沉香多级提取物的化学成分及释香行为

[目的]沉香提取物是其主要应用方式之一。针对不同应用领域对沉香成分需求存在显著差异的问题,在提取过程中对沉香主要成分进行粗犷分离,明确不同提取物的释香行为,为实现沉香在特定领域的定向、高效利用提供参考。[方法]以传统沉香和奇楠沉香为研究对象,通过水蒸气-溶剂多级提取,获得精油、浸膏、醇沉等沉香多级提取物;利用气相色谱质谱联用(GC-MS)和高效液相色谱(HPLC)技术,分析不同品种沉香多级提取物的化学成分差异;采用顶空-气相色谱联用(HS-GC-MS)技术,分析传统沉香和奇楠沉香多级提取物在40~160℃的香气释放规律。[结果]水蒸气-溶剂多级提取可实现传统沉香和奇楠沉香中倍半萜、色酮类成分的粗犷分离;水中蒸馏和隔水蒸馏对精油成分影响较小,均主要含有倍半萜和芳香族小分子物质,相对峰面积≥99%;蒸馏后再进行溶剂提取,获得的浸膏主要含有色酮类成分,相对峰面积≥90%;醇沉可实现对传统沉香浸膏中杂质的有效分离。2种沉香多级提取物的主要化学成分和释香成分存在显著差异:传统沉香、奇楠沉香精油中,分别主要含有榄香醇、α-檀香醇,40℃时主要释香物质分别为匙叶桉油烯醇、(1R,3aR,5aR,9aS)-1,4,4,7-Tetramethyl-1,2,3,3a,4,5a,8,9-octahydrocyclopenta[c]benzofuran;传统沉香浸膏中色酮种类更为丰富,160℃后色酮裂解形成大量小分子挥发性物质,出峰数量和强度明显高于奇楠沉香。[结论]通过多级提取方式,可获得富含倍半萜类化合物的沉香精油以及富含色酮类成分的沉香浸膏、杂质较高的醇沉。精油在低温时具有较好的香气释放能力,适合开发香水、日化等常温释香产品;浸膏适用于高温释香,可开发熏香、燃香等产品;奇楠沉香浸膏中主要成分为2-(2-苯乙基)色酮、2-[2-(4-甲氧基苯基)乙基]色酮,可用于该色酮的单体分离;醇沉中沉香有效物质明显降低,可开发低值化产品。

奇楠本草及其历史渊源考证

奇楠特指最高品质的沉香。目前学界缺乏系统历史文献研究,沉香产业的发展受到一定的制约。为了追本溯源,深入研究奇楠的历史渊源,探讨奇楠一词的发展变迁,文中综合系统考证了奇楠沉香本草来源和奇楠的名称来源与历史变迁。经考证发现,奇楠的两种基源植物为海南产白木香Aquilaria sinensis(Lour.)Spreng.和越南产柯拉斯那沉香A.crassna Pierre ex Lecomte;“奇楠”一词来源于隋唐时期佛教传入的梵文“tagara”(多伽罗香)和“samghārāma”(僧伽蓝摩),到明朝晚期,作供奉用香,奇楠开始特指高品质的沉香,而现代奇楠除了特指高品质沉香外,也指能产奇楠的白木香种苗。笔者认为,在奇楠沉香和种苗品质不一的今天,应制定高品质的奇楠沉香和优质沉香种苗标准,才能推进沉香产业健康有序的发展。

栽培奇楠的显微结构研究

为探究不同栽培奇楠树所结沉香的显微结构特征,收集15份栽培奇楠树所结沉香样品,通过木材切片和显微观察的方法进行解剖学研究,对其三切面的显微结构特征进行观测、描述、统计、对比和分析,并与普通白木香所结沉香进行对比。结果表明,栽培奇楠树所结沉香样品在显微结构方面有共性特征,其树脂均主要分布于内涵韧皮部、木射线及导管中,树脂丰富且有向木纤维扩散的趋势,在千里香中表现明显,而与之相比,普通白木香所结沉香样品中树脂主要集中于导管中且含量较少,二者差异较大,就树脂富集面积与含量而言,栽培奇楠树所结沉香样品明显优于普通白木香所结沉香样品;此外,部分栽培奇楠所结沉香样品内涵韧皮部与髓心中可见大量草酸钙棱晶,晶体作为树木抵御外界伤害的一种方式,推测其有利于奇楠树受到创伤开始结香后结香面积的扩展与树脂含量的增加;对沉香样品部分特征的定量数据进行统计研究,结果表明部分栽培奇楠树所结沉香样品间有较大差别,如金丝油的管孔密度、直径,内涵韧皮部宽度、密度,射线宽度、间距等与其他样品差异较大,聚类分析结果表明,栽培奇楠树所结沉香金丝油与乌身圆叶较为特殊,位于分支树的根部,千里香、张勺子、透顶绿及凹身木聚为一类,其余9个样品绿油王、‘热科2号’、樱桃叶、糖结、紫棋、蓝宝石、西瓜叶、指天椒及油叶子聚为一类。本研究可为栽培奇楠的树种选育、资源利用、检测鉴定和市场规范化提供依据,尽快完善相关研究才能不断推进沉香产业良性发展。

