紫斑牡丹（Paeonia rockii）为毛莨科（Ranunculaceae）芍药属牡丹组多年生落叶灌木，是油用牡丹的典型品种^[1-2]，也是一种新兴的木本油料作物^[3-4]。因其花瓣基部带有紫斑而闻名，广泛生长在海拔1 100 ~ 2 800 m的地域^[5]，在甘肃兰州、定西一带多有种植。与观赏牡丹相比，紫斑牡丹花色稍有欠缺，但是其果实含油量极高，同时紫斑牡丹还具有耐高寒、耐干旱、耐贫瘠等特点^[6-8]。紫斑牡丹的诸多优势使其在食品、化妆品及水土保持等领域具有广阔的应用前景。

精油是植物的次生代谢产物，主要是从植物的花、叶等部位，经压榨、蒸馏、萃取的方式提取出的具有芳香气味和挥发性的油状液体^[9]。精油是植物生理活性的有效成分，使得精油不仅在医药领域具有广泛的应用^[10-13]，在化妆品领域也有较高的应用价值^[14]。同时精油也越来越广泛的应用于食品贮藏及食品添加剂中^[15-16]，而精油的诸多功效主要由其化学组分决定^[17-18]。

很多文献对菏泽牡丹（Paeonia suffruticosa ）、野生牡丹（Paeonia delavayi）等精油成分进行报道，但紫斑牡丹作为一种新兴的作物，鲜少有人对其精油进行深入的研究。李双等^[19]的研究指出提取方法不同，菏泽牡丹提取出的精油成分及含量不同。Sun等^[20]使用超临界提取3种野生牡丹的精油，并对其成分和抗氧化活性进行测定，研究表明其主要成分为芳樟醇氧化物、5-十二碳烯-1-乙酸酯、十九烷和二十一烷等。但对于不同地域、不同品种的紫斑牡丹精油的成分却几乎没有研究报道。

本实验利用吕兆林等^[21]自主研发的精油提取装置，以甘肃省兰州中川牡丹基地不同海拔相同品种及同一海拔不同品种的紫斑牡丹为原料，利用GC-MS技术研究牡丹精油组分构成，对精油中各化合物测试数据进行统计分析，探讨不同海拔、不同品种对紫斑牡丹精油含量及构成的影响。

1.   材料与方法

1.1   材料与试剂

采集来自于甘肃省兰州新区中川镇的紫斑牡丹鲜花，样品信息见表1，采集的牡丹及时放置在冰箱中冷冻保存，备用。

表  1  样品信息表

Table  1.  Information of samples

序号 No.	样品信息 Sample information	编号 No.	采集地信息 Information of collection place
1	白色紫斑牡丹（半重瓣或重瓣） White Paeonia rockii （semi-double or double flap）	BZ-1	1号地：海拔1 930 m, 36°26′45″N、103°36′38″E Ground 1: altitude 1 930 m, 36°26′45″N, 103°36′38″E
2	粉色紫斑牡丹（重瓣） Pink P. rockii （double flap）	FZ-1	同上 Ditto
3	紫色紫斑牡丹（半重瓣或重瓣） Purple P. rockii （semi-double or double flap）	ZZ-1	同上 Ditto
4	粉色紫斑牡丹（重瓣） Pink P. rockii （double flap）	FZ-2	2号地：海拔1 910 m, 36°26′59″N、103°36′16″E Ground 2: altitude 1 910 m, 36°26′59″N,103°36′16″E
5	粉色紫斑牡丹（重瓣） Pink P. rockii （double flap）	FZ-3	3号地：海拔1 890 m, 36°26′52″N、103°36′19″E Ground 3: altitude 1 890 m, 36°26′52″N, 103°36′19″E

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正己烷（分析纯）北京化工厂；水为双蒸馏水。

采样方法：每个样品采集时选定长势良好的50株植株，每株采取3 ~ 5朵盛开牡丹花的花瓣，总量为 2 400 g。采集好的花瓣平均分为3份，装入密封袋，即时冷冻，记录样品信息（采样时间、采样地点、样品名称、颜色、采样量）。

1.2   仪器与设备

日本岛津GCMS-QP2010Ultra气质联用仪；RE-201D旋转蒸发仪，郑州市亚荣仪器有限公司；电子天平，赛多利斯仪器（北京）有限公司；98-1-B型电子调温电热套，天津市泰斯特仪器有限公司。

