海南江蓠挥发油化学成分的研究
2015-12-28
(海南大学海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南海口570228)
海藻是海洋生物资源的重要组成部分,主要由蓝藻、绿藻、红藻和褐藻等4大藻类组成。据估计,世界海洋中约有24 000余种海藻。海南江蓠(Gracilaria hainanensis)为红藻门(Rhodophycophyta)、红藻纲(Florideophyceae)、杉藻目(Gigartinales)、江蓠科(Gracilariaceae)、江蓠属(Gracilaria)海藻。海南江蓠的主要产地是中国海南及越南,属于暖水性藻类,热带生长。
海藻长期生活在高盐、缺氧的特殊环境里,且为了抵抗海洋微生物的感染和摄食生物的吞食,在长期的进化过程中海藻能合成一些有细胞毒性的次级代谢产物,如具有抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤等的生理活性物质[1-4]。
挥发油的提取方法有水蒸气蒸馏法、索氏提取法及快速溶剂萃取法等。海南江蓠含有较多的多糖胶体,提取挥发油过程中会产生大量的泡沫,严重干扰了水蒸气蒸馏的正常进行。索氏提取法萃取时间长,溶剂使用量大。快速溶剂萃取法(accelerated solvent extraction,ASE)具有萃取时间短、溶剂使用量少、萃取效率高等优点,被广泛应用于环境、食品、制药和聚合物领域。
目前,海南江蓠挥发油化学成分活性物质的提取及研究国内还未见报道。为了寻找海南江蓠中有特殊活性的次级代谢产物,作者采用快速溶剂萃取法萃取海南江蓠挥发油,利用气质联用仪对海南江蓠挥发油化学成分进行分析,拟为进一步开发利用海南江蓠奠定基础。
1 实验
1.1 材料与仪器
海南江蓠于2013年12月采自海南文昌,经过鉴定。
海南江蓠除去杂物、洗净,于45 ℃烘干,粉碎过40目筛,保存于干燥瓶中,备用。
快速溶剂萃取仪,赛默飞世尔科技公司;气质联用仪,德国安捷伦科技有限公司。
1.2 方法
1.2.1 样品制备
取全藻粉,经过快速溶剂萃取仪萃取海南江蓠中的挥发油,得到淡黄色澄清液体,具有海藻芳香气味,4℃冰箱保存。
1.2.2 化学成分分析
利用气质联用仪对海南江蓠挥发油化学成分进行分析。
色谱条件:19091N-133型弹性石英毛细管柱(30 m×0.25mm,0.25μm);柱温为程序升温,初始温度90 ℃,以6 ℃·min-1升到240 ℃,载气为高纯度氦气,载气流量为1.0 mL·min-1,进样口温度为240 ℃,分流比为100∶1。
质谱条件:离子源为EI源,离子源温度230℃,电子能量70eV,扫描范围(m/z)为50~500aum,电离电压1.2kV,进样量1.0μL。
2 结果与讨论
采用快速溶剂萃取法从海南江蓠挥发油中分离出26个组分,海南江蓠挥发油总离子流图谱如图1 所示。
图1 海南江蓠挥发油总离子流图谱Fig.1 Ion chromatogram of Gracilaria hainanensis volatile oil
经Agilent Mass Hunter化学工作站软件检索分析和查找相关质谱文献资料(图2~4)[5-6],确定了其中的26种化学成分,按峰面积归一化法进行计算,得到挥发油中各化学成分的相对含量,结果见表1。
表1 海南江蓠挥发油化学成分分析Tab.1 Composition analysis of Gracilaria hainanensis volatile oil
由表1可知,海南江蓠挥发油中,2,5-二正丁基吡唑并[5,1-a]异喹啉、2-(2-苯并噻唑基)-5-甲氧基苯酚、1-(六氢吡咯烷嗪-3-亚基)-3,3-二甲基丁烷-2-酮、苯并吗啉、5-氟-4-咪唑羧酸等5种化合物的相对含量较高,分别占24.5%、10.7%、10.5%、10.3、、9.5%。
图2 苯并吗啉的化学结构式及质谱图Fig.2 Chemical structural formula and mass spectrum of 2,3-dihydro-1,4-benzoxazine
图3 1-(六氢吡咯烷嗪-3-亚基)-3,3-二甲基丁烷-2-酮的化学结构式及质谱图Fig.3 Chemical structural formula and mass spectrum of 1-(hexahydropyrrolizin-3-ylidene)-3,3-dimethyl-butan-2-one
3 结论
采用快速溶剂萃取法萃取海南江蓠(Gracilaria hainanensis)挥发油,利用气质联用仪对挥发油化学成分进行分析,并利用质谱图进行计算机检索,共鉴定出海南江蓠挥发油中26种化合物,其中2,5-二正丁基吡唑并[5,1-a]异喹啉、2-(2-苯并噻唑基)-5-甲氧基苯酚、1-(六氢吡咯烷嗪-3-亚基)-3,3-二甲基丁烷-2-酮、苯并吗啉、5-氟-4-咪唑羧酸等5种化合物的相对含量较高,分别占24.5%、10.7%、10.5%、10.3% 和9.5%。
图4 2-(2-苯并噻唑基)-5-甲氧基苯酚的化学结构式及质谱图Fig.4 Chemical structural formula and mass spectrum of 2-(2-benzothiazolyl)-5-methoxyphenol
[1]罗先群,王新广,钱文斌,等.海南沿海二种海藻抗细菌生物活性物质的提取抑菌活性的研究[J].中国食品添加剂,2008,(5):111-118.
[2]岑颖洲,蔡利玲,刘明正,等.海藻生理活性物质的研究进展(综述)[J].暨南大学学报(自然科学版),1998,19(5):78-86.
[3]谭仁祥.功能海洋生物分子——发现与应用[M].北京:科学出版社,2007.
[4]WISESPONGPAND P,KUNIYOSHI M.Bioactive phloroglucinols from the brown algaZonariadiesingiana[J].J Appl Phycol,2003,15(2-3):225-228.
[5]丛浦珠,李笋玉.天然有机质谱学[M].北京:中国医药科技出版社,2003.
[6]陈耀祖.有机质谱原理及应用[M].北京:科学出版社,2004.