微生物学通报  2019, Vol. 46 Issue (6): 1485−1495

扩展功能

文章信息

王文娟, 姚婷, 丁璐, 马桂芹, 汪勇, 韩燕峰
WANG Wen-Juan, YAO Ting, DING Lu, MA Gui-Qin, WANG Yong, HAN Yan-Feng
新古尼异虫草石油醚提取物的成分分析
Active components of the petroleum ether extract from Metacordyceps neogunnii
微生物学通报, 2019, 46(6): 1485-1495
Microbiology China, 2019, 46(6): 1485-1495
DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180488

文章历史

收稿日期: 2018-06-20
接受日期: 2018-09-12
网络首发日期: 2018-09-29
新古尼异虫草石油醚提取物的成分分析
王文娟1 , 姚婷1 , 丁璐1 , 马桂芹1 , 汪勇1 , 韩燕峰2     
1. 黄山学院分析测试中心    安徽  黄山    245041;
2. 贵州大学生命科学学院生态系真菌资源研究所    贵州  贵阳    550025
摘要: 【背景】 新古尼异虫草具有多种药理作用,是一种具有开发潜力的新资源。但该虫草仍有很多活性物质值得探寻,目前对该虫草活性物质的研究多集中于大分子或极性物质,对小分子或弱极性物质的研究关注甚少。【目的】 研究新古尼异虫草石油醚提取物中非极性/弱极性小分子化合物,以期完善该虫草中活性物质的化学指纹图谱库。【方法】 利用石油醚对新古尼异虫草进行索氏提取,借助傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术鉴定分析石油醚萃取物中的物质组成。【结果】 FTIR表明该虫草石油醚萃取物中含有C-H、C=O、C-O和C=C等官能团,经GC-MS进一步分析鉴定出109种化合物,主要包括烷烃、芳烃、烯烃、酸、酯、醇、胺等化合物,且首次检出甾类、芳烃类、烷烃类、酰胺类、烯烃类和酚类非极性/弱极性的小分子化合物,其中亚油酸及其同分异构体的相对含量最高(38.33%)。【结论】 从新古尼异虫草中提取得到多种小分子活性成分,补充了该虫草中的物质组成,为其高附加值利用提供数据支撑。
关键词: 新古尼异虫草    石油醚萃取物    结构组成    分析鉴定    
Active components of the petroleum ether extract from Metacordyceps neogunnii
WANG Wen-Juan1 , YAO Ting1 , DING Lu1 , MA Gui-Qin1 , WANG Yong1 , HAN Yan-Feng2     
1. Analysis and Test Center, Huangshan University, Huangshan, Anhui 245041, China;
2. Institute of Fungus Resources, Department of Ecosystem, College of Life Science, Guizhou University, Guiyang, Guizhou 550025, China
Abstract: [Background] Metacordyceps neogunnii was a kind of new resource with the potential application value because it possessed multiple pharmacological functions. However, more active compounds were still worthy of exploring. The research of its active compounds mainly focused on macromolecular or polar compounds up to date, few studies were paid to micromolecular or weak-polar compounds. [Objective] The non-polar or weak-polar small molecular compounds of the petroleum ether extracts from M. neogunnii were researched in this study, in order to improve the chemical fingerprint database of the active substances in the M. neogunnii. [Methods] M. neogunnii were extracted with petroleum ether by soxhlet extraction. The substance components were identified and analyzed by fourier transform infrared spectrometry (FTIR) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). [Results] According to FTIR, the analyses found that the components of extracts included the functional groups such as C-H, C=O, C-O and C=C; Through GC-MS method, 109 compounds including alkanes, arenes, olefins, acids, esters, alcohols, amines and others were identified. The non-polar or weak-polar small molecular compounds such as steroids, aromatics, alkanes, amides, olefins and phenols were discovered for the first time; And the relative contents of linoleic acid and its isomer were the highest, up to 38.33%. [Conclusion] Many small active components from M. neogunnii were obtained by petroleum ether extraction, which supplemented the chemical composition and provided scientific data for high value-added utilization of M. neogunnii.
Keywords: Metacordyceps neogunnii    Petroleum ether extract    Structural composition    Analysis and identification    

虫草是一类重要的昆虫病原真菌,具有种类多、数量大、代谢产物多样性及多种药理作用等特点[1]。由于天然冬虫夏草资源匮乏、价格昂贵且严重破坏青藏高原地区的生态环境,因此寻找有药用价值的新天然虫草资源成为研究的热点。新古尼异虫草Metacordyceps neogunnii T.C. Wen & K.D. Hyde[2]是早年在我国报道的古尼虫草,基于多基因分子分析将其修订为该名称,现逐渐成为继冬虫夏草和蛹虫草后又一种重要的虫草资源[3]。该虫草及其无性型古尼拟青霉均含多种生理活性物质[3],具有镇痛[4]、提高人体免疫[5]、抗紫外辐射[6]、抗肿瘤[1]、抗衰老[7]、促进睡眠及增强记忆力[8]、对急性缺血性脑损伤有保护作用[9]等功效。

目前国内外学者对新古尼异虫草中活性物质的研究主要集中在核苷类[10]、多糖类[11]、肽类[12]、甘露醇[13]、总黄酮[14]等大分子或极性物质,在小分子或弱极性物质的研究上关注甚少,且没有进行系统的总结。鉴于此,本文采用索氏提取法对新古尼异虫草进行石油醚提取,运用红外光谱仪和气相色谱质谱联用仪对石油醚提取物进行化合物的鉴定,并对其检测出的化合物类型进行分析及其功能阐述。本研究为该虫草中活性物质的化学指纹图谱和开发具有应用价值的活性成分提供数据支撑,以期提高其市场开发价值。

