翅莢木人工林木材提取物成分分析

李文　陳步先　劉偲　黃欽府　胡穎　關(guān)鑫　林金國

摘要 利用GC-MS技術(shù)測定分析17年生和10年生翅莢木人工林木材甲醇提取物和三氯甲烷提取物的主要成分，結(jié)果表明，17年生和10年生翅莢木人工林木材甲醇提取物多數(shù)成分均為含氧化合物，有己酸、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、香蘭素、2，4-二叔丁基苯酚、丁香草酮、3，4，5-三甲氧基苯酚、4-羥基-3，5-二甲氧基苯甲醛、4-羥基-2-甲氧基肉桂醛、1，2-苯二甲酸雙（2-甲基丙基）酯、棕櫚酸、3，3'-二甲氧基-4，4'-二羥基二苯乙烯、3-甲基-柱頭甾-5-烯-3-醇共13種相同的成分；17年生和10年生翅莢木人工林木材三氯甲烷提取物多數(shù)成分亦為含氧化合物，有香蘭素、癸烷、鄰苯二甲酸二丁酯、菜油甾醇、三氟乙酸羽扇豆醇5種相同的成分。

關(guān)鍵詞 翅莢木人工林木材；氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）；提取物；化學(xué)成分

中圖分類號 S781.41 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2023）06-0186-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.06.045

Analysis of the Components of Wood Extracts from Zenia insignis Plantations

LI Wen1，CHEN Bu－xian2，LIU Cai1 et al

（1.College of Material Engineering，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350002;2.Longyan Forestry Science Research Institute，Longyan，F(xiàn)ujian 364000）

Abstract GC－MS was used to determine and analyze the main components of methanol extract and trichloromethane extract from wood of 17－year－old（17a） and 10－year－old （10a） Zenia insignis plantation.The results showed that most of the methanol extracts were oxygen－containing compounds，including hexanoic acid，2，3－dihydro－3，5－dihydroxy－6－methyl－4H－pyrane－4－ketone，2－methoxy－4－vinylphenol，vanillin，2，4－ditert－butylphenol，syringone，3，4，5－trimethoxyphenol，4－h(huán)ydroxy－3，5－dimethoxy－benzaldehyde，4－h(huán)ydroxy－2－methoxy－cinnamaldehyde，1，2－phthalatebis （2－methylpropyl）ester，palmitic acid，3，3'－dimethoxy－4，4'－dihydroxystilbene，3－met hyl－styroster－5－ene－3－alcohol and other 14 same ingredients.Most of the chloroform extracts from the wood of 17a and 10a panicularia plantations were also oxygen－ containing compounds，including vanillin，decane，dibutyl phthalate，canola sterol and lupanol trifluoroacetate.

Key words Zenia insignis plantation wood;GC－MS;Extract;Chemical composition

翅莢木（Zenia insignis）又名任豆樹，為豆科蘇木亞科翅莢木屬落葉大喬木，廣泛分布于亞洲熱帶至華南地區(qū)，因其生長快、天然更新好、樹干通直、耐瘠薄等優(yōu)點［1］，20世紀80年代起被引種到我國福建、湖南、江西等南方省區(qū)，成為我國南方工業(yè)原料林和貧瘠山區(qū)造林綠化的理想樹種之一［2］。國內(nèi)外關(guān)于翅莢木的研究多集中在種子育苗［3-5］、栽培［6］、病蟲害［7］ 、木材利用［8-10］等方面，對翅莢木材材性研究甚少［10］。木材材性是木材合理加工利用和人工林木材品質(zhì)定向培育的重要理論依據(jù)。木材提取物成分影響著木材的材色、氣味、滋味和耐久性，且對木材化學(xué)利用具有重要意義，但截至目前，鮮見翅莢木木材提取物成分方面的研究報道。周妮等［11］根據(jù)白蠟?zāi)尽⑺静奶崛∥锏奶卣骰瘜W(xué)物質(zhì)進行木材識別鑒定，唐一菁等［12］和李彤彤等［13］分別分析了刺猬紫檀、降香黃檀不同部位木材抽提物化學(xué)成分的差異。該研究以17年生與10年生翅莢木人工林木材為研究對象，利用GC-MS技術(shù)測定分析了翅莢木人工林木材甲醇提取物和三氯甲烷提取物的成分，為翅莢木人工林木材合理加工利用和人工林木材品質(zhì)定向培育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

翅莢木樣木取自福建龍巖17年生和10年生人工林林分，各伐取5株，17年生翅莢木人工林木材樣木平均胸徑為38.9 cm，平均樹高為24.1 m，平均枝下高為11.2 m；10年生翅莢木人工林木材樣木平均胸徑為22.3 cm，平均樹高為19.6 m，平均枝下高為10.2 m。截取樣木胸高處5 cm厚的圓盤作為試樣，試樣按四分法取均勻的樣品木塊，粉碎成40～60目的木粉，自然風(fēng)干裝袋備用。

