超声辅助提取丹参地上部分挥发油成分GC—MS分析
2017-07-10陈燕文李玉娟胡晶红张永清
陈燕文 李玉娟 胡晶红 张永清
摘 要: GC-MS技术分析丹参地上部分挥发油成分组成。采用超声辅助石油醚提取法提取丹参地上部分挥发油,运用气质联用技术对丹参挥发油进行分析,以面积归一化法计算各化学成分的百分含量。从丹参地上部分挥发油中共检出104种成分,鉴定出59种,其中三萜类化合物4,4,6a,6b,8a,11,12,14b-八甲基-十八氢-2H-亚环庚-3-烯-3-酮(8.950%)、4,4,6a,6b,8a,12,12,14b-八甲基-十八氢-2H-亚环庚-3-烯-3-酮(3.847%)、齐墩果酸(1.909%)、鲨烯(1.695%)和Ursa-9(11),12-dien-3-one(1.622%)为首次从丹参挥发性成分中检出。超声辅助石油醚提取丹参地上部分挥发油组成与已有文献报道差异较大,为丹参挥发油的药理活性探究提供参考依据。
关 键 词:丹参;地上部分;挥发油;GC-MS
中图分类号:TQ 028 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2017)07-1307-04
GC-MS Analysis on Essential Oil Constituents From Aerial Parts of Salvia
Miltiorrhiza Bge. by Ultrasound-assisted Extraction
CHEN Yan-wen1,2,LI Yu-juan1,2,HU Jing-hong1,2*,ZHANG Yong-qing1,2*
(1. Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Shandong Jinan 250355, China ;
2. Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Resources of Shandong Province(Shandong University of Traditional Chinese Medicine), Shandong Jinan 250355, China)
Abstract: Essential oil constituents from aerial parts of Salvia miltiorrhiza Bge. were analyzed by GC-MS. The essential oil was first extracted from aerial parts of Salvia miltiorrhiza Bge.by ultrasound-assisted extraction, and then the chemical constituents were analyzed by GC-MS. The percentage of each chemical constituent was calculated by area normalization method. 104 Kinds of compositions were detected from the essential oil of stems leaves and flowers of Salvia Miltiorrhiza Bge.,59 chemical compositions among them were identified.Triterpenoids 4,4,6a,6b,8a,11,12,14b-octamethyl-1,4,4a,5,6,6a,6b,7,8,8a,9,10,11,12,12a,14,14a,14b-octadec-ahydro-2H-picen-3-one(8.950%), 4,4,6a,6b,8a,12,12,14b-octamethyl-1,4,4a,5,6,6a,6b,7,8,8a,9,10,11,12,12a,14,14a,14b-octadec-ahydro-2H-
picen-3-one (3.847%), oleanic acid (1.909%), squalene (1.695%) and ursa- 9(11),12-dien-3- one (1.622%) were obtained from the volatile constituents from aerial parts of Salvia miltiorrhiza Bge. for the first time. The chemical composition of essential oil from aerial parts of Salvia miltiorrhiza Bge. obtained by ultrasound-assisted extraction is quite different from the literature data. This study will provide reference for the pharmacological study of essential oil of Salvia miltiorrhiza Bge..
Key words: Salvia Miltiorrhiza Bge.; Aerial parts; Essential oil; GC-MS
