沙棘不同部位的精油

摘要：该研究调查了沙棘在不同生长阶段的浆果精油和绿色生物量。H的植物材料。rhamnoídes ssp. 蒙古菌采集于细胞学与遗传学研究所 SB RAS（俄罗斯西伯利亚）的实验田。检测到挥发性化合物和精油。对无叶绿春芽、无叶第一年苗和浆果进行了分析。在所有研究的样本中，定义了 103 种挥发性化合物，其中相当大的比例是't 较早在沙棘中发现。来自幼苗的精油组合物中主要含有苯丙烷。烷烃和苯丙烷在芽中占优势。浆果主要含有羧酸及其酯。这些数据可以应用于与食品科学和技术相关的各种沙棘品种的指纹。

关键词

沙棘,精油,挥发性化合物,气相色谱-质谱 (GC-MS) 分析,化学分类学

一、简介

精油是植物挥发性次生代谢物的复杂混合物。它们可以从各种器官中提取：叶子、水果、根等。精油通常定义植物的味道，以及它的治疗潜力。大量研究证明了它们的抗菌、抗氧化、解痉、抗炎和放松作用 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。

挥发性化合物的单独组合物可用于识别生物材料的物种或地理来源。此外，可以开发快速可靠的分析方法，用于植物药学的大规模质量控制。许多挥发性化合物也可作为信号物质（化学信息素）。植物信号通常是交叉特异性的：它们用于吸引昆虫传粉者和吓跑害虫 [ 4 ] [ 5 ]。

常见的沙棘 (Hippophae rhamnoídes, Hippophae, Elaeagnaceae) 是一种雌雄异株的灌木，其果实可用于生产果汁、谷物和油。叶子也可用于医疗目的 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。

Hirvi 和 Honkanen [ 9 ] 证明了沙棘果实的精油主要由羧酸酯组成。之前的所有工作都建立在对沙棘浆果精油的研究上。在这项研究中，我们研究了沙棘在不同生长阶段的浆果精油和绿色生物量。

二、材料与方法

2.1。植物材料

H. rhamnoídes ssp的植物材料。蒙古菌于2016年采集于细胞遗传学研究所SB RAS实验田。4 月份采集的青春笋每公斤风干材料中含有 37.5 毫克挥发性化合物；第一年幼苗无叶，六月。浆果在秋季收获并储存在 -30˚C 直至使用。

2.2. 挥发性化合物的提取

将干燥的幼苗或嫩枝（35.0 g）悬浮在 300 ml 去离子水中，在带有回流冷凝器的烧瓶中煮沸 30 min，用水蒸气蒸馏至总体积为 200 ml。向馏出液中加入总计60.0g氯化钠，溶液用25.0ml乙酸乙酯萃取。萃取液用无水硫酸钠干燥，过滤并通过GC-MS分析。对 200 克浆果执行相同的程序。对于挥发性化合物的定量，将 1,2,3,4-四氟萘添加到水馏出物中作为参考。所有实验均一式三份进行。

2.3. 色谱分析

使用配备 5973 质谱检测器的 Agilent Technologies 6890 色谱仪进行化合物的分离。使用内径为 0.25 mm 的 30 m 毛细管色谱柱。载气（氦气）的流速为1.0 ml/min；样品加热器的温度设定为 250˚C；恒温器以每分钟 25°C 的速度从 50°C 加热到 250°C；样品输入速率为 1.0 ml/min。将样品 (1 µl) 加到色谱柱上，无需流动分离。

通过将它们的质谱与使用 NIST14 从美国国家技术与标准研究院 (NIST) 质谱库、NIS​​T 化学 WebBook (https://webbook.nist.gov/) 和文学来自后者数据库的参考资料。

线性RI s是相对于在相同操作条件下运行的一系列正构烷烃(C 6 -C 40 ) 的同系物来确定的。化合物的相对百分比是根据 FID 数据的峰面积计算的，无需对响应因子进行校正。

