安徽产艾叶挥发油成分GC-MS分析

杜家俊，高 瑞，王少圣，赵金红，李朝品

(皖南医学院 1.护理学院；2.医学寄生虫学教研室，安徽 芜湖 241002)

安徽产艾叶挥发油成分GC-MS分析

杜家俊1，高 瑞1，王少圣2，赵金红2，李朝品2

(皖南医学院 1.护理学院；2.医学寄生虫学教研室，安徽 芜湖 241002)

目的：分析安徽产艾叶挥发油的主要化学成分。方法：采用超临界CO2法从安徽产艾叶中提取挥发油，用气相色谱-质谱联用(GC-MS)法对其化学成分进行鉴定，用面积归一化法计算各组分的相对百分含量。结果：共分离出48个化学组分，所占比例最高的为蒿醇(10.26%)，其次为油酸酰胺(6.51%)、环己酮(5.07%)、(Z)-13-二十二烯酰胺(4.73%)、正二十七烷(3.65%)、植醇(3.61%)、棕榈酰胺(3.38%)、2,7,7三甲基二环[3,1,1]庚-2-烯-6-酮(2.56%)、邻-异丙基苯(2.21%)等，以酮类和醇类居多。结论：安徽产艾叶挥发油成分与其他产地艾叶挥发油成分不完全相同。

艾叶；挥发油；超临界CO2萃取法；气相色谱-质谱联用技术

【DOI】10.3969/j.issn.1002-0217.2017.01.004

艾草(Artemisiaargyi)属菊科(Composiate)蒿属(Artemisia)，别名艾叶、艾蒿、家艾，为多年生草本植物，主要分布于东北、华北、华东、西南及陕西、甘肃等地。艾草主要作用部位为干燥叶，柔软，气清香，味苦。据中医记载，艾叶常有温经止血，散寒止痛，祛湿止痒的功效[1]。近年来研究还发现，艾叶具有抗菌、抗病毒、镇咳平喘、祛痰、利胆、镇静、促循环、补气以及提升免疫力等作用[2-4]。目前，提取艾叶精油的方法有水蒸气蒸馏法、有机溶剂萃取法、超临界CO2萃取法、超声波辅助提取法和微波辅助法[5-8]等，且不同方法提取出艾叶挥发油的成分不一。本研究采用超临界CO2萃取法对安徽地区的艾叶提取其挥发油，并利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对艾叶挥发油的成分进行分析鉴定，以期为艾叶进一步开发及综合利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂 艾叶采自安徽阜阳、芜湖、马鞍山地区。无水乙醇、正己烷(分析纯，上海产)。

1.2 仪器 高速中药粉碎机(XFB-500，吉首市中诚制药机械厂)，超临界CO2萃取装置(HA221-50-06，南通华安超临界萃取有限公司)，低速大容量离心机(KDC-40，安徽中科中佳科学仪器有限公司)，旋转蒸发仪(RE2000A，上海亚荣生化仪器)，OLYMPUS显微镜(BX51，日本奥林巴斯株式会社)，气相色谱质谱仪(Agilent 7890A/5975C，美国安捷伦科技有限公司，自带NIST谱库)。

1.3 艾叶精油的制备 根据预实验确定了最佳提取条件。取自然干燥的艾叶，用粉碎机粉碎后，装入萃取罐；打开水浴，使萃取装置达到设定的温度(35 ℃)；通入CO2，将系统中的空气置换干净；打开压缩机，调节萃取器内压力达到要求(16 MPa)；调节萃取器出口阀，使CO2流量达到要求的稳定值(20 kg/h)；维持体系在此状态80 min，打开分离器，取出萃取物，称重；待萃取完毕，关闭压缩机、钢瓶，放空CO2，取出挥发油粗产品浸膏样产物；萃取过程中分离Ⅰ的温度为55.0 ℃，分离Ⅱ的温度为35.5 ℃，萃取Ⅰ的温度为36 ℃。然后将萃取得到的艾叶浸膏用无水乙醇按1∶20的比例溶解稀释后，迅速冰浴30 min，冷却析出低溶解度的蜡质类物质；然后 4000 r/min下离心20 min，取上清液置于旋转蒸发仪中，旋转蒸发30 min后得到脱蜡质艾叶挥发油，计算得油率。

