维药神香草挥发油与超临界CO2流体萃取物化学成分的比较研究

维药神香草挥发油与超临界CO2流体萃取物化学成分的比较研究

祖丽菲亚·吾斯曼1， 努尔江·肉孜2， 买吾拉尼江·依孜布拉1， 麦合苏木·艾克木1

(1新疆医科大学维吾尔医学院， 乌鲁木齐830011；2新疆乌鲁木齐石化职工医院， 乌鲁木齐830019)

摘要：目的研究维药神香草水蒸气蒸馏提取挥发油与超临界CO2流体萃取物化学成分的异同。方法采用水蒸气蒸馏法与超临界CO2流体萃取法分别提取神香草挥发油和超临界CO2流体萃取物，并通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪对其化学成分进行分析和鉴定。结果维药神香草挥发油的水蒸气蒸馏法提取率为0.68%， GC-MS分析、鉴定出所有65种化合物，其中含量较高的是亚油酸(13.83%)、棕榈酸(13.80%)、(+)-胡薄荷酮(8.31%)、(+)斯巴醇(6.27%)、二十一烷(5.34%)、香茅酸(4.07%)、二十六烷(4.02%)、二十四烷(3.28%)、二十烷(3.06%)。维药神香草超临界CO2流体萃取物的萃取得率为5.5%，GC-MS分析、鉴定出所有34种化合物，其中γ-谷甾醇(31.882%)、二十八烷(19.953%)、亚麻酸(16.279%)、三十六烷(15.939%)、棕榈酸(10.658%)、亚麻酸乙酯(12.471%)、三十一烷(12.215%)、9,12,15-十八烷三烯酸乙酯(9.057%)化合物含量较高。结论维药神香草挥发油与超临界CO2流体萃取物化学组成存在较大的差异，超临界CO2流体萃取物中的γ-谷甾醇、亚麻酸、亚麻酸乙酯等被认为是具有较强生物活性的化合物，且含量较高，具有较大的潜在研究前景。

关键词：维药神香草； 挥发油； 超临界CO2流体萃取物； 化学成分； GC-MS

中图分类号：R28文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2015.07.006

[收稿日期：2015-03-16]

基金项目：国家自然科学基金( 81350021)

作者简介：张景萍(1977-)，女，硕士，副教授，研究方向：复杂性疾病的分子生物学研究。

The comparison of chemical constituents in the volatile oil and supercritical

CO2fluid extracts of Hyssopus officinalis L.

Zulpiya Osman1， Nurjan Rozi2, Mawlanjan Hizbulla1， Mahsum Ekim1

(1CollegeofTraditionalUighurMedicineInstitute,XinjiangMedicalUniversity,

Urumqi830011,China;2XinjiangUrumqiPetrochemicalWorkersHospital,Urumqi830019,China)

Abstract:ObjectiveTo study the similarity and differences in chemical composition and relative content of volatile oil by steam distillation and supercritical CO2 Fluid extraction extracts of Hyssopus officinalis L.(Hyssop), a Traditional Uighur Hreb Medicine. MethodsHyssopus volatile oil and SFE exctracts was extracted by steam distillation and supercritical CO2 Fluid extraction methods and the gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) were used to analyze its chemical composition. Then, relative content of each component has been calculated with a peak area normalization method. ResultsThere were 65 components separated and identified from volatile oil of Hyssop by team distillation, and its content was 0.68%，which mainly included Linoleic acid (13.83%), palmitic acid (13.80%), (+)-pulegone(8.31%), (+) Spartak alcohol (6.27%), heneicosanoic (5.34%), lemongrass acid (4.07%), hexacosanoic (4.02%), lignoceric (3.28%), eicosanoic (3.06%). There were 34 components separated and identified from SFE exctracts of Hyssop by supercritical CO2 Fluid extraction, and the content reached 5.5% , which mainly included γ-sitosterol (31.882%), heneicosanoic (19.953%), linolenic acid (16.279%), hexatriacontanoic (15.939%), palmitic acid (10.658%), flax ethyl (12.471%), hentriaconta (12.215%), 9,12,15 octadecane leukotriene ethyl (9.057%). ConclusionThe result showed that there were many differences in chemical composition and relative content of Hyssop extractions from steam distillation and supercritical CO2 Fluid extraction. We find some higher content of chemical compounds such as γ-sitosterol, linolenic acid and flax ethyl in the supercritical CO2 Fluid extraction which are considered biologically active compounds and have great potential research prospects.