1 材料与方法 1.1 材料

1.1.1 样品 新古尼异虫草由贵州大学贵州省生化工程中心文庭池教授提供。

1.1.2 主要试剂和仪器 研究中所用石油醚、溴化钾等试剂均为国产分析纯,且试剂全部经旋转蒸发后使用。气相色谱-质谱联用仪,Agilent公司;傅里叶变换红外光谱仪,Nicolet公司;压片机,齐益电子仪器有限公司;旋转蒸发仪,安泰仪器科技有限公司;多功能粉碎机,永康市小宝电器有限公司;索氏提取器,四川蜀玻集团有限责任公司。

1.2 新古尼异虫草的索氏提取过程

称取粉碎后过200目筛子的新古尼异虫草粉末10 g (精确度到0.000 1 g),包在脱脂菊花滤纸内,置于索氏提取器中。提取瓶内加入200 mL石油醚(30-60℃),以90 ℃为提取温度,对样品进行萃取,待提取器内提取液为无色(约24 h)时,停止加热,得到新古尼异虫草石油醚萃取物。在45 ℃下,用旋转蒸发仪将其进行浓缩,烘干、称量后计算得到萃取率为0.83%,再用2 mL丙酮溶解后供测试用。

1.3 FTIR测试条件

采用KBr压片法,分辨率4 cm-1,对萃取物在4 000-500 cm-1波数范围内进行扫描,扫描次数为32次。

1.4 GC-MS检测条件

1.4.1 色谱条件 色谱柱为HP-5MS弹性石英毛细管柱(30 m× 250μm×0.25 μm),载气为高纯氦气(99.999%),载气流量为1.0 mL/min,进样量为0.5 μL,进样口温度为290 ℃,分流比为5:1,柱箱程序为起始温度60 ℃,先以5 ℃/min升至160 ℃保持1 min,再以5 ℃/min升至190 ℃保持1 min,再以3 ℃/min升至280 ℃保持9 min。运行时间为67 min。

1.4.2 质谱条件 溶剂延迟3.00 min,电离方式为电子轰击(EI),离子源温度为230 ℃,电子能量为70 eV,四极杆温度为150 ℃,扫描质量数范围m/z为50.0-500.0,质谱数据库为NIST08。

1.4.3 数据分析 通过谱库(NIST08)检索、质谱分析确定提取物的化学成分,并用峰面积归一化法计算各组分的相对含量。

2 结果与分析 2.1 官能团分析

新古尼异虫草石油醚提取物的红外光谱图见图 1。由图 1可知,石油醚萃取物中含有C-H、C=O、C-O和C=C等官能团。2 958、2 926和2 855 cm-1强而尖的峰是烷烃C-H伸缩振动的特有特征峰,1 407 cm-1、1 377 cm-1处是烷烃C-H的弯曲振动,表明有非极性的烷烃类化合物;1 736 cm-1处的强峰是饱和脂肪酸酯的C=O伸缩振动;1 711 cm-1处C=O伸缩振动和1 261 cm-1处C-O伸缩振动显示有羧酸化合物的存在;1 594 cm-1、1 462 cm-1处是芳烃化合物中的C=C伸缩振动特征峰,且864、801和724 cm-1处C-H弯曲振动强吸收峰的出现可初步判定为芳烃的间位二取代化合物;同时,石油醚萃取物出现了弱极性的醇类及不饱和化合物,1 097 cm-1和1 016 cm-1处分别是仲醇和伯醇的C-O伸缩振动特征峰;966 cm-1处为烯烃反式-CH=CH-中C-H面外弯曲振动,且924 cm-1出现了一个很弱且宽的吸收峰是烯烃的C-H弯曲振动[15-16],说明有不饱和化合物的存在。

图 1 新古尼异虫草石油醚提取物的红外光谱图 Figure 1 Infrared spectrogram of petroleum ether extracts from Metacordyceps neogunnii
2.2 化合物鉴定与分析

2.2.1 新古尼异虫草石油醚提取物的成分分析 图 2列出了新古尼异虫草石油醚提取物的总离子流图。从图 2可知,共鉴定出109种化合物,其相关信息归纳于表 1。由表 1可知,所鉴定出的化合物包括酸类、酯类、甾类、芳烃类、烷烃类、酰胺类、烯烃类、酚类、醇类、酮类和醛类共11类,这与红外光谱图中官能团结果相吻合,其相对含量占总提取物的97.88%。其中,含量最高的成分为亚油酸及其同分异构体(峰65、66、67和72,38.33%),相对含量 > 2%的主要化学成分有邻苯二甲酸二异丁酯(峰52,18.20%)、油酸(峰68,9.78%)、棕榈酸(峰53,8.57%)、β-谷甾醇(峰105,4.19%)、己二酸二异辛酯(峰80,3.80%),这6种化合物占提取物总量的82.75%。

图 2 新古尼异虫草石油醚提取物的总离子流图 Figure 2 The total ion chromatogram of petroleum ether extracts from Metacordyceps neogunnii