3。结果与讨论

4 月，每公斤风干材料中的芽含有 37.5 毫克挥发性化合物；6 月采苗 196.7 mg/kg。每 1 千克新鲜生物质中的浆果含有 265 毫克挥发性化合物。

图 1显示了从沙棘不同部位分离出的挥发性化合物混合物的铬酸盐克数。

所有检测到的化合物列于表 1。

结果表示为平均值±标准偏差（n = 3）。由星号标识的值表示差异 (p < 0.05)。

浆果主要含有羧酸及其酯（表 2），主要是苯甲酸 3-甲基丁酯（11.63%）、己酸乙酯（9.07%）、（9Z）-十六碳烯酸乙酯（8.85%）、和 3-甲基丁酸的 3-甲基丁酯 (7.77%)。芳族酸酯与脂肪酸酯的比例约为2:9。

芳香酸以苯甲酸和苯乙酸为代表。酯的醇部分主要来自乙醇和3-甲基丁醇。烷烃稀少（0.29%），仅以正二十烷为代表；对于烯烃（0.65%）也观察到相同的情况：(8Z, 11Z, 14Z)-heptadeca-1,8,11,14-tetraene 和异构二十二碳烯。苯丙烷在幼苗和嫩枝中含量丰富，但它们仅占浆果中精油（β-细辛醚和 (E)-isoelemicin）的 1.5%。未检出单萜类化合物，但鉴定出以下倍半萜烃：β-maaliene、γ-selinene、cadina-1(10)、6,8-triene、germacrene B。氧化萜类化合物的含量为5.12%，其中包括异卡拉门二醇、异长叶酮、shyobunon 及其异构体。

我们的结果与 Hirvi 和 Honkanen [ 9 ] 以及 Tiitinen 等人获得的结果大体相似。[ 10 ]，但检测到某些差异。[ 9 ]的结果与我们的研究结果相似：羧酸及其酯类占样品的94.2%，主要以苯甲酸3-甲基丁酯、己酸乙酯和3-甲基丁酯为代表。 3-甲基丁酸 (7.77%) 以及 3-甲基丁酸。根据 Tiitinen 等人的说法。[ 10]，沙棘冷冻浆果的顶部空间挥发物含有91.4%～97.4%的羧酸及其酯，其余为高挥发性乙醇和3-甲基丁醇。他们发现不到 2.9% 的芳香酸酯，而在 [ 9 ] 和我们的研究中，它们占样本的 17%。两项研究均未能检测到烷烃、苯丙烷和倍半萜；然而，与我们的数据相比，他们发现大约 1%

