云南不同地区草果物理性状、精油含量及组成分析

云南不同地区草果物理性状、精油含量及组成分析谷风林;黄菲菲;张林辉;房一明;刘光华;沈绍斌;姜太玲;段春芳;宋记明;蔡莹莹【摘要】测量云南省不同产地草果的物理性状、单粒重,并采用水蒸气蒸馏法提取草果挥发油,GC-MS法分析鉴定草果精油的化学成分•结果表明，云南省不同产地草果的物理长宽比和单粒重存在较大差异,水蒸气蒸馏法提取的精油,共分离鉴定出39种化合物,主要为单萜类化合物•不同产地的挥发油主要成分相似，含量存在差异，本研究可为鉴别草果真实性及评价其质量提供依据.期刊名称】《热带作物学报》年(卷),期】2018(039)007【总页数】7页(P1440-1446)【关键词】草果;物理性状;挥发油;气相色谱-质谱【作者】谷风林;黄菲菲;张林辉;房一明;刘光华;沈绍斌;姜太玲;段春芳;宋记明;蔡莹莹【作者单位】中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁571533;中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁571533;云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所,云南保山678000;保山全心农业科技有限公司,云南保山678000;中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁571533;云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所,云南保山678000;云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所,云南保山678000;云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所,云南保山678000;云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所,云南保山678000;云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所,云南保山678000;中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁571533【正文语种】中文【中图分类】R284草果(Amomumtsao-koCrevostetLemaire)又名草果仁、草果子、老蔻，为姜科豆蔻属多年生草本植物草果的成熟果实［1］，是一种重要的药食同源植物，主要分布在我国广西、云南、四川和贵州等地，在云南主产于金平、元阳、河口、屏边、绿春、马关、西畴、富宁、麻栗坡等地，其中尤以马关县、金平县等地的产量最高，品质优良［2］。其味辛，性温，入脾、胃二经，具有燥湿除寒、祛痰截疟、消食化积等功效［3］。据报道，草果还有清新口气［4］和减轻体重［5］的作用。同时草果也是我国一种传统的中药材，性味辛温，能燥湿散寒，具有温中、健胃、消食［6］、顺气的功能。草果精油中桉油素具有驱风、镇静、抗菌、抗病毒、杀灭寄生虫及发汗作用，柠檬醛、a-蒎烯等具有平喘、祛痰、抑菌的作用，樟脑具有刺激神经、使头脑清醒灵活的作用,a-松油醇、香叶醇、橙花叔醇等有明显的镇静、抗菌作用［7］。目前，已有一些文献报道了云南几个主产区的草果挥发油组成［8］，但对不同产地草果物理性状和精油含量以及精油组成的研究尚未见报道。本研究通过比较云南不同产区草果果实物理性状、精油含量与精油组成的差异，可以为草果精深加工和产品开发提供数据，也可以指导农业生产，从而改进种植措施提高产品品质和农业收益。1材料与方法材料草果原料草果产于云南各个地区：怒江州贡山县独龙江乡、云南红河州绿春县、怒江州贡山县、云南文山州麻栗坡县、临沧市双江县、云南瑞丽市、云南德宏州陇川县、云南保山市隆阳区、龙陵县、云南元阳县、云南沧源县、云南澜沧县、文山州马关县，分别编号1~13。样品经50°C烘箱干燥24h，粉碎，过40目筛备用。试剂无水碳酸钠（分析纯）由西陇化工股份有限公司提供。方法物理性状测定采用游标卡尺测定草果鲜果的长度和宽度，每个产地随机取20个样品测量，并取平均值；采用电子天平对每个产地的10个草果鲜果样品进行测定，测量3次取平均值。草果精油含量测定参考李付惠等［9］提取草果精油方法，并略作修改。称取约30g草果粉末加入1000mL圆底烧瓶中，加入防爆沸玻璃珠；加入200mL蒸馏水浸泡1h，补足蒸馏水至400mL，回流7h，保持5滴/min的蒸馏速度。蒸馏结束后待冷却到室温，读取精油体积，精确至0.05mL，重复3次，计算精油含量。最后收集精油，4C静置保存待用。1.2.3草果精油化学成分分析GC-MS分析取精油样品50pL用正己烷稀释500倍，过0.45pm微孔膜，液体进样；色谱柱型号：DB-5MS毛细管柱（30mx0.25mm，0.25pm）。升温程序：起始温度为40°C，以10C/min至I」100°C，以2C/min到160C，以10C/min到250C，280C后运行2min;载气（He）流速1.0mL/min，进样量1.00pL，不分流。全扫描：质荷比30~300。1.3数据分析实验数据用Origin9.0和SPSS9软件及仪器自带软件处理，平均数之间的比较采用方差分析，显著性水平0.05。2结果与分析物理性状比较不同产地草果长、宽比较不同产地草果的长度和宽度具有一定的差异性。