表 1 新古尼异虫草石油醚提取物的成分分析 Table 1 The chemical constituents of petroleum ether extracts from Metacordyceps neogunnii
编号
No.
保留时间
Retention time (min)
化合物
Compound
分子式
Molecular formula
匹配度
Matching degree
相对含量
Relative content (%)
1 3.58 2-甲基己烷-2-醇2-Methylhexan-2-ol C7H16O 80 0.05
2 4.90 枯烯Cumene C9H12 87 0.04
3 6.18 庚酸Heptanoic acid C7H14O2 80 0.03
4 11.47 十二烷Dodecane C12H26 81 0.01
5 13.66 1, 2, 3, 4, 5-五甲基苯1, 2, 3, 4, 5-Pentamethylbenzene C11H16 81 0.02
6 14.14 十三烷Tridecane C13H28 82 0.01
7 14.26 2-甲基萘2-Methylnaphthalene C11H10 93 0.03
8 14.46 1, 2, 3-三甲氧基苯1, 2, 3-Trimethoxybenzene C9H12O3 83 0.01
9 14.65 1-甲基萘1-Methylnaphthalene C11H10 94 0.02
10 15.67 2, 6-二甲氧基苯酚2, 6-Dimethoxyphenol C8H10O3 81 0.02
11 16.22 苯酸丁酯Butyl benzoate C11H14O2 91 0.05
12 16.75 十四烷Tetradecane C14H30 96 0.03
13 17.11 2, 7-二甲基萘2, 7-Dimethylnaphthalene C12H12 91 0.05
14 17.41 1, 6-二甲基萘1, 6-Dimethylnaphthalene C12H12 97 0.02
15 17.53 2, 3-二甲基萘2, 3-Dimethylnaphthalene C12H12 93 0.02
16 17.69 二苯基甲烷Diphenylmethane C13H12 91 0.01
17 18.25 2, 6-二叔丁基对甲苯酚2, 6-Di-tert-butyl-4-methylphenol C15H24O 95 0.03
18 18.96 (E)-5-甲基-2-苯基己-2-烯醛(E)-5-Methyl-2-phenylhex-2-enal C13H16O 98 0.01
19 19.24 十五烷Pentadecane C15H32 94 0.01
20 19.34 2, 4, 6-三异丙基苯酚2, 4, 6-Triisopropylphenol C15H24O 83 0.01
21 20.03 2, 3ʹ-二甲基-1, 1ʹ-联苯基2, 3ʹ-Dimethyl-1, 1ʹ-biphenyl C14H14 95 0.02
22 20.15 2, 3, 6-三甲基萘2, 3, 6-Trimethylnaphthalene C13H14 82 0.01
23 20.38 2, 2ʹ-二甲基-1, 1ʹ-联苯基2, 2ʹ-Dimethyl-1, 1ʹ-biphenyl C14H14 87 0.01
24 20.48 1, 6, 7-三甲基萘1, 6, 7-Trimethylnaphthalene C13H14 87 0.01
25 20.64 1, 4, 6--三甲基萘1, 4, 6-Trimethylnaphthalene C13H14 81 0.01
26 20.93 十二烷酸Dodecanoic acid C12H24O2 94 0.07
27 21.26 1-(3, 3, 6a-三甲基-1a, 2, 3, 5, 6a, 6b-六氢噁丙烯并[2, 3-g]苯并呋喃-5-基)乙烷-1-酮1-(3, 3, 6a-Trimethyl-1a, 2, 3, 5, 6a, 6b-hexahydrooxireno [2, 3-g]benzofuran-5-yl)ethan-1-one C13H18O3 80 0.01
28 21.78 十六烷Hexadecane C16H34 93 0.02
29 22.20 柏木脑Cedrol C15H26O 81 0.01
30 22.96 2, 6, 10, 14-四甲基十六烷2, 6, 10, 14-Tetramethylhexadecane C20H42 86 0.02
31 23.23 三乙基2-乙酰氧基丙烷-1, 2, 3-三羧酸酯Triethyl 2-acetoxypropane-1, 2, 3-tricarboxylate C14H22O8 83 0.16
32 23.40 2-甲基十六烷2-Methylhexadecane C17H36 80 0.01
33 23.57 环己基甲基丙基草酸酯Cyclohexylmethyl propyl oxalate C12H20O4 80 0.02
34 23.77 1-(4-苯甲基苯基)乙烷-1-酮1-(4-Benzylphenyl)ethan-1-one C15H14O 83 0.02
35 24.33 十七烷Heptadecane C17H36 98 0.08
36 24.54 2, 2ʹ, 5, 5ʹ-四甲基-1, 1ʹ-联苯基2, 2ʹ, 5, 5ʹ-Tetramethyl-1, 1ʹ-biphenyl C16H18 89 0.01
37 24.93 肉豆蔻酸甲酯Methyl tetradecanoate C15H30O2 96 0.04
38 25.72 3, 5-二-叔-丁基-4-羟基苯(甲)醛3, 5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzaldehyde C15H22O2 93 0.01
39 25.89 肉豆蔻酸Tetradecanoic acid C14H28O2 99 0.15
40 26.66 十八烷Octadecane C18H38 94 0.05
41 26.78 2, 6, 10, 14-四甲基十六烷2, 6, 10, 14-Tetramethylhexadecane C20H42 98 0.05
42 27.22 十四烷酸异丙酯Isopropyl tetradecanoate C17H34O2 92 0.06
43 27.52 10-甲基十四烷酸10-Methyltetradecanoic acid C15H30O2 87 0.04
44 28.09 (E)-己-3-烯-1-基异丁基邻苯二甲酸酯(E)-Hex-3-en-1-yl isobutyl phthalate C18H24O4 90 0.06
45 28.34 十五烷酸Pentadecanoic acid C15H30O2 99 0.67
46 28.64 十七烷-1-醇Heptadecan-1-ol C17H36O 94 0.01
47 28.93 十五烷酸乙酯Ethyl pentadecanoate C17H34O2 94 0.02
48 29.07 十九烷Nonadecane C19H40 91 0.01
49 29.29 邻苯二甲酸二丁酯Dibutyl phthalate C16H22O4 95 0.06
50 29.76 棕榈酸甲酯Methyl palmitate C17H34O2 99 1.05
51 30.37 (Z)-十六碳-9-烯酸(Z)-Hexadec-9-enoic acid C16H30O2 99 0.14
52 30.73 邻苯二甲酸二异丁酯Diisobutyl phthalate C16H22O4 94 18.20
53 31.20 棕榈酸Palmitic acid C16H32O2 99 8.57
54 31.54 棕榈酸乙酯Ethyl palmitate C18H36O2 98 0.18
55 31.68 二十烷Icosane C20H42 93 0.05
56 32.29 香叶基芳樟醇Geranyl linalool C20H34O 91 0.02
57 32.38 十七烷酸甲酯Methyl heptadecanoate C18H36O2 97 0.01