1.3   精油提取

使用吕兆林等^[21]发明的精油提取装置制备紫斑牡丹精油。装置图如图1所示，准确称取一定质量的牡丹花，捣成泥浆，置于圆底烧瓶中，按固液比1∶20（w/v）加入双蒸水，浸泡6 h，加热回馏4 h。在制备过程中，夹带有牡丹精油的水蒸气经冷凝管冷凝后，在正己烷层不断富集，分离出正己烷，用无水硫酸钠脱水，再利用旋转蒸发仪脱除正己烷，得到紫斑牡丹精油。

图  1  精油提取装置图

Figure  1.  Extraction device of essential oil

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1.4   GC-MS 检测紫斑牡丹精油构成

将紫斑牡丹精油用正己烷溶解，配制成5.0 mg/mL的溶液，进行GC-MS测试。

1.4.1   色谱条件

色谱柱: Rtx-5MS 型毛细管柱（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm）；升温程序: 初始温度60 ℃，保持2 min，然后以3 ℃/min 的速率升至200 ℃；以20 ℃/min速率升至250 ℃，保持时间5 min；继续以15 ℃/min速率升至280 ℃，保持时间10 min。载气为高纯氦气，流速为1 mL/min，分流进样，分流比40∶1，进样口温度280 ℃。

1.4.2   质谱条件

电子轰击（EI）离子源电子能量为70 eV；电子倍增器电压为1.00 kV，质量扫描范围30 ~ 550 m/z。离子源温度250 ℃，接口温度为250 ℃。利用NIST11和NIST11s标准质谱库对采集到的质谱图进行检索，采用色谱峰面积归一化法定量。

1.5   数据处理

所有实验重复3次，采用SPSS17.0进行统计学分析（P < 0.05）。

2.   结果与分析

2.1   不同海拔不同品种紫斑牡丹精油含油率比较

如表2所示，不同海拔的紫斑牡丹，精油含量先增大后减小。推测原因，不同海拔的紫斑牡丹，在地域高度上形成一定的落差，植株受到的太阳辐射不同，海拔越高，太阳辐射量大，植株生长较好^[22]，花中所含精油越多，但是海拔过高，植株受到的光损伤越大，会影响其生长，从而影响花中精油的含量^[23]。因此，不同海拔的粉色紫斑牡丹精油含量表现出先增加后减小的趋势。而不同品种的紫斑牡丹中，白色紫斑牡丹花与紫色紫斑牡丹花中的精油含量相近，粉色紫斑牡丹中精油含量最低。可能与紫斑牡丹的花型有关，白色和紫色紫斑牡丹均为单瓣或半重瓣，每片花瓣圆润且接受到的太阳辐射量多，而粉色紫斑牡丹为重瓣，花瓣数量较多，里面的花瓣被外面的花瓣阻挡，接受到的太阳辐射量少，使每片花瓣又细又窄，使花中的精油含量较少。另外，植株密度也会影响其接收的太阳辐射量，对植株的生长产生一定的影响^[24]。

表  2  紫斑牡丹精油含量

Table  2.  Essential oil content of P. rockii

编号 No.	精油含量 Essential oil content /%
FZ-1	0.083 ± 0.040
FZ-2	0.097 ± 0.009
FZ-3	0.075 ± 0.005
BZ-1	0.109 ± 0.014
ZZ-1	0.103 ± 0.010

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2.2   不同海拔高度紫斑牡丹精油成分对比分析

2.2.1   不同海拔高度的紫斑牡丹精油所含化合物信息汇总

表3对不同海拔高度的紫斑牡丹的精油成分进行统计，共检测到70种化合物。其中1号地的粉色紫斑牡丹精油鉴定出54种化合物，主要化合物为香叶醇（5.07%），十四烷（5.99%），7-十二碳烯-1-醇-乙酸酯（35.16%），二十二烷（7.26%），二十三烷（8.00%）。2号地和3号地的粉色紫斑牡丹精油分别检测到53种和57种化合物，两种牡丹精油的构成均主要以香叶醇（13.87%、13.74%），十四烷（9.86%、7.25%），7-十二碳烯-1-醇-乙酸酯（29.12%、25.01%），二十二烷（6.29%、7.32%）和二十三烷（6.36%、8.11%）为主。

表  3  不同海拔及品种紫斑牡丹精油构成

Table  3.  Composition of P. rockii essential oil of different altitudes and varieties