1.4 气相色谱-质谱分析

1.4.1 色谱条件 色谱柱HP-5 ms毛细管柱(30 m×0.25 mm×250 mm)；升温程序：起始温度50 ℃，保持2 min，以6 ℃/min上升至100 ℃，保持1 min，然后以3 ℃/min上升至190 ℃，再以10 ℃/min升至280 ℃，保持10 min；流量：1 mL/min；进样口温度：250 ℃；压力52 kPa；载气：氦气。

1.4.2 质谱条件 电离方式EI；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；传输线温度250 ℃；气化室温度270 ℃；接口温度：240 ℃；溶剂延迟时间5 min；质子扫描范围m/z：30～500；倍增器电压1.43 kV。

2 结果

2.1 得油率 本研究采用超临界CO2萃取法对安徽地区的艾叶提取其挥发油，得油率为0.402%。

2.2 艾叶精油GC-MS分析 通过对安徽产地艾叶挥发油进行GC-MS分析，得到了样品的总离子图(图1)。 由NIST数据库系统检索，鉴定出48种成分，并采用面积归一化法计算了各成分在艾叶挥发油中的相对含量，具体结果见表1。

2.3 艾叶挥发油成分分析 通过计算相对面积可得出艾叶挥发油中48种成分，占总峰面积的90.53%。由表1可见，安徽地区艾叶经超临界CO2萃取法获得的挥发油中，占主要成分的有蒿醇(Artemisol)10.26%、油酸酰胺(Oleic acid amide)6.51%、环己酮(Cyclohexanone)5.07%、(Z)-13-二十二烯酰胺((Z)-13-Docosenamide)4.73%、正二十七烷(Heptacosane)3.65%、植醇(Phytol)3.61%、棕榈酰胺(Hexadecanamide)3.38%、2,7,7三甲基二环[3,1,1]庚-2-烯-6-酮(Bicyclo[3.1.1]hept-2-en-6-one, 2,7,7-trimethyl-)2.56%、邻-异丙基苯(O-cymene)2.21%、侧柏酮(Thujone)1.95%、棕榈酸乙脂(Hexadecanoic acid, ethyl ester)1.89%、蒿酮(1,5-Heptadien-4-one, 3,3,6-trimethyl-)1.83%、乙酸橙花脂(4,6-Heptadienoic acid, 3,3,6-trimethyl-, ethyl ester)1.79%、硬脂酰胺(Octadecanamide)1.59%、蒎烯(1,3,6-Heptatriene, 2,5,5-trimethyl-)1.58%、内型-1,7,7-三甲基-二环[2.2.1]庚-2-醇(Bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol)1.43%、(-)-4-萜品醇(3-Cyclohexen-1-ol, 4-methyl-1-(1-methylethyl)-, (R)-)1.25%、二十一烷(Heptadecane)1.13%等。其中酮类占20%、烯类占12%、醇类占20%、酚类占6%、烷类占18%、醚类占4%、醛类占2%、酯类占10%、酰胺类占6%。因此，在艾叶挥发油中酮类和醇类占主要成分。

2.4 与其他产地艾叶挥发油成分比较 本实验的艾叶原料主要为安徽阜阳、芜湖、马鞍山地区的野生艾叶。本实验所得艾叶挥发油的化学成分与甘肃、广西、贵州、河南、湖南、江苏等地研究所得的成分存在一定差异(表2)。蒎烯(1,3,6-Heptatriene,2,5,5-trimethyl-)、侧柏酮(Thujone)、石竹烯(Caryophyllene)及石竹烯氧化物(Caryophyllene oxide)为大多数地区艾叶挥发油所共有的特征成分，而广西产艾叶挥发油成分与安徽产艾叶挥发油成分含相同成分最多。