58 32.88 (Z)-十七碳-10-烯酸(Z)-Heptadec-10-enoic acid C17H32O2 98 0.09
59 33.06 58的同分异构体The isomer of 58 C17H32O2 98 0.16
60 33.48 十七烷酸Heptadecanoic acid C17H34O2 93 0.51
61 33.97 十九碳-1-烯Nonadec-1-ene C19H38 98 0.07
62 34.13 亚油酸甲酯Methyl linoleate C19H34O2 99 0.37
63 34.32 (E)-甲基十八碳-7-烯酸酯(E)-Methyl octadec-7-enoate C19H36O2 99 0.19
64 35.05 硬脂酸甲酯Methyl stearate C19H38O2 99 0.39
65 35.34 亚油酸Linoleic acid C18H32O2 98 1.08
66 35.95 65的同分异构体The isomer of 65 C18H32O2 98 21.24
67 36.18 65的同分异构体The isomer of 65 C18H32O2 98 15.88
68 36.32 油酸Oleic acid C18H34O2 99 9.79
69 36.62 硬脂酸Stearic acid C18H36O2 99 0.72
70 36.90 硬脂酸乙酯Ethyl stearate C20H40O2 91 0.02
71 37.03 二十二烷Docosane C22H46 92 0.05
72 37.98 65的同分异构体The isomer of 65 C18H32O2 90 0.12
73 38.51 (11Z, 14E)-二十烷二烯酸甲酯(11Z, 14E)-Methyl icosa-11, 14-dienoate C21H38O2 86 0.03
74 38.89 62的同分异构体The isomer of 62 C19H34O2 86 0.01
75 39.00 (3Z, 12E)-十九碳-1, 3, 12-三烯(3Z, 12E)-Nonadeca-1, 3, 12-triene C19H34 93 0.03
76 39.17 (E)-十八碳-9-烯酸甲酯(E)-Methyl octadec-9-enoate C19H36O2 86 0.11
77 39.50 8-((2R, 3S)-3-辛基噁丙环-2-基)辛酸甲酯Methyl 8-((2R, 3S)-3-octyloxiran-2-yl)octanoate C19H36O3 83 0.93
78 40.41 18-甲基十九烷酸甲酯Methyl 18-methylnonadecanoate C21H42O2 93 0.13
79 41.32 油酸酰胺Oleamide C18H35NO 90 0.02
80 42.00 己二酸二异辛酯Bis(2-ethylhexyl) adipate C22H42O4 98 3.80
81 42.25 二十四烷Tetracosane C24H50 87 0.01
82 42.41 6, 6ʹ-亚甲基二(2-叔-丁基-4-甲基苯酚) 6, 6ʹ-Methylenebis(2-tert-butyl-4-methylphenol) C23H32O2 94 0.15
83 43.12 3-(5-(5-己基四氢呋喃-2-基)戊基)噁丙环-2-羧酸乙酯Ethyl 3-(5-(5-hexyltetrahydrofuran-2-yl)pentyl)oxirane-2-carboxylate C20H36O4 87 0.30
84 43.27 (E)-2-庚亚基八氢-2H-硫代色烯(E)-2-Heptylideneoctahydro-2H-thiochromene C16H28S 90 0.04
85 43.90 83的同分异构体The isomer of 83 C20H36O4 87 0.10
86 44.80 二十五烷Pentacosane C25H52 94 0.06
87 45.49 二(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯Bis(2-ethylhexyl) phthalate C24H38O4 98 1.12
88 47.27 二十六烷Hexacosane C26H54 90 0.03
89 48.42 2, 6, 10, 14-四甲基十五烷2, 6, 10, 14-Tetramethylpentadecane C19H40 86 0.06
90 49.67 二十七烷Heptacosane C27H56 98 0.05
91 50.39 13-甲基二十七烷13-Methylheptacosane C28H58 80 0.03
92 51.47 (Z)-二十二碳-13-烯酰胺(Z)-Docos-13-enamide C22H43NO 93 0.55
93 52.02 二十八烷Octacosane C28H58 95 0.04
94 52.15 反式角鲨烯(E, E, E, E)-Squalene C30H50 99 0.32
95 54.27 二十九烷Nonacosane C29H60 93 0.04
96 58.43 胆固醇Cholesterol C27H46O 94 0.07
97 58.79 三十一烷Hentriacontane C31H64 81 0.03
98 58.95 维生素E Vitamin E C29H50O2 95 0.02
99 59.85 11-癸基二十二烷11-Decyldocosane C32H66 80 0.02
100 60.98 (8S, 9S, 10R, 13R, 14S, 17R)-17-((2R)-5, 6-二甲基庚烷-2-基)-10, 13-二甲基-2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17-十四氢-1H-环戊二烯并[a]菲-3-酚(8S, 9S, 10R, 13R, 14S, 17R)-17-((2R)-5, 6-Dimethylheptan-2-yl)-10, 13-dimethyl-2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17-tetradecahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-3-ol C28H48O 99 1.11
101 61.25 1, 4-二(3, 4-二甲基苯氧基)-2, 3, 5, 6-四氟苯1, 4-Bis(3, 4-dimethylphenoxy)-2, 3, 5, 6-tetrafluorobenzene C22H18F4O2 80 0.44
102 61.68 豆甾醇Stigmasterol C29H48O 99 0.69
103 62.38 2-异丁基-5, 5, 7, 7, 10, 10, 12, 12-八甲基-1, 2, 3, 4, 4a, 5, 7, 8, 9, 10, 12, 12a-十二氢四烯2-Isobutyl-5, 5, 7, 7, 10, 10, 12, 12-octamethyl-1, 2, 3, 4, 4a, 5, 7, 8, 9, 10, 12, 12a-dodecahydrotetracene C30H48 88 0.97
104 63.09 羊毛甾-8, 24-二烯-3-酮Lanosta-8, 24-dien-3-one C30H48O 83 0.26
105 63.54 β-谷甾醇β-Sitosterol C29H50O 99 4.19
106 63.82 豆甾烷醇Stigmastanol C29H52O 94 0.11
107 63.93 岩皂甾醇Fucosterol C29H48O 91 0.13
108 65.25 麦角甾-4, 6, 8(14), 22-四烯-3-酮Ergosta-4, 6, 8(14), 22-tetraen-3-one C28H40O 90 0.68
109 66.23 豆甾-3, 5-二烯-7-酮Stigmasta-3, 5-dien-7-one C29H46O 91 0.14