序号 No.	保留指数 Retention index	化合物名称 Compound name	分子式 Molecular formula	FZ-1/%	FZ-2/%	FZ-3/%	BZ-1/%	ZZ-1/%
1	868	叶醇 Leaf alcohol	C6H12O	0.06	0.07	—	0.2	0.32
2	860	正己醇 Hexyl alcohol	C6H14O	—	0.26	0.36	0.15	—
3	981	甲酸己酯 Hexyl formate	C7H14O2	0.10	—	—	—	0.61
4	1 040	2-戊基呋喃 2-pentylfuran	C9H14O	—	—	0.13	0.04	0.09
5	1 164	芳樟醇氧化物 Linalool oxide	C10H18O2	0.07	0.15	0.18	—	0.17
6	1 182	6-甲基-2-环氧乙烷-5-庚烯-2-醇 6-methyl-2-（2-oxiranyl）-5-hepten-2-ol	C10H18O2	0.05	0.09	0.08	—	0.10
7	1 082	芳樟醇 Linalool	C10H18O	0.71	1.45	3.02	0.42	1.78
8	1 104	壬醛 Nonanal	C9H18O	—	0.29	0.31	0.26	0.42
9	1 136	苯乙醇 Phenylethyl alcohol	C8H10O	0.48	0.6	0.26	1.91	2.20
10	1 239	2-庚基呋喃 2- heptylfuran	C11H18O	—	0.37	0.31	0.15	0.50
11	1 143	松油醇 Terpineol	C10H18O	—	—	0.18	—	0.14
12	1 228	橙花醇 Nerol	C10H18O	0.62	0.69	0.62	0.10	0.60
13	1 179	香茅醇 Citronellol	C10H20O	0.27	—	—	0.03	0.09
14	1 174	3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛 3,7-dimethylocta-2,6-dienal	C10H16O	—	0.82	0.47	0.13	0.63
15	1 228	香叶醇 Geraniol	C10H18O	5.07	13.87	13.74	3.91	9.52
16	1 174	柠檬醛 Citral	C10H16O	—	1.07	0.67	0.18	0.85
17	1 214	十二烷 Dodecane	C12H26	—	0.06	—	0.04	—
18	1 252	3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸甲酯 3,7-dimethyl-2,6-octadienoic acid methyl ester	C11H18O2	0.25	0.08	—	—	—
19	1 311	2-十一烯醛 2-undecenal	C11H20O	—	0.07	—	—	—
20	1 349	4-甲基十三烷 4-methyl-tridecane	C14H30	0.19	0.34	0.33	0.47	0.30
21	1 494	1-石竹烯 1-caryophyllene	C15H24	0.07	0.29	0.45	0.11	0.13
22	1 185	3-甲基-5-丙基-壬烷 3-methyl-5-propyl- nonane	C13H28	—	—	—	—	0.27
23	1 216	β-古巴烯 β-copaene	C15H24	0.32	0.22	0.16	—	0.13
24	1 493	异戊酸苯乙酯 Phenylethyl butanoic acid ester	C13H18O2	—	0.15	—	0.08	—
25	1 413	十四烷 Tetradecane	C14H30	5.99	9.86	7.25	15.93	8.96
26	1 458	α-法尼烯 α-farnesene	C15H24	—	—	—	—	0.98
27	1 440	β-毕澄茄烯 β-cadinene	C15H24	0.10	—	—	—	—
28	1 548	3-甲基十五烷 3-methyl-pentadecane	C16H34	0.68	0.95	0.73	1.17	1.19
29	1 629	十六炔 Hexadecyne	C16H30	—	0.25	0.25	—	—
30	1 629	5-十六炔 5-hexadecyne	C16H30	—	—	—	0.40	0.30
31	1 556	十三醇 Tridecanol	C13H28O	—	—	0.18	0.20	0.20
32	1 612	十六烷 Hexadecane	C16H34	0.24	0.28	0.34	0.44	0.39
33	1 655	2-甲基-7-十六碳烯 2-methyl-7-hexadecene	C17H34	—	—	—	0.03	—
34	1 647	2-甲基-十六烷 2-methyl-hexadecane	C17H36	0.25	0.31	0.28	0.23	0.43
35	1 588	7-十二碳烯-1-醇-乙酸酯 7-dodecen-1-ol acetate	C14H26O2	35.16	29.16	25.01	19.79	22.91
36	2 191	亚麻酸 Linolenic acid	C18H30O2	2.69	2.58	2.02	2.49	1.76
37	1 701	十七烯 1-heptadecene	C17H34	4.56	4.55	4.18	2.73	3.60
38	1 711	十七烷 Heptadecane	C17H36	2.40	2.88	2.43	3.80	3.38
39	1 873	2-十七烷醇 2-heptadecanol	C17H36O	0.26	—	—	0.17	—
40	1 863	2-甲基-7-十八炔 2-methyl-7-octadecyne	C19H36	0.14	—	—	0.10	—
