不同产地艾叶挥发油成分分析

谭春斌,周瑶,苏智敏,李娟,陈岗

(重庆市中药研究院,重庆 400065)

艾叶是中国传统的一种中药资源,除药用外,也用于食品中[1-2],其生活制品例如艾条、艾卷、艾精油、艾灸贴、艾草香膏以及艾草足浴包等已得到广泛应用[3-4]。艾叶主要活性成分及其药理作用包括:具有抗黑色素、抗氧化作用的挥发油类[5];抗肿瘤、镇痛作用的黄酮类[6];多糖类具有显著的抗菌、抗炎作用[7];酚酸类具有抗心绞痛、降血糖等作用[8];萜类抗炎以及对神经保护具有显著的效果[9-10]。艾叶中活性成分挥发油提取的方法主要有水蒸气蒸馏、低温冷凝、超临界流体等方法。本研究采用传统水蒸气蒸馏法对重庆酉阳、铜梁、云阳产艾叶中挥发性物质进行提取,并采用GC-MS对挥发油成分进行化学成分分析与鉴定。同时,将重庆产艾中挥发油成分与湖北、广东、河南产艾中挥发油成分进行对比。

本研究水蒸气蒸馏提取艾叶挥发油实验装置流程如图1所示:1为水蒸气发生器;2为艾叶挥发油蒸馏瓶;3为冷凝回流管;4为挥发油接收瓶。

图1 艾叶挥发油水蒸气蒸馏示意图

1 仪器与材料

Agilent 7980A GC;MS: 5975C ;50/30 μm CAR/PDMS/DVB萃取纤维头,美国SUPELCO公司。低速台式离心机,800D,上海安亭科学仪器厂。重庆产艾采摘自酉阳(A1)、铜梁(A2)、云阳(A3)。

2 方法与结果

2.1 挥发油的提取

参照药典挥发油提取方法。将10 g艾叶粉碎后倒入图1中的250 mL三口蒸馏烧瓶中,加入120 mL水,将艾叶粉末浸泡两小时。随后开启冷凝水,启动水蒸气发生器,使水蒸气蒸馏提取艾叶粉末6 h,在接收瓶中收集到挥发油,将适量的无水Na2SO4加入挥发油中,在缓慢搅拌条件下干燥3 h,离心5 min备用。

2.2 GC-MS分析挥发油成分

2.2.1 样品的制备

将100 μL 2.1中干燥后的挥发油移入10 mL容量瓶中,采用甲醇定容,过膜。 将样品置于20 mL顶空瓶中,拧紧瓶盖。于60 ℃下平衡300 s后,用固相微萃取针60 ℃下萃取100 s,然后于进样口解吸5 min。

2.2.2 检测条件

色谱柱为HP-INNOWAX毛细管柱子(30 m×0.25 mm×0.25 μm);载气为He,流速1 mL/min,分离比5∶1;进样温度为250 ℃;升温程序为起始温度为40 ℃,保持5 min,以8 ℃/min,升至250 ℃,保持5 min。

质谱条件:EI电离源,能量70 eV;离子源温度230 ℃,四极杆温度150 ℃,接口温度250 ℃,扫描范围30～400 m/z。

2.3 检测结果

三种重庆产艾叶挥发油样品各自检测结果总离子流如图2所示。

图2 三种艾叶样品中挥发油总离子流

通过质谱数据库对数据分析,选取匹配度对大于96%且相对质量含量大于0.8%的挥发油成分,其结果如表1所示。

表1 三种不同重庆产地艾叶样品中挥发油成分

表1中可以看出本次测试重庆酉阳、铜梁、云阳艾叶样品中挥发油主要成分(匹配度对大于96%且相对质量含量大于0.8%的化合物)是烯烃以及醇类化合物。其中总烯烃类相对质量含量在38%左右;醇类化合物相对质量含量在27%左右。

选取匹配度对大于96%且相对含量大于0.8%的挥发油成分,重庆酉阳、铜梁、云阳三种产地艾叶样品中挥发油成分种类几乎一样,各种挥发油的百分含量相差不大,同种挥发油质量含量相差均在0.5%以内。

