细叶楠

4种樟属木材GC-MS化学辅助鉴别研究

作者：陈云霞薛晓明史洪飞侯森林

来源：《江苏农业科学》2020年第08期

摘要：采用温浴及超声辅助正己烷/无水乙醇（1∶1）双液相萃取技术提取4种樟属木材

的挥发油成分，结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用法对木材中挥发性化学组分进行分析，从

猴樟、辣汁树、卵叶桂、钝叶桂中分别鉴定出32、24、14、22种挥发油成分，各占挥发油总

量的40.8602%、52.3494%、52.5156%、63.4214%。结果表明，4种樟属木材挥发油成分各有

异同，均含有左旋樟脑、1，3-二叔丁基苯、2，4-二叔丁基苯酚、1-羟基环己基苯基甲酮、正

十六烷、正十四烷等主要成分，但同时各种化学组分之间也具有一定差异。通过木材中特有的

挥发性代谢标记物可对本研究中的4种樟属木材进行种间鉴别，为樟属木材的鉴别提供化学辅

助识别手段。

关键词：樟属;GC-MS;挥发油成分;种属鉴别

中图分类号：S792.230.1文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2020）08-0202-05

收稿日期：2018-12-11

基金项目：江苏省自然科学基金面上项目（编号：BK20181338）。

作者简介：陈云霞（1982—），女，山西吉县人，博士，副教授，主要从事野生动植物的

鉴定及保护研究。E-mail：yunaini@。

通信作者：王瑞燕，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向为近地遥感。E-mail：

wry@。

樟科（Lauraceae）植物是集材用、药用、化工、香料及生态于一身的多用途重要植物资

源，在经济社会发展中具有重要地位[1]。因此樟科植物中一些优良的材用树种常被一些不法

分子偷伐盗伐，如楠属的桢楠、细叶楠及樟属的香樟、猴樟等。而在此类案件中，涉案樹木物

种的确定是对案件定性与量刑的关键。在木材种属来源识别中，传统的形态识别法一直占据主

导地位，该方法建立在木材解剖学的基础上，主要通过木材宏观及微观特征相结合的方法实

现，对鉴定者的鉴定知识和经验要求较高，通常只能确定到属的水平，很难鉴定到种的水平。

而对于樟科一些属间亲缘关系较近的树种，其解剖构造极为相似，没有枝叶花果的情况下，将

其鉴定到种的现实困境尤为明显。例如DNA条形码分子鉴定技术，由于樟科植物存在一致性

进化不完全和假基因现象，导致其在条形码序列上的测序成功率远远低于其他类群，以及木材

中高质量DNA提取方法不完善，暂时无法解决樟科木材鉴定的这个难题[2-4]。所以要解决樟

科木材难以鉴定到种的现实困境还须借助其他的分子或化学方法。

樟科植物大部分有挥发性腺体，具有特殊气味，其木质部也不例外。本研究采用双液相萃

取，对樟属4种木材的木质部挥发性成分进行提取，结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术

进行定性和定量分析，实现其种间鉴别，以期为樟科这一优良林木资源的保护以及木材类物证

在法庭科学中的进一步应用提供技术支持，同时也为樟科木材在医药、化工等方面的进一步开

发和利用提供科学依据及理论参考。

1;材料与方法

1.1;试验材料

供试猴樟（Cinnamomumbodinieri）、辣汁树（Cinnamomumtsangii）、卵叶桂

（Cinnamomumrigidissimum）、钝叶桂（Cinnamomumbejolghota）木材样本分别采集自贵州

省遵义市、广东省广州市、广西壮族自治区南宁市、广东省湛江市，树龄均为10～20年，且

均为准确定种属的样品。以上4种木材试样均取自同一株主干的木质部，且进行多位点取样。

1.2;试验方法

1.2.1;样品制备;将低温烘干处理的木材样品用冷冻研磨仪进行粉碎，粉碎后通过40目筛网

过筛，将样品粉末放入10mL离心管中，置于具有干燥剂的气密容器，备用。

1.2.2;挥发油成分提取;分别称取制备好的木材粉末样品1g，置于10mL离心管中，分别

加入1∶1的正己烷/无水乙醇双液相萃取液5mL，混匀，65℃温浴辅助提取30min，而后再

进行超声辅助提取2h，结束后室温静置30min，收集液相，备用[5-7]。

1.2.3;GC-MS分析条件;色谱条件：采用安捷伦7890A-5975C气相色谱-质谱仪，TR-5MS

石英弹性毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm）;升温程序：柱起始温度40℃，保持3min，以

