GCMS研究胡椒木精油成分变化及生物活性对比_刘彩英.pdf

第 卷第 期 年 月广 州 化 工 .研究胡椒木精油成分变化及生物活性对比刘彩英，李俭云，马玄昊，孙 楠，伍 燕（兴义民族师范学院生物与化学学院，贵州 兴义）摘 要：气相色谱质谱联用仪分析四月和七月胡椒木精油的成分，找出变化趋势并对比两种精油的抑菌、趋避和抗氧化活性。结果表明：四月提取的胡椒木精油可鉴定 种成分，七月提取的胡椒木精油可鉴定 种成分，均以柠檬烯和肉桂酸甲酯为主。两种胡椒木精油对常见病原菌有抑制作用，但七月胡椒木精油抑菌效果较好；四月和七月胡椒木精油对斜纹夜蛾 平均拒食率分别为.和.；七月胡椒木精油对 和 自由基的清除效果优于四月胡椒木精油。关键词：胡椒木；精油；气相色谱质谱联用仪；生物活性中图分类号：.；.文献标志码：文章编号：（）基金项目：年大学生创新创业计划项目（）；贵州省科学技术基金资助项目（黔科合基础）。通讯作者：伍燕（），女，硕士，教授，研究方向为天然产物应用。，（，）：，（）.，.，.，.，.，.：；胡椒木（.）为芸香科 花椒属 常绿灌木，奇数羽状复叶，叶面有透明的油点，揉碎后会散发出浓郁的芳香气味，胡椒木枝叶青翠，树形优美，是常见的绿篱造型植物。胡椒木叶和果实中富含油脂，研究表明主要成分是柠檬烯、肉桂酸甲酯、蒈烯、蒎烯、水芹烯、石竹烯等萜烯类和酯类物质，散发的混合芳香气味具有抑菌、趋避和杀虫活性作用，因此在种植胡椒木的周围环境病虫害少，可以减少化学农药的施用，进而减小对土壤和水源的污染。胡椒木还能运输和吸收土壤中的重金属，修复被农药和过度施肥引起的土壤污染。目前，有研究者在不同季节提取和研究了胡椒木精油中的成分，对胡椒木精油不同季节的次生代谢产物累积和变化趋势做了研究，但对不同季节提取的精油在活性上的差异未有报道，本研究在此基础上，采用水蒸气蒸馏法提取四月份和七月份产出的胡椒木叶和果实，对两种精油的可挥发性成分采用气质连用分析次生代谢产物在不同月份的积累和变化，检测两种精油对常见病原菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和肺炎克雷伯菌的抗菌活性差异，对斜纹夜蛾幼虫的拒食活性及对、自由基的抗氧化活性差异，找出引起差异的关联成分，以便对胡椒木的开发利用有更好的了解。实 验.材料与设备.实验材料四月份采摘胡椒木的叶和七月份采摘胡椒木的果实。供试细菌：大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌（本实验室保存）。供试昆虫：斜纹夜蛾卵，购于河南省济源白云实业有限公司。.试剂和设备，二苯基 三硝基苯肼（）、，联氮二（乙基苯并噻唑磺酸）二铵盐（），麦克林试剂公司；广 州 化 工 年 月 超净工作台，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；高压蒸汽灭菌锅，上海东亚压力容器制造有限公司；气相色谱质谱联用仪，美国安捷伦公司。.实验方法.精油提取采用水蒸气蒸馏法提取，饱和氯化钠分层后保留上层精油，密封后避光保存。.分析条件色谱条件：用 倍甲醇稀释精油原液，弹性石英毛细管柱（.，.），载气为高纯氦气，流速为.，分流比:，进样量为 ，进样口温度，程序升温为柱温 ，的速率升至 。