盐析辅助水蒸气蒸馏法对川芎挥发油提取的影响研究

闫玺镁，石莉尧，高太祥，王 瑞

（山西中医药大学，山西 晋中 030619）

川芎为伞形科植物川芎（Ligusticum chuanxiong Hort.）的干燥根茎。味辛，性温，归肝、胆、心包经，功效活血行气，祛风止痛。用于胸痹心痛，胸胁刺痛，跌扑肿痛，月经不调，经闭痛经，癥瘕腹痛，头痛，风湿痹痛等［1］。川芎挥发油含量丰富，且为其主要有效成分之一，现代药理研究表明，川芎挥发油具有镇痛［2］、镇静［3］、改善血流变［4］、降低血压［5］、解热［6］、保护神经细胞等作用［7］。其中丁烯基苯酞和藁本内酯是川芎挥发油中含量较高的活性成分［8-9］，是川芎的主要化学成分［10］，常用来作为川芎挥发油质量的评价指标［11］，但在以往的研究中多用相对含量进行比较［12-14］。本研究初次采用选择离子（SIM）扫描模式对丁烯基苯酞和藁本内酯的含量进行计算，对传统水蒸气蒸馏法及盐析辅助水蒸气蒸馏法提取挥发油进行质量比较。

1 仪器与试药

7890B-5977B 气相色谱-质谱联用分析仪（GC-MS，安捷伦公司）；ZDHW 型调温电热套（北京中兴伟业仪器有限公司）；JM-B10001 型电子天平（余姚市铭重校验设备有限公司）；万能粉碎机（浙江红景天工贸有限公司）；AB135-S 电子天平（十万分之一，瑞士METTLER 公司）。川芎饮片（批号20181227，北京同仁堂药店）；正己烷（色谱纯，批号20190109）、磷酸氢二钠（批号20170110），天津市科密欧化学试剂有限公司；丁烯基苯酞（D057180321）、藁本内酯（G101181106），成都瑞芬思生物科技有限公司；氯化钠（批号20151010）、无水硫酸钠（批号20120608），天津市光复科技发展有限公司。

2 方 法

2.1 挥发油的测定条件

2.1.1 色谱条件 色谱分离采用HP-5MS 毛细管色谱柱，载气为氦气，以1 mL/min 恒定的流速通过HP-5MS 毛细管柱，进样量1 μL，进样口温度250 ℃。柱温程序1：初始温度50 ℃，保持5 min，以20 ℃/min 升至90 ℃，保持3 min；再以5 ℃/min升至140 ℃，保持2 min；然后以1 ℃/min 升至160 ℃，保持5 min；最后以1 ℃/min 升至170 ℃，保持2 min。柱温程序2：初始温度150 ℃，保持5 min，以2 ℃/min 升至160 ℃，保持15 min。

2.1.2 质谱条件 离子源：电子轰击离子源（EI）；离子源温度：230 ℃；接口温度：280 ℃；四级杆温度：150 ℃；检测电压：70 eV；Scan 扫描模式质量扫描范围（m/z）：50～300 amu。SIM 模式扫描。结果见表1。

表1 SIM 扫描模式

2.2 对照品溶液的制备

取丁烯基苯酞和藁本内酯适量，精密称定，用正己烷溶解成浓度分别为0.554 mg/mL 和2.32 mg/mL的丁烯基苯酞和藁本内酯对照品贮备液。将丁烯基苯酞稀释成浓度为0.005、0.02 0.04、0.06、0.08、0.10、0.14 mg/mL 的对照品溶液，将藁本内酯稀释成浓度为0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mg/mL 的对照品溶液。将对照品溶液用GC-MS 分析，采用柱温程序2 和SIM 扫描模式，利用Agilent masshunter workstation 定量分析软件做标准曲线，用于后续实验含量测定。

2.3 川芎挥发油的提取

2.3.1 水蒸气蒸馏法（A）提取川芎挥发油 称取川芎粉末（过3 号筛）50 g，置1000 mL 圆底烧瓶中，加入9 倍量水浸泡2 h，提取6 h，平行制备3份样品，收集挥发油提取器中的油水混合物。用正己烷萃取3 次，每次7 mL，合并萃取液，定容至25 mL。摇匀，用0.22 μm 微孔滤膜滤过，取适量提取液于进样瓶中，置于GC-MS 自动进样器中，采用Scan 全扫描模式和升温程序1 进行定性分析，采用SIM 扫描模式和升温程序2 进行定量分析。

2.3.2 磷酸氢二钠辅助水蒸气蒸馏法（B）提取川芎挥发油 称取川芎粉末（过3 号筛）50 g，置1000 mL 圆底烧瓶中，加入0.4%磷酸氢二钠溶液450 mL。浸泡2 h，提取6 h，平行制备3 份样品，收集挥发油提取器中的油水混合物。用正己烷萃取3 次，每次7 mL，合并萃取液，定容至25 mL。摇匀，用0.22 μm 微孔滤膜滤过，取适量提取液于进样瓶中，置于GC-MS 自动进样器中，分别用Scan 全扫描模式和SIM 扫描模式进行定性和定量分析［15］。