木材提取物成分分析所用的化學(xué)試劑甲醇、三氯甲烷均為色譜純。

1.2 試驗儀器 試驗所用儀器如表1所示。

1.3 試驗方法

將通過40～60目篩選后的20 g木粉置于圓底燒瓶，在恒溫水浴中用不同溶劑進行萃取。由于不同溶劑的沸點不同，該研究采用每種溶劑比其沸點低3 ℃的方法進行提取。使用甲醇與三氯甲烷2種溶劑對原料進行2次提取，第1次采用1∶10（g∶mL）的料液比提取5 h，第2次采用1∶5的料液比提取3 h，將濾液合并收集，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器回收得到膏狀物質(zhì)，并用對應(yīng)溶劑溶解，配制成80 mg/mL的樣品，經(jīng)離心機5 000 r/min離心5 min后，用針管取上清液經(jīng)0.45 μm有機過濾網(wǎng)過濾，將濾液裝入進樣瓶，在氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀上進行試驗測試［14-16］。

色譜柱采用Rxi-5MS，選用30 m×0.25 mm×0.25 μm的彈性石英毛細管柱；氦氣流速為1.41 mL/min；每次進樣量為1 μL。升溫程序：起始溫度50 ℃，保持1 min，以10 ℃/min升溫至300 ℃，保持10 min。質(zhì)譜掃描速率200張譜圖/s，接口溫度 280 ℃，掃描范圍35～550 amu，溶劑延遲240 s，電子能量為70 eV，離子源溫度250 ℃，EM電壓為70 eV。

2 結(jié)果與分析

2.1 翅莢木人工林木材甲醇提取物成分分析 17年生翅莢木人工林木材甲醇提取物分離分析總離子流圖如圖1所示。17年生翅莢木人工林木材甲醇提取物中共有40種化學(xué)成分被鑒定出來，這些化合物的峰面積占總峰面積的86.126%，其主要成分如表2所示，其中含量較高的成分有1，2-苯二甲酸雙（2-甲氧基乙基）酯（15.169%）、3-甲基-柱頭甾-5-烯-3-醇（9.358%）、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮（6.981%）、棕櫚酸（5.738%）、香蘭素（5.622%）、1，2-苯二甲酸雙（2-甲基丙基）酯（4.655%）、己酸（3.925%）、2，4-二叔丁基苯酚（3.621%）、雪松醇（2.691%）、香草醛酸（2.473%）10種天然有機化合物。

10年生翅莢木人工林木材甲醇提取物分離分析總離子流圖如圖2所示。10年生翅莢木人工林木材甲醇提取物中共有24種化學(xué)成分被鑒定出來，這些化合物的峰面積占總峰面積的88.259%，其主要成分如表3所示，其中含量較高的成分有3-甲基-柱頭甾-5-烯-3-醇（48.289%）、菜油甾醇（6.965%）、己酸（4.118%）、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮（4.038%）、棕櫚酸（3.037%）、香蘭素（3.014%）、3，5-二氫-柱頭甾-6，22-二烯（2.253%）、2，4-二叔丁基苯酚（2.132%）8種天然有機化合物。

由表2～3可知，翅莢木人工林木材甲醇提取物的化學(xué)成分較為復(fù)雜，2種樹齡翅莢木人工林木材甲醇提取物多數(shù)成分為含氧化合物，有13種相同的成分，包括6種主要成分（>1%），它們是3-甲基-柱頭甾-5-烯-3-醇（9.358%和48.289%）、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮（6.981%和4.038%）、棕櫚酸（5.738%和3.037%）、香蘭素（5.622%和3.014%）、己酸（3.925%和4.118%）、2，4-二叔丁基苯酚（3.621%和2.132%）。

2.2 翅莢木人工林木材三氯甲烷提取物成分分析

17年生翅莢木人工林木材三氯甲烷提取物分離分析總離子流圖如圖3所示。17年生翅莢木人工林木材三氯甲烷提取物中共有16種化學(xué)成分被鑒定出來，這些化合物的峰面積占總峰面積的78.538%，主要成分見表4，其中含量較高的成分有3-甲基-柱頭甾-5-烯-3-醇（32.119%）、丙二醇甲醚醋酸酯（11.401%）、菜油甾醇（8.725%）、鄰苯二甲酸二丁酯（4.325%）、3，5-二氫-柱頭甾-6，22-二烯（4.072%）、鄰二甲苯（3.536%）、1，2-苯二甲酸雙（2-甲基丙基）酯（3.229%）、3-硝基-1，2-苯二甲酸（2.571%）、2，3-二氫-1H，4H-3a，6a-乙五烯（1.788%）、乙氧基乙酸乙醇（1.536%）、三氟乙酸羽扇豆醇（1.480%）、癸烷（1.136%）12種天然有機化合物。

