黄山松松针挥发油提取、GC-MS分析及与湿地松挥发油的比较*1

徐丽珊，　张姚杰，　林　颖，　曹晶晶

（浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华　321004）

黄山松松针挥发油提取、GC-MS分析及与湿地松挥发油的比较*1

徐丽珊，张姚杰，林颖，曹晶晶

（浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华321004）

采用水蒸气蒸馏法从黄山松松针中提取挥发油，利用气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术对松针挥发油的化学成分进行了分析.在本实验条件下，黄山松松针挥发油得率为（0.48±0.02）%，共分离出80个色谱峰，鉴定出25个（相对峰面积达到1%以上）化合物，占总峰面积的75.28%，主要成分为1-石竹烯（14.18%）、乙酸冰片酯（7.31%）、β-蒎烯（6.89%）、3-亚甲基-6-（1-甲基乙基）环己烯（5.1%）、α-蒎烯（4.97%）和大根香叶烯D（4.37%）.与同等条件下提取的湿地松松针挥发油进行了比较，发现两者的得率相近，主要的化合物都为萜类物质，但两者的差异成分分别占总成分的51.74%和43.54%，两者共同成分中的一些主要成分含量差异明显，其中1-石竹烯和乙酸冰片酯是黄山松松针挥发油中含量最高而且特有的成分.由此可知，黄山松松针与湿地松松针的挥发油成分具有一定的差异性.

黄山松；挥发油；湿地松；气相色谱-质谱；松针

我国松树资源丰富，有10个属120余种［1］.目前对松树的利用主要集中在用材和采脂方面，而松针往往只作为燃料或废弃物.研究已表明，松针中含有丰富的营养成分和多种生物活性成分［2-4］，如蛋白质、脂肪、矿物质、挥发油和黄酮等.所以，松针是有待开发利用的可再生资源.松针挥发油的含量较高、化学组成复杂，其中许多成分具有生物活性［5-6］，可应用于日用品、食品和医药等方面［7］.目前，对马尾松（Pinusmassoniana）［8］、湿地松（Pinus elliottii）［9］、油松（Pinus tabuliformis）［10］、黑松（Pinus thunbergii）［11］、赤松（Pinus densiflora）和长白赤松（Pinus sylvestriformis）［12］等松针挥发油均已有研究报道，但至今还没有见到黄山松挥发油的相关研究报道.

黄山松生长在海拔六七百米以上，其松针比湿地松、马尾松松针更粗短，树脂道性状与油松不同.黄山松为喜光、深根性树种，喜凉润、耐瘠薄，是长江中下游地区海拔700 m以上酸性土荒山的重要造林树种.我国黄山松松针资源十分丰富，但对黄山松松针的研究报道较少.本文对黄山松松针挥发油进行了提取及气相色谱-质谱（GC-MS）分析，并将其与南方另一个主要造林树种、同是松属植物的湿地松松针挥发油成分进行了比较分析，以期为黄山松松针的开发利用奠定基础.

1　材料与方法

1.1实验材料与仪器

黄山松松针、湿地松松针均采自安徽省南部黄山市，采集时间为2014年5月，采集部位为树枝中部成熟叶.

黄山松和湿地松松针分别洗净，烘干，剪成1 cm长的小段，备用.

日本岛津GC-MS QP2010PLUS；挥发油提取器一套（1 000 mL提取瓶）；电子天平；电热套.

无水硫酸钠为分析纯；蒸馏水.

1.2松针挥发油提取方法

称取黄山松松针小段100 g，装入1 000 mL提取瓶内，注入600 mL蒸馏水，安装挥发油提取器，蒸馏2 h，停止加热后继续通入冷凝水回流，直至没有液体从冷凝管中滴下.等装置冷却后，将蒸馏烧瓶中的料液取出，换新的料液继续蒸馏，重复3次.待提取液自然分层时，取出上层油状物质，加入适量无水硫酸钠，静止过夜，以除去挥发油中残余的水分.然后，在4℃冰箱中密封避光保存待用.

湿地松松针挥发油的提取方法同上.

