芳香万寿菊叶片自然释放的挥发性有机物构成_刘畅.pdf

第 51 卷 第 3 期东北林业大学学报Vol51 No32023 年 3 月JOUNAL OF NOTHEAST FOESTY UNIVESITYMar 2023第一作者简介:刘畅，女，1997 年 12 月生，北华大学林学院，硕士研究生。Email:1548534468 qqcom。通信作者:郭阿君，北华大学林学院，教授。Email:guoajun163com。收稿日期:2022 年 6 月 4 日。责任编辑:王广建。芳香万寿菊叶片自然释放的挥发性有机物构成刘畅郭阿君(北华大学，吉林省吉林市，132013)摘要明确芳香万寿菊(Tagetes lemmonii)的挥发性有机物(VOCs)成分，是对其芳香特性深度应用的理论基础。为了分析不同时段芳香万寿菊新鲜叶片及干燥叶片自然释放的挥发性有机物，利用固相微萃取气质联用技术(SPMEGCMS)对其进行分析比较。结果表明:生长阶段的芳香万寿菊鉴定出 10 类共 57 种挥发性有机化合物，5 月 20 日25 日、7 月 2025 日共同存在的挥发性有机物 11 种，均以酮类、萜类、醇类化合物为主，酮类质量分数最大，醇类质量分数最小。酮类化合物以(Z)2，6二甲基2，5，7三烯4酮、(Z)2，6二甲基5，7二烯4酮、2，6二甲基辛7烯4酮为主;萜类化合物以(+)柠檬烯、(E)罗勒烯、桧烯为主;醇类化合物以桉叶油醇、芳樟醇为主。干燥叶片鉴定出 12 类共 53 种挥发性有机化合物，不同存放时间的干叶共同存在的挥发性有机物 7 种;存放 3 个月后，新增蒎烯、3甲基2(3甲基2丁烯基)呋喃、(E)2，6二甲基5，7二烯4酮、(Z)2，6二甲基2，5，7三烯4酮等化合物 34 种。因此芳香万寿菊不同时段叶片及自然干燥叶片挥发性有机物成分及释放量差异显著。关键词芳香万寿菊;固相微萃取;挥发性有机物分类号S7153Phytochemical Analysis of Volatile Organic Compounds from Tagetes lemmonii/Liu Chang，Guo Ajun(Beihua Uni-versity，Jilin 132013，P China)/Journal of Northeast Forestry University，2023，51(3):6772Volatile components from Tagetes lemmonii in the fresh leaf and dried leaves were determined by solid-phase microex-traction(SPME)coupled with gas chromatographymass spectrometry(GCMS)In spring，summer and fall，a total of57 compounds were identified from 10 classes of VOCs，and Ketones，terpenoids and alcohols were the major constituentsThe results showed that:relative amount from high to low was ketones，terpenoids and alcohols There are 11 identical sub-stances from fresh leaf VOCs in spring，summer and fall The main substances were(Z)Tagetenone，5，7Octadien4one，2，6dimethyl，(Z)，7Octen4one，2，6dimethyl-from ketones DLimonene，trans-betaOcimene andsabinenewere the main substances from terpenoids The main compound are Eucalyptol and Linalool from alcohols A totalof 53 compounds were identified from 12 classes of VOCs from dried leaves stored for 1 and 3 months The results shownthat DLimonene，5，7Octadien4one，2，6dimethyl，(Z)，7Octen4one，2，6dimethyl-were the main sub-stancesThere are 7 identical substances in VOCs from dried leaves stored for 1 month and 3 months After 3 months，34substances were added to the volatiles from dried leaves stored for 3 months，including(+)pinene，Naginatene，(E)Tagetone and(Z)Tagetenone This study clarified the differences of VOCs composition and relative amount fromleaves in different seasons and storage time of Tagetes lemmoniiKeywordsTagetes lemmonii;Solid-phase microextraction(SPME);Volatile organic compounds芳香万寿菊(Tagetes lemmonii)为菊科万寿菊属，为多年生草本植物，原产于北美洲，又称甜万寿菊、香叶万寿菊，国内作为园艺观赏品种引进栽培。