丹参系为唇形科鼠尾草属植物丹參(Salvia miltiorrhiza Bge.) 的干燥根及根茎,是中国中医临床常用中药,具有活血祛瘀、通经止痛、清心除烦等功效,临床上主要用于月经不调、痛经经闭、胸痹心痛和脘腹胁痛等症状[1]。丹参的主要活性成分包括两部分:脂溶性成分和水溶性成分,脂溶性成分主要包括丹参酮ⅡA、隐丹参酮、丹参酮Ⅰ等,具有抗菌、抗炎等药理作用;水溶性酚酸成分主要包括丹参素、丹酚酸B、迷迭香酸等,具有抗凝血、抗血栓形成和细胞保护等作用[2]。传统上,丹参临床用药主要应用其根及根茎,丹参的地上部分不做药用,而已有研究表明丹参地上部分约占全草重量的67%[3],资源丰富,如果能够将其地上部分充分开发利用,将在很大程度上提高丹参资源的开发利用,减少资源浪费。陈康健等[4]通过气-质联用技术分析了丹参不同部位的挥发性成分,结果发现丹参茎、叶和花中含量较高的挥发性成分均为β-石竹烯、大根香叶烯D、波旁烯等倍半萜类化合物,另据文献报道挥发油中的倍半萜类化合物具有明显的抗炎、抗氧化、抗菌、抗肿瘤及改善老年痴呆症状的药理作用[5-7]。
挥发油是由几十至几百种化合物组成的复杂混合物,萜类及脂肪酸类是其主要组成成分,在植物体内分布非常广泛[8]。挥发油提取的常用方法有水蒸气蒸馏法、超声辅助蒸馏法、有机溶剂萃取法、压榨发、超临界流体萃取法等,研究发现不同提取方法对挥发油的成分组成有很大影响[9,10],而挥发油的组成对其药理活性又有较大影响。超声辅助有机溶剂萃取法是挥发油提取常用方法之一,具有提取时间短、提取率高、能耗小等优点。本研究在已有研究报道的基础上,首次选用超声辅助石油醚萃取法对丹参地上部分挥发油进行提取,并应用GC-MS分析技术对其挥发性成分组成进行分析。旨在为丹参资源的综合开发利用提供参考依据。
1 实验部分
1.1 药材与试剂
供试材料采自山东中医药大学药用植物园,原植物经山东中医药大学张永清教授鉴定为唇形科植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge.。采摘3年生盛花期丹参地上部分于50 ℃恒温烘箱中烘干,粉碎,过40目筛备用。石油醚(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)。
1.2 仪器
6890N/5973型气相色谱-质普联用仪(美国Agilent公司);GFL-230型恒温干燥箱(天津市莱玻特瑞仪器設备有限公司);LD-Y500A高速万能粉碎机(上海丁帅电热有限公司);KDM型调温电热套(山东省鄄城新华电热仪器厂);CP225D型十万分之一电子分析天平(上海越平科学仪器有限公司);旋转蒸发器(巩义市予华仪器有限责任公司)。
1.3 方法
1.3.1 丹参地上部分挥发油的提取
准确称取丹参地上部分药材细粉20 g置于500 mL锥形瓶内,加入15倍量的石油醚,室温浸泡30 min,于30 ℃条件下超声(350 W,40 kHz)萃取1 h,过滤;滤渣加入10倍量的石油醚30 ℃下超声萃取0.5 h,过滤,合并滤液,N2吹至干,加入10 mL石油醚溶出,避光阴暗处自然挥去石油醚,得挥发油,称重,-20 ℃条件下储存备用。
1.3.2 GC-MS条件
气相色谱条件:Agilent HP-5MS 19091S-133 毛细管色谱柱5% Phenyl Methlyl Siloxane (30.0 m×0.25 mm×0.5 μm),额定内径;程序升温:初始温度为70℃,保持5 min,以4 ℃/min速率升温至140 ℃,保持3 min,以2 ℃/min速率升温至180 ℃,再以6 ℃/min速率升温至220 ℃,保持10 min,最后以4 ℃/min速率升温至280 ℃,保持15 min;载气为高纯氦气;进样口温度为280 ℃;不分流模式进样;体积流量为1.0 mL/min;柱前压为57.6 kPa。
质谱条件:离子化模式EI;离子化电压70 eV;接口温度250 ℃;离子源温度280 ℃;扫描速度
2 000 amu/s;m/z范围40~600 amu。
2 结果与分析
取“1.3.1项”下提取方法所得丹参地上部分挥发油加石油醚溶解,然后按照“1.3.2项”下条件进样,对丹参地上部分挥发油进行分析。得到样品GC-MS离子流图,如图1。利用峰面积归一化法计算各组分在挥发油中的相对百分含量,通过数据库检索(NITS05a.L)、人工解谱和文献校对进行分子结构鉴定和比较,结果见表1。
3 讨 论
(1)应用GC-MS技术首次对超声辅助有机溶剂萃取法得到的丹参地上部分挥发油进行分析,从中共检测出104种挥发性成分,鉴定出59种化合物,共占挥发油总量的83.4%。主要包括萜类、烷烃类、酯类、酸类、芳香烃类、醛类和醇酮类等化合物,其中萜类化合物含量最大,约占挥发油总量的40.306%。含量较高的有倍半萜类化合物β-石竹烯氧化物(11.627%)和β-石竹烯(1.977%),三萜类化合物4,4,6a,6b,8a,11,12,14b-八甲基-十八氢-2H-亚环庚-3-烯-3-酮(8.950%)、4,4,6a,6b, 8a,12,12,14b-八甲基-十八氢-2H-亚环庚-3-烯-3-酮(3.847%)、齐墩果酸(1.909%)、鲨烯(1.695%)
