四川农业大学博士教授宁莉萍———细叶楠（小叶桢楠）不同部位的精油化学成分科研

溪鼠日志

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细叶楠（Phoebe hui Cheng ex Yang），为樟科（Lauraceae）楠属(Phoebe Nees)高大乔木，是世界著名的珍贵用材树种之一，主要产于陕西南部、四川及云南东北部，野生的多见于海拔1500米以下的密林中，也有人工栽培，喜温暖湿润的气候条件，多生长在低山丘陵或沟边、溪旁。细叶楠木质细腻、尺寸稳定性好、耐腐且纹理美观，为高档建筑、家具、雕刻和精密模具的优良用材，亦可作为景观树。
细叶楠（Phoebe hui Cheng ex Yang）和楠木（桢楠）（Phoebe zhennan）同为珍贵用材树种，在金丝楠木市场上难以区分，采伐后在木材宏观、微观和材性上相似度极高，生长环境相似，原产地有很大重合且都有广泛的种植，二者往往存在伴生。有研究证明了同属的楠木精油化学成分有差异，运用GC-MS可快速准确的分析鉴定精油的成分和含量，目前已有文献报道了通过GC-MS分析桢楠化学成分的研究，因此通过精油来鉴定楠木（桢楠）和细叶楠具有一定的可行性，但目前尚未见到关于细叶楠成分的相关研究报道。本研究拟通过研究细叶楠木精油的化学成分，为细叶楠木与楠木（桢楠）的鉴别区分提供一定的参考依据。
目前，细叶楠相关研究多是对细叶楠育苗技术的探索，细叶楠种子酶活力与种子发芽力关系的探索，细叶楠天然次生林群落的物种组成、生活型、多样性等的调查和分析，而关于细叶楠精油化学成分相关的研究报道尚处于空白。植物精油广泛应用于医学、虫害防治、化妆品、食品等领域，有研究表明楠木在发展天然芳香资源方面有重要地位，许多中国古籍及其整理资料中也记载过楠木有一定药用价值，但现代医学至今尚未证实。本研究将通过水热法提取细叶楠不同部位的精油并对其进行GC-MS分析，比较和分析细叶楠精油的化学成分及其含量，以期为细叶楠养生价值的合理开发利用、木材的鉴定以及种植提供可参考的理论依据。

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1材料与方法1．1材料 实验原料细叶楠取自四川省成都市，树龄15年，树高9米，树干取自离地1.3米处。为最大限度保留其原生状态，将新采伐细叶楠的树根（去皮）、树干（去皮）和树皮、树枝（含皮）、树叶样本粉碎，冷藏保存后于3日内提取精油。树根、树干、树皮、树枝、树叶的含水率分别为102.7%、41.9%、24.1%、19.9%、12.1%。
1．2精油提取方法用分析天平精确称取实验原料细叶楠粉末200±0.01g,装入2000ml圆底烧瓶中,加蒸馏水1200ml,加玻璃珠数粒防止暴沸，连接装置，加热5h后至精油体积不再增加时停止加热，静置0.5h后读取抽提物体积。
1．3仪器气相色谱质谱联用仪Agilent7890A-5975C（Agilent公司）水蒸气蒸馏装置（蜀牛玻璃仪器有限公司）电子天平SartoriusCP224S（Sartorius公司）
1．4 GC-MS条件色谱条件：色谱柱：Agilent HP-5us柱（30m*0.25mm*0.25um）；进样量1uL；分流比50:1；进样口：250℃；载气为高纯氦气；柱温箱升温程序：120℃保留3min，然后 5℃/min 升至140℃保留10 分钟，然后 2℃/min 到升至160℃保留 10 分钟；流速：1ml/min。      质谱条件：离子源为EI；电离能70eV；辅助加热区280℃；离子源230℃ ；四级杆150℃；采集模式为全扫描；质量扫描范围50-550m/z；溶剂延迟3min。
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2结果与分析2.1 细叶楠不同部位的精油化学成分及含量在本实验条件下，细叶楠树根、树干、树皮、树枝、树叶的精油得率分别为1.35 ml/100g、0.8 ml/100g、0.3 ml/100g、0.2 ml/100g、0.55 ml/100g。通过GC-MS分析，得到其总离子流图，如图1-5所示。由图1可见，从细叶楠树根样本中共分离出90个组分，鉴定出52种化合物，其相对含量之和占样本含量总数的87.16%。从细叶楠树干样本中共分离出80个组分，鉴定出49种化合物，其相对含量之和占样本含量总数的87.10%；从细叶楠树皮样本中共分离出114个组分，鉴定出47种化合物，其相对含量之和占样本含量总数的78.52%；从细叶楠树枝样本中共分离出104个组分，鉴定出50种化合物，其相对含量之和占样本含量总数的81.44%；从细叶楠树叶样本中共分离出113个组分，鉴定出50种化合物，其相对含量之和占样本含量总数的90.79%。经计算机质谱库自动检索、解析和人工解析及查阅文献，利用峰面积归一法计算出各组分的相对含量，结果列于表1-6。
本文检测了细叶楠五个部位的精油化学成分及其相对含量，在本实验设置的条件下，由表1-2可知其树根和树干木质部精油的化学成分和含量基本相同；由表3-5可知树皮、树枝、树叶精油之间的化学成分也基本相同，但含量有较大差异。综合表1-5可知，细叶楠精油主要组分为烯醇类物质；树根、树干木质部与树皮、树枝、树叶相比，精油化学成分相差较明显，虽有部分物质相同，但其含量相差较大；其中树皮、树枝、树叶的成分更复杂，特别是沸点较低的物质种类更丰富，其含量也更多。
细叶楠树根木质部与树干木质部精油成分基本相同，但根部检测到了少量独有物质，如γ-maaliene、(+)-g-gurjunene、l-a-cadinol，这三种独有物质也属于萜类化合物，且含量很少甚至小到基本可以忽略不计，这可能是由于树干精油中虽然也存在这三种物质，但是其含量更小以致在本实验设置条件下获取的数据在计算中被自动忽略，因此在树干精油成分的计算结果中表现为缺失。在表1和表2中分别编号为39和37的物质对比质谱图应为同一物质，虽在谱库中未匹配到合适的物质，无法确定其结构和名称，但其分子量与其他检测到的物质相差较大，分子量均为234，且含量较高，因此该物质可作为细叶楠的特征物质。
细叶楠树皮、树枝、树叶精油的化学成分有微小差异，三者中单一部位中缺少的成分大部分可在其他部位中发现但是其含量偏低，如树皮缺少的peruviol、bicyclo[3.1.1]heptan-3-ol,6,6-dimethyl-2-methylene-,(1S,3R,5S)-，树枝缺少的epizonarene和树叶缺少的1,1,5-trimethylindane、(+)-cyclosativene、aromadendrene等，同样可能是在本实验设置条件下获取的数据在计算中被自动忽略，故表现为缺失。单一部位独有成分在其他两个部位中可能也存在，但是由于含量偏低导致在实验数据计算中被自动忽略，故表现为独有，如树皮独有的epiglobulol，树枝独有的a-Guaiene和树叶独有的valencene、Germacrene D、(-)-b-Cadinene等。