由图1可知，瑞丽市的草果长度最长，其次是龙陵县的草果，它们与其余11个产地的草果长度差异显著(pV0.05)，马关县与麻栗坡县的草果的长度最短，除了麻栗坡县、瑞丽市、龙陵县、马关县外，其余9个县/区的草果长度接近；草果的宽度相差不大，瑞丽市草果的宽度最长，除了与绿春县、贡山县、麻栗坡县、沧源县、马关县的草果宽度差异显著外，与其余县/区草果的宽度没有显著性差异。图1不同产地草果长、宽比较Fig.1ThecomparisonoflengthandwidthofAmomumtsao-ko不同产地草果的10粒重比较由图2可知，瑞丽市的草果最重，龙陵县次之，这两个地区的草果10粒重无显著性差异，与其余11个县/区的草果10粒重呈显著性差异，麻栗坡县草果的10粒重最轻。重量与前面的长度和宽度结果存在一致性，果型大的重量大，说明草果鲜果密度差异不大，主要还是由果实大小决定重量。图2不同产地草果的10粒重Fig.2ThetengrainsweightofAmomumtsao-ko草果精油含量由图3可知，不同产地草果精油含量差异性较大，精油含量范围1.3~2.7mL/100g。其中瑞丽市的草果精油含量最高，与其余12个县/区的草果精油含量呈显著性差异；麻栗坡县和元阳县的草果精油含量最低，与其余11个县/区草果精油含量呈显著性差异。图3不同产地草果精油含量Fig.3ThecontentofAmomumtsao-koessentialoil草果精油化学成分分析不同产地草果中挥发油的气相色谱-质谱分析结果如图4所示。采用气相色谱处理系统，结果并用峰面积归一化法计算各组分的相对百分含量。经过质谱工作站系统检索、人工谱图解析，并查对有关质谱图集资料［10-14］，从而确定出草果挥发油中的化学成分，结果如表1所示。由表1可知，从13种草果中共分离鉴定出39种组分。由图4和表1可知，在精油色谱图总峰面积中占比最高为2-癸烯醛的草果有9种，占比最高为桉油精的草果有3种，占比最高为3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛的草果有1种。云南红河州绿春县草果中分离鉴定出33种组分，占色谱总峰面积的96.69%，含量最高组分为2-癸烯醛占15.29%，其次为桉油精占13.72%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛占13.14%，香叶醇占11.77%，相对含量比较高的还有1-乙基丙基苯占7.81%，柠檬醛占7.44%，反-2-十二烯醛占7.11%，橙花叔醇占3.94%，2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛占3.61%,a-松油醇占2.78%等。怒江州贡山县草果中分离鉴定出32种组分，占总峰面积的95.87%，含量最高的组分2-癸烯醛占17.83%，其次为3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛16.64%，桉油精13.14%，相对含量较高的还有1-乙基丙基苯9.36%，柠檬醛9.24%，反-2-十二烯醛6.83%,2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛3.6%，橙花叔醇3.37%,a-松油醇3.04%等。临沧市双江县草果中分离鉴定出33种组分，占总峰面积的93.71%，含量最高的组分为2-癸烯醛17.28%，其次为桉油精15.12%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛14.19%，相对含量较高的还有柠檬醛9.55%，反-2-十二烯醛7.6%，橙花叔醇5.43%,p-伞花烃4.52%，香叶醇4.32%,2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛4.22%,a-松油醇3.01%等。云南瑞丽市草果中分离鉴定出35种组分，占总峰面积的91.82%，含量最高组分癸烯醛占16.64%，其次为桉油精15.12%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛12.01%，相对含量较高的还有反-2-十二烯醛8.89%，柠檬醛7.63%，橙花叔醇5.22%，1-乙基丙基苯4.48%,2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛4.3%,a-松油醇2.96%,2-甲基-苯基-2-丙烯醛4.3%等。图4草果挥发油的气相色谱图Fig.4TheGC-MSofAmomumtsao-koessentialoil表1不同地区草果挥发油化学成分表Tab.1ThecompositionofAmomumtsao-koessentialoil注：“一”表示未检出。