紫锥菊不同器官挥发性成分分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0649

中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (19): 143-150.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0649

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紫锥菊不同器官挥发性成分分析

黄华希¹^,²(), 卢恩科³, 臧青民³, 徐世娟⁴, 陈荣¹(), 刘秦³()

¹ 伊犁师范大学生物科学与技术学院，新疆伊宁 835000
² 伊犁师范大学伊犁河谷资源植物保护与利用重点实验室，新疆伊宁 835000
³ 玉林师范学院，广西玉林 537000
⁴ 红河学院，云南蒙自 661100

收稿日期:2024-10-30 修回日期:2025-03-17 出版日期:2025-07-05 发布日期:2025-07-10
通讯作者:
陈荣，男，1977年出生，湖南祁阳人，教授，博士，主要从事药用植物遗传育种与资源利用研究。通信地址：835000 新疆伊宁市解放西路448号伊犁师范大学生物科学与技术学院，E-mail：282473041@qq.com。
刘秦，男，1986年出生，湖北黄冈人，副教授，博士，主要从事药用植物保护生物学研究。通信地址：537000 广西玉林市玉州区教育中路298号玉林师范学院，E-mail：liuqin@ylu.edu.cn。
作者简介:
黄华希，女，1982年出生，广西象州人，高级实验师，硕士，研究方向为化学分离分析。通信地址：835000 新疆伊宁市解放西路448号伊犁师范大学生物科学与技术学院，Tel：0999-8996985，E-mail：416972931@qq.com。
基金资助:
广西自然科学基金面上项目“抗病毒草药紫锥菊跨倍性杂交的遗传规律及种质创新”(2022GXNSFAA035544); 国家自然科学基金资助项目“紫锥菊主效成分性状的遗传规律及优异种质筛选”(31660090); 新疆维吾尔自治区第三批天池英才创新领军人才项目(2025CXLJ004)

Analysis of Volatile Oil Components in Different Organs of Echinacea purpurea

HUANG Huaxi¹^,²(), LU Enke³, ZANG Qingmin³, XU Shijuan⁴, CHEN Rong¹(), LIU Qin³()

¹ College of Biological Sciences and Technology, Yili Normal University, Yining, Xinjiang 835000
² Key Laboratory for Resource Plants Protection and Utilization of Yili Valley in Xinjiang, Yili Normal University, Yining, Xinjiang 835000
³ Yulin Normal University, Yulin, Guangxi 537000
⁴ Honghe University, Mengzi, Yunnan 661100

Received:2024-10-30 Revised:2025-03-17 Published:2025-07-05 Online:2025-07-10

摘要/Abstract

摘要：

对云南省蒙自市引种紫锥菊不同器官的挥发性成分及相对含量进行比较分析，以期为今后资源利用提供参考。采用气质联用(GC-MS)技术结合顶空固相微萃取(HS-SPME)对紫锥菊各器官中的挥发性成分进行分析鉴定。在根、茎、叶、头状花序、花序梗中共鉴定出化合物92种，鉴定出成分的相对含量依次占总挥发性成分的90.034%、90.143%、91.411%、94.279%和89.016%。各器官中挥发性成分以萜烯类、醇类、醛类、酮类、稠环芳香烃类和烷烃类为主。根、茎、叶、头状花序、花序梗中萜烯类成分的相对含量最高，依次分别为66.216%、69.396%、63.818%、58.93%、40.62%；且各器官萜烯类成分的组成不同，根、茎中的萜烯类成分以1-十八烷烯最高，其次是β-石竹烯；叶中萜烯类成分以大根香叶烯D最高，其次为石竹素；头状花序中萜烯类成分以石竹素最高，其次是α-律草烯；花序梗中萜烯类成分以石竹素最高，其次为大根香叶烯D。鉴定出的挥发性成分部分具有抑菌、抗炎、抗癌等药理作用，对人体发育和心脑血管保健有积极作用。研究结果可为引种紫锥菊的药材品质评价和产品开发提供参考。

关键词: 紫锥菊, 挥发油, 固相微萃取, 气质联用, 引种, 器官, 相对含量

Abstract:

The volatile components and relative contents in different organs of Echinacea purpurea, introduced in Mengzi City, Yunnan Province, were analyzed through experiments, providing experimental data for their comprehensive development and utilization. The volatile components in the organs of E. purpurea were identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) combined with headspace solid-phase microextraction (HS-SPME). The compositions of 92 compounds were identified in total. The identified components in roots, stems, leaves, capitulum and peduncles accounted for 90.034%, 90.143%, 91.411%, 94.279%, and 89.016% of their total volatile components, respectively, mainly terpenes, alcohols, ketones, polycyclic aromatic hydrocarbons, alkanes and aldehydes. The relative content of terpenes was the highest in the roots, stems, leaves, capitulum, and peduncles, with percentages of 66.216%, 69.396%, 63.818%, 58.93%, and 40.62% respectively. The composition of terpenes in different organs was different. The highest terpenes in roots and stems were 1-octadecenyl followed by β-caryophyllene. The highest terpenes in leaves was germacrene D, followed by caryophyllin. The highest terpenes in capitulum was caryophyllin, followed by a-cyclohexene. The highest terpenes in peduncles was caryophyllin, followed by germacrene D. Some of the volatile components identified in this study have antibacterial, anti-inflammatory and anti-cancer pharmacological effects, and some have positive effects on human development and cardiovascular and cerebrovascular health care. The research results provide a reference for the quality evaluation and product development of E. purpurea.

Key words: Echinacea purpurea, volatile oil, HS-SPME, GC-MS, introduction, organs, relative content

黄华希, 卢恩科, 臧青民, 徐世娟, 陈荣, 刘秦. 紫锥菊不同器官挥发性成分分析[J]. 中国农学通报, 2025, 41(19): 143-150.

HUANG Huaxi, LU Enke, ZANG Qingmin, XU Shijuan, CHEN Rong, LIU Qin. Analysis of Volatile Oil Components in Different Organs of Echinacea purpurea[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2025, 41(19): 143-150.

