水蒸气蒸馏法和超声辅助提取法提取华细辛挥发油的比较

潘红亮，欧阳天贽*

(武汉理工大学理学院化学系，湖北 武汉 430070)

水蒸气蒸馏法和超声辅助提取法提取华细辛挥发油的比较

潘红亮，欧阳天贽*

(武汉理工大学理学院化学系，湖北 武汉 430070)

采用气相色谱-质谱联用技术对水蒸气蒸馏法(SD)和超声辅助提取法(UAE)提取的华细辛挥发油化学成分分离分析。结果表明：鉴定出的24种化合物，主要有甲基丁香酚、3,5-二甲氧基甲苯、黄樟醚、十五烷、卡枯醇、3,4-(亚甲基二氧)苯丙酮、优葛缕酮、龙脑、2,4-二甲氧基-3-甲基苯丙酮、N-异丁基十二碳四烯酰胺、芝麻素。两种方法提取的挥发油成分相同，但是超声辅助提取法所得部分成分质量分数比水蒸气蒸馏法提取的高1.2～24倍，其中芝麻素和6-十八烯酸的质量分数分别相差24及21倍，表明超声辅助提取法对华细辛挥发油中热不稳定和非挥发性化合物有更好的提取效果。

华细辛；挥发油；水蒸气蒸馏；超声辅助提取；气相色谱-质谱法

细辛为我国传统的常用中药，最早可见于《神农本草经》，具有抗炎、镇咳、祛痰、镇痛等方面的功效[1-2]。近年来，研究表明细辛提取物还可以增强记忆力，治疗老年痴呆症[3]、刺激毛发生长，治疗脱发[4]、对肿瘤细胞巨有杀伤性[5]、抗真菌[6]等药理活性。

有关细辛挥发油的化学成分研究的提取方法有水蒸气蒸馏法(steam distillation，SD)[7]、索氏提取法(sochlet extraction，SE)[8]、超临界CO2流体提取法(supercritical fluid extraction，SFE)[9]，微波辅助提取法(microwaveassisted extraction，MAE)[10]等。近年来，超声辅助提取法(ultrasonic asisted extraction，UAE)已发展为提取天然产物中活性成分的重要方法[11]，与其他传统提取方法相比，对目标产物的提取率明显增加，提取时间减少且提取温度低、设备简单便于操作[12]。研究表明，UAE法在提取过程中导致细胞壁破坏，提取溶剂容易渗透到细胞内部，超声产生的空化效应致使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，提高目标物从固相转移到液相的传质速率[13]。

本实验采用SD法和UAE法对华细辛挥发油进行提取，并对两种方法提取挥发油的化学成分进行气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry，GCMS)分离鉴定，为华细辛的用药安全和质量控制以及进一步开发利用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

细辛药材购于湖北省武汉市药材市场(产地：湖北恩施州)，经华中农业大学植物科学技术学院张宏宇教授鉴定为华细辛(Asarum sieboldiiMiq.)的干燥根茎。样品经粉碎后密封保存。

甲醇、乙醚均为分析纯。

1.2 仪器与设备

KQ5200E型超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；TRACE DSQⅡGC-MS仪 美国Thermo公司。

1.3 华细辛挥发油的提取

1.3.1 水蒸气蒸馏法

准确称取20g干燥华细辛根粉末，置于500mL圆底烧瓶内，加入100mL蒸馏水，连接水蒸气蒸馏装置后提取6h，向馏出液中加入NaCl，静置后用乙醚萃取(20mL×3次)，合并萃取液，无水NaSO4干燥，过滤，旋蒸回收乙醚，40℃真空干燥1h，得有特殊香味淡绿色挥发油，乙醚溶解，过滤，定容至25mL，冰箱中储存待用。

1.3.2 超声辅助提取法

准确称取20g干燥华细辛根粉末，置于250mL锥形瓶内，用100mL甲醇浸泡3h后超声提取2次，提取温度40℃，每次30min。过滤，合并滤液，旋蒸回收甲醇，40℃真空干燥1h即得有特殊香味挥发油浸膏。乙醚溶解，过滤，定容至25mL，冰箱中储存待用。

1.4 色谱条件

色谱柱：HP-5石英毛细管柱(15m×0.25mm，0.25 μm)；升温程序：80℃保持3min，以10℃/min升至290℃，保持5min；载气：He；柱压：56kPa；进样口温度：250℃；进样量：0.2μL；分流比：50:1。

1.5 质谱条件

电子轰击(EI)离子源；电子能量：70eV；传输线温度：250℃；离子源温度：250℃；质量扫描范围35～500u。

2 结果与分析

按照1.4、1.5节优化的气相色谱-质谱条件对SD和UAE法提取的华细辛挥发油进行分析，所得的总离子流图如图1、2所示。根据华细辛挥发油的总离子流图，用GC-MS 仪NIST 谱库自动检索被分析组分的质谱，并对检索结果进行人工核对。成分的鉴定结果及各化合物的色谱峰面积、质量分数见表1 (质量分数利用毛细管气相色谱面积归一化法计算)。

图1 SD提取华细辛挥发油总离子流图Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile oil from Asarum sieboldii Miq. extracted by steam distillation