Note:"—"meansnotdetected保留时间retentiontime/min名称name分子量molecularweightCAS号CASNo.123456789101112136.372-正丁基呋喃124.089004466-24-4————0.050.060.050.050.05—0.06——6.562庚醛114.104000111-71-7————0.070.07——0.07—0.070.10—7.154a-蒎烯136.125000080-56-8 1.150.06 1.340.170.051.07—8.011甲基庚烯酮126.104000110-93-00.150.100.090.140.520.36—0.180.270.140.25—0.138.352正辛醛128.12000124-13-00.400.450.370.520.130.890.710.580.620.410.840.971.468.446a-水芹烯136.125000099-83-20.140.11—0.280.260.610.400.310.270.320.49—0.158.798p-伞花烃134.11000099-87-60.20 0.204.520.390.530.370.290.220.85——8.963桉油精154.13600047082-615.4013.7213.1418.4215.1215.1218.8718.1216.9915.2618.2615.1213.789.4522-辛烯醛126.104002548-87-01.241.301.031.63—1.741.851.541.381.471.621.551.349.7762-甲基-5-异丙基-二环[3.1.0]己烷-2-醇154.136000546-79-2——0.230.130.310.400.220.290.380.000.320.190.2710.169反式-2,4-癸二烯醛152.12025152-84-50.320.210.210.260.320.340.330.300.330.280.360.430.1710.419芳樟醇154.136000078-70-60.370.400.540.310.470.260.440.220.680.360.160.390.2311.5247-甲基-3-亚甲基-6-辛烯醛152.12055050-40-30.230.19—0.17——0.190.18—————11.767(+)-香茅醛154.136002385-7750.160.140.140.130.130.120.110.120.130.150.130.160.1512.028Isoneral152.121000414-18-00.560.480.450.400.430.360.430.370.370.490.340.440.3812.419a,a-二甲基-4-亚甲基-环己甲醇154.136007299-42-50.360.280.280.370.330.330.340.350.360.370.310.250.3212.594Isogeranial152.121000414-18-10.830.710.620.780.590.440.560.520.480.950.450.730.5112.73萜品烯四醇154.136000562-74-30.650.500.390.720.420.350.530.540.430.660.400.480.3613.211a-松油醇154.136000098-55-53.392.783.043.633.012.96—3.383.163.032.833.032.5013.452癸醛156.151000112-31-20.570.530.530.580.620.590.660.540.680.580.860.810.6114.239(R)-3，7-二甲基-6-辛烯醛156.151001117-61-90.420.360.31—————0.32—0.33——14.656柠檬醛152.12005392-40-510.847.449.247.729.557.637.707.638.2110.797.329.679.2615.145香叶醇154.136000106-24-12.2111.773.690.764.323.243.583.542.410.994.071.574.9015.6382-癸烯醛154.136003913-81316.4015.2917.8317.6217.2816.6418.3319.1918.1816.9318.2020.5918.1415.8623,7-二甲基-2,6-辛二烯醛152.12000141-27518.4313.1416.6412.7314.1912.0113.8714.0912.6316.6111.6411.2715.8516.8311-乙基丙基苯148.125001196-58-31.487.819.367.78—4.48———————17.068苯甲醛148.125001196-58-30.850.780.880.890.790.600.851.710.521.120.860.790.9518.8042-苯基巴豆醛146.073004411-89-61.901.531.381.601.761.181.631.591.491.411.482.881.3720.252-甲基-3-苯基-2-丙烯醛146.073000101-39-33.053.613.603.034.224.305.733.714.753.194.285.694.1024.0142-十二烯醛182.167020407-84-50.280.200.230.300.21—0.210.19—0.24—0.20—24.914反-2-十二烯醛182.167020407-84-59.417.116.8310.407.608.899.487.109.848.477.287.598.5725.092y-衣兰油烯204.188030021-74-00.220.880.370.270.380.300.380.590.330.220.450.180.2328.8824-乙烯基-a,a环己甲醇222.198000639-99-60.180.210.250.000.270.310.260.310.26—0.22—0.2729.687橙花叔醇222.1981000285-43-63.983.943.374.235.435.223.794.905.824.345.694.814.6935.466(E)-Tetradec-2-enal210.198051534-36-20.210.220.220.30—0.15———0.24——0.1943.697邻苯二甲酸二丁酯278.152000084-74-20.330.280.320.320.310.280.330.320.280.340.290.350.3643.933棕榈酸256.2400005710-30.210.130.190.100.101.06———1.45—0.05—46.11油酸282.256000112-80-10.31 