金牛七超临界萃取物的GC-MS分析

王 凯， 张志琪， 王瑞斌

(1.北方民族大学化学与化工学院， 宁夏 银川 750021；2.陕西师范大学化学与材料科学学院， 陕西 西安 710062；3.榆林学院化学与化工学院， 陕西 榆林 719000)

0 前言

金牛七为毛茛科植物太白乌头(AconitumtaipeicumHand.Mzt)的干燥子根和母根，具有祛风活血、解痉止痛和麻醉败毒的作用[1]，陕西又作草乌药用.对于金牛七化学成分的研究目前尚未见到.本文应用超临界萃取技术，研究了金牛七的萃取工艺，并采用单因素试验法考察了压力、温度、萃取时间3个因素对金牛七萃取率的影响.最佳萃取条件为：压力2 500 Pa，温度40 ℃，时间120 min，CO2流量8 mL/min，利用GC-MS联用技术对其萃取物进行了系统的研究，其中亚油酸(30.72%)、谷甾酮(17.46%)含量较高.

1 材料、试剂与仪器

QP2010气-质联用仪(日本SHIMADZU公司)，SFT-100XW超临界萃取仪(美国Supercritical Fluid Technologies 公司)，药品均为分析纯，金牛七药材(产于陕西秦岭)，经陕西师范大学生命科学学院任毅教授鉴定.

2 金牛七的超临界萃取

称取金牛七粉末8 g(60目)装入500 mL的萃取釜中，萃取条件为萃取釜温度40 ℃，出口温度38 ℃，萃取压力2 500 Pa，CO2流量8 mL/min，萃取时间90 min，其中静态萃取60 min，动态萃取30 min，得到有特殊气味的黄色油状物，萃取率为2.7% .

3 气相色谱-质谱联用条件

3.1 气相色谱条件

RTX-5MS 5%diphenyl-95%dimethyl polysiloxane(0.2 mm×30 m, 0.25μm)弹性石英毛细管柱.采用程序升温，从70 ℃开始，以10 ℃·min-1升至230 ℃， 再以5 ℃·min-1升至280 ℃， 保持4 min，载气为高纯氦气(99. 999%)；柱内载气流量1.47 mL·min-1；柱前压91.6 kPa；汽化室温度为250 ℃；进样量1μL(乙醚溶液)；分流比20∶1.

3.2 质谱条件

EI离子源；离子源温度200 ℃；接口温度250 ℃；电子能量70 eV；倍增器电压0.9 kV；溶剂延时3.5 min；扫描范围40～600 amu.

4 结果与讨论

4.1 萃取条件的选择

4.1.1 压力对萃取率的影响

萃取压力是超临界萃取的主要参数之一，压力改变则SCF-CO2密度也改变，当其他条件一定时(在超临界萃取状态下)，随着压力增大，CO2的密度增大，其对被萃取物的溶解能力也增大.

图1 压力对萃取率的影响 图2 温度对萃取率的影响 图3 时间对萃取率的影响

从实验结果图1可知，在温度40 ℃，时间120 min时，随着压力的增加，金牛七在SCF-CO2中的溶解度增大，萃取率上升，当萃取压力由2 500 Pa升至3 500 Pa时萃取率下降，可见2 500 Pa为最佳萃取压力.

4.1.2 温度对萃取率的影响

萃取温度对溶质萃取率的影响分为两方面：一方面，温度升高导致溶质热运动加快，蒸汽压上升，由于超临界萃取和其他萃取过程一样也是一个传质过程，故溶质蒸汽压的升高必然会导致萃取率的提高；另一方面，温度升高引起溶剂CO2的密度变小，而密度的大小决定其对溶质的溶解能力，故温度升高同时又使溶解能力下降.因此，升温有可能造成萃取率增加、不变或降低，它取决于升温所降低的CO2密度与增加的扩散系数两种竞争效应相持的结果.

由图2可知，在萃取压力为2 500 Pa，时间为120 min，温度为40 ℃时萃取率最高，可见40 ℃为最佳萃取温度.

4.1.3 时间对萃取率的影响

随着萃取时间的增加萃取量会逐渐增大，在最佳萃取条件(2 500 Pa, 40 ℃)下每隔30 min取样一次,考察金牛七超临界提取物的累积提取率随萃取时间的变化,结果如图3所示.由图3可见，在最初的90 min，累积提取率迅速提高，达到2.5%；之后1 h累积提取率增加缓慢，所以萃取时间以90 min为宜.

图4 金牛七超临界-CO2萃取物的GC-MS总离子流图

由此得到超临界萃取金牛七挥发油的最佳萃取条件为：压力2 500 Pa，温度40 ℃，时间120 min，与传统的提取方法比较,具有萃取时间短、萃取效率高、无污染、工艺简单等优点.

4.2 挥发油的GC-MS分析

按上述实验条件，对金牛七的超临界萃取物进行了GC-MS分析，得总离子流图(TIC)如图4所示，各色谱峰相应的质谱图经人工解析及NIST05.LIB谱库检索，按各色谱峰的质谱碎片图与文献核对，查对有关质谱资料[2-5]，对基峰、质荷比和相对丰度等方面进行直观比较，确定其化学成分，鉴定出33种化合物，占总峰面积的99.93%，并用峰面积归一化法计算了各化合物的相对含量，结果如表1所示.

表1 超临界萃取金牛七中挥发油的化学成分

结果显示，在金牛七的超临界萃取物中共分离出35个色谱峰，鉴定出33种化合物，占总峰面积的99.93%,其中有机酸 9 种(52.08%)，主要为亚油酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸等；烷烃15种(9.93%)，主要为二十二烷、二十四烷和三十六烷等；酯 3种(1.71%)，主要为邻苯二甲酸二异辛基酯、邻苯二甲酸二丁基酯等；还有谷甾酮(17.46%)、7-十四醛(7.17%)、2,2′-亚甲基二(6-叔丁基)对酚(10.43%)以及少量的萘、胺、烯等.

综上可知，在金牛七超临界萃取物的有机酸中含有大量的不饱和脂肪酸，总相对含量占31.83%，主要为亚油酸(30.72%)、9-十六碳烯酸(0.84%)、顺-6-十八碳烯酸(0.27%)，而饱和脂肪酸主要以棕榈酸(13.1%)、硬脂酸(2.71%)、肉豆蔻酸(0.36%)为主.据报道, 肉豆蔻酸、硬脂酸具有抗氧化作用[6,7]，不饱和脂肪酸具有降低血栓形成可能和降低血小板凝集作用，可防治动脉硬化、抗衰老、防癌抗癌[8-10].油酸、棕榈酸具有降血脂、抗动脉粥样硬化、抗血小板聚集及血栓形成的作用[11].亚油酸是一种人体必须脂肪酸，为细胞膜和线粒体的组成成分,对胆固醇的代谢、输送和排泄起调节作用[12]，这可能是金牛七祛风活血的药效物质基础.该结果有助于对金牛七化学成分进行深入研究，促进资源的充分利用.

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