图1 艾叶挥发油GC-MS总离子流图

表1 艾叶挥发油化学成分分析

序号化学式分子量成分峰面积相对含量/%1C6H10O98环己酮 Cyclohexanone49.395.072C10H16136蒎烯 1,3,6-Heptatriene,2,5,5-trimethyl-15.351.583C10H14134金钟柏2,4(10)-二烯 Bicyclo[3.1.0]hex-2-ene, 4-methylene-1-(1-methylethyl)-5.770.64C8H16O1281-壬烯-3-醇 1-Octen-3-ol3.20.335C10H18O1543,3,6-三甲基-1,4-庚二烯-6-醇 3,3,6-Trimethyl-1,4-heptadien-6-ol4.870.56C10H14134邻-异丙基苯 o-Cymene21.582.217C10H18138Bicyclo[4.1.0]heptane,3,7,7-trimethyl-, [1S-(1α,3β,6α)]-2.480.258C10H18O154桉油精 Eucalyptol7.540.779C11H24156十一烷 Undecane2.370.2410C10H16136γ-松油烯 γ-Terpinene2.710.2811C10H16O152蒿酮 1,5-Heptadien-4-one,3,3,6-trimethyl-17.831.8312C10H18O154蒿醇 1,5-Heptadien-4-ol,3,3,6-trimethyl-100.0010.2613C10H16O152侧柏酮 Thujone19.011.9514C10H14O1502,7,7三甲基二环[3,1,1]庚-2-烯-6-酮24.962.56Bicyclo[3.1.1]hept-2-en-6-one, 2,7,7-trimethyl-15C10H16O152反式-3(10)-卡伦-2-醇 trans-3(10)-Caren-2-ol4.980.5116C10H18O154内型-1,7,7-三甲基-二环[2.2.1]庚-2-醇 Bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol-13.931.4317C9H18O1422-烯烃-4-醇2-Octen-4-ol,2-methyl5.80.618C10H18O154(-)-4-萜品醇 3-Cyclohexen-1-ol, 4-methyl-1-(1-methylethyl)-,(R)-12.141.2519C9H8O132肉桂醛 2-Propenal,3-phenyl-4.160.4320C10H14O150D-香芹酮 2-Cyclohexen-1-one, 3-methyl-6-(1-methylethenyl)-,(S)-5.260.5421C15H32212十五烷 Dodecane,2,6,11-trimethyl-4.770.4922C10H14O150百里香酚 Thymol4.210.4323C9H141221,3-Cyclopentadiene, 5,5-dimethyl-1-ethyl-6.310.6524C12H20O2196乙酸橙花脂 4,6-Heptadienoicacid,3,3,6-trimethyl-, ethylester17.441.7925C11H18O166Bicyclo[3.1.1]heptan-3-one, 2-ethyl-6,6-dimethyl-5.20.5326C10H12O2164丁香油酚 Eugenol4.40.4527C10H14O150马鞭草烯酮 Bicyclo[3.1.1]hept-3-en-2-one, 4,6,6-trimethyl-8.950.9228C15H24204石竹烯 Caryophyllene7.30.7529C21H44296二十一烷 Heptadecane,2,6,10,15-tetramethyl-6.760.6930C15H24O220石竹烯氧化物 Caryophylleneoxide4.520.4631C15H26O222喇叭茶醇 1-Naphthalenol,decahydro-1,4a-dimethyl-7-(1-methylethylidene)-,6.170.63[1R-(1α,4aβ,8aα)]-32C20H42282二十烷 Hexadecane,2,6,10,14-tetramethyl-9.350.9633C20H40O296叶绿醇 3,7,11,15-Tetramethyl-2-hexadecen-1-ol3.670.3834C18H36O268植酮 2-Pentadecanone,6,10,14-trimethyl-4.460.4635C21H44296二十一烷 Heptadecane,2,6,10,15-tetramethyl-11.011.1336C18H36O2284棕榈酸乙酯 Hexadecanoicacid,ethylester18.461.8937C20H40O296植醇 Phytol35.23.6138C20H36O2308亚油酸乙酯 Linoleicacidethylester3.080.3239C20H34O2306亚麻酸乙酯 9,12,15-Octadecatrienoicacid,ethylester,(Z,Z,Z)-3.20.3340C27H56380二十七烷 Heptacosane2.280.2341C16H33NO255棕榈酰胺 Hexadecanamide32.933.3842C39H78O3594硬酯酸 Stearicacid,3-(octadecyloxy)propylester2.60.2743C26H54366二十六烷 Octadecane,3-ethyl-5-(2-ethylbutyl)-3.270.3444C18H35NO281油酸酰胺;9-十八碳烯酰胺 9-Octadecenamide,(Z)-63.476.5145C18H37NO283硬脂酰胺;十八酰胺 Octadecanamide15.531.5946C35H7049017-三十五烯 17-Pentatriacontene3.110.3247C27H56380正二十七烷 Heptacosane35.583.6548C22H43NO337(Z)-13-二十二烯酰胺 13-Docosenamide,(Z)-46.114.73

