翅荚木人工林木材提取物成分分析

李文　陈步先　刘偲　黄钦府　胡颖　关鑫　林金国

摘要 利用GC-MS技术测定分析17年生和10年生翅荚木人工林木材甲醇提取物和三氯甲烷提取物的主要成分，结果表明，17年生和10年生翅荚木人工林木材甲醇提取物多数成分均为含氧化合物，有己酸、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、香兰素、2，4-二叔丁基苯酚、丁香草酮、3，4，5-三甲氧基苯酚、4-羟基-3，5-二甲氧基苯甲醛、4-羟基-2-甲氧基肉桂醛、1，2-苯二甲酸双（2-甲基丙基）酯、棕榈酸、3，3'-二甲氧基-4，4'-二羟基二苯乙烯、3-甲基-柱头甾-5-烯-3-醇共13种相同的成分；17年生和10年生翅荚木人工林木材三氯甲烷提取物多数成分亦为含氧化合物，有香兰素、癸烷、邻苯二甲酸二丁酯、菜油甾醇、三氟乙酸羽扇豆醇5种相同的成分。

关键词 翅荚木人工林木材；气相色谱-质谱法（GC-MS）；提取物；化学成分

中图分类号 S781.41 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）06-0186-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.06.045

Analysis of the Components of Wood Extracts from Zenia insignis Plantations

LI Wen1，CHEN Bu－xian2，LIU Cai1 et al

（1.College of Material Engineering，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002;2.Longyan Forestry Science Research Institute，Longyan，Fujian 364000）

Abstract GC－MS was used to determine and analyze the main components of methanol extract and trichloromethane extract from wood of 17－year－old（17a） and 10－year－old （10a） Zenia insignis plantation.The results showed that most of the methanol extracts were oxygen－containing compounds，including hexanoic acid，2，3－dihydro－3，5－dihydroxy－6－methyl－4H－pyrane－4－ketone，2－methoxy－4－vinylphenol，vanillin，2，4－ditert－butylphenol，syringone，3，4，5－trimethoxyphenol，4－hydroxy－3，5－dimethoxy－benzaldehyde，4－hydroxy－2－methoxy－cinnamaldehyde，1，2－phthalatebis （2－methylpropyl）ester，palmitic acid，3，3'－dimethoxy－4，4'－dihydroxystilbene，3－met hyl－styroster－5－ene－3－alcohol and other 14 same ingredients.Most of the chloroform extracts from the wood of 17a and 10a panicularia plantations were also oxygen－ containing compounds，including vanillin，decane，dibutyl phthalate，canola sterol and lupanol trifluoroacetate.

Key words Zenia insignis plantation wood;GC－MS;Extract;Chemical composition

翅莢木（Zenia insignis）又名任豆树，为豆科苏木亚科翅荚木属落叶大乔木，广泛分布于亚洲热带至华南地区，因其生长快、天然更新好、树干通直、耐瘠薄等优点［1］，20世纪80年代起被引种到我国福建、湖南、江西等南方省区，成为我国南方工业原料林和贫瘠山区造林绿化的理想树种之一［2］。国内外关于翅荚木的研究多集中在种子育苗［3-5］、栽培［6］、病虫害［7］ 、木材利用［8-10］等方面，对翅荚木材材性研究甚少［10］。木材材性是木材合理加工利用和人工林木材品质定向培育的重要理论依据。木材提取物成分影响着木材的材色、气味、滋味和耐久性，且对木材化学利用具有重要意义，但截至目前，鲜见翅荚木木材提取物成分方面的研究报道。周妮等［11］根据白蜡木、水曲柳木材提取物的特征化学物质进行木材识别鉴定，唐一菁等［12］和李彤彤等［13］分别分析了刺猬紫檀、降香黄檀不同部位木材抽提物化学成分的差异。该研究以17年生与10年生翅荚木人工林木材为研究对象，利用GC-MS技术测定分析了翅荚木人工林木材甲醇提取物和三氯甲烷提取物的成分，为翅荚木人工林木材合理加工利用和人工林木材品质定向培育提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

翅荚木样木取自福建龙岩17年生和10年生人工林林分，各伐取5株，17年生翅荚木人工林木材样木平均胸径为38.9 cm，平均树高为24.1 m，平均枝下高为11.2 m；10年生翅荚木人工林木材样木平均胸径为22.3 cm，平均树高为19.6 m，平均枝下高为10.2 m。截取样木胸高处5 cm厚的圆盘作为试样，试样按四分法取均匀的样品木块，粉碎成40～60目的木粉，自然风干装袋备用。