图 1。沙棘不同部位的挥发性化合物，GC-MS分析。

Название вещества

逆转录

RI

RIлит

幼苗

芽

浆果

3-甲基丁-1-醇

3208

722

718

2.65±0.59

乙醛二乙缩醛

3244

725

730

0.26 ± 0.14*

甲苯

3675

759

755

6.57±0.22

碳酸二乙酯

3790

768

765

0.71 ± 0.38

异丙叉丙酮

3983

782

798

0.31±0.06

乙酸丁酯

4080

789

795

0.29 ± 0.08

糠醛

4309

806

833

0.24±0.12

3-甲基丁酸

4706

841

848

1.27±0.19

2-甲基丁酸乙酯

4723

842

849

0.52±0.16

3-甲基丁酸乙酯

4759

845

854

1.38±0.21

3-甲基-3-羟基丁酸甲酯

4935

860

882

0.26±0.06

乙酸，3-甲基丁酯

5014

866

867

0.18 ± 0.09

苯乙烯

5182

880

893

0.12 ± 0.08*

邻二甲苯

5234

884

887

1.45±0.24

2-甲基-2-羟基丁酸甲酯

5490

904

923

0.84 ± 0.14

3-甲基-3-羟基丁酸乙酯

5781

935

926

2.80 ± 0.27

2-羟基-3-甲基丁酸乙酯

5957

953

975

0.79 ± 0.19

6-甲基-5-庚烯-2-on

6098

967

986

0.42±0.11

己酸

6115

968

990

0.61 ± 0.09

己酸乙酯

6256

982

1000

9.07 ± 1.01

庚酸乙酯

7058

1081

1097

0.21±0.05

壬醛

7093

1085

1080

2.56±0.44

0.65±0.15

亚麻醇

7102

1086

1097

0.36±0.09

2,6-二甲基环己-1-醇

7137

1091

1110

0.74 ± 0.21

3-甲基丁酸，3-甲基丁酯

7137

1091

1104

7.77±0.64

2-甲基丁酸，3-甲基丁酯

7146

1092

1107

1.19 ± 0.21

辛酸甲酯

7252

1106

1126

0.14 ± 0.11*

樟

7410

1130

1146

0.08 ± 0.06*

苯甲酸乙酯

7560

1153

1171

0.99 ± 0.18

辛烯酸乙酯 (4Z)-

7683

1171

1187

2.12±0.20

辛酸乙酯

7745

1179

1196

4.32±0.36

番红花

7771

1183

1173

0.38±0.13

1-十二碳烯

7807

1188

1187

0.86±0.17

β-环柠檬醛

7921

1205

1216

0.09 ± 0.06*

0.22 ± 0.15*

苯乙酸乙酯

8000

1219

1246

1.14±0.22

庚酸，2-甲基丁酯

8088

1234

1247

2.34±0.29

庚酸，3-甲基丁酯

8106

1237

1252

0.45±0.16

七-2,4-二烯酸乙酯

8203

1253

1296

0.06 ± 0.05*

2,4,5,6,7,7α-六氢-3-(1-甲基乙基)-7α-甲基-1H-2-茚酮

8388

1284

1269

0.23±0.07

表 1。沙棘不同部位的挥发性化合物组成。

幼苗

芽

水果

烷烃

15.84

29.86

0.29

烯烃

2.27

10.31

3.42

苯丙烷

72.90

29.97

1.50

倍半萜

0.43

0.58

4.07

含氧萜烯

8.10

17.07

5.12

羧酸及其酯

-

1.63

71.45

表 2。沙棘不同部位精油的主要成分。

C 10 H 16单萜烃。

索卡奇等人。[ 11 ] 研究了野生和栽培 H. rhamnoides carpatica 的浆果和果汁的精油。主要成分还是3-甲基丁酸的3-甲基丁酯和己酸的乙酯，以及2-甲基和3-甲基丁酸的乙酯。萜类化合物、柠檬烯和顺式酶的份额低于 1%。

我们的结果与 Cakir [ 12 ] 获得的结果的差异更加明显。最后发现，除乙酸辛酯外，挥发性化合物主要由各种脂肪酸的乙酯组成，而苯丙烷、萜烯和异构戊酸酯则不存在。脂肪烃含量为13.5%，脂肪醇含量为15.7%。

在岳等人的研究中。[ 13 ]，棕榈酸占酸酯部分的主要部分。然而，我们认为这些结果非常值得怀疑，因为报告的保留时间与相应的 Kovacs 指数不匹配。

维托瓦等人。[ 14 ] 发现沙棘浆果的大部分挥发性化合物以低沸点脂肪醇 (C 2 -C 6 )、oct-2-en-3-ol、辛醛、酯类 (乙酸丁酯、乙酸乙酯和己酸乙酯）和酮（戊烷-2-酮和3-羟基丁-2-酮）。未检测到烷烃、苯丙烷和萜类化合物。

