法从冻干的铁皮石斛花中提取并鉴定出的59个化学成分与本研究从铁皮石斛花中鉴定出的59个化学成分只有2，4-癸二烯醛、癸醛、壬醛、β-异佛尔酮、1-辛烯-3-酮、2，3-脱氢-1，8-桉叶素和2-戊基呋喃等7种成分相同。而本研究提取铁皮石斛原球茎和花的挥发油成分有23种成分相同，挥发油组分比较相近。这种差异可能是铁皮石斛种源不同和材料采用不同干燥方式处理造成的。

异佛尔酮有α-异佛尔酮和β-异佛尔酮两种异构体，沸点较高，被广泛用于食品、医药及胶粘剂等领域;氧代异佛尔酮具有绿茶样香气，留香持久，常用于男用香水香精和烟用香精等[15-16]。本研究鉴定的铁皮石斛花中含有α-异佛尔酮（2.35%）、β-异佛尔酮（4.73%）、氧代异佛尔酮（1.35%）、4-亚甲基异佛尔酮（1.30%）。

紫罗兰酮有α、β、γ 3种异构体，γ异构体未见有天然存在的报道，α-紫罗兰酮具有紫罗兰花香味，香料价值比β-紫罗兰酮高，主要用作香料;β-紫罗兰酮除了具有紫罗兰香气外，还具有较强的抑癌、抗癌作用，可明显抑制癌细胞发生、增殖及诱导癌细胞凋亡[17-19]。本研究鉴定的铁皮石斛原球茎和花的挥发性成分中都含有β-紫罗兰酮，相对含量分别为1.15%和1.14%，花的挥发油中还含有0.36%α-紫罗兰酮。康联伟等[20]从铁皮石斛愈伤组织和试管苗中也鉴定到β-紫罗兰酮，相对含量分别为1.85%和11.82%。

本研究结果表明，冠豸山种源铁皮石斛原球茎和花的挥发性成分中不仅含有香料成分，还含有药理活性成分，该研究为铁皮石斛资源的合理利用及其药理活性成分的挖掘和开发利用提供一定的参考。

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（责任编辑：柯文辉）