46.624p-麝子油烯204.188028973-97-90.080.080.11—0.100.260.070.040.110.090.090.230.13峰面积合计95.7796.6995.8796.7393.7191.8292.3892.8291.9791.1390.6691.5991.35云南保山市隆阳区草果中分离鉴定出32种组分，占总峰面积的92.82%，含量最高组分2-癸烯醛占19.19%，其次为桉油精18.12%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛14.09%，相对含量较高的还有柠檬醛7.63%，反-2-十二烯醛7.1%，橙花叔醇4.9%,2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛3.71%，香叶醇3.54%,a-松油醇3.38%等。保山市龙陵县草果中分离鉴定出33种组分，占总峰面积的91.97%，含量最高组分2-癸烯醛占18.18%，其次为桉油精16.99%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛12.63%，相对含量比较高的还有反-2-十二烯醛9.84%，柠檬醛8.21%，橙花叔醇5.82%,2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛4.75%,a-松油醇3.16%等。云南元阳县草果中分离鉴定出31种组分，占总峰面积的91.13%，含量最高组分2-癸烯醛占16.93%，其次为3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛16.61%，桉油精15.26%，柠檬醛10.79%，相对含量比较高的还有反-2-十二烯醛8.47%，橙花叔醇4.34%，2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛3.19%,a-松油醇3.03%等。云南澜沧县草果中分离鉴定出29种组分，占总峰面积的91.59%，含量最高组分2-癸烯醛占20.59%，其次为桉油精15.12%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛11.27%，相对含量比较高的还有柠檬醛9.67%，反-2-十二烯醛7.59%，2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛5.69%，橙花叔醇4.81%,a-松油醇3.03%等。文山州马关县草果中分离鉴定出29种组分，占总峰面积的91.35%，含量最高组分2-癸烯醛占18.14%，其次为3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛15.85%，桉油精13.78%，相对含量比较高的还有柠檬醛9.26%，反-2-十二烯醛8.57%，香叶醇4.9%，橙花叔醇4.69%，2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛4.1%等。云南文山州麻栗坡县草果中分离鉴定出33种组分，占总峰面积的96.73%，含量最高组分桉油精占18.42%，其次为2-癸烯醛17.62%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛12.73%，反-2-十二烯醛10.4%，相对含量较高的还有1-乙基丙基苯7.78%，柠檬醛7.72%，橙花叔醇4.23%,a-松油醇3.63%,2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛3.03%等。云南德宏州陇川县草果中分离鉴定出30种组分，占总峰面积的92.38%，含量最高组分桉油精占18.87%，其次为2-癸烯醛18.33%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛13.87%，相对含量较高的还有反-2-十二烯醛9.48%，柠檬醛7.7%，2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛5.73%，橙花叔醇3.79%，香叶醇3.58%等。云南沧源县草果中分离鉴定出33种组分，占总峰面积的90.66%，含量最高组分桉油精占18.26%，其次为2-癸烯醛18.2%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛11.64%，相对含量比较高的还有柠檬醛7.32%，反-2-十二烯醛7.28%，橙花叔醇5.69%，2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛4.28%，香叶醇4.07%,a-松油醇2.83%等。