Key words: Traditional Uighur Hreb Medicine Hyssopus officinalis L.; volatile oil; supercritical CO2fluid extracts; Chemical constituents; GC-MS

维药神香草(Hyssopus officinalis L.)为唇形科(Labiatae)多年生草本植物，神香草是维医常用药材，维吾尔名为祖帕奇尼(简称祖帕)，常用于治疗哮喘、胸肺黏稠性顽疾以及气管炎的咳嗽、气喘、感冒发烧和风湿等，在新疆北部有野生分布。《中华本草:维吾尔药卷》等中记载道:药用全草，含挥发油、黄酮、生物碱、多糖等化学成分[1]。研究报道，挥发油是维药神香草的主要活性组分或成分之一，具有显著的抗炎、抑菌、解痉作用[2-4]。提取挥发油的常用方法为水蒸气蒸馏法，但其提取率低，所需时间长。超临界流体萃取技术是当今方兴未艾的一种新型分离技术，其具有萃取温度低、时间短、提取率高且无环境污染等优点[5-6]，近年来广泛应用于中药有效成分的提取、分离。因此，本研究采用水蒸气蒸馏法与超临界CO2流体萃取法分别提取神香草挥发油和超临界CO2流体萃取物，并通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪对其化学成分进行分析和鉴定，用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量，探讨两者化学组分或成分的异同，旨在为维药神香草的开发利用奠定物质基础。

1材料与方法

1.1药品与试剂神香草全草由新疆维吾尔自治区维吾尔医院药房提供，经新疆维吾尔自治区维吾尔医院制剂中心质检伊力哈木·买买提副主任药师鉴定为唇形科植物硬尖神香草(Hyssopus officinalis L.)的干燥地上部分，乙醚、正己烷、氯化钠、无水硫酸钠均为分析纯。

1.2仪器Agilent7890A-5975c GC-MS联用仪(USA Agilent公司)，SFE-221-50-6型1L-SFE一氧化碳萃取装置(江苏南通华安有限公司)，冷却水循环装置CA-1111(上海爱浪仪器有限公司)，FW100 型高速万能粉碎机(北京市永光明医疗仪器有限公司)，CPA 1245 精密天平(赛多利斯科学仪器北京有限公司)。

1.3水蒸气蒸馏法提取神香草挥发油采用《中国药典》附录(XD)挥发油提取方法[7]，取已粉碎的神香草的全草200 g，加水2 000 mL，浸泡1 h，100℃加热蒸馏，蒸气蒸馏5 h，收集蒸馏液，用氯化钠饱和，乙醚萃取，醚层用无水硫酸钠干燥，低温回收乙醚，得具芳香气味的棕黄色挥发油，挥发油提取率=提取挥发油质量/药材质量×100% 。

1.4神香草挥发油GC-MS分析条件采用GC-MS分析法对水蒸气蒸馏法所提取神香草挥发油进行化学成分分析，GC-MS条件如下：(1)GC条件：色谱柱：RTX-5MS(30 m×0.32 mm×1.0 μm)，载气：氦气，程序升温:60℃保持1 min，10℃/min升至300℃，保持5 min；5℃/min升至300℃，保持40 min；进样口温度310℃；进样方式：分流进样，分流比为30∶1。(2)MS条件：电子轰击离子源(EI)，电子束能量70 eV，传输线温度250℃，离子源温度200℃，质量扫描范围30～500 m/z。随机工作站Turbmass4.1进行数据处理，自动依据标准质谱库Nist147和Wiley7 进行质谱图计算机检索并结合文献鉴定。运用峰面积归一化法计算各个化合物的相对含量。

1.5神香草超临界CO2流体萃取物的制备由本课题组发明的中华人民共和国发明专利《一种神香草超临界CO2流体萃取物及其制备方法和用途》(专利申请号：201310362139.6)中的方法制备[8]，即称取干燥神香草100 g粉碎，过20目筛，采用超临界CO2流体萃取的方法提取其挥发成分，萃取条件为萃取压力20 MPa，用75%的携带剂量在40℃温度下萃取90 min，CO2流速35 L/h。萃取得率(Y)=萃取挥发油质量/装料质量×100%。

1.6神香草超临界CO2流体萃取物的GC-MS分析条件采用GC-MS分析法对超临界CO2最佳萃取工艺所提取神香草挥发油进行化学成分分析，GC-MS条件如下：(1)GC条件：色谱柱为HP-INNOWax 石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；程序升温控制柱箱温度：100～200℃(4℃/min)，100～240℃(6℃/min)，最后240℃下恒温5 min，载气(He)流速1.0 mL/min，进样量0.5 μL；分流比30∶1。(2)MS条件：电子轰击离子源(EI)，电子束能量70 eV，传输线温度220℃，离子源温度230℃，质量扫描范围 33～500 m/z。随机工作站Turbmass4.1进行数据处理，自动依据标准质谱库Nist0进行质谱图计算机检索并结合文献鉴定。运用峰面积归一化法计算各个化合物的相对含量。