很难解释这些研究之间的差异。Hirvi 和 Honkanen [ 9 ] 分析了来自芬兰沙棘的两种浆果的精油，即沙棘沙棘。来自俄罗斯的mongolica和当地的H. rhamnoides ssp。连续两个季节的沙棘。这两个品种都在芬兰南部和西南部种植。作者使用主成分分析 (PCA) 发现差异主要体现在季节之间，而不是品种之间。然而，Vítova 等人的类似研究。[ 14 ] 产生了相反的结果。Socaci 等人的 PCA 分析。[ 11] 表明来自不同沙棘品种的种子和汁液的精油由相同的物质组成，但比例差异很大。总体而言，这些研究得出的精油成分差异很大，这可能归因于区域（气候）差异。所有上述研究都使用了不同的方法：[ 14 ]中的固相微萃取 (SPME)、[ 11 ]中的蒸汽 SPME、[ 12 ] 中的蒸汽蒸馏和 [ 9 ] 中的加氢蒸馏。然而，我们未能发现因提取程序不同而导致的任何相互联系。

我们使用加氢蒸馏法从沙棘的幼苗和枝条中提取精油。与烷烃相似，苯丙烷类化合物占主导地位，尽管它们在芽中的总含量低于幼苗中的总含量（25.9% 对 72.9%）。在苯丙烷中，β-аsarone 含量最高（64.4%），其次是其异构体（α-和 γ-asarons）、elemicin 以及顺式和反式-isoelemicin（共 8.08%），以及少量的O-甲基丁香酚。所观察到的高含量的苯丙烷是显着的，因为这些物质由于其抗血小板和抗凝血活性而被越来越多地使用 [ 15 ]。

与浆果相比，来自幼苗的精油含有更多的长链烷烃（С 22 -С 29），少量的芳樟醇、β-环柠檬醛和樟脑的氧化单萜（总计 0.53%），以及显着更多的氧化倍半萜（7.5%） )，几乎与浆果中发现的相似。一小部分倍半萜烃以可巴烯、β-元素和α-卡拉可烯为代表。不存在羧酸及其酯。

在从沙棘芽中分离出来的精油中，苯丙烷类物质仅以 β- 和 γ-asarons 为代表。不存在榄香素异构体，同时检测到少量甲基顺式异丁香酚。发现正构烷烃（С 22 -С 30）的含量在营养发育过程中发生变化，从幼苗中的 15.84% 到枝条中的 29.86%。众所周知，保护枝条免受元素、病原微生物和植食性昆虫侵害的表皮蜡含有长链烷烃 [ 16 ]。皮亚森蒂尔等人。[ 17 ] 发现在营养发育过程中正构烷烃的分布会发生变化，并且这些变化在不同的树种中有所不同。沙棘绿色物质中的最大烷烃长度为 n = 29 [ 18]（Kukina 等人，2016 年）。

我们还在沙棘芽的精油中发现了以下烯烃：1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十八碳烯和1-二十二碳烯（总含量为4.4%），它们可能是由相应的末端烷醇形成的; 环烯（0.47%），森林火灾的标志物质；角鲨烯（4.39%），常见于植物中；和 (8Z, 11Z, 14Z)-Heptadeca-1,8,11,14-四烯 (1.23%)，这是所有精油的特征。我们未能发现浆果中丰富的羧酸及其酯；然而，我们检测到松香酸甲酯 (1.18%) 和邻苯二甲酸二丁酯 (0.45%)。我们认为后者是人类引入的混合物。我们还检测到倍半萜：β-榄香烯（0.38%）和石竹烯（0.20%）。我们发现了几种在浆果中也发现的化合物，但相对含量更高（总计 17.07%）：

众所周知，shyobunon 及其类似物可用作驱虫剂和杀虫剂 [ 19 ]。此外，Yue 等人。证明沙棘不同部位的精油对病原菌有效：所有研究材料中的油均能抑制金黄色葡萄球菌，浆果中的油对枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的影响最大，幼苗中的油对大肠杆菌[ 13 ]。

因此，在本研究中，我们通过加氢蒸馏法从沙棘沙棘的不同部位提取精油，使用 GC-MS 对其进行鉴定，并进行比较分析。

致谢

这项研究得到了预算项目 ICG SB RAS 0324-2019-0040 的财政支持。

利益冲突

作者声明与本文的发表没有利益冲突。

参考

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