和Ursa-9(11),12-dien-3-one(1.622%),烷烃类化合物正二十七烷(5.256)、正二十四烷(4.782%)、正二十六烷(1.994%)和2,6,6-三甲基-双环[3.1.1]庚烷(1.398),二萜类化合物异植醇(4.187%)和植醇(1.238%),酯类化合物十六烷酸乙酯(5.005%)、亚油酸甲酯(4.360%)和3-甲基-2-丁烯酸-3-十三烷基酯(1.804%),酸类化合物(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸(3.380%)及棕榈醛(1.788%)和6,10,14-三甲基-2-十五烷酮(1.335%)等。其中,三萜类化合物4,4,6a,6b,8a,11,12,14b-八甲基-十八氢-2H-亚环庚-3-烯-3-酮、4,4,6a,6b,8a,12,12,14b-八甲基-十八氢-2H-亚环庚-3-烯-3-酮、齐墩果酸、鲨烯、Ursa-9 (11), 12-dien-3-one和二萜类化合物异植醇和植醇为首次从丹参地上部分挥发性组分中鉴定出,占鉴定出组分总含量的23.956%。
(2)应用气-质联用技术已有多人对丹参挥发性成分进行分析,冀海伟等[11]通过水蒸气蒸馏法获得丹参各部位挥发油,从丹参茎、叶、花中共鉴定出42种挥发性成分,其中三者含量较高的成分均为大根香叶烯D、α-石竹烯、石竹烯、大根香叶希B和δ-杜松二烯等倍半萜类化合物。陈康健等[4]应用顶空固相微萃取联合气-质分析技术分析丹参不同部位的挥发性成分,从丹参茎、叶、花种共鉴定出71种挥发性成分,三者含量较高的为β-石竹烯氧化物、β-石竹烯、α-石竹烯和大根香叶烯D等倍半萜类化合物。本实验应用超声辅助石油醚萃取技术对丹参地上部分挥发油进行提取,GC-MS分析结果与已有报道含量差异较大。其中,已有报道含量均较高的大根香叶烯D、α-石竹烯和大根香叶希B本次实验未能检出,而本实验检定出含量较高的三萜类化合物和二萜类化合物异植醇、植醇为首次从丹参地上部分挥发油中鉴出。出现这种结果的原因可能为水蒸气蒸馏法和顶空固相微萃取技术提取过程中都需要较高的温度,较长的提取时间,高温可能会破坏挥发油中分子量较大的化学成分,这种推测与Bayramoglu B等[9-10,12]研究发现一致。另外,丹参生长年限、采收季节及烘干方式的不同可能也是丹参地上部分挥发性成分含量差异较大的原因。
(3)本实验首次对丹参茎、叶和花混合品的挥发性成分进行研究,超声辅助石油醚提取丹参挥发油操作簡单、易行,更贴近实际生产应用。另有文献报道三萜类化合物具有较强的抗病毒、抗肿瘤和增强巨噬细胞吞噬功能等作用[13],但不同提取方法所得丹参地上部分挥发油的体内外药理活性差异有待进一步研究。
参考文献:
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].北京:中国医药科技出版社,2015:76-77.
[2]杨志福.丹参有效成分及药理作用[J].西北药学杂志,2001,16(3):131.
[3]李磊,胡广林,Frank S. C. Lee,等.丹参抗氧化成分及其分布特性[J].江西农业大学学报,2001,23(4):487-491.
[4]陈康健,王喆之,等.GC-MS分析丹参不同部位中的挥发性成分[J].陕西师范大学学报(自然科学版),2011,39(1):66-70.
[5]Hou J, Sun T, Hu J, et al. Chemical composition, cytotoxic and antioxidant activity of the leaf essential oil of Photinia serrulata[J]. Food Chemistry, 2007, 103(2): 355-358.
[6]樊丽,杨 宏.百里香挥发油成分及其对运动损伤易感染细菌的抑制作用[J]当代化工,2014,43(5):701-703.
[7]Cheng Yj, Dong Z, Liu S.β-Caryophyllene ameliorates the alzheimer-like phenotype in APP/PS1 mice through CB2 receptor activation and the PPARγ pathway[J]. Pharmacology, 2014, 94:1-12.
[8]吴立军.实用天然有机产物化学[M].北京:人民卫生出版社,2007,1:1011-1013.
[9] Lucchesi ME, Chemat F, Smadja J. Solvent-free microwave extraction of essential oil from aromatic herbs: compraison with conventional hydro-distillation[J]. Journal of Chromatography A, 2004, (1043):323-327.
[10]Presti ML, Ragusa S, Trozzi A, et al. A comparison between different techniques for the isolation of rosemary essential oil[J]. J Sep Sci, 2005, 28: 273-280.
[11] 冀海伟,赵莹,王健美.气质联用法分析丹参不同部位挥发性成分[J].药物分析杂志,2010,30(2):240-243.
[12]Bayramoglu B, Sahin S, Sumnu G. Solvent-free microwave extraction of essential oil from oregano[J]. J Food Eng, 2008, 88:535-540.
[13]匡海学.中药化学[M].北京:中国中医药出版社,2013,4:221-222.