41	1 746	3-甲基十七烷 3-methyl-heptadecane	C18H38	0.18	0.19	0.20	0.24	0.46
42	1 810	十八烷 Octadecane	C18H38	—	—	0.17	0.21	0.25
43	1 999	十八烷醛 Octadecyl aldehyde	C18H36O	—	—	—	0.04	—
44	1 754	植酮 6,10,14-trimethyl-pentadecanone	C18H36O	0.33	0.53	0.38	0.33	0.33
45	1 833	2-苯乙基酯苯甲酸 2-phenylethyl este-benzoic acid	C15H14O2	0.66	0.7	0.92	0.66	0.66
46	1 787	1-乙基-9-十四碳烯-1-醇 1-acetate-9-tetradecen-1-ol	C16H30O2	0.26	0.24	0.23	0.32	0.45
47	1 771	6,9-十五碳二烯-1-醇 6,9-pentadecadien-1-ol	C15H28O	0.65	—	—	—	—
48	2 077	9,12,15-十八碳三烯-1-醇 9,12,15-octadecatrien-1-ol	C18H32O	—	—	—	0.16	0.18
49	1 900	1-十九烯 1-Nonadecene	C19H38	0.45	0.22	0.28	0.23	0.32
50	1 901	1,2-环氧十八烷 1,2-epoxyoctadecane	C18H36O	0.69	—	—	0.10	—
51	1 980	2,3-二甲基-十九烷 2,3-dimethyl-nonadecane	C21H44	2.25	2.52	2.15	4.30	3.83
52	2 022	2,4,10-三氧-7-烯-金刚烷 2,4,10-trioxa-7-enyl-adamantane	C19H32O3	0.95	0.48	0.44	0.39	0.67
53	2 148	9-十五碳烯丙酸酯 9-pentadecenyl propanoate	C18H34O3	0.42	0.23	0.14	0.19	0.15
54	1 899	2-丁基-5-己基-1H-茚 2-butyl-5-hexyloctahydro-1H-indene	C19H36	0.25	0.25	0.16	—	0.26
55	2 037	邻苯二甲酸二丁酯 Dibutyl phthalate	C16H22O4	1.24	0.64	0.65	0.77	1.10
56	1 925	苯甲酸香叶酯 Geranyl benzoate	C17H22O2	0.28	0.16	0.29	0.10	0.18
57	1 808	1-十八炔 1-octadecyne	C18H34	0.35	0.54	0.54	0.33	0.94
58	2 045	2-甲基二十烷 2-methyl-eicosane	C21H44	—	—	0.17	0.31	0.23
59	1 978	棕榈酸乙酯 Ethyl palmitate	C18H36O2	—	—	—	0.04	—
60	2 069	亚麻醇 9,12-octadecadien-1-ol	C18H34O	0.41	—	—	0.05	—
61	2 109	二十一烷 Heneicosane	C21H44	1.28	1.26	1.24	3.67	1.70
62	2 183	亚油酸 9,12-octadecadienoic acid	C18H32O2	0.10	---	0.18	—	0.09
63	2 192	3,7,11,16-四甲基-2,6,10,14-四稀-十六烷醇 3,7,11,16-tetramethyl-2,6,10,14-tetraen-hexadecanol	C20H34O	—	—	—	—	0.07
64	2 144	5-甲基二十一烷 5-methyl-heneicosane	C22H46	0.40	0.35	0.41	0.72	0.41
65	2 208	二十二烷 Docosane	C22H46	7.26	6.29	7.32	12.40	6.60
66	2 279	2,21-二甲基二十二烷 2,21-dimethyl-docosane	C24H50	1.00	0.85	1.20	1.08	1.00
67	2 343	2-甲基二十三烷 2-methyl-tricosane	C24H50	0.20	0.09	0.16	—	0.11
68	2 307	二十三烷 Tricosane	C23H48	8.00	6.36	8.11	7.83	6.37
69	2 407	二十四烷 Tetracosane	C24H50	1.89	0.89	1.41	1.99	0.76
70	2 442	2-甲基二十四烷 2-methyl-tetracosane	C25H52	0.56	0.42	0.77	0.41	0.54
71	2 506	二十五烷 Pentacosane	C25H52	0.50	0.24	0.25	0.38	0.26
72	2 606	二十六烷 Hexacosane	C26H54	4.07	2.83	3.33	2.93	3.41
73	3 337	9-辛基-二十六烷 9-octyl-hexacosane	C34H70	3.79	1.4	3.32	2.73	2.38
74	3 401	三十四烷 Tetratriacontane	C34H70	0.13	0.09	0.49	0.13	0.21
75	3 600	三十六烷 Hexatriacontane	C36H74	0.57	0.47	0.69	0.42	0.67
76	3 805	13,17,21-三甲基三十六烷 13,17,21-trimethyl heptatriacontane	C40H82	0.15	—	0.06	—	0.12
77	3 997	四十烷 Tetracontane	C40H82	—	—	0.16	—	—
78	4 395	四十四烷 Tetratetracontane	C44H90	—	—	0.24	—	0.16