2.2.2 新古尼异虫草石油醚提取物的类型分析 石油醚属于弱极性有机溶剂,适合提取分离强亲脂性成分,如挥发油、脂肪油、蜡、甾醇类、脂溶性色素和某些苷元等。新古尼异虫草石油醚提取物中所鉴定出的11类化合物的数目和相对含量见图 3。由图 3可知:该虫草石油醚提取物中含量最高的成分为酸类,共16种,相对含量高达59.26%;其次为酯类(25种,27.41%)、甾类(9种,7.38%)、芳烃类(17种,1.67%)、烷烃类(23种,0.76%)、酰胺类(2种,0.57%)、烯烃类(4种,0.46%)、酚类(5种,0.24%)、醇类(4种,0.09%)、酮类(2种,0.03%)、醛类(2种,0.02%);而且其主要成分酸类、酯类和甾类化合物的相对含量高达94.04%。

图 3 新古尼异虫草石油醚提取物的类型分析 Figure 3 The type analysis of compound of petroleum ether extracts from Metacordyceps neogunnii
3 讨论 3.1 化合物的多样性

新古尼异虫草石油醚提取物中共检测出109种小分子量的化合物,包含酸类、酯类、甾类、芳烃类、烷烃类、酰胺类、烯烃类、酚类、醇类、酮类、醛类。目前尚未见有文献报道该虫草中检测到的甾类、芳烃类、烷烃类、酰胺类、烯烃类、酚类非极性/弱极性的小分子化合物。

甾类化合物是广泛存在于虫草类真菌的一类具有特殊生理功能的天然产物,如冬虫夏草和蛹虫草中都含有麦角甾醇、β-谷甾醇等甾醇类化合物[17]

烷烃是存在于哺乳动物、植物、昆虫、鸟等高等真核生物中的一种有机化合物,具有防水、抗干燥、信号传递、神经保护和调节的功能[18-19]。其中正构烷烃是真菌化合物中的一类生物标志物,从新古尼异虫草石油醚提取物的m/z 57的特征离子流图(图 4)可知,nC17为主峰碳,低碳数烃类主要分布在C14-C20,高碳数烃类主要分布在C28-C30,明显不同于陆生植物[20]。由表 1可知正构烷烃的含量仅为0.57%,可能是由于蝙蝠蛾幼虫被该真菌侵蚀后神经错乱,导致细胞中合成烷烃的含量急剧下降[21],从而转变成脂肪酸、酯类、甾类等化合物[22-23],其中亚油酸及其同分异构体的含量最高,相对含量达到38.33%。

图 4 新古尼异虫草石油醚提取物的m/z57的特征离子流图 Figure 4 The characteristic ion chromatogram of m/z 57 of petroleum ether extracts from Metacordyceps neogunnii
3.2 化合物的功能分析

3.2.1 不饱和脂肪酸 研究得到的新古尼异虫草中的脂肪酸以不饱和脂肪酸(亚油酸和油酸)为主,与冬虫夏草、蛹虫草和蝉花中脂肪酸的分布情况相似[24]

亚油酸(其质谱图见图 5A)是n-6系列多不饱和脂肪酸,是人体必需脂肪酸,具有降低血液胆固醇、预防动脉粥样硬化和心血管疾病的保健功效,在人体内可以转化为γ-亚麻酸、花生四烯酸[25],为以后开发新古尼异虫草中的亚油酸生产食品、保健品及药品等提供重要依据。

图 5 亚油酸和油酸的质谱图 Figure 5 Mass spectra of linoleic acid and oleic acid 注:A:亚油酸的质谱图;B:油酸的质谱图. Note: A: Mass spectra of linoleic acid; B: Mass spectra of oleic acid.