2.4 结果与讨论

重庆酉阳产艾叶与湖北蕲春艾[11]、广东岭南红脚艾[12]、河南汤阴北艾[13]、河南方城艾[14]中挥发油成分比较见表2。从表可以看出产地不同的艾叶,其挥发油成分以及百分含量比也不同。重庆酉阳产地艾叶检出挥发油主要包含桉叶油醇、2,6,6,9,9,13-六甲基-7,8-二氮杂环丁烷-2,7,12-三烯-4,11-二酮-7,8-二氧化物、蒎烯、樟脑等成分;湖北蕲春主要检测出桉叶油醇、4-萜烯醇、樟脑、龙脑、β-石竹烯等挥发油成分;广东岭南红脚艾主要检测出β-石竹烯、龙脑、氧化石竹烯等挥发油成分;河南汤阴北艾主要检测出4-萜烯醇、龙脑、α-松油醇等挥发油成分;河南方城艾主要检测出杜仲烯、氧化石竹烯、β-石竹烯等挥发油成分。

各地产的艾叶具有显著的不同挥发油成分的区别。例如重庆酉阳艾叶检测出2,6,6,9,9,13-六甲基-7,8-二氮杂环丁烷-2,7,12-三烯-4,11-二酮-7,8-二氧化物这种挥发油。这种挥发油未在湖北蕲春艾、广东岭南红脚艾、河南汤阴北艾、河南方城艾中检测出。河南、广东、湖北等产地的艾叶中均检测出龙脑,但重庆酉阳产艾中却未检测出。广东岭南红脚艾挥发油检测出以β-石竹烯为主,这是红脚艾与本文所选其他产地艾叶中挥发油的显著不同。河南方城艾仲挥发油成分与本文所选其他产地艾叶相比,方城艾以富含杜仲烯、氧化石竹烯为显著标志。特别是挥发油杜仲烯仅在河南方城艾中检测出。

以具有抗菌作用的α-松油醇为标准对比。文献[11]采用湖北蕲春的艾叶通过水蒸气蒸馏获得百分含量大于3%的α-松油醇,其百分含量均高于重庆酉阳、广东岭南、河南方城艾样品中挥发油α-松油醇的含量。湖北蕲春艾中α-松油醇的百分含量大约是重庆艾叶的3倍。河南汤阴北艾中α-松油醇的百分含量达到4%。

以具有止咳作用的桉叶油醇为标准对比。重庆酉阳、湖北蕲春产地艾叶具有较高百分比含量的桉叶油醇。而本文所选其他产地的艾叶均为检测出桉叶油醇。重庆艾叶中桉叶油醇百分含量大约是湖北蕲春产地的二倍。

以具有泻下、利胆作用的杜仲烯为标准对比。杜仲烯仅在河南方城艾中检测出。湖北蕲春艾、广东岭南红脚艾、河南汤阴北艾均未检测出杜仲烯。

表2 不同产地艾叶挥发油成分及相对质量含量

表2(续)

重庆产实验批次艾叶中蒎烯、莰烯、樟脑、松油烯的含量高于湖北蕲春产,重庆产大约是湖北蕲春产的6,10,2,3倍。以上挥发油成分在广东岭南、河南汤阴、河南方城艾中未检测出或检测出的百分含量较少。

3 结论

本研究通过水蒸气蒸馏提取重庆酉阳、铜梁、云阳产艾叶中的挥发油成分,并通过GC-MS检测确认挥发油的具体化学成分。通过文献对比湖北、广东、河南等地艾叶中挥发油成分,发现重庆与湖北桉叶油醇百分含量较高;广东岭南红脚艾挥发油中β-石竹烯百分含量显著高于本重庆、湖北、河南产艾叶;河南汤阴北艾中挥发油4-萜烯醇显著高于重庆、湖北、河南方城;艾叶中挥发油成分杜仲烯在河南方城艾中检测出质量含量约29%,而在重庆、湖北、河南汤阴、广东岭南产艾叶中均未检测出杜仲烯。

本研究的意义在于:在适应不同药理作用下,选择不同产地的艾叶挥发油具有一定的参考性。例如在选择富含α-松油醇的湖北蕲春或河南汤阴艾叶可用于制备抗菌产品;选择富含桉叶油醇的湖北蕲春或重庆艾叶可考虑用于制备咳嗽类产品;河南方城艾中杜仲烯含量较高,可用于泻下、利胆类产品的开发。