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2.2.2   不同海拔高度紫斑牡丹精油成分类别差异分析

1号地粉色紫斑牡丹精油中含有11种醇类物质（8.84%），1种醛酮类物质（0.33%），5种烯类物质（5.50%），6种酯类物质（37.45%），3种酸类（3.45%）和24种烷烃类物质（43.62%）。2号地粉色紫斑牡丹精油中包含8种醇类物质（17.27%），5种醛酮类物质（2.78%），4种烯类物质（5.28%），6种酯类物质（30.42%），2种酸类（3.28%）和23种烷烃类物质（39.41%）。3号地粉色紫斑牡丹精油中含有9种醇类化合物，4种醛酮类化合物，4种烯类物质，4种酯类化合物，3种酸类化合物，27种烷烃类化合物，相对百分含量依次为18.67%、1.83%、5.07%、26.09%、3.12%和43.65%。

由图2、3可知，烷烃类物质在1号地和3号地的粉色紫斑牡丹精油中的含量相近，差异不显著（P > 0.05），而与2号地的精油中的烷烃类含量相差5%左右，差异显著（P < 0.05）。酯类物质在3种紫斑牡丹精油中的含量均不相同，差异均为显著（P < 0.05），在1号地的紫斑牡丹精油中含量最高。2号地和3号地的紫斑牡丹精油中的醇类物质含量相近，差异不显著（P > 0.05），而1号地的精油中的醇类物质含量最低，与前两者差异显著（P < 0.05）。烯类物质在2号地和3号地的紫斑牡丹精油中的含量相近，差异不显著（P > 0.05），但两者含量均低于1号地紫斑牡丹精油中的含量。酸类物质在1号地的紫斑牡丹精油中含量最高。醛酮类物质在1号地精油中的含量最低，而在2号地精油中的含量最高。

图  2  不同海拔高度紫斑牡丹精油成分个数对比

Figure  2.  Comparison in the number of P. rockii essential oil compounds under different altitudes

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图  3  不同海拔高度紫斑牡丹精油不同类别化合物含量对比

Figure  3.  Comparison in content of different compound types of P. rockii essential oil under varied altitudes

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不同海拔紫斑牡丹造成以上差异的原因可有以下几点。（1）海拔不同，植株在地域高度上存在一定的落差，使其受到的太阳辐射量不同，从而使植株的生长造成一定的差异^[22-23]。（2）不同海拔高度的紫斑牡丹种植地的干旱程度不同，据调研，3号地海拔最高，输水较困难，植株浇水量少，因此紫斑牡丹长势较次于1号地和2号地。（3）不同海拔高度的紫斑牡丹的种植密度不同也会影响植株受到的太阳辐射量，从而影响植株的生长，影响花中精油的含量及组分构成^[24]。

2.3   不同品种紫斑牡丹精油成分对比分析

2.3.1   不同品种紫斑牡丹精油所含化合物信息汇总

表3对不同品种的紫斑牡丹的精油成分进行统计，共检测到75种化合物。其中白色紫斑牡丹精油鉴定出59种化合物，主要化合物为十四烷（15.93%），7-十二碳烯-1-醇-乙酸酯（19.79%），二十二烷（12.40%），二十三烷（7.83%）；粉色紫斑牡丹精油和紫色紫斑牡丹精油分别检测到54种和62种化合物，两种牡丹精油的构成均主要以香叶醇（5.07%、9.52%），十四烷（5.99%、8.96%），7-十二碳烯-1-醇-乙酸酯（35.16%、22.91%），二十二烷（7.26%、6.60%）和二十三烷（8.00%、6.37%）为主。

2.3.2   不同品种紫斑牡丹精油成分类别差异分析

由图4可知，白色紫斑牡丹精油中含有11种醇类化合物（7.42%），6种醛酮类化合物（1.32%），4种烯类物质（3.10%），6种酯类化合物（20.97%），2种酸类化合物（3.85%），25种烷烃类化合物（62.32%）。粉色紫斑牡丹精油中包含11种醇类物质（8.84%），1种醛酮类物质（0.33%），5种烯类物质（5.50%），6种酯类物质（37.45%），3种酸类（3.45%）和24种烷烃类物质（43.62%）。紫色紫斑牡丹精油中含有13种醇类化合物，4种醛酮类化合物，5种烯类物质，4种酯类化合物，3种酸类化合物，27种烷烃类化合物，相对百分含量依次为16.26%、2.60%、5.16%、24.34%、4.32%和45.06%。

