桧木精油主要成分分析及其功能性研究

黄雪妮 石榆锋 赵芷嘉 李东昱 陈玉兰 蒋筱 张晶晶

摘要：桧木是柏科侧柏属的一种古老树种，其提取物（桧木精油）具有抗衰老、抗病毒、抗癌变等多种生物活性。本研究旨在通过微观图谱的形式，了解其主要成分，并以柏木脑等为例，分析桧木精油具有抗衰功能的原因。研究结果是其具有良好的抗氧化效果，主要体现在两大方面：清除自由基方面，包括柏木脑、烯类化合物等三个维度；减少脂质过氧化方面，包括鞣质、黄酮类化合物两个维度。

关键词：桧木精油 抗氧化 清除自由基 脂质过氧化

桧木又称扁柏、侧柏、崖柏，是裸子植物中属于柏科侧柏属的一种植物，在地球上已经存活了250万年，被称为“亚洲树王”“植物界的活化石”。桧木是我国珍贵树种，不但树形高大雄伟，而且也是有名的长寿树，目前世界上树龄最老的桧木大约有6500年。药书[1]中记载，侧柏叶具有清凉收敛、祛风理湿、凉血止血的功效，而其果实则具有润养血脉、益血止汗、宁神益智等作用。现代研究发现，侧柏精油能减少自由基等对人体的伤害，因而具有很好的抗氧化作用，其抗氧化作用可与其他生物活性协同延缓机体的衰老。[2]。

1 桧木精油主要成分分析

1.1 GC-MS技术分析

气质联用（GC-MS）是一种常见的化学分析方法，复杂组分的分离和鉴定常采用此方法，而生物样品中药物与代谢物定性定量主要依靠其具有气相色谱（GC）的高分辨率和质谱（MS）的高灵敏度。

（1）气相色谱条件：Rtx-5MS（30m×0.25mm×0.25μm）色谱柱，进样量1μL，分流比100︰1，进样口温度260℃，流速1ml/min，载气为高纯氦气程序升温：最初温度为90℃（持续300s），以3℃/min升温速度上升至220℃（持续300s），最后以10℃/min的速度升至250℃。

（2）质谱条件：ET电离源，电离电压70eV，离子源温度230℃，四级杆温度150℃，传输线温度250℃，标准调谐，SCAN质量扫描，溶剂延迟5min，扫描范围35～600amu。

（3）成分解析：根据上述气质联用的条件进行分析研究，获得了桧木精油的总离子流色谱图（TIC），即图1。

1.2微谱分析总结报告

当代样品配方分析都需要通过多种不同的仪器以及分析方法相結合才能完成分析过程，因多种分析方法最终都需要依靠微观谱图来进行结果判定，故将其统称为微谱分析，该分析方法已经受到化工技术服务领域的一致认可。

经微谱分析结果显示，桧木精油中所占含量最大的是烯类化合物，其中罗汉柏烯（CAS No.470-40-6），即图2，长叶烯（CAS No.475-20-7），β-柏木烯（CAS No.546-28-1）的含量最高，其占比含量分别为20.3%，15.8%，6.5%；其次是属于倍半萜醇类的柏木脑（CAS No.77-53-0），即图3，占比达19%；还有相对占比较少的黄酮类化合物，如2-异丙基-1-甲氧基-4-甲基苯（CAS No.877-65-6），即图4等、鞣质等化合物。

2.1清除系列自由基

自由基理论[3]是目前衰老机制中比较让人们所接受的重要学说：那就是机体耗氧的量与机体衰老的速率成正相关，而自由基与机体抗氧化酶物质的活性也有高度相关性，因此自由基也是一个促衰老的重要因子。自由基是生命活动过程中的必然产物，体内的自由基处于产生与被清除的一个动态平衡，若过多的自由基无法被及时的清除，则会导致机体病变，加速人体的衰老。

同时还有研究[4]表明，自由基链反应的进行有一个很独特的特点，那就是此反应进行过程中，基本不会产生非自由基产物，但是能捕捉或消除自由基的少量氧化物就能打断链反应或减缓链反应速率。DPPH是一种不容易和别的物质发生反应的自由基，如果它能被受试物清除，那就说明其具有降低羟基自由基等自由基的浓度和中断脂质过氧化链式的作用；羟自由基能与体内多种物质发生反应，尤其是鸟苷和硫胺，它是自由基中危害最大、活性最强的一种。