图2 UAE提取华细辛挥发油总离子流图Fig.2 Total ion current chromatogram of volatile oil from Asarumsieboldii Miq. extracted by ultrasound-assisted method

据表1可知，分别鉴定出24个化合物，鉴定成分占SD法和UAE法提取成分总峰面积的比例分别为90.1%和91.31%。

两种方法提取的华细辛挥发油中主要成分有优葛缕酮、龙脑、草篙脑、3,5-二甲氧基甲苯、黄樟醚、甲基丁香酚、环苜蓿烯、肉豆蔻醚、十五烷、3,4-(亚甲基二氧)苯丙酮、榄香素、卡枯醇、2,4-二甲氧基-3-甲基苯丙酮、N-异丁基十二碳四烯酰胺、芝麻素等。其中甲基丁香酚质量分数最高，分别占总质量分数的29.38%和19.47%。

UAE法提取的化合物质量分数普遍高于SD提取，如优葛缕酮、草篙脑、2-异丙-5-甲基茴香醚、环苜蓿烯、十五烷、十七烷、棕榈酸、贝壳杉烯、6-十八烯酸、十八酸、N-异丁基十二碳四烯酰胺、芝麻脂素的质量分数相差1.2～20倍，其中6-十八烯酸相差近21倍，芝麻脂素相差24倍。由于中药成分的复杂性，产生上述质量分数差别很大的原因可能是，UAE法提取温度低，一些热稳定性差的化合物被完全的提取出来，另可能由于现代仪器技术的发展，一些存在于植物中的高沸点物质、不易挥发的化合物被分离鉴定，具体原因还有待进一步研究。

表1 SD和UAE提取华细辛挥发油化学成分的鉴定结果及各化合物的质量分数Table 1 Components of the volatile oil extracted from Asarum sieboldii Miq. by SD and by UAE and mass fractions of these compounds

研究表明甲基丁香酚具有抗组胺、镇咳作用，是主要活性成分[14]。黄樟醚具有抗惊厥、降体温、局部防腐等作用，但也有致癌毒性[15]。SD法和UAE法提取的甲基丁香酚和黄樟醚的质量分数的比分别为2.3和1.7。因此，在临床用药的同时既要保证用药效果，又要注意适用范围。

本实验提取分析得到的N-异丁基十二碳四烯酰胺仅发现存在于细辛中，是细辛挥发油中特有的成分，具有镇咳作用[16]。由表1可知，UAE法提取的该化合物质量分数是SD法提取的2.8倍。

3 结 论

3.1 SD法和UAE法提取的华细辛挥发油中主要成分有

甲基丁香酚、3,5-二甲氧基甲苯、黄樟醚、十五烷、卡枯醇、3,4-(亚甲基二氧)苯丙酮、优葛缕酮、龙脑、2,4-二甲氧基-3-甲基苯丙酮、N-异丁基十二碳四烯酰胺、芝麻素，其中甲基丁香酚、优葛缕酮、N-异丁基十二碳四烯酰胺等含量较多，它们是华细辛的主要药效成分。

3.2 SD法和UAE法提取的华细辛挥发油成分相同，但是超声辅助提取法所得部分成分质量分数比水蒸气蒸馏法提取的高1.2～24倍，其中芝麻素和6-十八烯酸的质量分数分别相差24及21倍，超声辅助提取法对华细辛挥发油中热不稳定和非挥发性化合物有更好的提取效果，UAE法优于SD法。

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Comparative Analysis of Volatile Oil Extracted fromAsarum sieboldiiMiq. by Steam Distillation and Ultrasound-assisted Extraction

PAN Hong-liang，OUYANG Tian-zhi*
(Department of Chemistry, School of Science, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)

In this paper, steam distillation (SD) and ultrasound-assisted extraction (UAE) methods were separately coupled to gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) to the chemical composition of volatile oil fromAsarum sieboldiiMiq. As a result, 24 compounds including methyleugenol, 3,5-dimethoxytoluene, safrole, pentadecane, kakuol, 3',4'-(methylenedioxy)propiophenone, eucarvone, borneol, 2',4'-dimethoxy-3'-methylpropiophenone,N-isobutyldodecatetraenamide and sesamin were identified. However, UAE revealed a 1.2－24-fold increase in partial components in comparison with SD. The contents of sesamin and 6-octadecenoic acid obtained by UAE were 24 and 21 times larger than that by steam distillation method,respectively. These studies suggested that UAE is superior to SD for both thermally unstable and non-volatile compounds in volatile oil fromAsarum sieboldiiMiq..

Asarum sieboldiiMiq.；volatile oil；steam distillation；ultrasound-assisted extraction；gas chromatography-mass spectrometry

R284.1

A

1002-6630(2011)10-0190-04

2010-07-06

中央高校基本科研业务专项(2010-Ia-034)

潘红亮(1985—)，男，硕士研究生，研究方向为天然产物化学。E-mail：phl2433@126.com

*通信作者：欧阳天贽(1966—)，男，副教授，博士，研究方向为天然产物化学。E-mail：oytz@mail.whut.edu.cn