油酸(其质谱图见图 5B)是单不饱和脂肪酸,为植物油中的重要成分,可降低高血脂症患者血脂水平,预防心血管疾病,并具有降低血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇,但保持高密度脂蛋白胆固醇不降低的作用[26]

3.2.2 甾类化合物 β-谷甾醇(其质谱图见图 6A)具有降低血清胆固醇、消炎解热、抗氧化、抗肿瘤等药理作用,其中β-谷甾醇对结肠癌、乳腺癌、前列腺癌、白血病等均具有较好的防治作用[27-28];豆甾醇(其质谱图见图 6B)具有抗肿瘤、降低血液胆固醇、抗骨关节炎等多种药理作用[29];岩藻甾醇具有抗肿瘤作用,对心脑血管类疾病作用较为显著,还具有很强的抗氧化作用[30];豆甾烷醇对人体具有重要的生理活性作用,是重要的甾体药物和维生素D3的生产原料。

图 6 β-谷甾醇和豆甾醇的质谱图 Figure 6 Mass spectra of β-sitosterol and stigmasterol 注:A:β-谷甾醇的质谱图;B:豆甾醇的质谱图. Note: A: Mass spectra of β-sitosterol; B: Mass spectra of stigmasterol.

3.2.3 其他类化合物 抗氧剂2246 (其质谱图见图 7A)和BHT (其质谱图见图 7B)属于抗氧化剂,有广泛的用途。其中,抗氧剂2246是一种用于塑料橡胶制品中的的酚类抗氧剂;BHT作为食品添加剂主要用于动植物油脂及含动植物油脂的食品中,此外还可应用于化工、化妆品和医药等行业中。

图 7 抗氧剂2246、抗氧剂BHT和角鲨烯的质谱图 Figure 7 Mass spectra of antioxidant 2246, butylated hydroxytoluene and squalene 注:A:抗氧剂2246的质谱图;B:抗氧剂BHT的质谱图;C:角鲨烯的质谱图. Note: A: Mass spectra of antioxidant 2246; B: Mass spectra of butylated hydroxytoluene; C: Mass spectra of squalene.

角鲨烯(其质谱图见图 7C),是一种开链三萜类化合物,是胆固醇生物合成中间体之一,是所有类固醇类物质的生物合成前体。具有抗氧化、调节胆固醇代谢、降血脂、降血糖、抑菌、抗菌、抗肿瘤、保护细胞、提高动物繁殖性能等功效,广泛应用于食品、医药和化妆品行业中[31]

4 结论

本文采用索氏提取法提取新古尼异虫草中的活性成分,并运用FTIR和GC-MS两种方法分析提取物的化学成分,共检测出109种成分,包含酸类、酯类、甾类、芳烃类、烷烃类、酰胺类、烯烃类、酚类、醇类、酮类、醛类等类型,其中甾类、芳烃类、烷烃类、酰胺类、烯烃类和酚类在该虫草中首次检测到。

新古尼异虫草石油醚提取物中检测出很多具有特殊生理功能的功效成分,如亚油酸、油酸等不饱和脂肪酸,β-谷甾醇、豆甾醇、岩藻甾醇、豆甾烷醇等甾类化合物,抗氧剂2246和BHT,角鲨烯等。正构烷烃的含量较低(0.57%),原因可能为蝙蝠蛾幼虫被该真菌侵蚀后神经错乱,导致细胞中合成烷烃的含量急剧下降,从而转变成脂肪酸(59.26%)、酯类(27.41%)、甾类(7.38%)等化合物。

本研究虽鉴定出多种化合物,但后期工作仍需进一步采用硅胶或凝胶柱层析对提取物进行分离与纯化,并借助多种表征方法确定化合物的成分,进而完善该虫草中活性物质的化学指纹图谱,以期能较全面掌握该虫草所含的活性物质,为其深入开发利用提供数据支撑。