而桧木精油中的烯类化合物、柏木脑与黄酮类化合物都具有抗氧化活性：烯类化合物能直接清除羟基离子、H2O2、DPPH、超氧化物、超氧阴离子、羟基离子等一系列自由基，其总体抗氧化能力并不比合成抗氧化剂的功能差，有些方面更优于合成抗氧化剂[5]；柏木脑中含有许多不饱和键，这些不饱和键具有减少自由基生成的作用[6]；黄酮类化合物种类较多，如前文提到的2-异丙基-1-甲氧基-4-甲基苯（CAS No.877-65-6）以及5-甲氧基-1，2，34-甲基萘（CAS No.1008-19-1）等，羟基是氢供体，具有清除多种活性氧的功能，所以羟基位置和数目是清除活性氧的关键因素，可决定其抗氧化活性能力。[7]。

2.2减少脂质过氧化

在机体的新陈代谢过程中，氧自由基反应和脂质过氧化反应对人体的健康都具有重要的影响，一般情况下两种反应相互平衡、相互协调，共同维持机体的免疫功能和一些重要的生理功能。这种协调与动态平衡一旦遭破坏，就会影响到人体正常的代谢和免疫功能，人体的一些生物膜也将遭到自由基连锁反应的损害，最后导致细胞、神经甚至组织器官的功能变化，这种反应称为脂质过氧化。

黄酮类化合物不但具有清除游离自由基的生物活性，其还可以清除活性氧，防止氧及其代谢物对机体的毒性效应，又可以抑制自由基再过氧化链式反应中的产生，通过减少脂质过氧化反应链长度而起到阻断脂质过氧化链反应的作用[8]。而鞣质是一类多元酚类化合物，其结构复杂，目前国内外对其抗氧化活性的研究较多。鞣质中的酚羟基性质不稳定，易被氧化成醌类结构，而且其对活性氧等自由基有很强的捕捉能力，故而能清除生物体内过剩的自由基，保护细胞膜的正常流动和蛋白质的正常结构，防止DNA断裂，从而起到抗衰老、抗氧化的功能[9]。

3 结论

本项目通过气质联用以及微观图谱的分析方法，对桧木提取物——桧木精油已知或未知成分进行科学全面的分析，明确了其主要组成成分：以罗汉柏烯，长叶烯，β-柏木烯为主的烯类化合物；属于倍半萜醇类的柏木脑；以及如2-异丙基-1-甲氧基-4-甲基苯等黄酮类化合物；还有部分鞣质等化合物。同时，明确了桧木精油的各组成成分具有清除DPPH与羟基离子等系列自由基、减少脂质过氧化、阻断链反应等生物活性，并在发挥抗氧化作用时，表现为协同增效的效果，提高桧木精油的总体抗氧化能力，从而令其表现出良好的抗衰功能。

参考文献：

[1]方立生.本草纲目全书[M].2011年版.湖南：湖南美术出版社.ISBN 9787535644923

[2]周雨凡，王蓟花，刘志龙，等.侧柏叶精油的抗细菌和抗氧化活性[J].北京林业大学，中国农业大学，2011.中图分类号：Q946.8；R284.1

[3]LimoliCL，KaplanMI，GiedzinskiE，etal. Attenuationofradiation-re-ducedgenomicinstabilitybyfreeradicalscavengersandcellularprolifer-ation〔J〕.FreeRadicBiolMed，2001；31（1）：10-1.

[4]王镜岩，朱圣庚，徐长法.生物化学[M].北京：高等教育出版社，2002：96-103

[5]李姣娟，黄克瀛，龚建良，等.油茶叶乙醇提取物清除DPPH自由基作用的研究[J].林产化学与工业，2008，36（7）：991-992.

[6]鲁长海，白卫东.植物精油生理功能的研究进展[J].中国调味品，2012，7（3）：36-40.

[7]郑瑞生，封辉，戴聪杰，等.植物中抗氧化活性成分研究[J].中国农学通报，2010，26（9）：85-90.

[8]左玉，张改玲.脂质氧化和抗氧化作用的研究进展[J].太原师范学院，2010：24

[9]邵芳芳，尹卫平，梁菊.重要的植物多酚及其抗氧化性能的研究概[J].西北药学杂志，2010，25（1）：66-68

项目来源：2017年大学生创新创业训练计划项目，项目编号：201710600016

第一作者：黄雪妮，在校本科生，研究方向：中医治则治法理论及应用研究。

通讯作者：蒋筱，教授，硕士研究生导师，研究方向：中医治则治法理论及应用研究。

张晶晶，讲师