不同产区沉香的化学成分特征及其可识别性研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wskiqpk
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沉香是沉香属(Aquilaria spp.)树种在生长过程中形成的由木质部组织及其分泌物共同组成的天然混合物质,作为传统药材和名贵香料受到消费者的青睐,是一种高附加值林产品。沉香资源主要分布在南亚次大陆的东北部到印度尼西亚群岛、巴布亚新几内亚群岛,一般将沉香划分为莞香系、惠安系和星洲系三个产区。不同产区的沉香品质差别较大,价格相差悬殊,产地造假现象屡见不鲜,严重扰乱了市场秩序。另外,沉香属植物是《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录Ⅱ物种。因此,研究不同产区沉香的化学成分特征及其可识别性将为沉香溯源和品质评价提供基础理论依据与技术支撑。本研究通过现代气相/液相色谱和质谱联用技术结合化学计量学方法分析95个来自三个产区的野生沉香样品,得到不同产区样品的基本理化性质及色谱指纹图谱,筛选并验证表征产区信息的标志性化学成分,确定不同产区沉香的化学成分特征,探索沉香的产区可识别性,并对不同产区沉香的气味特征进行了初步探究。主要研究结论如下:(1)不同产区沉香的基本理化性质存在普遍的共性和一定的差异。沉香木材的宏观和微观构造基本一致,仅在管孔形态、内涵韧皮部数量,射线长度和沉香分泌物的分布方面存在一定差异。95个沉香样品的乙醇提取物含量分布在10%~60%之间,没有明显的地域差异。乙醇提取物升华显色反应存在颜色差异,可作为鉴别沉香产区的一种辅助方法。(2)三个产区沉香样品的倍半萜化合物的平均相对含量均高于50%,挥发性2-(2-苯乙基)色酮化合物平均相对含量在32%~42%,其他化合物低于4%,芳香族化合物低于0.3%,同一产区中倍半萜和挥发性2-(2-苯乙基)色酮化合物相对含量的比值分别为莞香系1.3,惠安系1.5,星洲系1.9,具有逐渐递增的趋势。沉香的GC-MS指纹图谱结合OPLS-DA可以有效区分三个产区的样品,判别正确率大于80%,其中星洲系样品判别正确率为100%,筛选出22个GC-MS特征峰变量可以作为不同产区沉香的标志性差异化合物。(3)2-(2-苯乙基)色酮类化合物显示出一定的地域特征,同样莞香系与惠安系样品相似度较星洲系更大。不同产区沉香中Flidersia型2-(2-苯乙基)色酮(FTPECs)的平均相对含量在三个产区中均占到65%以上;5,6-环氧-2-(2-苯乙基)色酮(EPECs)的平均相对含量最低,不到4%。5,6,7,8-二环氧-2-(2-苯乙基)色酮(DEPECs)在莞香系样品中相对含量较高。沉香四醇在星洲系样品中的平均含量达到1.97%,远远高出其他两个产区,是星洲系沉香的一个重要特征。沉香的HPLC指纹图谱结合OPLS-DA可以有效对三个产区进行区分,判别正确率大于80%,其中星洲系样品判别正确率为100%,筛选出33个HPLC特征峰变量作为不同产区沉香的标志性差异化合物。(4)采用HS-GC-MS从沉香的烟气中共鉴定66个化合物,其中芳香族化合物38个、倍半萜类19个、酯类5个、盐类3个、烯烃1个;5种成分平均相对含量的比例差异不大,其中含量最高是倍半萜化合物(65.87%~69.10%),其次为芳香族化合物(27.01%~30.21%)。研究发现,三个产区共有的愈创木型倍半萜α-Guaiene具有木质味和香脂味,是沉香产生华贵高雅香味的重要成分;(-)-Nootkatene和Styrene是莞香系沉香气味的特征性成分,;cis-α-Copaene-8-ol和(-)-Globulol是星洲系沉香的特征性成分;4-Methoxy-benzaldehyde是莞香系和星洲系样品共有的特征成分;10-epi-γ-Eudesmol和2-Furanmethanol是莞香系和惠安系共有的特征成分。(5)GC-MS适宜于分析沉香的挥发性化合物,且拥有质谱对比库,有利于化合物的鉴定,但无法完整分离出沉香的专属性化合物——2-(2-苯乙基)色酮化合物,HPLC则可以高效、稳定地表征该类化合物;另外,HS-GC-MS是在GC-MS的基础上直接加热沉香粉末,是一种分析沉香气味成分的有效手段。本文依据沉香组成成分的性质和不同色谱联用技术的特点,各有侧重地讨论了不同产区沉香化学成分的联系与差异,发现莞香系与惠安系沉香的化学成分特征更为相似,而星洲系沉香差别较大。三个产区沉香化学成分差异的主要原因是基原植物不同,地理位置和生态环境等也有一定的影响。
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