质谱条件：电子轰击（）能量 ，离子源温度 ，接口温度 ，溶剂延迟 ，全扫描，质量扫描范围为 。定性定量条件：各组分质谱碎片在质谱检索标准库 中进行匹配解析。.精油的抑菌活性实验采用对倍稀释法，参照文献进行。.精油对斜纹夜蛾幼虫拒食活性实验采用小叶碟法，参照文献进行。.精油对、自由基的清除率实验分别称取适量四月胡椒木精油和七月胡椒木精油原液，用无水乙醇配制成、和 不同浓度溶液待用，自由基清除试验在 波长处测定吸光度值，参照文献进行；清除试验在 波长处测吸光度值，参照文献进行。结果与讨论.不同月份胡椒木果精油总离子流图图 四月（）和七月（）胡椒木精油总离子流程图.（）（）不同季节采摘的胡椒木精油可挥发性成分 总离子流图如图 和图 所示。利用 谱图库自动检索各组分的质谱数据并人工校对，四月胡椒木精油检测出 种化合物，七月胡椒木精油检测出 种化合物，从图可知，经过 个月的生长和积累后，精油的成分和含量有明显变化。.不同月份胡椒木精油可挥发性成分对比采用峰面积归一化法得到不同月份胡椒木精油各主要成分的含量如表 所示，四月份胡椒木精油主要以肉桂酸甲酯为主，柠檬烯其次；七月份胡椒木精油萜烯类物质增加，柠檬烯含量增加，其它如蒈烯、石竹烯、蛇麻烯、香橙烯含量均有增加，肉桂酸甲酯含量降低。表 不同月份胡椒木挥发油的化学物质组成比较 序号保留时间 化合物分子式相对含量 四月胡椒木七月胡椒木.蒈烯.水芹烯.柠檬烯.异松油烯.蒈烯.，辛酸异戊酯.异苏木精.，辛酸异戊酯.，（）.松油醇.菊醇.萜品烯.香芹醇.壬酸甲酯.第 卷第 期刘彩英，等：研究胡椒木精油成分变化及生物活性对比 续表.香茅醇.，甲基苯基丙醛.香芹酮.罗勒烯.，异丙基，环己二烯.对异丙基苯甲醇.，甲酸香草酯.菊醇.肉桂酸甲酯.石竹烯.榄香烯.蛇麻烯.异喇叭烯.愈创木烯.律草烯.香橙烯.愈创醇.摩勒烯.别香橙烯.不同月份胡椒木精油对常见病原菌的抑制活性对比表 胡椒木精油的抑菌活性 供试菌株浓度 （）.四月胡椒木枯草芽孢杆菌 金黄色葡萄球菌 大肠杆菌 肺炎克雷伯氏菌 七月胡椒木枯草芽孢杆菌 金黄色葡萄球菌 大肠杆菌 肺炎克雷伯氏菌 注：“”表示澄清且无肉眼可见菌落；“”表示略浑浊且有肉眼可见菌落；“”表示十分浑浊。由表 可知，两种精油对 种常见病原菌表现出不同的抑制活性，从结果可知，七月份胡椒木精油对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌的最小抑菌浓度均比四月份胡椒木精油的低，抑制效果好。.不同月份胡椒木精油对斜纹夜蛾拒食活性比较从图 可知，不同浓度的胡椒木精油对斜纹夜蛾均有拒食作用，随着精油浓度增加对斜纹夜蛾的拒食效果也加强，七月胡椒木精油表现出较强的拒食活性。图 不同浓度胡椒木精油对斜纹夜蛾的拒食率.广 州 化 工 年 月.不同月份胡椒木精油的抗氧化活性比较图 所示，胡椒木精油对、自由基的清除率随精油浓度的升高有量效关系。精油浓度在 范围内，七月胡椒木精油对 和 的清除作用优于四月胡椒木精油。图 胡椒木精油对、自由基的清除率.结 论胡椒木精油经 鉴定共有 种有机类物质，主要是萜烯类、酯类、醇类和少量醛、酮等，其中萜烯类化合物 种，酯类化合物 种，醇类化合物 种，胡椒木的特殊芳香味来自这些有机物的混合释放。