1.3挥发油气相色谱-质谱分析条件

色谱条件：DB-1弹性石英毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25μm），载气为高纯氮气，进样量0.5μL；程序升温条件：起始温度为40℃，维持3 min，以5.0℃/min速率升温至200℃，维持10 min；分流比为100∶1；进样温度为230℃，检测器温度为250℃.

质谱条件：EI电离源，电子能量为70 eV；电子倍增器电压为1.5 kV，发射电流为0.5 mA；扫描范围为相对分子质量33～400，全扫描方式.

所有实验重复2次以上.

2　结果与分析

2.1挥发油得率及感官性状

经水蒸气蒸馏法提得的黄山松松针（含水量为6.21%）挥发油得率为（0.48±0.02）%，湿地松松针（含水量为6.80%）挥发油得率为（0.46±0.07）%；两者的挥发油均为澄清透明的淡黄色液体，具有相似的清香气味.

2.2黄山松与湿地松松针挥发油成分类别及含量

黄山松与湿地松松针挥发油的GC-MS分析结果见图1和图2.结果显示：黄山松松针挥发油共分出80个色谱峰，鉴定出25个化合物（相对峰面积大于1%），占总峰面积的75.28%；湿地松松针挥发油共分出103个色谱峰，鉴定出30个化合物（相对峰面积大于 1%），占总峰面积的73.56%.将黄山松和湿地松松针挥发油中相对峰面积达到1%以上的化学成分按色谱保留时间顺序列于表1.挥发油中各组分通过与数据库标准图谱对比检索，选取匹配度最高（一般大于90）的图谱作为该组分物质.

图1　黄山松松针挥发油总离子流色谱图

图2　湿地松松针挥发油总离子流色谱图

表1　黄山松与湿地松松针挥发油的化学成分及相对峰面积

续表1

由表1可知：黄山松松针挥发油成分主要为烯烃类（52.7%）和酯类（9.84%），含量较高的成分有1-石竹烯（14.18%）、乙酸冰片酯（7.31%）、β-蒎烯（6.89%）、3-亚甲基-6-（1-甲基乙基）环己烯（5.1%）、α-蒎烯（4.97%）和大根香叶烯D （4.37%）；湿地松松针挥发油成分主要也为烯烃类（38.73%），含量较高的成分有 L-β-蒎烯（7.79%）、大根香叶烯 D（6.87%）、α-松油醇（6.68%）、［1R-（1R*，4Z，9S*）］-4，11，11-三甲基-8-亚甲基-二环［7.2.0］4-十一烯（5.75%）、p-伞花烃（5.54%）和α-蒎烯（4.64%）.

2.3黄山松与湿地松松针挥发油中的共有成分及差异成分

黄山松和湿地松松针挥发油中的共有成分有13个（相对峰面积大于1%），各占总峰面积的23.54%和30.02%.2种松针挥发油中共有成分及其含量见图3.由图3可知：α-蒎烯、2-茨醇、莰烯和植酮含量相差不多；而蒎烯、月桂烯、4-蒈烯、小茴香醇、L-松香芹醇、α-松油醇 、β-榄香烯 、丁香烯和α-毕橙茄醇这10种化合物含量差别较大.在二者的共同成分中，黄山松松针挥发油中主要的成分为α-蒎烯、4-蒈烯和丁香烯；但湿地松松针挥发油中主要成分为α-蒎烯、α-松油醇和α-毕橙茄醇.由此可见，二者共同成分中的主要成分只有α-蒎烯含量接近，其余成分的含量相差较大.

与湿地松松针挥发油相比，黄山松松针挥发油中特有的12种（相对峰面积大于1%）成分被检测出，占总量的 51.74%，如 1-石竹烯（14.18%）、乙酸冰片酯（7.31%）、β-蒎烯（6.89%）和3-亚甲基-6-（1-甲基乙基）环己烯（5.10%）等.与黄山松松针挥发油相比，湿地松松针挥发油中特有的17种（相对峰面积大于1%）成分被检出占总量的43.54%，如L-β-蒎烯（7.79%）、［1R-（1R*，4Z，9S*）］-4，11，11-三甲基-8-亚甲基-二环［7.2.0］4-十一烯（5.75%）、p-伞花烃（5.54%）和二环［3.1.0］己-3-烯-2-醇（3.54%）等.这可能是因为黄山松和湿地松的物种差异导致的.二者生长的气候环境也不同.黄山松生长在海拔600 m以上，为喜光、喜凉润、耐瘠薄深根性树种，但生长迟缓.而湿地松喜生长于海拔150～500 m的潮湿土壤，既抗旱又耐劳、耐瘠，有良好的适应性和抗逆力，分布极其广泛.故，2种松树在气候和地理条件上的差异是构成二者松针挥发油差异的原因.