3℃/min升温至170℃，再以15℃/min升温至300℃，载气He（≥99.999%），流量1

mL/min，分流进样，分流比20∶1，进样口温度220℃，接口温度230℃;溶剂延迟3min[5-

7]。

质谱条件：电离方式EI，离子源温度280℃，电离能70eV，倍增电压400V，扫描质量

范围40～650amu，溶剂延迟3min[5-7]。

1.2.4;样品测定;通过HPMSD化学工作站的标准质谱图库DATABASE/NIST2005进行检

索，并结合有关质谱图文献解析，确认样品中的挥发性物质成分[5-7];同时利用工作站的数据

处理系统，按照峰面积归一化法进行计算，求出各挥发性物质成分的相对百分含量。

2;结果与分析

通过GC-MS联用技术对4种樟属木材的挥发性化学组分进行分析，4种木材木质部的总

离子色谱质谱见图1;通过检索比对得到的挥发性化学成分及含量见表1。

由表1可知，猴樟木质部样品中共分离出40个组分，解析出挥发油中的32种成分，占挥

发油总量的40.8602%。其中，主要成分（>1%）有黄樟素（6.7891%）、（E）-5-十八烯

（3.4456%）、棕榈醛（2.6863%）、2，4-二叔丁基苯酚（1.8029%）、3-（1，3-苯并二氧杂

环戊烯-5-基）-2-丙烯醛（1.7769%）、1-羟基环己基苯基甲酮（1.7603%）、1-氯-二十碳烷

（1.7510%）、正十七烷（1.7429%）、左旋樟脑（1.5183%）、正十六碳酸（1.4174%）、

正十八烷（1.3586%）、1，3-二叔丁基苯（1.2034%）、荜澄茄内脂（1.1879%）、4-丙基苯

酚（1.0023%）等。

辣汁树木质部样品中共分离出36个组分，解析出挥发油中的24种成分，占挥发油总量的

52.3494%。其中，主要成分（>1%）有邻苯二甲酸二丁酯（8.9699%）、1-羟基环己基苯基甲

酮（8.5290%）、正二十七烷（4.0668%）、2，4-二叔丁基苯酚（3.5893%）、2，6，11-三甲

基-十二烷（3.0979%）、1，3-二叔丁基苯（2.9583%）、正十六烷（2.4997%）、正二十一

烷（2.2805%）、香草醛（2.2245%）、正十四烷（2.0068%）、正二十八烷（1.5456%）、

正十八烷（1.4361%）、2-甲基-二十八烷（1.3533%）、左旋樟脑（1.3673%）、丁香醛

（1.2704%）、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（1.2345%）、4-丙基苯酚（1.0023%）等。