芳香万寿菊花期长花量大，具有极高的观赏价值，可食用可药用，具有清热去火、消炎解毒等功效13，且全株具浓郁香气，可驱蚊蝇。芳香万寿菊与万寿菊(Tagetes erecta)相比，植株更加飘逸、花朵清丽，芳香宜人，即便植株干燥后，依然有馥郁香气。芳香万寿菊的诸多优势使其在园林绿化、食品、医药、化工等领域具有广阔的开发利用前景。植物挥发性有机化合物(VOCs)是植物在自然状态下通过体内次生代谢途径合成，并释放到外界的挥发性化学物质4，存在于植株的不同部位，具有显著的净化空气、杀菌消毒等功能5，因此芳香植物被广泛应用于森林康养、康复景观、芳香疗法等领域。中医的闻香治病，仍然是通过嗅闻药物使芳香进入体内，作用于口鼻、肌肤、经络穴位等，以调整机体，避疫防病。植物挥发性有机化合物被集中提取出来成为植物精油，更可用于食品日化、医疗保健等诸多领域。利用植物挥发物的诸多功效，必须首先明确其化学组成。目前对万寿菊6、孔雀草7 等精油自然释放挥发物成分进行了报道，但芳香万寿菊作为国内时下的园林绿化植物，其形态、习性、栽培与应用情况备受关注，对于其芳香特点，只进行了定性的描述，还未对其进行深入探讨，对于芳香万寿菊自然释放的挥发性物质成分鲜有研究报道。以吉林市露地栽培的当年生芳香万寿菊为研究对象，采集不同生长季节的健康植株叶片，利用固相微萃取气质联用技术(SPMEGCMS)，对芳香万寿菊挥发性有机物(VOCs)进行组分分析，探讨芳香DOI:10.13759/ki.dlxb.2023.03.013万寿菊叶片的挥发性有机物组分随季节的动态变化规律;对健康生长植物及自然干燥植株释放的挥发性有机物组分进行对比，分析芳香万寿菊挥发物组分的变化。为芳香万寿菊在芳香植物、保健型园林等领域的应用提供数据支持。1材料与方法11试验材料将试验用芳香万寿菊植株苗，于 4 月末去掉营养钵直接移栽至校园内全光照绿地环境，种植深度和营养钵高度相同，种植后，覆土平整浇透水，无裸露的根部，养护过程没有发现有明显缓苗期。植株定植后，新抽叶生长至成熟进行叶片采集。12叶片挥发物采集2021 年 5、7、9 月，每月 2025 日，连续 3 天晴朗天气后采样，固定上午 10:0011:00 随机选取 3株生长良好的供试植株，每个植株选择自顶芽的第23 对成熟叶片，采集 2 片混匀，混匀后取样 3 g 放入采样瓶中密封备用。另取部分成熟健康叶片并于室内环境(温度(221)，湿度(392)%)下存放，避免阳光直射，室温下自然干燥。干燥叶片制成后，存放 1 个月后，称取干燥叶 1 g 装入采样瓶密封备用，待存放 3 个月后，再称取干燥叶 1 g 装入采样瓶密封备用。利用固相微萃取装置(65 mPDMS/DVB 萃取纤维头，美国 Supelco)萃取挥发物。13挥发物成分鉴定利用 GCMS(Agilent 7890A5975C)对芳香万寿菊的挥发物进行化学成分的分析与鉴定。色谱条件:HP1MS 型毛细管柱(美国 Agilent30 m250 m025 m);色谱柱初始温度 50，以6 min1升温至 100，保持 1 min;然后以 8 min1升温至 150，保持 1 min;再以 12 min1升温至 250，保持 8 min。载气为氦气，流速 12 mL/min，分流进样，分流比为 40 1，进样口温度 250。选择 HP1MS 毛细管柱(30 m250 m025m)，程序升温起始温度为 50，以高纯氦气为载气，流速 1 mLmin1;样品不分流进样，离子源温度230;质量扫描范围(m/z)45450。质谱条件:EI 离子源，电子能量 70 eV;质量扫描范围(m/z)20600;离子源温度为 230。利用标准质谱库(NIST 2008)进行对比，采用色谱峰面积归一化法计算化合物的质量分数。2结果与分析21芳香万寿菊叶片挥发物种类组成由表 1 可知，7 月 2025 日测定结果中，新鲜叶片挥发物主要有萜类、酮类、醇类、醛类、酚类、酯类、酸类、烯烃、烷烃、呋喃类等 10 类化合物。3 个时间段测定结果中，酮类、萜类、醇类为主要成分且为共有成分，各类质量分数由大到小的顺序为酮类、萜类、醇类，但同类物质中各组分质量分数差异显著。5 月 20 日25 日测定结果酮类物质质量分数最高，7 月 2025 日、9 月 2025 日测定结果中酮类物质质量分数显著降低;5 月 20 日25 日测定结果萜类物质质量分数较低，7 月 2025 日、9 月 2025日测定结果中萜类物质质量分数显著升高;3 个时间段测定结果中，醇类物质质量分数尽管呈现了显著差异，但变化幅度远小于萜类、酮类物质的变化。5 月 20 日25 日测定结果:酮类物质共 7 种，酮类物质的质量分数为 78311%;萜类物质共 5 种，萜类物质的质量分数为 8576%;醇类物质共 3 种，醇类物质的质量分数692%。7 月 20 日25 日测定结果:酮类物质共 10 种，酮类物质的质量分数为 55475%;萜类物质共 7 种，萜类物质的质量分数为 31458%;醇类物质共 5 种，醇类物质的质量分数 7831%。9 月 20 日25 日测定结果:酮类物质共 10 种，酮类物质的质量分数为 55476%;萜类物质共 10种，萜类物质的质量分数为 32461%;醇类物质共 5种，醇类物质的质量分数 8074%。表 1芳香万寿菊新鲜叶片挥发物成分测定时间烷烃类种类质量分数/%烯烃类种类质量分数/%呋喃类种类质量分数/%酸类种类质量分数/%脂类种类质量分数/%5 月 2025 日221167 月 2025 日714471075710201100979 月 2025 日520922113810157测定时间酚类种类质量分数/%醛类种类质量分数/%醇类种类质量分数/%酮类种类质量分数/%萜类种类质量分数/%5 月 2025 日2346636920778311587567 月 2025 日30764209285783110554757