图3　黄山松和湿地松松针挥发油中共同含有的挥发性成分

3　结论与讨论

本文采用水蒸气蒸馏法提取黄山松松针挥发油，对其成分进行了GC-MS分析，并与湿地松松针挥发油进行了比较，结果表明：两者平均得油率及感官性状均相近；鉴定出的化合物（相对峰面积大于1%）分别为25个和30个，其中共同含有的成分有 13个，各占总峰面积的23.54%和30.02%，均为萜烯类化合物，二者共有成分中含量较高并接近的仅为α-蒎烯，其余成分含量较低或相差较大.已有研究表明，α-蒎烯具有较好的生物学活性及独特的反应多样性［13］，是合成樟脑、冰片、松油醇、香料、树脂等化工产品的重要原料之一［14-15］，且 α-蒎烯还具有抗肿瘤活性［16］和抗炎、抑菌等作用［17-18］.本实验所得湿地松松针挥发油主要成分与已有的研究［19］接近.另外，黄山松和湿地松松针挥发油中主要差异成分有29个，各占总峰面积的51.74%和43.54%，其中1-石竹烯和乙酸冰片酯是黄山松松针挥发油中含量最高而湿地松松针挥发油中没有的成分.已有研究表明，1-石竹烯是红松松针挥发油［20］、乙酸冰片酯是松茸挥发油［21］的主要成分.1-石竹烯目前主要用于配制精油仿制品和定香剂，是国家允许使用的食用香料，乙酸异冰片酯是某些安全的新型农药和杀虫剂的基本成分.可以推测，黄山松松针挥发油具有一些与湿地松松针挥发油相同的作用，但也会有一些不一样的用途.本研究为黄山松松针挥发油的进一步研究和开发利用提供基础.

［1］周维纯.松针综合利用［M］.北京：中国林业出版社，1987.

［2］徐丽珊，张萍华，张瑜.松针总黄酮的提取工艺优化研究［J］.浙江师范大学学报：自然科学版，2009，32（2）：207-211.

［3］徐丽珊，黄启亮，吴振珍.松针中原花青素的提取工艺研究［J］.浙江师范大学学报：自然科学版，2011，34（2）：197-201.

［4］季寅寅，江震宇，朱晨，等.响应面分析法优化湿地松松针中酪氨酸酶抑制剂提取工艺［J］.山西农业科学，2014，42（7）：755-759.

［5］Apetrei LC，Spac A，Brebu M，et al.Composition，antioxidantand antimicrobial activity of the essential oils of a full grown tree of Pinus cembra L.from the Calimanimountains（Romania）［J］.Journal of the Serbian Chemical Society，2013，78（1）：27-37.

［6］ZengWeicai，Zhang Zeng，Jia Lirong，etal.Chemical composition，antioxidant，and antimicrobial activitiesof essential oil from pine needle（Cedrus deodara）［J］.Journal of Food Science，2012，77（7）：C824-C829.

［7］粟本超.松针挥发油研究进展［J］.粮食与油脂，2012（3）：5-8.

［8］Shen Changmao，Duan Wengui，Cen Bo，et al.Comparison of chemical components of essential oils in needles of Pinusmassoniana Lamb and Pinus elliottottii Engelm from Guangxi［J］.Chinese Journal of Chromatography，2006，24（6）：619-624.

［9］Pagula F P，Baeckström P.Studies on essential oil-bearing plants from Mozambique：PartⅡ.Volatile leaf oil of needles of Pinuselliottii Engelm and Pinus taeda L.［J］.Journal of Essential Oil Research，2006，18（1）：32-34.