图  4  不同品种紫斑牡丹精油成分个数对比

Figure  4.  Comparison in compound number of P. rockii essential oil of different varieties

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由图5可知，白色紫斑牡丹精油中的烷烃类物质相对百分含量最高，与粉色和紫色紫斑牡丹精油中的含量相差较大，差异显著（P < 0.05），而粉色和紫色紫斑牡丹精油中的烷烃含量相差约2%，差异较显著（P < 0.05）。酯类物质在粉色紫斑牡丹精油中含量最高，与白色和紫色紫斑牡丹精油差异显著（P < 0.05）。紫斑牡丹精油中的醇类物质含量最高，粉色紫斑牡丹精油次之。烯类物质在白色紫斑牡丹精油中含量最低，而粉色和紫色紫斑牡丹精油中的烯类物质含量相近，差异不显著（P > 0.05）。酸类物质在3种精油中含量均不相近，彼此间差异显著（P < 0.05）。粉色紫斑牡丹精油中的醛酮类含量最低，与白色和紫色紫斑牡丹精油差异均显著（P < 0.05）。

图  5  不同品种紫斑牡丹精油不同类别化合物含量对比

Figure  5.  Comparison in content of different compound types in essential oil of varied variety P. rockii

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不同品种紫斑牡丹造成以上差异的原因有以下几点。（1）不同品种的花型不同，有的紫斑牡丹为单瓣，有的为重瓣，使其接受到的太阳辐射量和营养不同，从而影响其生长和成分组成^[25]。（2）不同品种的紫斑牡丹抗旱性能不同^[26]，3种紫斑牡丹种植在同一海拔同一地区，但3种牡丹长势有所不同，白色紫斑牡丹长势较好，紫色紫斑牡丹次之。（3）3种不同品种的紫斑牡丹的株龄可能不同，也会影响紫斑牡丹中精油的含量及组分^[27-28]。

2.4   主成分分析

主成分分析（PCA）是一种降维或者把多个指标转化为少数几个综合指标的一种多元数理统计方法^[29]，综合指标保留了原有指标的大多数信息，把复杂的问题简单化。本次研究将不同海拔不同品种的5种精油进行GC-MS分析，共检测出37种共有物，具体信息见表4。

表  4  不同海拔不同品种紫斑牡丹精油共有化合物

Table  4.  Common compounds of P. rockii essential oil of different varieties at varied altitudes %