木材提取物成分分析所用的化学试剂甲醇、三氯甲烷均为色谱纯。

1.2 试验仪器 试验所用仪器如表1所示。

1.3 试验方法

将通过40～60目筛选后的20 g木粉置于圆底烧瓶，在恒温水浴中用不同溶剂进行萃取。由于不同溶剂的沸点不同，该研究采用每种溶剂比其沸点低3 ℃的方法进行提取。使用甲醇与三氯甲烷2种溶剂对原料进行2次提取，第1次采用1∶10（g∶mL）的料液比提取5 h，第2次采用1∶5的料液比提取3 h，将滤液合并收集，用旋转蒸发器回收得到膏状物质，并用对应溶剂溶解，配制成80 mg/mL的样品，经离心机5 000 r/min离心5 min后，用针管取上清液经0.45 μm有机过滤网过滤，将滤液装入进样瓶，在气相色谱-质谱联用仪上进行试验测试［14-16］。

色谱柱采用Rxi-5MS，选用30 m×0.25 mm×0.25 μm的弹性石英毛细管柱；氦气流速为1.41 mL/min；每次进样量为1 μL。升温程序：起始温度50 ℃，保持1 min，以10 ℃/min升温至300 ℃，保持10 min。质谱扫描速率200张谱图/s，接口温度 280 ℃，扫描范围35～550 amu，溶剂延迟240 s，电子能量为70 eV，离子源温度250 ℃，EM电压为70 eV。

2 结果与分析

2.1 翅荚木人工林木材甲醇提取物成分分析 17年生翅荚木人工林木材甲醇提取物分离分析总离子流图如图1所示。17年生翅荚木人工林木材甲醇提取物中共有40种化学成分被鉴定出来，这些化合物的峰面积占总峰面积的86.126%，其主要成分如表2所示，其中含量较高的成分有1，2-苯二甲酸双（2-甲氧基乙基）酯（15.169%）、3-甲基-柱头甾-5-烯-3-醇（9.358%）、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮（6.981%）、棕榈酸（5.738%）、香兰素（5.622%）、1，2-苯二甲酸双（2-甲基丙基）酯（4.655%）、己酸（3.925%）、2，4-二叔丁基苯酚（3.621%）、雪松醇（2.691%）、香草醛酸（2.473%）10种天然有机化合物。

10年生翅荚木人工林木材甲醇提取物分离分析总离子流图如图2所示。10年生翅荚木人工林木材甲醇提取物中共有24种化学成分被鉴定出来，这些化合物的峰面积占总峰面积的88.259%，其主要成分如表3所示，其中含量较高的成分有3-甲基-柱头甾-5-烯-3-醇（48.289%）、菜油甾醇（6.965%）、己酸（4.118%）、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮（4.038%）、棕榈酸（3.037%）、香兰素（3.014%）、3，5-二氢-柱头甾-6，22-二烯（2.253%）、2，4-二叔丁基苯酚（2.132%）8种天然有机化合物。

由表2～3可知，翅荚木人工林木材甲醇提取物的化学成分较为复杂，2种树龄翅荚木人工林木材甲醇提取物多数成分为含氧化合物，有13种相同的成分，包括6种主要成分（>1%），它们是3-甲基-柱头甾-5-烯-3-醇（9.358%和48.289%）、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮（6.981%和4.038%）、棕榈酸（5.738%和3.037%）、香兰素（5.622%和3.014%）、己酸（3.925%和4.118%）、2，4-二叔丁基苯酚（3.621%和2.132%）。

2.2 翅荚木人工林木材三氯甲烷提取物成分分析

17年生翅荚木人工林木材三氯甲烷提取物分离分析总离子流图如图3所示。17年生翅荚木人工林木材三氯甲烷提取物中共有16种化学成分被鉴定出来，这些化合物的峰面积占总峰面积的78.538%，主要成分见表4，其中含量较高的成分有3-甲基-柱头甾-5-烯-3-醇（32.119%）、丙二醇甲醚醋酸酯（11.401%）、菜油甾醇（8.725%）、邻苯二甲酸二丁酯（4.325%）、3，5-二氢-柱头甾-6，22-二烯（4.072%）、邻二甲苯（3.536%）、1，2-苯二甲酸双（2-甲基丙基）酯（3.229%）、3-硝基-1，2-苯二甲酸（2.571%）、2，3-二氢-1H，4H-3a，6a-乙五烯（1.788%）、乙氧基乙酸乙醇（1.536%）、三氟乙酸羽扇豆醇（1.480%）、癸烷（1.136%）12种天然有机化合物。