怒江州贡山县独龙江乡草果中分离鉴定出35种组分，占色谱总面积的95.77%，其中3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛的含量最高，占18.43%，其次是2-癸烯醛占16.4%，桉油精占15.4%，柠檬醛占10.84%，相对含量较高的还有反-2-十二烯醛占9.41%，橙花叔醇占3.98%,a-松油醇占3.39%,2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛占3.05%等。3讨论云南省是我国草果的主产区，主要分为三个片区：一是红河片区，其中绿春、金平屏边和元阳县等地是主产区；二是滇西片区，包括保山、德宏和怒江州等地，以及临界的缅甸八莫一带，其中盈江和腾冲等地是主产区；三是文山片区，马关县到麻栗坡县一带是主产区。年产草果6000t到10000t。因不同产地气候环境和土壤及管理条件不同，草果质量差异较大。不同产地草果的物理性状有较大差异，瑞丽市的草果长、宽、10粒重都是最大的，麻栗坡县、马关县的草果长、宽都较小，10粒重较轻。罗晓霞［15］在报道中指出，果实长椭圆形，靠果梗端短略小，具钝三棱，长2.1-3.8cm，直径1.5~2.3cm，这与本文的研究结果有所不同，原因在于本研究测定的为草果鲜果，草果干燥后体型会明显缩小。雷恩等［16］研究表明梭形草果的单个小果重较高，为3.42g；而椭圆形较低，为2.94g。椭圆形草果果干重比最小，为19.9;而圆形和梭形的干重比表现较大。梭形草果干果长度最大，为3.6cm;其次是椭圆形；圆形最小，为2.9cm。而3个栽培种的干果宽度却无差异。梭形草果干果的长宽比最大，为2.1；其次是椭圆形，为1.7；圆形表现最小，为1.4。这和本研究具有一定的一致性，同时也可以得出干果长宽比是一个判断或鉴别草果栽培种不同类型的有效的形态指标。不同产地草果挥发油的含量和成分均有差异，瑞丽市的草果精油含量最高，麻栗坡县的精油含量最低，这可能与草果的种植环境、草果的形状、大小、粒重有关，但是不同产地的草果挥发油的主要成分相似，2-癸烯醛、桉油精、3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、柠檬醛、反-2-十二烯醛的含量都比较高，其中2-癸烯醛的含量最高为20.59%，桉油精的含量最高为18.87%，3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛的含量最高为18.43%，柠檬醛、反-2-十二烯醛在挥发油中也占有一定比重。云南红河州绿春县的草果精油中香叶醇的含量要比其他产地要高，占11.77%，和其他产地相比，云南红河州绿春县、怒江州贡山县、云南文山州麻栗坡县草果挥发油中的1-乙基丙基苯的含量高，分别占7.81%、9.36%和7.71%，香叶醇、橙花叔醇、2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛、a-松油醇的含量相对较高。与前人的研究［17-25］相比较可以发现，桉油精在草果挥发油组分中均为主要成分。从化合物类型来看，在草果精油中，单萜类化合物（单萜和萜醇）为主要成分。此外，还含有倍半萜类化合物、醛类化合物、酯类化合物等。不同产地的草果叶中挥发油组成存在差异，以怒江州贡山县独龙江乡、云南瑞丽的草果挥发油最为丰富。这种差异是否由草果种植环境差异所引起，有待进一步证实。这些研究结果为草果的进一步开发利用提供了科学依据。参考文献【相关文献】国家药典委员会•中华人民共和国药典：一部[S].北京：中国医药科技出版社,2010:165.徐国钧，徐珞珊，王峥涛•常用中药材品种整理和质量研究(南方协作组)：第三册[M]..福州：福建科学技术出版社,1997.中医药管理局《中华本草》编委会•中华本草[M].上海：上海科学技术出版社,1999:7759.StarkenmannC,MayenzetF,BrauchliR,etal.Structureelucidationofapungentcompoundinblackcardamom：Amomumtsao-koCrevostetLemarie(Zingiberaceae)[J].JournalofAgricultural&FoodChemistry,2007,55(26)：10902-10907.YuL,SuzukiH.Effectsoftsao-ko,turmericandgarliconbodyfatcontentandplasmalipidglucoseandliverlipidlevelsinmice(Acomparativestudyofspices)[J].FoodScienceandTechnologyResearch,2007,13(3)：241-246.⑹邱赛红，首第武，陈立峰,等.芳香化湿药挥发油部分与水溶液部分药理作用的比较J].中国中药杂志,1999,24(5)：297-299.彭建明，马洁，张丽霞.近年来草果的研究概况[J].中成药,2006,28(7):1036-1038.闵勇，张薇,姚立华，等•云南省不同产地草果叶中挥发油化学成分研究[J]•安徽农业科学,2011,39(6):3298-3300。李付惠，李正权,王昌健.草果挥发油提取最佳工艺的研究[J].安徽农业科学,2014,42(13):3850-3853.中国质谱学会有机专业委员会•香料质谱图集[M].北京：科学出版社,1992:261.丛浦珠•质谱学在天然有机化学中的应用[M].北京：科学出版社,1987.Ma