序号 No.	化合物名称 Compound name	BZ-1	ZZ-1	FZ-1	FZ-2	FZ-3
1	芳樟醇 Linalool	0.42	1.78	0.71	1.45	3.02
2	苯乙醇 Phenylethyl alcohol	1.91	2.20	0.48	0.60	0.26
3	橙花醇 Nerol	0.10	0.60	0.62	0.69	0.62
4	香叶醇 Geraniol	3.91	9.52	5.07	13.87	13.74
5	4-甲基十三烷 4-methyl-tridecane	0.47	0.3	0.19	0.34	0.33
6	1-石竹烯 1-caryophyllene	0.11	0.13	0.07	0.29	0.45
7	十四烷 Tetradecane	15.93	8.96	5.99	9.86	7.25
8	3-甲基十五烷 3-methyl-pentadecane	1.17	1.19	0.68	0.95	0.73
9	十六烷 Hexadecane	0.44	0.39	0.24	0.28	0.34
10	2-甲基-十六烷 2-methyl-hexadecane	0.23	0.43	0.25	0.31	0.28
11	7-十二碳烯-1-醇-乙酸酯 7-dodecen-1-ol-acetate	19.79	22.92	35.16	29.16	25.01
12	亚麻酸 Linolenic acid	2.49	1.76	2.69	2.58	2.02
13	十七烯 1-heptadecene	2.73	3.60	4.56	4.55	4.18
14	十七烷 Heptadecane	3.80	3.38	2.40	2.88	2.43
15	3-甲基十七烷 3-methyl-heptadecane	0.24	0.46	0.18	0.19	0.20
16	植酮 6,10,14-Trimethyl-pentadecanone	0.51	0.7	0.33	0.53	0.38
17	2-苯乙基酯苯甲酸 2-phenylethyl este-benzoic acid	1.36	2.46	0.66	0.70	0.92
18	1-乙基-9-十四碳烯-1-醇 1-acetate-9-tetradecen-1-ol	0.32	0.45	0.26	0.24	0.23
19	1-十九烯 1-nonadecene	0.23	0.32	0.45	0.22	0.28
20	2,3-二甲基-十九烷 2,3-dimethyl-nonadecane	4.30	3.83	2.25	2.52	2.15
21	2,4,10-三氧-7-烯-金刚烷 2,4,10-trioxa-7-enyl-adamantane	0.39	0.67	0.95	0.48	0.44
22	9-十五碳烯丙酸酯 9-pentadecenyl propanoate	0.19	0.15	0.42	0.23	0.14
23	邻苯二甲酸二丁酯 Dibutyl phthalate	0.77	1.09	1.24	0.64	0.65
24	苯甲酸香叶酯 Geranyl benzoate	0.10	0.18	0.28	0.16	0.29
25	1-十八炔 1-octadecyne	0.33	0.94	0.35	0.54	0.54
26	二十一烷 Heneicosane	3.67	1.69	1.28	1.26	1.24
27	5-甲基二十一烷 5-methyl-heneicosane	0.72	0.41	0.40	0.35	0.41
28	二十二烷 Docosane	12.40	6.60	7.26	6.29	7.32
29	2,21-二甲基二十二烷 2,21-dimethyl-docosane	1.08	0.99	1.00	0.85	1.20
30	二十三烷 Tricosane	7.83	6.37	8.00	6.36	8.11
31	二十四烷 Tetracosane	1.99	0.76	1.89	0.89	1.41
32	2-甲基二十四烷 2-methyl-tetracosane	0.41	0.54	0.56	0.42	0.77
33	二十五烷 Pentacosane	0.38	0.26	0.50	0.24	0.25
34	二十六烷 Hexacosane	2.93	3.41	4.07	2.83	3.33
35	9-辛基-二十六烷 9-octyl-hexacosane	2.73	2.38	3.79	1.4	3.32
36	三十四烷 Tetratriacontane	0.13	0.21	0.13	0.09	0.49
37	三十六烷 Hexatriacontane	0.42	0.67	0.57	0.47	0.69
合计 Total		96.93	92.70	95.93	95.71	95.42

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采用SPSS17.0对37种共有物进行主成分分析，探寻不同海拔不同品种紫斑牡丹精油的主要成分。37种共同含有物的特征值和贡献率见下表5，成分载荷矩阵分析结果见表6。根据特征值大于1的原则^[30]，分析出4个主成分，贡献率分别为32.756%、26.427%、22.467%、18.350%。故前3个主成分能很好的代表不同海拔不同品种紫斑牡丹精油成分的信息。

表  5  主成分的特征值和贡献率

Table  5.  Eigenvalues and contribution rates of principal components

主因子 Principal factor	特征值 Eigenvalue	方差贡献率 Variance contribution rate/%	累计贡献率 Cumulative contribution rate/%
1	8.189	32.756	32.756
2	6.607	26.427	59.183
3	5.617	22.467	81.650
4	4.587	18.350	100.000

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表  6  主成分载荷矩阵

Table  6.  Principal component load matrix

化合物名称 Compound name	主成份 Principal component
	1	2	3
5-甲基二十一烷 5-methyl-heneicosane	0.991	− 0.091	− 0.067
橙花醇 Nerol	− 0.988	0.080	0.069
二十二烷 Docosane	0.971	− 0.220	− 0.062
二十一烷 Heneicosane	0.971	0.030	− 0.121
十七烯 1-heptadecene	− 0.930	− 0.334	0.154
十四烷 Tetradecane	0.826	0.050	− 0.429
十六烷 Hexadecane	0.791	0.470	− 0.349
十七烷 Heptadecane	0.744	0.489	− 0.262
3-甲基十七烷 3-methyl-heptadecane	0.103	0.991	0.071
2-苯乙基酯苯甲酸 2-phenylethyl este-benzoic acid	0.278	0.956	0.027
1-乙基-9-十四碳烯-1-醇 1-acetate-9-tetradecen-1-ol	0.283	0.936	0.189
2-甲基-十六烷 2-methyl-hexadecane	− 0.391	0.917	− 0.084
1-十八炔 1-octadecyne	− 0.353	0.911	− 0.146
植酮 6,10,14-trimethyl-pentadecanone	0.102	0.891	− 0.322
1-十九烯 1-nonadecene	− 0.266	− 0.043	0.954
邻苯二甲酸二丁酯 Dibutyl phthalate	− 0.059	0.307	0.943
二十六烷 Hexacosane	− 0.261	− 0.055	0.924
2,4,10-三氧-7-烯-金刚烷 2,4,10-trioxa-7-enyl-adamantane	− 0.372	0.052	0.917
二十五烷 Pentacosane	0.308	− 0.418	0.831
9-十五碳烯丙酸酯 9-pentadecenyl propanoate	− 0.220	− 0.485	0.750