图/表 2

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类别	编号	保留时间/min	化合物名称	相对含量/%
类别	编号	保留时间/min	化合物名称	根	茎	叶	头状花序	花序梗
萜烯类	1	9.76	α-蒎烯	—	0.622	—	—	0.636
	2	13.28	α-水芹烯	—	—	—	0.694	—
	3	24.59	双环大牻牛儿烯	0.583	—	1.032	1.128	—
	4	24.95	α-荜澄茄油烯	—	2.169	2.142	3.480	1.451
	5	25.48	环异洒剔烯	—	—	1.087	0.743	0.719
	6	25.58	衣兰烯	—	0.987	1.075	0.783	—
	7	25.70	α-胡椒烯	0.988	1.462	1.819	2.389	0.892
	8	25.97	β-波旁烯	0.619	—	3.371	—	—
	9	26.11	β-榄香烯	2.387	2.932	4.259	—	1.917
	10	26.51	去氢香橙烯	—	—	—	—	0.625
	11	26.98	β-石竹烯	9.593	7.469	—	—	—
	12	27.16	β-荜澄茄油烯	1.911	3.186	3.746	—	1.838
	13	27.21	表二环倍半水芹烯	—	4.203	—	—	—
	14	27.26	α-香柠檬烯	—	—	1.796	—	1.634
	15	27.43	香树烯	—	—	1.290	—	—
	16	27.57	α-紫穗槐烯	0.724	3.189	3.411	—	1.173
	17	27.81	α-律草烯	4.065	4.946	4.338	8.780	2.668
	18	28.10	十六碳二烯酸	7.292	—	3.790	3.033	1.507
	19	28.25	1,13-十四碳二烯	2.194	6.226	—	—	—
	20	28.52	1-十八烷烯	9.880	9.371	—	—	—
	21	28.54	(3E,14E,16E)-1,3,14,16-十九碳四烯	—	—	—	—	3.979
	22	28.58	(R)-β-雪松烯	—	—	—	7.597	1.722
	23	28.60	大根香叶烯D	4.697	4.769	10.528	5.068	5.423
	24	28.74	β-瑟林烯	2.505	1.304	3.257	1.580	1.685
	25	29.06	金合欢烯	4.871	3.575	—	—	—
	26	29.12	δ-杜松烯	2.760	1.164	0.806	0.893	0.783
	27	29.38	γ-杜松烯	3.872	3.511	5.919	6.101	1.709
	28	29.86	α-衣兰油烯	2.104	2.007	2.219	—	0.990
	29	30.02	二去氢菖蒲烯	—	0.556	—	1.055	—
	30	31.01	石竹素	3.179	3.548	7.933	12.123	5.758
	31	31.31	6-(2-丁烯基)-1,5,5-三甲基-环己烯	—	2.200	—	—	—
	32	32.70	1-(4-丙基环己基)-4-戊基环己烯	1.992	—	—	—	—
	33	32.78	别香橙烯氧化物	—	—	—	—	3.511
	34	33.06	西松烯	—	—	—	2.161	—
	35	33.23	(+)-喇叭烯	—	—	—	1.322	—
	小计			66.216	69.396	63.818	58.93	40.62
醛类	36	11.64	苯甲醛	—	—	1.195	—	—
	37	13.56	正辛醛	0.778	—	0.825	—	0.847
	38	15.22	苯乙醛	—	—	0.963	—	—
	39	17.42	壬醛	1.138	—	2.016	—	0.624
	40	18.18	龙脑烯醛	—	—	0.865	—	1.175
	41	20.51	桃金娘烯醛	0.852	—	—	—	—
	42	20.72	癸醛	0.895	0.450	1.244	0.890	0.920
	43	35.83	正十五碳醛	0.724	—	—	—	—
	小计			4.387	0.45	7.108	0.89	3.566
酮类	44	15.47	4-环辛烯-1-酮	—	0.854	—	—	—
	45	17.51	6-甲基-3,5-庚二烯-2-酮	—	—	—	—	0.653
	46	18.95	松香芹酮	—	—	—	—	1.430
	47	20.80	(-)-马鞭草烯酮	—	—	—	—	1.193
	48	20.96	4,6,6-三甲基二环(3.1.1)庚-3-烯-2-酮	0.696	—	1.071	1.769	—
	49	21.28	5-甲基-2-(1-甲基亚乙基)环己酮	—	—	1.026	—	—
	50	27.65	香叶基丙酮	—	—	—	0.881	—
	51	32.99	3-乙基-3-羟基-5α-雄甾烷-17-酮	—	1.310	1.185	2.054	—