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2.2细叶楠不同部位的主要化学成分对比分析从表6可明显看出，细叶楠树根、树干木质部精油中醇类物质的含量比树皮、树枝、树叶精油中的低，树根、树干木质部的精油与树皮、树枝、树叶对比，其主要化学成分差异较大，少数相同物质的含量差异也很大，如木质部中含量最高的calarene和3,7-guaiadiene，在树皮、树枝、树叶精油中的含量均很低，大多数不到1%；而树皮、树枝、树叶的精油中含量最高的d-cadinene、δ-cadinol在木质部精油中甚至没有。故在树根、树干木质部之间，树皮、树枝、树叶之间，其精油中主要化学成分的相关性更强。
通过对比发现，细叶楠树根与树干木质部精油的主要化学成分基本相同，如calarene、3,7-guaiadiene、β-sesquiphellandrene、torreyol等；而且在两个部位的精油中大多数物质含量相差不大，只有少部分物质含量有一定差异，如Calarene，在树根与树干木质部的精油中含量分别为11.10%和6.31%；β-farnesene，其含量分别为1.37%和1.72%； trans-.β.-farnesene，其含量分别为2.28%和3.05%；elemol，其含量分别为1.26%和1.76%；.tau.-muurolol，其含量分别为2.51%和3.23%。
细叶楠树皮、树枝、树叶精油的主要化学成分同样基本相同，具体是cubebene、(-)-a-Selinene、d-Cadinene、guaiol、δ-cadinol、α-cadinol、β-Eudesmol等；但在三个部位的精油中大多数物质含量相差较大，如cubebene，在树皮、树枝、树叶的精油中含量分别为3.34%、9.53%、3.54%；γ-muurolene，其含量分别为1.23%、 2.21%、 6.68%；guaiol，其含量分别为5.38%、 5.55%、 0.43%；δ-cadinol，其含量分别为9.31%、4.97%、3.52%；β-Eudesmol，其含量分别为2.46%、1.75%、5.32%等。
2.3  细叶楠与楠木（桢楠）木质部的主要化学成分对比分析
据文献报道，楠木（桢楠）木质部精油主要化学成分为1-(3-methylbutyl)-2,3,4,5-tetramethylbenzene，含量为21.72%；caryophyllene oxide，含量为 8.62% ；l-calamenene，含量为5.11%（Xie et al.2015）。与本文研究的细叶楠木质部的实验结果对比后，发现两个树种在主要化学成分及其含量方面差异较大。因此，以精油主要成分其含量作为区分楠木（桢楠）与细叶楠树种的鉴别要点之一具有可行性。
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2.4 细叶楠主要化学成分药用价值的分析细叶楠精油的主要成分为单萜类和倍半萜类化合物。萜类化合物是自然界分布广泛、 种类最多的一类植物天然产物，具有重要的生理学和社会学功能，已广泛应用于工农业生产、医药卫生、香料等领域中，是中药具有临床疗效的重要有效成分。本草纲目中记载"足部水肿。削楠木、桐木煮水泡脚，并饮此水少许。每日如此，直至病愈。心胀腹痛，不得吐泻。取楠木削三、四两，加水三升，煮开三次，饮服。耳出脓。用楠木烧存性，研末敷耳内。"
细叶楠精油主要成分之一β-elemene是温莪术中抗肿瘤作用的主要物质基础,具有抗瘤谱广泛,疗效确切,毒副作用轻微,能明显提高肿瘤患者生存质量等突出优点；其主要成分之一β-caryophyllene有抗菌、局麻、抗炎、驱蚊虫、 抗焦虑、抗抑、止咳郁等作用；其主要成分之一γ-cadinene具有祛痰的作用；其主要成分之一β-sesquiphellandrene也是干姜精油的主要成分，干姜精油有抑菌、抗心衰的作用；其主要成分之一α-caryophyllene具有一定平喘作用；其主要成分之一guaiol具有镇咳、祛痰,治疗支气管炎作用；其主要成分之一α-cadinol有强烈的杀螨活性；其主要成分之一β-eudesmol可协助开发治疗血管疾病的药物,具有健脾燥湿、抗缺氧作用,并能明显促进胃肠运动；其主要成分中有eudesmol异构体化合物，eudesmol有镇静作用；另细叶楠木质部中含量较高的3,7-guaiadiene、calarene与其树皮、树枝、树叶中含量较高的d-Cadinene、δ-cadinol、cubebene等未见药理记载。
根据细叶楠精油化学成分的分析及其主要成分药效的调研，发现细叶楠树根、树干木质部成分主要有抑菌消炎作用；树皮、树枝、树叶主要有祛痰、镇咳、抑菌的作用，值得一提的是明确记载有药理作用的有效成分在树枝、树叶中的含量均超过10%，特别是在树皮中有药效的成分含量超过了20%。且树叶、树枝原料易得，属于可再生资源，出油率适中，可代替木质部作为相关产业开发的原料，这既是对珍惜楠木资源的合理开发利用，也是对树木的一种保护。

