核桃(Juglans regia)因其利用价值高,种植面积日益扩大,核桃副产物的产量也相应增多,核桃壳被随意丢弃在田间或简单加工成活性炭和滤料使用;分心木直接作为中药利用,但都因利用率不高造成了资源浪费和环境污染。本研究采用核桃壳和分心木为原料,通过多种有机溶剂进行高效提取,联合采用红外(FT-IR)、气质联用(GC/MS)和超高分辨率液质(UPLC-QTOF-LC/MS)等进行化学成分解析,深入分析分心木和核桃壳中的生物活性物质组分特征及用途,为核桃副产物附加值提升和多级利用奠定基础。研究结果如下:(1)核桃壳和分心木的多种溶剂高效提取:通过红外光谱分析发现核桃壳中含有酯类,酮类和酸类物质。分心木中存在醇类,酯类和酮类物质。核桃壳和分心木被乙醇、丙酮和乙酸乙酯溶液高效提取。(2)核桃壳和分心木的挥发性组分特征及功能分析:气质检测结果分析发现核桃壳中的挥发性物质有175种,其中主要挥发性物质有肉豆蔻酸、反油酸、糠酸和马鞭草烯醇等。在核桃壳中新发现的挥发性物质有12种,如柚皮苷和紫罗兰酮等。分心木中的挥发性物质有186种,主要挥发性物质有D-gamma-生育酚、顺式-10-十七烯酸、S-(7-辛烯基)乙硫酸氢钠和琥珀酸单乙酯等。在分心木中新发现的挥发性物质有14种,如樱花苷和紫罗兰酮等。核桃壳和分心木中的共有物质多达21种,主要成分为反油酸、樱花苷和虾青素等,其中新发现的成分有5种。核桃壳乙酸乙酯溶液的提取效果最好,提取物适宜用作生物医药和化工原料;其中的紫罗兰酮是进口的医药中间体。分心木乙醇溶液的提取效果最好,提取物在医药和化工行业有重要作用,如庚酸可用于合成抗霉菌药;柚皮苷具有明显消炎效果。(3)核桃壳和分心木的不挥发性组分特征及用途分析:经超高分辨率液质检测发现核桃壳中不挥发性物质867种,主要有己二酸二甲酯,苯乙烯和磷酸三苯酯等物质,其中在核桃壳中新发现的物质有28种,如癸二酸、5,8,12-三羟基-9-十八烯酸和生育酚酸等。分心木中不挥发性物质有1019种,主要有表儿茶素没食子酸酯,次鳥頭鹼和山奈酚等,其中新发现成分有45种。核桃壳和分心木中共有的首次发现的不挥发性物质有1 5种,如表儿茶素没食子酸酯、鞘磷脂和酚红钠等。核桃壳乙酸乙酯提取效果最好,不挥发性物质适宜开发生物医药和香精香料类产品;分心木乙醇溶液提取效果最好,不挥发性物质适宜用作化工和医药原料。(4)核桃壳和分心木的潜在抗癌主效因子分析:核桃壳和分心木中不挥发性物质具有抗癌效果的成分作为主要成分,经主成分分析法分析得到核桃壳和分心木中共有15种潜在抗癌活性主效因子,其中表儿茶素没食子酸酯、山奈酚以及呋喃碱作为主要因子贡献了接近10%的抗癌效果,且在这些物质周围存在的功能不明的物质如七烷酰基肉碱在消炎,抑菌等方面具有研究潜力。本论文以核桃壳和分心木为研究对象,利用目前较为先进的红外,气质和超高分辨率液质检测,系统解析核桃壳和分心木中挥发性物质,不挥发性物质的组分特征及用途。通过主成分分析法系统分析核桃壳和分心木中不挥发性物质的潜在抗癌主效因子,为核桃壳和分心木的资源化利用、以及提高核桃附加值奠定了基础。