［10］王得道，朱玉，刘洪章.水蒸气法提取黑皮油松松针挥发油及GC/MS分析［J］.黑龙江农业科学，2013（5）：96-98.

［11］梁洁，孙正伊，朱小勇，等.超临界CO2流体萃取法与水蒸气蒸馏法提取黑松松塔挥发油化学成分的研究［J］.医药导报，2013，32 （4）：510-513.

［12］滕坤，张海丰，徐敏，等.赤松与长白赤松松针挥发油成分GC/MS分析［J］.药物分析杂志，2011，31（11）：2121-2125.

［13］张文杰，白旭东.气相色谱法测定复方连翘油软胶囊中α-蒎烯与β-蒎烯的含量［J］.实用药物与临床，2007（3）：190-193.

［14］廖圣良，商士斌，司红燕，等.松节油加成反应的研究进展［J］.化工进展，2014（7）：1856-1863.

［15］Wang Jiang，Zhao Zhendong，Bi Liangwu，etal.Review on isomerization of themajormonoterpenes in turpentine［J］.Chemistry and Industry of Forest Products，2013，33（2）：144-150.

［16］Zhang Z，Guo S，Liu X，et al.Synergistic antitumor effect ofα-pinene andβ-pinene with paclitaxel against non-small-cell lung carcinoma （NSCLC）［J］.Drug Research，2014，65（4）：113-119.

［17］Pichette A，Larouche P L，Lebrun M，et al.Composition and antibacterial activity of Abies balsamea essential oil［J］.Phytotherapy Research Ptr，2006，20（5）：371-373.

［18］Jeong S I，Lim JP，Jeon H.Chemical composition and antibacterial activities of the essential oil from Abies koreana［J］.Phytotherapy Research，2007，21（12）：1246-1250.

［19］叶建仁，尚征贤，薛建明.湿地松针叶中挥发油的化学组成［J］.南京林业大学学报，1994，18（2）：60-64.

［20］王得道.水蒸气法提取八种松科植物松针挥发油的研究及GC/MS分析［D］.长春：吉林农业大学，2013.

［21］廖丽娟，金光洙.松茸挥发油化学成分的气相色谱-质谱联用分析［J］.食品科学，2010，31（8）：216-218.

（责任编辑薛荣）

GC-MS analysis of volatile oils from the pine needles of Pinus taiwanensis and com parison w ith Pinus elliottii

XU Lishan， ZHANG Yaojie， LIN Ying， CAO Jingjing
（College of Chemistry and Life Sciences，Zhejiang Normal University，Jinhua 321004，China）

With the steam distillation method，the volatile oils in needles of Pinus taiwanensis was extracted and then its chemical constituentswas analyzed by techniques of GC-MS computer.The average oil yield of the volatile oils from needles of Pinus taiwanensis was（0.48±0.02）%.There were 80 peaks and identified 25 （area ofmore than 1%）compound，which accounted for 75.28%of the total peak area.Themain constituents of it was alpha-pinene（4.97%），beta-pinene（6.89%），3-isopropyl-6-methylene-1-cyclohexene （5.1%），bornyl acetate（7.31%），1-caryophyllene（14.18%），germacrene D（4.37%）.The volatile oils in needles of Pinus taiwanensis and Pinuselliottii under the same condition were compared and found thatboth yield were similar，with similar compoundsmainly terpenes.The difference between the two components accounted for the total composition of 51.74%and 43.54%，respectively.Differences between the common components of themain component contentwere significant.In the volatile oils of Pinus taiwanensis needles，1-caryophyllene and bornyl acetate was the highest content and unique component.It showed that the volatile oils in needles of Pinus taiwanensis and Pinus elliottii were different，and would provid a theoretical basis for exploitation and utilization in future.

Pinus taiwanensis；volatile oils；Pinus elliottii；GC-MS；pine needles

Q946

A

1001-5051（2016）02-0187-06

10.16218/j.issn.1001-5051.2016.02.011

*收文日期：2015-09-16；2015-11-09

浙江省公益技术应用项目（2010C34002）

徐丽珊（1966-），女，浙江金华人，副教授，硕士.研究方向：植物生理生化；食品营养.