2.3.3 氯化钠辅助水蒸气蒸馏法（C）提取川芎挥发油 称取川芎粉末（过3 号筛）50 g，置1000 mL圆底烧瓶中，加入5%氯化钠溶液450 mL，浸泡2 h，提取6 h，平行制备3 份样品，收集挥发油提取器中的油水混合物。用正己烷萃取3 次，每次7 mL，合并萃取液，定容至25 mL。摇匀，用0.22 μm 微孔滤膜滤过，取适量提取液于进样瓶中，置于GC-MS 自动进样器中，分别用Scan 全扫描模式和SIM 扫描模式进行定性和定量分析［16］。

2.4 挥发油称重

按“2.3.1、2.3.2、2.3.3”项方法分别制备1 份油水混合物，分别用5 mL 正己烷萃取，在己烷层加入适量无水硫酸钠，过滤，称重。另取一份与油水混合物同体积的水，平行操作，按照挥发油质量（mg）=含挥发油正己烷总质量（mg）-不含挥发油正己烷质量（mg），计算挥发油质量。

3 结果

3.1 定性分析

经GC-MS 分析，通过与NIST 谱库比对，在川芎挥发油中鉴别出19 种化合物，见表2。Scan扫描模式总离子流图见图1～3。

由图1～图3 及表2 可知，水蒸气蒸馏法提取的挥发油所含化合物的种类最多。水蒸气蒸馏得到17 种，磷酸氢二钠辅助水蒸气蒸馏法得到15种化合物，氯化钠辅助水蒸气蒸馏法得到15 种化合物，但三者化合物种类比较差异无统计学意义。

表2 川芎挥发油成分分析

图1 水蒸气蒸馏法提取川芎挥发油Scan 扫描模式TIC 图

图2 磷酸氢二钠辅助水蒸气蒸馏法提取川芎挥发油Scan 扫描模式TIC 图

图3 氯化钠辅助水蒸气蒸馏法提取川芎挥发油Scan 扫描模式TIC 图

3.2 定量分析

水蒸气蒸馏法、磷酸氢二钠辅助水蒸气蒸馏法、氯化钠辅助水蒸气蒸馏法所得的川芎中丁烯基苯酞和藁本内酯的平均总含量分别为4.09 mg/g、4.15 mg/g、3.31 mg/g。可知，氯化钠辅助水蒸气蒸馏法丁烯基苯酞和藁本内酯提取率最高，但三组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。SIM 扫描模式总离子流图见图4-6，结果见表3。

图4 水蒸气蒸馏法提取川芎挥发油SIM 模式TIC 图

图5 磷酸氢二钠辅助水蒸气蒸馏法提取川芎挥发油SIM 模式TIC 图

3.3 提取率

取“2.4”项下所得3 份样品，按照公式计算川芎挥发油提取率，得到水蒸气蒸馏法所得提取率为0.15%，氯化钠辅助提取率为0.29%，磷酸氢二钠辅助提取率为0.11%，氯化钠辅助是水蒸气蒸馏法提取率的1.9 倍，磷酸氢二钠辅助水蒸气蒸馏法会降低挥发油提取率（%）=挥发油质量/原料质量×100%挥发油的提取率。

表3 挥发油中丁烯基苯酞和藁本内酯的含量

图6 氯化钠辅助水蒸气蒸馏法提取川芎挥发油SIM 模式TIC 图

4 讨论

盐析辅助提取挥发油是近年来新起的一种提取挥发油的方法［17-18］，在传统水蒸气蒸馏的基础上在水中加入盐，以期提高挥发油的提取率。从分子角度看，由于盐是强电解质，在溶液中电离为离子，产生电场。而在离子电场的作用下，极性较强，具有较高介电常数的水分子容易与盐离子形成缔合分子，从而降低挥发油在水中的溶解度［19］，提高提取率。川芎挥发油相对密度与水相近［20］，其挥发油易分散在水中，量少时很难聚集成油滴，因此本研究将油水混合物一起收集，用正己烷萃取定容，通过GC-MS 的SIM 扫描模式结合批处理分析进行定量。其定量与提取率计算均表明NaCl 可促进川芎挥发油的提取，而Na2HPO4则没有积极的影响，但挥发油中所含化合物的种类无明显差异。综上所述，盐析辅助水蒸气蒸馏法对川芎挥发油的提取影响不是很大。

研究还发现，丁烯基苯酞和藁本内酯的总含量与提取率成正相关，萃取定容过程比过滤称重损耗更小，结果更准确，因此丁烯基苯酞和藁本内酯可作为评价川芎挥发油的指标，为川芎挥发油质量的评价提供依据。