奇楠与传统沉香特征成分的差异性分析及其生物活性研究

分别采用冷提法(CE)和热提法(HE),以水和乙醇为溶剂制备奇楠(QN)、传统沉香(TA)提取物,通过GC-MS和HPLC法对提取物的化学成分进行分析,并探讨了其抗氧化活性和抑菌活性。研究结果表明:QN中倍半萜类化合物的种类少于TA,但是两者共有的倍半萜类化合物含量QN高于TA。QN中基本不含四氢-2-(2-苯乙基)色酮(THPECs),主要含有Flidersia型2-(2-苯乙基)色酮(FTPECs),其中2-(2-苯乙基)色酮质量分数可达10.87%,2-[2-(4-甲氧基苯)乙基]色酮质量分数为4.80%。TA中THPECs种类和含量丰富,沉香四醇质量分数可达1.50%。QN与TA提取物对ABTS自由基清除能力和铁离子还原能力均随乙醇体积分数(0~55%)提高而增加,QN水提取物的抗氧化活性低于TA,但乙醇提取物抗氧化活性优于TA。QN和TA提取物对大肠杆菌无显著的抑菌活性,两者水提取物对白色念珠菌均具有抑菌活性。

沉香种质资源、品质评价与形成机制研究进展

沉香是瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(Aquilaria)或拟沉香属(Gyrinops)植物在受到自然或人为伤害后产生的含有树脂的木材.作为名贵的香料和传统药材,沉香有抗炎、镇静安神等多种药理活性,其主要化学成分为倍半萜类和2-(2-苯乙基)色酮类化合物.白木香是我国特有的沉香基原植物,随着白木香种植和人工结香技术的大力发展,人工沉香逐渐取代野生沉香成为国内主要的沉香原材料来源.近年来,“结香早、易结香、品质好”的白木香新品种的选育及应用,使沉香产业发展中“品种单一、人工结香品质差异大、效益周期长”等制约因素得到极大的改善.2020年,白木香染色体水平基因组精细图谱的发布为白木香结香机制、活性成分合成基因挖掘等研究奠定了基础.本文对沉香基原植物种类,种质资源鉴定、评价及新品种选育,结香机理和人工结香技术,以及活性成分的生物合成与调控机制的研究进展进行了总结,并对今后研究趋势进行了展望,以期为深入开展沉香研究、保障产业的可持续发展提供理论参考与技术支撑.

栽培奇楠沉香叶绿体基因组特征及系统发育分析

以栽培奇楠沉香“糖结”叶片为材料,利用高通量测序技术获取其叶绿体基因组,并结合NCBI下载的12个沉香属叶绿体基因组,采用生物信息学方法明确其叶绿体基因组特征及系统发育关系。结果表明,栽培奇楠沉香“糖结”的叶绿体基因组序列长度为174 909 bp,GC量为36.7%,共注释基因136个,其中蛋白质编码基因为90个、tRNA为38个、rRNA为8个。重复序列分析共检测得到80个SSR和124个长重复序列,其中,SSR大部分由A和T碱基重复组成。密码子偏好性分析结果表明AUU是使用次数最多的密码子,密码子倾向使用A和U结尾。沉香属叶绿体基因组比较分析显示,IR区边界相对保守,共获得5个高变异区域:trnD-trnY、trnT-trnL、trnF-ndhJ、petA-cemA、rpl32,可作为潜在的沉香属特异性DNA条形码。选择压力分析结果表明rbcL、rps11、rpl32基因参与正向选择。系统发育分析结果显示栽培奇楠沉香“糖结”和白木香聚为一支(支持率100%),支持国产奇楠沉香种质基原植物为白木香。该研究得到的叶绿体基因组数据可为栽培奇楠沉香的遗传多样性研究和沉香属分子鉴定奠定基础。