2结果

2.1神香草挥发油的化学成分分析水蒸气蒸馏法提取神香草挥发油含量为0.68%。根据质谱数据库统计分析神香草挥发油中化学组成非常丰富，其中含量较高的是亚油酸(C19H34O,13.83%)、棕榈酸(C16H32O2,13.80%)、(+)-胡薄荷酮(C10H18O,8.31%)、(-)-斯巴醇(C15H24O,6.27%)、四十四烷(C44H90,5.34%)、香茅酸(C10H18O2,4.07%)、二十八烷(C28H58,4.02%)、二十四烷(C24H50,3.28%)、二十烷(C20H42,3.06%)，结果见表1。

2.2神香草超临界CO2流体萃取物的化学成分分析神香草超临界CO2萃取物的含量为0.68%，图1为超临界CO2流体萃取物的总离子流图，超临界CO2流体萃取物中化学组成也较多，其中含量较高的化合物是γ-谷甾醇(C29H50O,31.882%)、二十八烷(C28H58,19.953%)、亚麻酸(C18H30O2,16.279%)、三十六烷(C36H74,15.939%)、棕榈酸(C16H32O2,10.658%)、亚麻酸乙酯(C20H36O2,12.471%)、三十一烷(C31H64,12.215%)、9,12,15-十八烷三烯酸乙酯(C18H30O2,9.057%)，结果见表2 。

图1　神香草超临界CO 2流体萃取物的GC-MS 总离子流图

2.3神香草挥发油和超临界CO2流体萃取物化学成分的比较比较挥发油与超临界CO2流体萃取物质谱分析结果，发现两者在化学组成上存在较大差异。挥发油中化合物成分较多，即有含量较低的正己酸、薄荷酮、薄荷醇、薄荷脑等一些小分子化合物和亚油酸、棕榈酸、(+)斯巴醇、二十一烷、香茅酸、二十六烷、二十四烷、二十烷等含量较多大分子的化合物。而超临界萃取物所含化合物比挥发油少，所含小分子化合物不同且量较少，但在包含这些大分子化合物的基础上，还增加了γ-谷甾醇、亚麻酸、亚麻酸乙酯等目前被认为具有许多生物活性的化合物，且含量较高。

3讨论

神香草为维医防治呼吸道疾病良药，疗效显著。本课题组以往对神香草抗哮喘药效物质及其作用机制进行一系列研究，发现其总黄酮抗炎、止咳、祛痰及平喘抗炎、止咳、祛痰及平喘作用显著，并呈剂量依赖性,能够改善肺组织病理改变，减轻哮喘气道炎症[9-10]。另外，近年在新疆人工种植神香草获得成功，具有较高利用和开发价值。挥发油是其主要有效组分或成分之一，具有显著的抗炎、抑菌、解痉作用。采用水蒸气蒸馏法提取挥发油是常用方法，但其提取率低，所需时间长，而超临界流体萃取作为提取效率高的绿色提取分离技术，在中医药有效成分的提取、分离方面已得到了日益广泛的应用。因此，本研究旨在探讨2种方法所得到的提取物化学组分或成分是否相同，超临界流体萃取是否能够代替传统的水蒸气蒸馏技术，采用水蒸气蒸馏法与超临界CO2流体萃取法分别提取神香草挥发油和超临界CO2流体萃取物，并通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪对其化学成分进行分析和鉴定，用色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量，结果表明，采用水蒸气蒸馏法提取维药神香草挥发油的提取率为0.68%，而超临界CO2流体萃取物的萃取得率为5.5%，两者化学组成或成分上存在较大差异。挥发油中化合物成分较多，即有含量较低的正己酸、薄荷酮、薄荷醇、薄荷脑等一些小分子化合物和亚油酸、棕榈酸、(+)斯巴醇、二十一烷、香茅酸、二十六烷、二十四烷、二十烷等大分子的化合物。而超临界萃取物所含化合物比挥发油少，其中小分子化合物也不同，且量较少，但在包含这些大分子化合物的基础

表1　神香草水蒸气挥发油化学成分分析

表2　神香草超临界CO 2流体萃取挥发油化学成分分析

上增加了γ-谷甾醇、亚麻酸、亚麻酸乙酯等目前被认为具有许多生物活性的化合物，且含量较高。两者化学成分差异的原因是由于化合物的分子量大，挥发性较差，不易被蒸馏出去，因此水蒸气蒸馏法提取的神香草挥发油中大分子化合物的含量较低。而超临界流体萃取法中，超临界CO2流体的特性和提取工艺的不同，其提取、分离效果比水蒸气蒸馏高，因此神香草超临界CO2流体萃取物中大分子化合物的含量较高。

总之，本研究揭示了神香草挥发油和超临界CO2流体萃取物的化学成分的差异，同时发现神香草超临界CO2流体萃取物中增加了γ-谷甾醇、亚麻酸、亚麻酸乙酯等目前被认为具有许多生物活性的化合物，且含量较高，从而为维药神香草的利用和开发奠定了物质基础。

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(本文编辑施洋)

通信作者：李惠武，男，教授，博士生导师，研究方向：哈萨克族食管癌发病的分子机制，E-mail：huiwuli1234@163.com。

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