	52	31.68	鼠尾草-4(14)-烯-1-酮	1.324	0.594	0.982	0.685	2.138
	53	36.40	6,10,14-三甲基-2-十五烷酮	—	—	0.882	—	—
	54	37.01	7,7-二氯二环(3.2.0)庚-2-烯-6-酮	—	—	—	—	0.525
	小计			2.02	2.758	5.146	5.389	5.939
醇类	55	18.26	(-)-反式-松香芹醇	—	—	—	—	0.945
	56	18.76	马鞭烯醇	—	—	—	2.772	2.190
	57	18.84	(S)-顺马鞭草烯醇	0.960	0.687	1.042	—	—
	58	20.48	桃金娘烯醇	—	—	—	1.041	1.185
	59	21.02	反式-葛缕醇	—	—	—	—	0.941
	60	21.21	(1R,5S)-rel-香芹醇	—	—	—	1.552	—
	61	28.28	13-二十二烯醇	—	2.167	—	—	—
	62	30.38	反式-橙花叔醇	1.548	2.554	2.564	4.008	1.956
	63	29.48	14-甲基-8-十六碳炔-1-醇	—	1.691	—	—	—
	64	30.86	依朴酚醇	1.327	—	4.790	2.095	4.438
	65	30.91	桉油烯醇	1.019	2.049	—	—	3.223
	66	31.84	蓝桉醇	0.726	1.868	—	1.727	—
	67	32.27	(2E,6E,11Z)-3,7,13-三甲基-10-(2-丙基)-2,6,11-环十四碳三烯-1,13-二醇	—	—	—	—	1.265
	68	33.16	韦得醇	—	—	—	—	3.889
	69	35.16	西柏三烯二醇	—	—	—	1.273	1.165
	70	36.62	(-)-异雪松醇	—	—	—	—	0.688
	71	37.13	1-十四醇	0.794	—	—	—	—
	72	37.47	3,3,6-三甲基1,5-庚二烯-4-醇	2.140	0.845	—	—	—
	小计			8.514	11.861	8.396	14.468	21.885
酯类	73	16.38	己酸乙烯基酯	—	—	0.758	—	—
	74	35.24	亚油酸乙酯	—	—	—	1.273	—
	75	37.76	9,12-亚油酸乙酯	5.390	—	—	—	—
	小计			5.390	—	0.758	1.273	—
内酯类	76	34.53	穿心莲内酯	—	—	0.972	—	1.272
醚类	77	23.17	茴香脑	—	—	—	0.488	—
杂环类	78	12.91	2-正戊基呋喃	0.824	0.704	0.736	—	0.628
	79	30.64	倍半玫瑰呋喃	—	—	—	—	1.415
	小计			0.824	0.704	0.736	—	2.043
芳香族类	80	14.28	1-甲基-4-(1-甲基乙基)-苯	0.684	0.571	—	—	—
	81	32.40	十氢-1,1,4-7-四甲基-1H-环丙烷(E)偶氮苯	—	—	—	—	0.784
	小计			0.684	0.571	—	—	0.784
稠环芳香烃类	82	29.30	异丙基-7-甲基-4-亚甲基-1,2,3,4,4A,5,6,8-八氢萘	—	—	3.118	—	1.388
	83	29.74	1,2,3,4,4a,7-六氢-1,6-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘	—	1.105	1.359	2.352	2.022
	84	29.93	1,2,4a,5,6,8a-六氢-4,7-二甲基-1-(1-甲基乙基)-萘	—	—	—	4.430	2.597
	小计			—	1.105	4.477	6.782	6.007
炔类	85	20.41	1,5-庚二烯-3-炔	1.179	—	—	—	—
	86	32.48	6,10-二甲基十一烷-5,9-二烯-1-炔	—	—	—	—	1.416
	小计			1.179	—	—	—	1.416
烷烃类	87	26.90	2-亚甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯基-双环[5.2.0]壬烷	—	—	—	4.893	4.805
	88	32.35	十一烷基环戊烷	0.820	0.572	—	—	—
	89	32.91	环戊烷	—	—	—	—	0.679
	90	37.63	环丙基-4(四氢吡喃-2-氧基)-丁烷	—	1.254	—	—	—
	小计			0.820	1.836	—	4.893	5.484
酰卤类	91	32.57	亚麻酰氯	—	—	—	1.166	—
含氮化合物	92	33.38	4-溴-1-萘胺	—	1.472	—	—	—
总计				90.034	90.143	91.411	94.279	89.016

