超临界CO2萃取无花果叶中的挥发油及其成分分析
2020-11-10兰艳素徐玉婷张愉快何宁涛陈伟惠
兰艳素,徐玉婷,张愉快,何宁涛,陈伟惠
(黄山学院 化学化工学院,安徽 黄山245041)
无花果也叫蜜果、文仙果等,属于桑科榕属植物。在我国,无花果资源很丰富,经常当作绿化植物种植,用于观赏,果实可以食用,味道甜美,营养丰富,叶子还可以药用[1]。据《本草汇言》记载,无花果叶可以去湿热,解毒疮[2]。对于白癜风、痔疮、带状疱疹以及腹泻等症具有很好的治疗效果[3]。
相关研究发现无花果叶中香豆素的相对含量较高,除外还含有一定的挥发油、黄酮、微量元素、维生素等成分[4]。无花果叶水、醇提取物可以降血糖、降血脂、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、镇静催眠等[5,6]。挥发油具有较好的抑菌消炎、止咳平喘、解热镇痛等作用[7]。
植物中挥发油成分的提取方法很多,其中最常用的是水蒸气蒸馏法[8],但是,在蒸馏提取的过程中,挥发油组分比较容易发生一些化学反应,如分解、氧化等,从而导致得到的挥发油组分发生了一些变化。超临界CO2流体萃取技术是在低温条件下,以超临界CO2作为流体,可以快速渗透到植物中,溶解性能较好,能够实现挥发油组分的高效提取,同时还具有快捷、简便、无污染等优点[9-10]。截止目前,对于无花果果实的研究较多,而将超临界技术应用于无花果叶挥发油的提取还未见有文献报道。
本文以黄山产无花果叶为原料,采用超临界CO2流体萃取技术提取无花果叶挥发油,用无水硫酸钠干燥后,适当稀释数倍,应用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对成分进行分析,色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量,以期为无花果叶的进一步开发和利用提供参考。
1 实验部分
1.1 材料与仪器
Waters MV-10超临界萃取系统(美国waters 公司),Agilent 7890A-5975C 气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent 公司),电子分析天平(上海梅特勒-托利多仪器有限公司)。新鲜无花果叶采摘于黄山学院北校区,经鉴定为桑科榕属植物。无水乙醇,无水硫酸钠等均为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 超临界CO2萃取法提取无花果叶挥发油
用自来水将新鲜无花果叶清洗干净后,用二次蒸馏水淋洗,阴凉处放置12h,粉碎机粉碎,过100目筛,称取10g粉末,置于滤纸上,包裹好,装入萃取釜中,在萃取压力 300bar、萃取温度 40℃、CO2流量10mL·min-1,夹带剂为乙醇(1mL·min-1)的条件下动态萃取12min,静态萃取8min,最后动态萃取4min,循环进行2次,得到透明的挥发油液体。
1.2.2 挥发油前处理
将挥发油转移至小烧杯中,用无水Na2SO4干燥18h,离心后,准确移取5μL 上层油状透明液体于PCR 小管中,无水乙醇适当稀释,并用微孔滤膜过滤后,等待GC-MS进样检测。
1.2.3 GC-MS测定条件
实验所用的是HP-5MS 弹性石英毛细管柱(0.25μm,30m×0.25mm),高纯度He 作为载气,体积流量为1.0mL·min-1,按照如下程序进行升温:色谱柱初始温度为40℃,30min 匀速缓慢升温,达到160℃时,保持4min,再用20min 匀速缓慢升温至285℃,保持10min,待仪器稳定后,即可进样。进样口温度为280℃,进样量为0.5μL,分流比为20:1,质谱离子源为EI 模式,扫描质量数范围m/z为35~450,所用质谱数据库为NIST08。
2 结果与分析
2.1 无花果叶中挥发油成分分析
按照1.2.3项对仪器参数进行设置,待仪器稳定后进样,利用GC-MS技术对无花果叶中所含的挥发油成分进行分析,得到挥发油的总离子流图如图1。经NIST08 谱图库检索和匹配后,初步鉴定所含成分,再将成分离子峰与标准质谱图比对,进行人工解谱,最终确定无花果叶挥发油的化学成分,各成分的相对含量通过面积归一化法计算得到,结果如表1所示。
表1 无花果叶中所含挥发油成分
续表
由图1、表1可知,在无花果叶挥发油成分中,绝大部分组分的保留时间为40~70min。一共从无花果叶中分离鉴定了68种化合物,约为挥发油总量的95.22%。无花果叶挥发油中含有醇、酯、酚、酸、烯烃、烷烃、醛、酮类成分,各类有效成分的含量各异,含量最高的是醇类(35.18%),共12 种;其次为酚类(18.04%),共3种。酯、烯烃以及烷烃类化合物的相对含量均在10%左右,有机酸的含量为6.57%,醛和酮的相对含量都比较低,分别为0.72%、0.19%。
无花果叶挥发油中富含有β-谷甾醇、天然维生素E,相对含量分别为18.55%、17.08%。相对含量大于4%的组分还有反式角鲨烯(6.41%),植醇(4.11%),亚麻酸(4.21%),β-香树脂醇(4.71%)、补骨脂素(4.52%),这6种组分的总含量为59.59%,超过挥发油总量的一半。三氯乙烯、二十九烷、香叶基香叶醇、5-甲氧基补骨脂素的含量分别为3.13%、2.87%、2.92%、2.40%、2.07%,其它组分的含量均低于2%。
3 结论与讨论
超临界CO2流体法提取得到的无花果叶挥发油的成分比较复杂,主要为醇、酚类化合物,占挥发油总量的53.22%,还有酯、烯烃、烷烃等成分,各组分的含量顺序为:醇>酚>酯>烯烃>烷烃>酸>醛>酮。共分离鉴定出68种化合物,得到相对含量较高的组分是天然维生素E、角鲨烯、亚麻酸。天然维生素E除了具有抗氧化活性外,还能有效抑制肿瘤生长等。角鲨烯能增强机体免疫能力,对抗衰老、抗肿瘤等药效显著;亚麻酸是构成生物酶的基础物质,对身体健康起到决定性作用,具有降低血脂、降低血压等作用,这些均与无花果叶的药理活性相符。
与文献报道的水蒸气法提取无花果叶挥发油相比较,从成分上来看,主要成分基本一致,如补骨脂素、植醇,5-甲氧基补骨脂素,但含量稍有差异。超临界法提取得到的补骨脂素含量不高,只有4.52%。而水蒸气蒸馏法、乙醚超声法[3]提取得到含量最高的成分是补骨脂素,含量高达50%以上,提取结果有较大差距。这是因为无花果叶挥发油的提取效果与提取方法、无花果叶的来源地,还有采摘的季节有较大关系。
数量上比水蒸气蒸馏法提取得到的化合物多42种。水蒸气法提取的挥发油中主要是补骨脂素,另外还有烷烃,烯烃类化合物[11],超临界萃取得到的主要为醇、酚类化合物。可见,水蒸气蒸馏法的提取率相对较低,得到的挥发油成分以沸点低、极性小的烃类化合物为主,而超临界法CO2萃取法提取得到化合物的个数更多,且极性较大。导致成分及相对含量均存在一定的差异的原因是超临界萃取法采用超临界CO2作为流体,能快速渗透到无花果叶之中,不受溶剂极性的影响,对药材中各个极性段的化合物均具有较好的溶解性,特别是高沸点、大极性组分的提取率较高,且不易发生氧化、分解等反应。因此,超临界法CO2萃取技术非常适用于中药材挥发油组分的提取。