卵叶桂木质部样品中共分离出22个组分，解析出挥发油中的14种成分，占挥发油总量的

52.5156%。其中，主要成分（>1%）有苯甲酸苄酯（14.0752%）、1-羟基环己基苯基甲酮

（5.0629%）、安息香酸（5.9081%）、邻苯二甲酸二丁酯（4.7623%）、1-碘代十二烷

（3.4708%）、2，4-二叔丁基苯酚（2.9415%）、2，6，11-三甲基-十二烷（2.6545%）、1，

3-二叔丁基苯（2.6522%）、正十六烷（2.4213%）、正二十八烷（2.0348%）、正十四烷

（1.9212%）、正二十六烷（1.9014%）、左旋樟脑（1.4763%）、2-丙基-十四烷-亚硫酸酯

（1.2331%）等。

钝叶桂木质部样品中共分离出32个组分，解析出挥发油中的22种成分，占挥发油总量的

63.4214%。其中，主要成分（>1%）有苯甲酸苄酯（12.9788%）、1-羟基环己基苯基甲酮

（7.7692%）、邻苯二甲酸二丁酯（7.5830%）、甘菊环（4.2393%）、2-丙基-十四烷-亚硫酸

酯（4.0295%）、2，4-二叔丁基苯酚（3.3128%）、1，3-二叔丁基苯（3.1937%）、2，6，

11-三甲基-十二烷（3.1537%）、正十六烷（2.6673%）、正十四烷（2.1489%）、左旋樟脑

（2.0866%）、正二十八烷（2.0260%）、9-辛基十七烷（1.9767%）、正二十七烷（1.501

2%）等。

3;讨论与结论

木材作为物证第1次应用于法庭科学是发生于1932年曾轰动一时的“林德伯格

（Lindbergh）幼子被杀害案”[8]，这也是首次将植物物证作为证据提供给法庭，开创了植

物物证作证的新纪元。木材是在林木盗伐、非法走私、入室盗窃甚至故意伤害等案件中都会遇

到的一类植物物证。木材作为法庭物证，其种属来源的鉴别是最大需求。种属来源无法确定，

涉及相关案件就无法定性量刑，市场上就会出现以次充好、以假乱真的现象，对执法部门、消

费者协会以及木材行业都是一大困扰。

樟科植物中不乏许多优良材用树种，因此也是经常涉案的一类木材。但樟科木材依然面临

无法鉴定到种的困境。近年来，为了解决樟科亲缘关系较近、解剖构造相似的木材之间的种属

鉴别问题，不少学者开始尝试将分子、化学等技术手段与传统的木材构造识别相结合，以突破

传统鉴定方法的局限。其中FTIR与GC-MS是应用最广的化学辅助鉴别方法[9-12]。如Xu等

利用GC-MS技术对楠木和润楠的木材进行分析，得出二者的总离子色谱存在明显差异，为这

2种解剖构造相似的木材种间鉴别提供了新的思路[13];陈云霞等通过GC-MS对楠木和香樟木

材中的挥发油成分进行分析比对发现，两者之间挥发油成分相似度较高，但通过其主要成分的

差异依然可以对香樟和楠木进行鉴别[6];王天石等利用GC-MS技术建立桢楠指纹图谱，研究发

现不同产地桢楠木材挥发性成分基本相同，但桢楠与同属其他几种木材具有一定差异[14]。但

大多数研究都集中在樟科楠属木材，而樟科樟属木材却涉及很少。

本研究采用温浴及超声辅助双液相萃取技术，结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用法对猴

樟、辣汁树、卵叶桂、钝叶桂4种樟属木材中的挥发性化学组分进行分析，结果表明：（1）4

种樟属木材均含有2，6，11-三甲基-十二烷、左旋樟脑、1，3-二叔丁基苯、2，4-二叔丁基苯

酚、正十六烷、正十四烷、1-羟基环己基苯基甲酮等主要挥发油成分，具有一定相似性;（2）4

种樟属木材之间挥发油组分具有一定差异;（3）黄樟素、棕榈醛是猴樟区别于其他3种樟属木

材的特有标记物，同时猴樟不具有其他3种樟属木材含有的邻苯二甲酸二丁酯成分;（4）辣汁

树具有其他3种樟属木材不具备的丁香醛;（5）卵叶桂含有特有的安息香酸与1-碘代十二烷;

（6）钝叶桂含有特有的甘菊环，可作为其区别于其他3种樟属木材的特征标记物。由此可

见，本研究中的4种樟属木材可以通过其木质部挥发油成分的GC-MS分析进行种间鉴别。但

由于木材试样有限，且并未考虑产地、树龄、部位等样本间的差异，该研究结果还须进一步验

证。

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