胡椒木在不同月份释放的挥发性成分在种类和含量上存在明显差异，四月份可鉴定的挥发性成分有 种，而七月份挥发性成分只有 种，成分的累积也发生相应变化，四月份萜烯类物质含量低于酯类物质，七月份萜烯类物质含量高于酯类物质。酯类物质如肉桂酸甲酯四月份含量较高，达到.，七月份减少到.，萜烯类物质如柠檬烯在四月份有.，七月份升高到.，其它的蒈烯、萜品烯、石竹烯、蛇麻烯、水芹烯等烯类含量也有不同程度升高。胡椒木不同月份次生代谢物在种类和含量上发生变化，表现在抑菌、拒食和抗氧化活性上也不同。七月份提取的精油在抑菌活性上显示出较强的抑制活性，其最小抑菌浓度 值均比四月份提取的精油小；在对斜纹夜蛾幼虫的拒食活性上，七月份提取的精油拒食效果也比四月份的强；抗氧化实验表明，七月份胡椒木精油对 和 自由基的清除效果较四月份的好。研究表明，胡椒木精油成分中的柠檬烯可抑制多种病原菌的生长，对昆虫也具有明显的趋避和拒食作用，蒈烯对蚊虫具有毒杀作用，水芹烯、石竹烯、香茅醛、薄荷醇、松油醇等萜烯类和醇醛类物质对病原菌和昆虫也具有毒杀和趋避活性，因此，七月份提取的精油萜烯类成分增多，在抑菌、拒食上较四月份活性高。本研究表明，胡椒木作为美化环境的绿篱植物，树形优美，可塑性强，释放的芳香气体可抑菌、拒食和趋避，对减少农药施放起到一定作用，尤其是七月份积累的有机物使得药理活性更高。参考文献 兑宝峰.正本清源盆景植物名（三）清香木与胡椒木花卉，（）：.李晓东，徐浩，张晓红，程智慧.胡椒木叶片离体培养与植株再生西北农业学报，（）：.杜丽君，牛先前，林晓红，等.水蒸气蒸馏法与超临界 萃取法结合气相色谱质谱分析胡椒木精油成分分析测试学报，（）：.元卿，孔源，智勇，等.化学农药对环境的污染及其防控对策建议中国农业科技导报，（）：.周霞，林庆昶，李拥军，等.花卉植物对重金属污染土壤修复能力的研究安徽农业科学，（）：.蒋冬月，李永红，沈鑫.胡椒木释放挥发性有机物成分及变化规律中南林业科技大学学报，（）：.伍燕，何元琴，易君明，等.不同大蒜精油成分及生物活性对比分析现代食品科技，（）：，.伍燕，谢桂梅，汪伟，等.毛叶木姜子精油成分 分析及活性研究兴义民族师范学院学报，（）：.田程飘，朱伟伟，宋雅玲，等.生姜与醋泡姜抗氧化、抑菌和抗肿瘤活性比较研究食品工业科技，（）：.伍燕，田程飘，向霞，等.香蓼精油成分及其生理活性分析贵州农业科学，（）：.，.，（）：.，.（：），（）：.彭映辉，张云，陈飞飞，等，黄谊.岭南花椒果实精油成分的分析及对两种蚊虫的毒杀活性中南林业科技大学学报，（）：，.熊件妹，曹华国，任宇红，等.人工合成 水芹烯对几种储粮害虫的毒力测定江西农业大学学报，（）：.彭映辉，张云，曾冬琴，等.一摸香叶精油对致倦库蚊的生物活性及其成分分析应用生态学报，（）：.翁玉辉，肖转泉，许锡招，等.香茅醛缩醛类化合物的合成及其对小黄家蚁的驱避活性昆虫学报，（）：.陈金珠，王宗德，宋湛谦，等.薄荷醇酯类衍生物的合成及其驱蚊活性的初步研究江西农业大学学报，（）：.石超峰，殷中琼，魏琴，等.松油醇对大肠杆菌的抑菌作用及其机理研究畜牧兽医学报，（）：.（上接第 页），.，（），（）：.孙瑞坤，章超桦，曾少葵，等.方格星虫酶解工艺优化及酶解物免疫活性广东海洋大学学报，（）：.孙雪萍，徐艳，刘布鸣，等.沙虫蛋白酶解产物抗氧化与免疫调节活性的研究现代食品科技，（）：.