10年生翅莢木人工林木材三氯甲烷提取物分離分析總離子流圖如圖4所示。10年生翅莢木人工林木材三氯甲烷提取物中共有17種化學(xué)成分被鑒定出來，這些化合物的峰面積占總峰面積的77.516%，主要成分見表5，其中含量較高的成分有谷甾醇（46.751%）、菜油甾醇（8.926%）、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯（4.499%）、豆甾醇（3.856%）、鄰苯二甲酸二異丁酯（3.201%）、香蘭素（1.713%）、正十六酸（1.037%）7種天然有機化合物。

由表4～5可知，10年生和17年生2種樹齡翅莢木人工林木材三氯甲烷提取物多數(shù)成分為含氧化合物，有5種相同的成分，它們是菜油甾醇（8.725%和8.926%）、鄰苯二甲酸二丁酯（4.325%和0.996%）、香蘭素（0.874%和1.713%）、三氟乙酸羽扇豆醇（1.480%和0.651%）、癸烷（1.136%和0.542%）。

3 討論

翅莢木人工林木材甲醇和三氯甲烷提取物中含有包括谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇在內(nèi)的多種植物甾醇，而β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇總含量占植物甾醇總量的74.2%～98.1%，是所有植物甾醇中的主要成分［17］；植物甾醇作為重要的天然甾體化合物，一方面參與細胞膜的生成，影響膜的流動性和滲透性；另一方面，作為油菜素內(nèi)酯這一植物激素生物合成的前體參與植物發(fā)育的調(diào)控［18］，這可能是翅莢木人工林生長快速的重要原因。此外，甾體類藥物作為僅次于抗生素的第二類藥物，需求量很大；菜油甾醇作為甾體化合物的重要前體，在糖皮質(zhì)激素、性激素等甾體化合物的合成中具有重要意義［19］。雪松醇（CE）是一種用途廣泛的天然倍半萜醇，具有抗炎鎮(zhèn)痛、促進心腦血管系統(tǒng)循環(huán)、抗腫瘤、抗焦慮、鎮(zhèn)靜、促進毛發(fā)生長、抗菌抗瘧等藥理作用；此外，CE已被美國批準作為調(diào)味品或佐劑廣泛用作化妝品、食品和藥品中的調(diào)味品成分［20］。香蘭素是世界上使用最廣泛的調(diào)味品之一，它不僅可以在食品中起到助香增味的作用，還可以作為食品防腐劑、添加劑；在醫(yī)學(xué)上，香蘭素具有保健和醫(yī)療作用，也是合成多種藥物的重要原料；香蘭素還可用作調(diào)味劑、催熟劑、增產(chǎn)劑等［21］；丙二醛甲醚醋酸酯對極性和非極性物質(zhì)具有很強的溶解性，廣泛應(yīng)用于生物農(nóng)藥、涂料、油墨、印染等領(lǐng)域，正在取代有毒的乙二醇醚及其酯類溶劑［22］。木材中酚類物質(zhì)是木材重要的抑菌成分和防蟲劑，翅莢木人工林木材甲醇和三氯甲烷提取物中酚類物質(zhì)種類和含量極低，因此，如果對新伐的翅莢木木材不進行科學(xué)、及時的處理，難以抵擋霉菌、木腐菌和害蟲的侵蝕。

4 結(jié)論

翅莢木人工林木材甲醇提取物的化學(xué)成分較為復(fù)雜，GC-MS分析表明，17年生和10年生2種樹齡翅莢木人工林木材的甲醇提取物多數(shù)成分均為含氧化合物，有己酸、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、香蘭素、2，4-二叔丁基苯酚、丁香草酮、3，4，5-三甲氧基苯酚、4-羥基-3，5-二甲氧基苯甲醛、4-羥基-2-甲氧基肉桂醛、1，2-苯二甲酸雙（2-甲基丙基）酯、棕櫚酸、（E）3，3'-二甲氧基-4，4'-二羥基二苯乙烯、3-甲基-柱頭甾-5-烯-3-醇共13種相同的成分；17年生和10年生2種樹齡翅莢木人工林木材三氯甲烷提取物多數(shù)成分亦均為含氧化合物，有香蘭素、癸烷、鄰苯二甲酸二丁酯、菜油甾醇、三氟乙酸羽扇豆醇5種相同的成分。翅莢木人工林木材甲醇和三氯甲烷提取物中含有的雪松醇、香蘭素等成分具有重要的藥用價值。通過對翅莢木人工林木材提取物成分的分析，可為翅莢木人工林木材的合理加工利用提供科學(xué)理論依據(jù)。

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基金項目 福建省林業(yè)局科研基金項目（閩林科便函〔2018〕26號）；福建省財政廳科研基金項目（K8115004A）。

作者簡介 李文（1997—），男，江西吉安人，碩士研究生，研究方向：木材化學(xué)保護與改性。*通信作者，教授，博士生導(dǎo)師，從事木材科學(xué)研究。

收稿日期 2022-05-27；修回日期 2022-11-04