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木姜子(Litsea pungens Hemsl.)是樟科木姜子属落叶小乔木,主要分布在我国南方和西南地区,两湖、川、桂、贵、云、甘、豫、陕等地均有野生资源分布[1]。木姜子属的植物种类众多,但成分都比较类似,往往富含黄酮类和萜类化合物,尤其是单萜和倍半萜是该属植物中丰富的生物活性成分[2]。作为我国传统的本土药材,木姜子被用于治疗风寒湿痛、跌打肿痛、产后水肿和寒邪等[3]。木姜子的果和叶能健脾,可治疗消化不良、腹泻、中暑,以及作为外用止痛药;茎能治疗胃胀;根可止痛以及治疗胃痛和关节痛[4,5]。它的叶、花和果都富含挥发油,可作为食用香精和化妆香精,应用广泛。张振杰等从秦岭太白山的木姜子叶中检测到1,3,3 -三甲基-乙-氧杂双环[2,2,2]辛烷和l,8-桉油醇等成分[6]。曾朝懿等分别采用水蒸气蒸馏法、超声辅助法、微波辅助法和超临界CO2 萃取法提取并测定木姜子花蕾的挥发油成分,发现4种方法所得成分有差异但主成分一致,含量最高均为柠檬醛和柠檬烯[7]。这些成分使他们具有了良好的杀虫[8,9]、化感[10]等生物活性,但目前对于木姜子挥发油抑菌活性和机理的研究却比较少。而对其同属植物山苍子的抑菌研究发现,山苍子对多种病原菌具有良好的抑制作用[11-13]。
果生刺盘孢菌(Colletotrichumz fructicola
)是引起油茶炭疽病的优势致病菌,分布范围极广[14,15]。尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporium)是一种危害严重的土传病原真菌,可侵染上百种具有重要价值的作物,引起作物枯萎导致根腐病,是世界十大植物病原真菌之一[16]。目前对于这些常见病原菌的防治主要以化学防治为主,但长期使用化学防治会带来严重的环境污染和对人畜健康安全的隐患。我国主要的农药市场仍然是化学农药市场,但生物农药的利润增长率已有超过化学农药的趋势[17]。利用植物次生代谢产物开发生物农药具有低毒、环保、高效的优点,已经得到广泛的重视。 为了充分开发利用木姜子资源,采用水蒸气蒸馏法提取木姜子果实的挥发油(LPO),采用GC-MS分析其化学成分,并测定其对果生刺盘孢菌和尖孢镰刀菌的抑菌活性,以期为木姜子挥发油作为生物农药和食品保鲜剂的开发提供参考。
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SD法提取的木姜子挥发油(LPO)得率为1.6%(v/w),密度为0.89g·mL−1。对木姜子挥发油进行GC-MS分析,总离子流色谱图见图1。对各峰质谱图进行NIST标准谱库检索,参考标准图谱和相关文献确定化学结构,利用峰面积归一化法计算各组分的相对含量。由表1可知,木姜子挥发油中共鉴定出19个成分,主要是单萜类、倍半萜类及其含氧衍生物。其中含量最高的是柠檬烯(29.20%)、柠檬醛(30.10%)、芳樟醇(6.45)和桉叶素(5.65%)等单萜烯类和单萜类物质。
序号 保留时
间/min相对含
量/%名称 分子式 化合物类型 1 6.405 4.06 α-蒎烯 C10H16 双环单萜烯 2 6.761 1.42 莰烯 C10H16 双环单萜烯 3 7.366 0.93 桧烯 C10H16 双环单萜烯 4 7.444 3.08 β-蒎烯 C10H16 双环单萜烯 5 7.693 4.68 甲基庚烯酮 C8H14O 酮 6 7.800 3.63 月桂烯 C10H16 链状单萜烯 7 8.749 29.20 柠檬烯 C10H16 单环单萜烯 8 8.809 5.65 桉叶素 C10H18O 双环单萜 9 10.453 0.41 马鞭草烯醇 C10H14O 双环单萜 10 10.518 6.45 芳樟醇 C10H18O 链状单萜 11 11.830 0.99 香茅醛 C10H18O 链状单萜 12 12.441 0.41 4-萜烯醇 C10H18O 单环单萜 13 12.548 0.90 顺式-马鞭烯醇 C10H16O 双环单萜 14 12.762 1.64 橙花醇 C10H18O 单环单萜 15 14.429 0.43 α-松油醇 C10H18O 单环单萜 16 14.732 30.10 柠檬醛 C10H16O 链状单萜 17 18.572 3.76 β-石竹烯 C15H24 双环倍半萜 18 19.225 0.35 α-石竹烯 C15H24 单环倍半萜 19 21.766 0.71 石竹素 C30H48O3 三萜类化合物 Table 1. Chemical composition of LPO
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木姜子挥发油对果生刺盘孢菌和尖孢镰刀菌的抑菌效果见图2。结果表明,在20 mg·mL−1时,96 h以内木姜子挥发油对两种真菌具有100%的抑菌效果,随着浓度降低和时间增加,抑菌效果逐渐下降。48 h内对尖孢镰刀菌的抑菌效果强于对果生刺盘孢菌。72 h后,在高浓度时(10~20 mg·mL−1)时对尖孢镰刀菌的抑菌效果更好,在低浓度(2.5~7.5 mg·mL−1)时对果生刺盘孢菌的抑菌效果更好。可见木姜子挥发油对2种病原菌均有良好的抑菌效果。
Composition Analysis and Antifungal Activity of Litsea pungens Essential Oil
doi: 10.12172/202109090001
- Received Date: 2021-09-09
- Available Online: 2022-06-27
- Publish Date: 2022-08-23
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Key words:
- Litsea pungens /
- Essential oil /
- Antifungal activity
Abstract: Litsea pungens Hemsl. is a unique spice plant in South China. In order to better exploit Litsea pungens resources, the essential oil from the fruit of Litsea pungens (LPO) was extracted by steam distillation (SD) method, and the components were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The antifungal effect of LPO on Colletotrichumz fructicola and Fusarium oxysporum was determined by inhibition zone method. The results showed that the yield of essential oil extracted by SD method was 1.6%, and 19 components were identified, accounting for 98.8% of the total essential oil. Among them, citral (30.10%), limonene (29.20%), linalool (6.45%) and eucalyptus (5.65%) were the monoterpenes and monoterpenes with the highest content. The antifungal activity of LPO against F. oxysporum was better than that of C. fructicola, and the inhibition rate of mycelium growth was 100% at 20 mg·mL−1. In conclusion, the LPO is rich in terpenoids, has good antifungal activity, and has the potential to be developed as a biological pesticide.