表2 安徽产艾叶与其他产地艾叶挥发油成分比较

序号成分产地甘肃广西贵州河南湖南江苏1蒎烯1,3,6-Heptatriene,2,5,5-trimethyl-√√√√√23,3,6-三甲基-1,4-庚二烯-6-醇 3,3,6-Trimethyl-1,4-heptadien-6-ol√√3桉油精Eucalyptol√√4γ-松油烯γ-Terpinene√√5侧柏酮Thujone√√√√62,7,7三甲基二环[3,1,1]庚-2-烯-6-酮√√Bicyclo[3.1.1]hept-2-en-6-one,2,7,7-trimethyl-7D-香芹酮2-Cyclohexen-1-one√8乙酸橙花脂4,6-Heptadienoicacid,3,3,6-trimethyl-,ethylester√9丁香油酚Eugenol√10马鞭草烯酮Bicyclo[3.1.1]hept-3-en-2-one,4,6,6-trimethyl-√√11石竹烯Caryophyllene√√√√12石竹烯氧化物Caryophylleneoxide√√√13喇叭茶醇 1-Naphthalenol,decahydro-1,4a-dimethyl-7-(1-methylethylidene)-,√[1R-(1α,4aβ,8aα)]-14叶绿醇3,7,11,15-Tetramethyl-2-hexadecen-1-ol√15植醇Phytol√

注：√ 表示共有成分。

3 讨论

艾叶性辛、苦、温，归肝、脾、肾经。艾叶挥发油是从天然艾叶萃取精炼而来，外观为浅黄或绿黄色。关于艾叶挥发油的提取，据文献查阅，有水蒸汽蒸馏法和超临界CO2萃取法。本实验采用超临界CO2萃取法获得艾叶挥发油，得油率为0.402%，而江丹等[9]采用水蒸气蒸馏法对采自湖北蕲春、江西樟树、山东鄄城和河北安国、安徽霍山地区的艾叶进行挥发油的提取，得油率分别为1.230%、0.479%、0.394%、0.675%、0.296%，发现不同地区的的艾叶挥发油得油率不同，含量不同，化学成分数目也不同。由本实验得油率与其安徽霍山得油率进行比对，可发现超临界CO2萃取法比水蒸气蒸馏法得油率高。与阳一兰等[10]采用的水蒸气蒸馏法相比，本研究的超临界CO2萃取法所得成分更少，且以酮类和醇类居多，而水蒸气蒸馏法得到的成分以醇类和烯类居多。因水蒸气蒸馏法是通过浸泡原料而获得提取物，因此提取的范围广、准确率低，纯度低。而超临界CO2萃取法具有工艺简单、步骤少、耗时短、无溶剂残留、常温下操作等优点[11-13]。同时，阳一兰等[10]还采用了超临界CO2萃取法提取艾叶挥发油，经GC-MS对其进行分析，所得结果与本研究也有差别。