参考文献
[1]
Zhu ZY, Chen X, Zhou JP, et al. Extraction and purification and activity analysis of antitumor-active components from Cordyceps gunnii (Berk.) Berk[J]. Food Science, 2009, 30(9): 200-203. (in Chinese)
朱振元, 陈熙, 周家萍, 等. 古尼虫草抗肿瘤活性成分的提取分离及活性测定[J]. 食品科学, 2009, 30(9): 200-203. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2009.09.048
[2]
Wen TC, Xiao YP, Han YF, et al. Multigene phylogeny and morphology reveal that the Chinese medicinal mushroom 'Cordyceps gunnii' is Metacordyceps neogunnii sp. nov.[J]. Phytotaxa, 2017, 302(1): 27-39. DOI:10.11646/phytotaxa.302.1
[3]
Zhang YM, Zhang Q, Liang ZQ. Research situation and development trends of Cordyceps gunnii[J]. Guizhou Agricultural Sciences, 2006, 34(2): 121-123. (in Chinese)
张永明, 张倩, 梁宗琦. 古尼虫草的研究现状与发展动态[J]. 贵州农业科学, 2006, 34(2): 121-123. DOI:10.3969/j.issn.1001-3601.2006.02.043
[4]
Liang ZQ, Chang SJ, Liu AY. Analgesic substance from the anamorph of Cordyceps gunnii (Berk.) Berk[J]. Journal of Huazhong Agricultural, 2004, 23(1): 40-43.
[5]
Xiao JH, Fang N, Xiao Y, et al. Immunosuppressive activity of exopolysaccharide from Paecilomyces gunnii[J]. Journal of Chinese Medicinal Materials, 2004, 27(3): 192-195. (in Chinese)
肖建辉, 方宁, 肖瑜, 等. 古尼拟青霉胞外多糖的免疫抑制活性[J]. 中药材, 2004, 27(3): 192-195. DOI:10.3321/j.issn:1001-4454.2004.03.019
[6]
Meng XX, Zhang ZG, Chen ZH. Protection of the Cordyceps Gunniit to antiultraviolet radiation in Bacilius thuringiensis[J]. Journal of Natural Science of Hunan Normal University, 2001, 24(1): 66-68. (in Chinese)
孟祥贤, 张志光, 陈作红. 古尼虫草对苏云金杆菌抗紫外辐射的保护作用[J]. 湖南师范大学:自然科学学报, 2001, 24(1): 66-68.
[7]
Li SF, Bao SJ, Sun GC. Experimental study on antiaging effect of Penicillium guricillium[J]. Guizhou Medical Journal, 1996, 20(1): 25-26. (in Chinese)
李淑芳, 鲍淑娟, 孙光春. 古尼拟青霉抗衰老作用的实验研究[J]. 贵州医药, 1996, 20(1): 25-26.
[8]
Zhang Q, Zhang YM, Lu WQ, et al. Study of polysacchrides of Cordyceps Gunnii Berks on learning and memory ability of mice[J]. Acta Nutrimenta Sinica, 2007, 29(4): 393-395, 400. (in Chinese)
张倩, 张永明, 陆卫群, 等. 古尼虫草多糖改善小鼠学习记忆作用的研究[J]. 营养学报, 2007, 29(4): 393-395, 400. DOI:10.3321/j.issn:0512-7955.2007.04.020
[9]
Xiong ZM, Li SF, Bao SJ, et al. Protective effects of paecilomyces gunnii on acute cerebral ischemia injury in rats and its mechanisms[J]. Chinese Pharmaceutical Journal, 2001, 36(4): 248-251. (in Chinese)
熊正梅, 李淑芳, 鲍淑娟, 等. 古尼拟青霉对大鼠急性缺血性脑损伤的保护作用及机制研究[J]. 中国药学杂志, 2001, 36(4): 248-251.
[10]
Chen ZH, Tian XR, Meng XX, et al. Determination of nucleosides in Cordyceps gunnii by HPLC[J]. Mycosystema, 2003, 22(3): 489-493. (in Chinese)
陈作红, 田向荣, 孟祥贤, 等. 古尼虫草核苷类成分的高效液相色谱分析[J]. 菌物系统, 2003, 22(3): 489-493. DOI:10.3969/j.issn.1672-6472.2003.03.027
[11]
Zhu ZY, Dong HY, Wang TY. Degradation of Cordyceps gunnii polysaccharide and antioxidation of its degraded products[J]. Food Research and Development, 2017, 38(10): 1-5. (in Chinese)
朱振元, 董海燕, 王腾月. 古尼虫草菌丝体多糖降解及体外抗氧化活性研究[J]. 食品研究与开发, 2017, 38(10): 1-5. DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2017.10.001
[12]
Zhu ZY, Liang ZQ, Chang SJ, et al. Bioactive substances from Cordyceps gunnii I. separation, purification and properties of analgesic substance[J]. Acta Microbiologica Sinica, 2002, 42(6): 732-736. (in Chinese)
朱振元, 梁宗琦, 常胜军, 等. 古尼虫草的生物活性物质I.含肽镇痛组分的分离及性质[J]. 微生物学报, 2002, 42(6): 732-736. DOI:10.3321/j.issn:0001-6209.2002.06.014
[13]
Lei BX, Gao HB, Shui XB, et al. Determination of mannitol in fermented mycelia of Cordyceps gummii[J]. Journal of Fungal Research, 2004, 2(1): 40-44. (in Chinese)
雷帮星, 高海波, 税小波, 等. 人工发酵古尼虫草中甘露醇的测定[J]. 菌物研究, 2004, 2(l): 40-44.
[14]
Zhang YM, Zhang Q, Yang Q, et al. Comparison of modern and traditional extraction methods for flavonoids from Cordyceps gunnii[J]. Food Research and Development, 2007, 28(1): 136-140. (in Chinese)
张永明, 张倩, 杨青, 等. 现代技术与传统方法萃取古尼虫草总黄酮的比较[J]. 食品研究与开发, 2007, 28(1): 136-140. DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2007.01.042