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由表6可以看出，第1主因子在变量5-甲基二十一烷、橙花醇、二十二烷、二十一烷、十七烯、十四烷、十六烷、十七烷有较高的载荷系数，则说明这些变量与第1主因子有高的相关性。第2主因子在变量3-甲基十七烷、2-苯乙基酯苯甲酸、1-乙基-9-十四碳烯-1-醇、2-甲基-十六烷、1-十八炔、植酮有较高的载荷系数，则说明这些变量与第2主因子有高的相关性。第3主因子在变量1-十九烯、邻苯二甲酸二丁酯、二十六烷、2,4,10-三氧-7-烯-金刚烷、二十五烷、9-十五碳烯丙酸酯有较高的载荷系数，则说明这些变量与第3主因子有高的相关性。

由表5可知，总方差81.650%的贡献率来自于第1、2主成分和第3主成分。采用SPSS17.0软件对37个样品进行主成分分析时，按照剔除最小特征值的主成分中对应的最大特征向量的变量的原则，每次剔除一个变量，然后对剩余变量进行主成分分析，分别可以得到样品得分图和主成分载荷图。

由图6可知，不同海拔的粉色紫斑牡丹分布在同一区域，说明不同海拔的紫斑牡丹精油成分差异较小；白色、粉色和紫色紫斑牡丹分布不同的区域，说明不同海拔不同品种的紫斑牡丹精油成分有较大的差异。白色紫斑牡丹精油样品（BZ-1）主要分布在xy象限，结合图7可知，二十一烷、5-甲基二十一烷、二十二烷可能为其主要成分。紫色紫斑牡丹样品（ZZ-1）主要分布在xz象限，结合图7可知，1-十九烯、2,4,10-三氧-7-烯-金刚烷、9-十五碳烯丙酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、二十五烷、二十六烷可能为其主要成分。不同海拔的粉色紫斑牡丹样品（FZ-1、FZ-2、FZ-3）主要分布在yz象限，结合图7可知，2-甲基-十六烷、1-十八炔、植酮为1号地紫斑牡丹精油的主要成分，十四烷可能是2号地和3号地紫斑牡丹精油的主要成分。

图  6  样品得分图

Figure  6.  Sample score chart

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图  7  20种成分在主成分上的载荷图

Figure  7.  Load diagram of 20 components in the principal components

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3.   结　　论

由实验可知，不同海拔不同品种的紫斑牡丹精油含量不同，白色紫斑牡丹精油含量最高，为0.109%，紫色紫斑牡丹次之，为0.103%，而3号地粉色紫斑牡丹精油含量最低，为0.075%。不同海拔高度的紫斑牡丹的精油共检测到70种挥发性化合物。其中1号地的粉色紫斑牡丹精油鉴定出54种化合物，2号地和3号地的粉色紫斑牡丹精油分别检测到53种和57种化合物。在成分构成上，1号地粉色紫斑牡丹精油以酯类和烷烃类物质为主，相对百分含量分别为37.45%（6种）、43.62%（24种）；2号地和3号地的粉色紫斑牡丹精油均以醇类、酯类和烷烃类物质为主，相对百分含量分别为17.27%、18.67%（8、9种）、30.42%、26.09%（6、4种）和39.41%、43.65%（23、27种）。3种不同品种的紫斑牡丹精油共检测到75种挥发性化合物。白色紫斑牡丹精油鉴定出59种化合物，粉色紫斑牡丹精油和紫色紫斑牡丹精油分别检测到54种和62种化合物。在成分构成上，白色紫斑牡丹精油和粉色紫斑牡丹精油均主要以酯类（20.97%、37.45%）和烷烃类（62.32%、43.62%）为主。而紫色紫斑牡丹精油主要以醇类、酯类和烷烃类为主，相对百分含量依次为16.26%、24.34%和45.06%。说明不同海拔高度及不同品种的紫斑牡丹精油在化合物种类、个数及相对含量方面具有一定的差异（P < 0.05）。目前为止对不同海拔高度不同品种的紫斑牡丹精油的化合物组成研究甚少，本实验可以为紫斑牡丹的生长条件、类别鉴定及紫斑牡丹精油的广泛应用提供数据支撑和理论支持。