本研究所得艾叶挥发油成分主要为酮类如环己酮(Cyclohexanone)、蒿酮(1,5-Heptadien-4-one,3,3,6-trimethyl-)、侧柏酮(Thujone)等，醇类如蒿醇(Artemisol)、植醇(Phytol)、内型-1,7,7-三甲基-二环[2.2.1]庚-2-醇(Bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol)等，而阳一兰等[10]得出的成分主要为丁香烯环氧物(Clove epoxy)、花生酸(Arachic acid)和油醇(Oleyl alcohol)等，这可能与超临界CO2萃取条件、GC-MS分析条件、艾叶产地不同等有关。在本次鉴定出的安徽产艾叶挥发油成分中，与甘肃、广西、贵州、河南、湖南、江苏地区艾叶挥发油成分相比(如表2)，蒿醇(Artemisol)、油酸酰胺(Oleic acid amide)、环己酮(Cyclohexanone)、(Z)-13-二十二烯酰胺[13-Docosenamide,(Z)-]、棕榈酰胺(Hexadecanamide)、邻-异丙基苯(O-cymene)、棕榈酸乙酯(Hexadecanoic acid,ethyl ester)、蒿酮(1,5-Heptadien-4-one,3,3,6-trimethyl-)、硬脂酰胺(Octadecanamide)、内型-1,7,7-三甲基-二环[2.2.1]庚-2-醇(Bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol)、二十一烷(Heptadecane)、反式-3(10)-卡伦-2-醇[Trans-3(10)-Caren-2-ol]、百里香酚(Thymol)、肉桂醛(2-Propenal,3-phenyl-)等成分是本次采用超临界CO2萃取法首次报道。不同地区艾叶挥发油成分的不同，可能与不同地区的气候、温度、湿度、光照、海拔等条件因素有一定关系。本实验所得艾叶挥发油成分中，环己酮(Cyclohexanone)为无色透明液体，带有泥土气息，在工业上主要用作有机合成原料和溶剂；侧柏酮(Thujone)有类似薄荷醇的气味，能作用于大脑中的 GABA 受体和 5-HT3 受体[14]，使大脑产生兴奋作用；蒿酮(1,5-Heptadien-4-one,3,3,6-trimethyl-)、蒿醇(Artemisol)等成分有抑制细菌、病毒的作用。

本研究采用GC-MS对安徽产地的艾叶挥发油进行分析，使我们对该地区艾叶挥发油成分有了更近一步了解，为艾叶挥发油的综合利用率奠定了理论基础。

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Determination of the chemical component of volatile oil of Artemisia argyi from Anhui byGC-MS

DU Jiajun,GAO Rui,WANG Shaosheng,ZHAO Jinhong,LI Chaopin

School of Nursing,Wannan Medical College,Wuhu 241002,China

Objective：To determine the primary chemical component of volatile oil fromArtemisiaargyigrowing Anhui province.Methods:The volatile oil was extracted by supercritical CO2extraction technique,and its primary chemical component was measured with gas chromatography-mass spectrometer(GC-MS).The relative oil percentage in theArtemisiaargyiwas calculated by area normalization method.Results:A total of 48 chemical components was isolated from the volatile oil,in which artemisol content was the highest(10.26%),followed by oleic acid amide(6.51%),cyclohexanone(5.07%),13-docosenamide,(Z)-(4.73%),heptacosane(3.65%),phytol(3.61%),hexadecanamide(3.38%),bicyclo[3.1.1] hept-2-en-6-one,2,7,7-trimethyl-(2.56%),and O-cymene(2.21%).Ketone and alcohol were in major proportion.Conclusion:The chemical components in the volatile oil fromArtemisiaargyigrowing in Anhui province are different from the species in other origins.

Artemisiaargyi;volatile oil;supercritical CO2extraction;GC-MS

1002-0217(2017)01-0011-05

国家级大学生创新训练项目(201410368039)

2016-04-22

杜家俊(1991-)，女，2012级护理学专业本科生，(电话)18356976675，(电子信箱)1239428537@qq.com； 赵金红，女，副教授，硕士生导师，(电子信箱)jhjhzhao@aliyun.com，通信作者。

R 284.1

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