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3. 结论细叶楠精油成分主要为烯醇类物质，树根、树干木质部与树皮、树枝、树叶相比，精油化学成分及其含量均有较大差异。其中树根、树干木质部精油化学成分及其含量基本相同，主要为calarene、3,7-guaiadiene、β-sesquiphellandrene、torreyol等；树皮、树枝、树叶精油化学成分也基本相同，主要为cubebene、(-)-a-Selinene、d-Cadinene、guaiol、δ-cadinol、α-cadinol、β-Eudesmol等，但其含量差异较大。树皮、树枝、树叶精油中沸点较低的物质种类比树根、树干木质部中更丰富，醇类物质含量更大。
细叶楠与楠木（桢楠）木质部精油主要化学成分差异较大，利用精油主要成分及其含量鉴定区别两种木材有一定可行性。细叶楠五个部位的精油化学成分主要为单萜类和倍半萜类化合物，调研精油主要成分的药效后发现其具有镇咳、祛痰、抗菌、消炎的作用，这也解释了部分中国古籍药典中记载的用药实例的药理；且明确记载有药理作用的有效成分在树枝、树叶中的含量均超过10%，特别是在树皮中有药效的成分含量超过了20%。
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宁莉萍：四川农业大学林学院教授，理学博士，硕导，木材科学与工程系主任。研究领域为木材科学与技术，学术专长为木材鉴定、木材保护与品质改良、新型木质复合材料研发。入选第十一批四川省学术和技术带头人后备人选，目前受聘为中楠协专家委员会委员，全国木材标准化技术委员会委员，四川省司法鉴定协会理事，四川省林学会理事，四川省林业产业联合会专家，四川楠山林业司法鉴定中心技术负责人，国家博士后管委会木材科学与技术领域的博士后基金评审专家。近5年科研方面主持完成3项省级重点课题，考核结果为优秀；排名第2完成1项国防军工高新工程重点课题。所有科研成果不仅圆满完成课题任务，而且材料性能超过同类国外产品，已应用于企业的研究成果显著提高了企业利润。目前以第一作者和通讯作者在SCI、EI、CSCD收录期刊发表论文20余篇，第一发明人授权国家发明专利4件、实用新型专利3件、外观专利35件。培养硕士研究生8人，指导3项国家级和2项省级"大学生创新训练计划"项目和11项"大学生科研兴趣计划"项目。被评为2012年校级优秀班主任，2012-2014年连续三年考核为校级优秀个人，2014年度暑期社会实践优秀指导老师。

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