[15]
Dong HR. Instrumental Analysis[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2000: 177-185. (in Chinese)
董慧茹. 仪器分析[M]. 北京: 化学工业出版社, 2000: 177-185.
[16]
Liu ZG. Instrumental Analysis[M]. Beijing: Higher Education Press, 2007: 287-289. (in Chinese)
刘志广. 仪器分析[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007: 287-289.
[17]
Hu FL, Li ZZ. Secondary metabolites and their bioactivities of Cordyceps and its related fungi[J]. Mycosystema, 2007, 26(4): 607-632. (in Chinese)
胡丰林, 李增智. 虫草及相关真菌的次生代谢产物及其活性[J]. 菌物学报, 2007, 26(4): 607-632.
[18]
Warui DM, Li N, Nørgaard H, et al. Detection of formate, rather than carbon monoxide, as the stoichiometric coproduct in conversion of fatty aldehydes to alkanes by a cyanobacterial aldehyde decarbonylase[J]. Journal of the American Chemical Society, 2011, 133(10): 3316-3319. DOI:10.1021/ja111607x
[19]
Schirmer A, Rude MA, Li XZ, et al. Microbial biosynthesis of alkanes[J]. Science, 2010, 329(5991): 559-562. DOI:10.1126/science.1187936
[20]
Zhang HZ, Sheng GY, Wang KF, et al. A preliminary study on biomarker characteristics and thermal simulation experiments of fungi spore-Arternaria[J]. Geochimica, 1997, 26(3): 37-44. (in Chinese)
张惠之, 盛国英, 王开发, 等. 真菌孢子烷烃生物标志物特征及其热演化试验的初步研究[J]. 地球化学, 1997, 26(3): 37-44. DOI:10.3321/j.issn:0379-1726.1997.03.005
[21]
Dennis M, Kolattukudy PE. A cobalt-porphyrin enzyme converts a fatty aldehyde to a hydrocarbon and CO[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1992, 89(12): 5306-5310. DOI:10.1073/pnas.89.12.5306
[22]
Su SJ, Guo HW, Chen HW, et al. Research progress in microbial production of alkanes[J]. Industrial Microbiology, 2017, 47(1): 56-64. (in Chinese)
苏绍洁, 郭洪伟, 陈宏文, 等. 微生物法生产烷烃研究进展[J]. 工业微生物, 2017, 47(1): 56-64. DOI:10.3969/j.issn.1001-6678.2017.01.009
[23]
Kalacheva GS, Zhila NO, Volova TG. Lipid and hydrocarbon compositions of a collection strain and a wild sample of the green microalga Botryococcus[J]. Aquatic Ecology, 2002, 36(2): 317-331. DOI:10.1023/A:1015615618420
[24]
Bian ZH, Yu RL, Wei SM, et al. Comparative study on the contents of fatty acids in Isaria cicadae, Cordyceps militaris and Cordyceps sinensis[J]. China Pharmacy, 2017, 28(30): 4252-4256. (in Chinese)
卞智慧, 于瑞莲, 魏思敏, 等. 蝉花、蛹虫草和冬虫夏草药材中脂肪酸含量的比较研究[J]. 中国药房, 2017, 28(30): 4252-4256. DOI:10.6039/j.issn.1001-0408.2017.30.20
[25]
Wang JY, Zhu SG, Xu CF. Biochemistry. Vol. 1[M]. 2nd ed. Beijing: Higher Education Press, 2004: 88-89. (in Chinese)
王镜岩, 朱圣庚, 徐长法. 生物化学·上册[M]. 2版. 北京: 高等教育出版社, 2004: 88-89.
[26]
Zheng C, Yang M, Zhou Q, et al. Contents of fatty acid and minor component and oxidative stability of high-oleic peanut oil and normal-oleic peanut oil[J]. China Oils and Fats, 2014, 39(11): 40-43. (in Chinese)
郑畅, 杨湄, 周琦, 等. 高油酸花生油与普通油酸花生油的脂肪酸、微量成分含量和氧化稳定性[J]. 中国油脂, 2014, 39(11): 40-43.
[27]
Zhang Q, Zhao XH. Phytosterols and its anticancer effect[J]. China Oils and Fats, 2006, 31(10): 57-60. (in Chinese)
张强, 赵新淮. 植物甾醇及其抗癌作用[J]. 中国油脂, 2006, 31(10): 57-60. DOI:10.3321/j.issn:1003-7969.2006.10.016
[28]
Awad AB, Chinnam M, Fink CS, et al. β-Sitosterol activates Fas signaling in human breast cancer cells[J]. Phytomedicine, 2007, 14(11): 747-754. DOI:10.1016/j.phymed.2007.01.003
[29]
Zhou ZY, Lu Q, Liu Y, et al. Research and development progress of stigmasterol[J]. China Modern Medicine, 2015, 22(24): 15-17. (in Chinese)
周志远, 卢群, 刘洋, 等. 豆甾醇的研究及开发进展[J]. 中国当代医药, 2015, 22(24): 15-17.
[30]
Lee S, Lee YS, Jung SH. Anti-oxidant activities of fucosterol from the marine algae Pelvetia siliquosa[J]. Archives of Pharmacal Research, 2003, 26(9): 719-722. DOI:10.1007/BF02976680
[31]
Zhang GJ, Yang LL, Yuan C, et al. Research progress on development and application of squalene[J]. Cereals & Oils, 2017, 30(12): 7-10. (in Chinese)
张光杰, 杨利玲, 袁超, 等. 角鲨烯开发及应用研究进展[J]. 粮食与油脂, 2017, 30(12): 7-10. DOI:10.3969/j.issn.1008-9578.2017.12.003