类别	编号	保留时间/min	化合物名称	相对含量/%
类别	编号	保留时间/min	化合物名称	根	茎	叶	头状花序	花序梗
萜烯类	1	9.76	α-蒎烯	—	0.622	—	—	0.636
	2	13.28	α-水芹烯	—	—	—	0.694	—
	3	24.59	双环大牻牛儿烯	0.583	—	1.032	1.128	—
	4	24.95	α-荜澄茄油烯	—	2.169	2.142	3.480	1.451
	5	25.48	环异洒剔烯	—	—	1.087	0.743	0.719
	6	25.58	衣兰烯	—	0.987	1.075	0.783	—
	7	25.70	α-胡椒烯	0.988	1.462	1.819	2.389	0.892
	8	25.97	β-波旁烯	0.619	—	3.371	—	—
	9	26.11	β-榄香烯	2.387	2.932	4.259	—	1.917
	10	26.51	去氢香橙烯	—	—	—	—	0.625
	11	26.98	β-石竹烯	9.593	7.469	—	—	—
	12	27.16	β-荜澄茄油烯	1.911	3.186	3.746	—	1.838
	13	27.21	表二环倍半水芹烯	—	4.203	—	—	—
	14	27.26	α-香柠檬烯	—	—	1.796	—	1.634
	15	27.43	香树烯	—	—	1.290	—	—
	16	27.57	α-紫穗槐烯	0.724	3.189	3.411	—	1.173
	17	27.81	α-律草烯	4.065	4.946	4.338	8.780	2.668
	18	28.10	十六碳二烯酸	7.292	—	3.790	3.033	1.507
	19	28.25	1,13-十四碳二烯	2.194	6.226	—	—	—
	20	28.52	1-十八烷烯	9.880	9.371	—	—	—
	21	28.54	(3E,14E,16E)-1,3,14,16-十九碳四烯	—	—	—	—	3.979
	22	28.58	(R)-β-雪松烯	—	—	—	7.597	1.722
	23	28.60	大根香叶烯D	4.697	4.769	10.528	5.068	5.423
	24	28.74	β-瑟林烯	2.505	1.304	3.257	1.580	1.685
	25	29.06	金合欢烯	4.871	3.575	—	—	—
	26	29.12	δ-杜松烯	2.760	1.164	0.806	0.893	0.783
	27	29.38	γ-杜松烯	3.872	3.511	5.919	6.101	1.709
	28	29.86	α-衣兰油烯	2.104	2.007	2.219	—	0.990
	29	30.02	二去氢菖蒲烯	—	0.556	—	1.055	—
	30	31.01	石竹素	3.179	3.548	7.933	12.123	5.758
	31	31.31	6-(2-丁烯基)-1,5,5-三甲基-环己烯	—	2.200	—	—	—
	32	32.70	1-(4-丙基环己基)-4-戊基环己烯	1.992	—	—	—	—
	33	32.78	别香橙烯氧化物	—	—	—	—	3.511
	34	33.06	西松烯	—	—	—	2.161	—
	35	33.23	(+)-喇叭烯	—	—	—	1.322	—
	小计			66.216	69.396	63.818	58.93	40.62
醛类	36	11.64	苯甲醛	—	—	1.195	—	—
	37	13.56	正辛醛	0.778	—	0.825	—	0.847
	38	15.22	苯乙醛	—	—	0.963	—	—
	39	17.42	壬醛	1.138	—	2.016	—	0.624
	40	18.18	龙脑烯醛	—	—	0.865	—	1.175
	41	20.51	桃金娘烯醛	0.852	—	—	—	—
	42	20.72	癸醛	0.895	0.450	1.244	0.890	0.920
	43	35.83	正十五碳醛	0.724	—	—	—	—
	小计			4.387	0.45	7.108	0.89	3.566
酮类	44	15.47	4-环辛烯-1-酮	—	0.854	—	—	—
	45	17.51	6-甲基-3,5-庚二烯-2-酮	—	—	—	—	0.653
	46	18.95	松香芹酮	—	—	—	—	1.430
	47	20.80	(-)-马鞭草烯酮	—	—	—	—	1.193
	48	20.96	4,6,6-三甲基二环(3.1.1)庚-3-烯-2-酮	0.696	—	1.071	1.769	—
	49	21.28	5-甲基-2-(1-甲基亚乙基)环己酮	—	—	1.026	—	—
	50	27.65	香叶基丙酮	—	—	—	0.881	—
	51	32.99	3-乙基-3-羟基-5α-雄甾烷-17-酮	—	1.310	1.185	2.054	—
	52	31.68	鼠尾草-4(14)-烯-1-酮	1.324	0.594	0.982	0.685	2.138
	53	36.40	6,10,14-三甲基-2-十五烷酮	—	—	0.882	—	—