10年生翅荚木人工林木材三氯甲烷提取物分离分析总离子流图如图4所示。10年生翅荚木人工林木材三氯甲烷提取物中共有17种化学成分被鉴定出来，这些化合物的峰面积占总峰面积的77.516%，主要成分见表5，其中含量较高的成分有谷甾醇（46.751%）、菜油甾醇（8.926%）、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯（4.499%）、豆甾醇（3.856%）、邻苯二甲酸二异丁酯（3.201%）、香兰素（1.713%）、正十六酸（1.037%）7种天然有机化合物。

由表4～5可知，10年生和17年生2种树龄翅荚木人工林木材三氯甲烷提取物多数成分为含氧化合物，有5种相同的成分，它们是菜油甾醇（8.725%和8.926%）、邻苯二甲酸二丁酯（4.325%和0.996%）、香兰素（0.874%和1.713%）、三氟乙酸羽扇豆醇（1.480%和0.651%）、癸烷（1.136%和0.542%）。

3 討论

翅荚木人工林木材甲醇和三氯甲烷提取物中含有包括谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇在内的多种植物甾醇，而β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇总含量占植物甾醇总量的74.2%～98.1%，是所有植物甾醇中的主要成分［17］；植物甾醇作为重要的天然甾体化合物，一方面参与细胞膜的生成，影响膜的流动性和渗透性；另一方面，作为油菜素内酯这一植物激素生物合成的前体参与植物发育的调控［18］，这可能是翅荚木人工林生长快速的重要原因。此外，甾体类药物作为仅次于抗生素的第二类药物，需求量很大；菜油甾醇作为甾体化合物的重要前体，在糖皮质激素、性激素等甾体化合物的合成中具有重要意义［19］。雪松醇（CE）是一种用途广泛的天然倍半萜醇，具有抗炎镇痛、促进心脑血管系统循环、抗肿瘤、抗焦虑、镇静、促进毛发生长、抗菌抗疟等药理作用；此外，CE已被美国批准作为调味品或佐剂广泛用作化妆品、食品和药品中的调味品成分［20］。香兰素是世界上使用最广泛的调味品之一，它不仅可以在食品中起到助香增味的作用，还可以作为食品防腐剂、添加剂；在医学上，香兰素具有保健和医疗作用，也是合成多种药物的重要原料；香兰素还可用作调味剂、催熟剂、增产剂等［21］；丙二醛甲醚醋酸酯对极性和非极性物质具有很强的溶解性，广泛应用于生物农药、涂料、油墨、印染等领域，正在取代有毒的乙二醇醚及其酯类溶剂［22］。木材中酚类物质是木材重要的抑菌成分和防虫剂，翅荚木人工林木材甲醇和三氯甲烷提取物中酚类物质种类和含量极低，因此，如果对新伐的翅荚木木材不进行科学、及时的处理，难以抵挡霉菌、木腐菌和害虫的侵蚀。

4 结论

翅荚木人工林木材甲醇提取物的化学成分较为复杂，GC-MS分析表明，17年生和10年生2种树龄翅荚木人工林木材的甲醇提取物多数成分均为含氧化合物，有己酸、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、香兰素、2，4-二叔丁基苯酚、丁香草酮、3，4，5-三甲氧基苯酚、4-羟基-3，5-二甲氧基苯甲醛、4-羟基-2-甲氧基肉桂醛、1，2-苯二甲酸双（2-甲基丙基）酯、棕榈酸、（E）3，3'-二甲氧基-4，4'-二羟基二苯乙烯、3-甲基-柱头甾-5-烯-3-醇共13种相同的成分；17年生和10年生2种树齡翅荚木人工林木材三氯甲烷提取物多数成分亦均为含氧化合物，有香兰素、癸烷、邻苯二甲酸二丁酯、菜油甾醇、三氟乙酸羽扇豆醇5种相同的成分。翅荚木人工林木材甲醇和三氯甲烷提取物中含有的雪松醇、香兰素等成分具有重要的药用价值。通过对翅荚木人工林木材提取物成分的分析，可为翅荚木人工林木材的合理加工利用提供科学理论依据。

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基金项目 福建省林业局科研基金项目（闽林科便函〔2018〕26号）；福建省财政厅科研基金项目（K8115004A）。

作者简介 李文（1997—），男，江西吉安人，硕士研究生，研究方向：木材化学保护与改性。*通信作者，教授，博士生导师，从事木材科学研究。

收稿日期 2022-05-27；修回日期 2022-11-04