	54	37.01	7,7-二氯二环(3.2.0)庚-2-烯-6-酮	—	—	—	—	0.525
	小计			2.02	2.758	5.146	5.389	5.939
醇类	55	18.26	(-)-反式-松香芹醇	—	—	—	—	0.945
	56	18.76	马鞭烯醇	—	—	—	2.772	2.190
	57	18.84	(S)-顺马鞭草烯醇	0.960	0.687	1.042	—	—
	58	20.48	桃金娘烯醇	—	—	—	1.041	1.185
	59	21.02	反式-葛缕醇	—	—	—	—	0.941
	60	21.21	(1R,5S)-rel-香芹醇	—	—	—	1.552	—
	61	28.28	13-二十二烯醇	—	2.167	—	—	—
	62	30.38	反式-橙花叔醇	1.548	2.554	2.564	4.008	1.956
	63	29.48	14-甲基-8-十六碳炔-1-醇	—	1.691	—	—	—
	64	30.86	依朴酚醇	1.327	—	4.790	2.095	4.438
	65	30.91	桉油烯醇	1.019	2.049	—	—	3.223
	66	31.84	蓝桉醇	0.726	1.868	—	1.727	—
	67	32.27	(2E,6E,11Z)-3,7,13-三甲基-10-(2-丙基)-2,6,11-环十四碳三烯-1,13-二醇	—	—	—	—	1.265
	68	33.16	韦得醇	—	—	—	—	3.889
	69	35.16	西柏三烯二醇	—	—	—	1.273	1.165
	70	36.62	(-)-异雪松醇	—	—	—	—	0.688
	71	37.13	1-十四醇	0.794	—	—	—	—
	72	37.47	3,3,6-三甲基1,5-庚二烯-4-醇	2.140	0.845	—	—	—
	小计			8.514	11.861	8.396	14.468	21.885
酯类	73	16.38	己酸乙烯基酯	—	—	0.758	—	—
	74	35.24	亚油酸乙酯	—	—	—	1.273	—
	75	37.76	9,12-亚油酸乙酯	5.390	—	—	—	—
	小计			5.390	—	0.758	1.273	—
内酯类	76	34.53	穿心莲内酯	—	—	0.972	—	1.272
醚类	77	23.17	茴香脑	—	—	—	0.488	—
杂环类	78	12.91	2-正戊基呋喃	0.824	0.704	0.736	—	0.628
	79	30.64	倍半玫瑰呋喃	—	—	—	—	1.415
	小计			0.824	0.704	0.736	—	2.043
芳香族类	80	14.28	1-甲基-4-(1-甲基乙基)-苯	0.684	0.571	—	—	—
	81	32.40	十氢-1,1,4-7-四甲基-1H-环丙烷(E)偶氮苯	—	—	—	—	0.784
	小计			0.684	0.571	—	—	0.784
稠环芳香烃类	82	29.30	异丙基-7-甲基-4-亚甲基-1,2,3,4,4A,5,6,8-八氢萘	—	—	3.118	—	1.388
	83	29.74	1,2,3,4,4a,7-六氢-1,6-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘	—	1.105	1.359	2.352	2.022
	84	29.93	1,2,4a,5,6,8a-六氢-4,7-二甲基-1-(1-甲基乙基)-萘	—	—	—	4.430	2.597
	小计			—	1.105	4.477	6.782	6.007
炔类	85	20.41	1,5-庚二烯-3-炔	1.179	—	—	—	—
	86	32.48	6,10-二甲基十一烷-5,9-二烯-1-炔	—	—	—	—	1.416
	小计			1.179	—	—	—	1.416
烷烃类	87	26.90	2-亚甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯基-双环[5.2.0]壬烷	—	—	—	4.893	4.805
	88	32.35	十一烷基环戊烷	0.820	0.572	—	—	—
	89	32.91	环戊烷	—	—	—	—	0.679
	90	37.63	环丙基-4(四氢吡喃-2-氧基)-丁烷	—	1.254	—	—	—
	小计			0.820	1.836	—	4.893	5.484
酰卤类	91	32.57	亚麻酰氯	—	—	—	1.166	—
含氮化合物	92	33.38	4-溴-1-萘胺	—	1.472	—	—	—
总计				90.034	90.143	91.411	94.279	89.016

紫锥菊不同器官挥发性成分分析

Analysis of Volatile Oil Components in Different Organs of Echinacea purpurea

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