三白草花、葉和莖揮發(fā)性成分的比較分析

尹震花，王培卿，孔祥密，魏金鳳，康文藝

河南大學(xué)中藥研究所，開(kāi)封 475004

三白草［Saururus chinensis(Lour)Baill］為三白草科三白草屬植物，別名塘邊藕，產(chǎn)于河北、山東、河南和長(zhǎng)江流域及其以南各省區(qū)，日本、菲律賓至越南也有分布。全株藥用，內(nèi)服治尿路感染、尿路結(jié)石、腳氣水腫及營(yíng)養(yǎng)性水腫，外敷治癰瘡癤腫、皮膚濕疹等［1］。國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究發(fā)現(xiàn)，三白草含有揮發(fā)性或脂溶性、木脂素類、黃酮類、生物堿類和萜類等化學(xué)成分［2，3］。藥理研究發(fā)現(xiàn)其具有抗炎、抗氧化、降血糖、去毒、保肝、利尿、降血壓、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抗菌、抑制α-葡萄糖苷酶和免疫抑制等作用［4］。

文獻(xiàn)報(bào)道韓國(guó)產(chǎn)三白草揮發(fā)油主要成分是倍半萜［5］。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中提及三白草全草揮發(fā)油主要成分為甲基正壬酮［6］;此外，莖葉中的揮發(fā)油為0.5%，主要成分為肉豆蔻醚［7］，以及還含有 α-蒎烯、茨烯和里哪醇等［8］;陳宏降等［9］采用水蒸氣蒸餾法提取產(chǎn)于湖北三白草的干燥地上部分及根莖中的揮發(fā)油，利用GC-MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)其揮發(fā)性成分進(jìn)行定性和定量分析。研究發(fā)現(xiàn)，三白草地上部分揮發(fā)油主要成分為脂肪酸類及烷烴類，其次為倍半萜類和少量苯丙素類;根莖主要成分為脂肪酸類和苯丙素類成分，同時(shí)含有少量倍半萜類。本文采用頂空固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)比分析河南產(chǎn)三白草花、葉和莖的揮發(fā)性成分，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用三白草資源提供理論依據(jù)。

1 材料與儀器

三白草花、葉和莖于2010年7月采集于河南省新縣大別山區(qū)，由河南大學(xué)中藥研究所李昌勤副教授鑒別為三白草科三白草屬植物三白草Saururu chinensis(Lour)Baill，標(biāo)本存于河南大學(xué)中藥研究所。

美國(guó)安捷倫公司6890 N GC/5975 MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀;美國(guó)Supelco公司手動(dòng)固相微萃取(SPME)裝置;萃取頭為65 μm聚二甲基硅氧烷(PDMS-DVB);C6-C26正構(gòu)烷烴(Alfa Aesar)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 揮發(fā)油的提取

使用前先將SPME的萃取纖維頭在氣相色譜的進(jìn)樣口老化10 min，老化溫度為250℃，載氣體積流量為1.0 mL/min。取陰干并粉碎的三白草花、葉和莖各0.7 g，置于5 mL的樣品瓶中，蓋上蓋子，插入65 μm PDMS-DVB萃取纖維頭，于80℃下頂空取樣30 min后，取出后立即插入色譜儀進(jìn)樣口(溫度250℃)脫附1 min。

2.2 GC-MS 分析條件

2.2.1 GC 條件

HP-5 MS石英彈性毛細(xì)管柱(0.25 mm ×30.0 m，0.25 μm)，載氣為高純氦氣(99.999%)，流速1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度250℃;色譜柱初始溫度50℃(保持2.0 min)，以4℃/min升溫至120℃(保持2 min)，最后以6℃/min升溫至230℃(保持5 min)。分流進(jìn)樣，分流比為10∶1。

2.2.2 MS 條件

電離方式:EI源，電離能量70 eV;離子源溫度為230℃;四極桿溫度150℃;傳輸線溫度為280℃;電子倍增器電壓1588 V。質(zhì)量掃描范圍m/z 30～400，譜圖檢索采用Nist08.L進(jìn)行檢索。

2.2.3 保留指數(shù)測(cè)定

保留指數(shù)(又稱科瓦茨指數(shù)Kovats index)是氣相色譜定性指標(biāo)的一種參數(shù)，將正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)定為它的碳數(shù)的100倍。待測(cè)物質(zhì)的保留指數(shù)是與待測(cè)物質(zhì)具有相同調(diào)整保留值的假想的正構(gòu)烷烴的碳數(shù)的100倍。通常以色譜圖上位于待測(cè)物質(zhì)兩側(cè)的相鄰正構(gòu)烷烴的保留值為基準(zhǔn)，用對(duì)數(shù)內(nèi)插法求得。在同一柱上，物質(zhì)的保留指數(shù)與柱溫呈線性關(guān)系。

3 結(jié)果與討論

按上述實(shí)驗(yàn)方法和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由MSD化學(xué)工作站給出各自總離子流圖，經(jīng)質(zhì)譜掃描后得質(zhì)譜圖，經(jīng)過(guò)質(zhì)譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)Nist08.L檢索，并結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)從基峰、相對(duì)豐度和KI值等幾個(gè)方面進(jìn)行直觀比較，從而確定出各自揮發(fā)性成分。并通過(guò)化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按峰面積歸一化法確定各在揮發(fā)性物質(zhì)中的相對(duì)含量，其結(jié)果列于表1。

表1 三白草花、葉和莖的揮發(fā)性成分Table 1 Volatile constituents from flowers，leaves and stems of S.chinensis

10 9.599 Linalool 芳樟醇 1.1 1.09 1.29 1102.74 11 10.475 cis-Limonene oxide 順式氧化寧烯 0.44 0.22 0.32 1129.07 12 11.233 Citronellal香茅醛 0.27 0.28 0.32 1151.86 13 14.334 cis-Citral順式檸檬醛(橙花醛) 8.35 9.26 10.91 1245.21 14 15.427 Citral檸檬醛 10.05 11.16 13.22 1278.15 15 17.427 alpha-Cubebene α-蓽澄茄油烯 0.26 0.29 0.24 1339.83 16 18.061 Ylangene衣蘭烯 0.45 － － 1359.64 17 18.278 Copaene 古巴烯 0.4 0.43 0.45 1366.42 18 18.503 Bourbonene波旁烯 0.48 － － 1373.45 19 18.779 (-)-b-Elemene(-)-b-欖香烯 0.49 － － 1382.07 20 19.611 Caryophyllene 石竹烯 1.43 0.74 1.04 1407.27 21 20.037 Germacrene B大根香葉烯B 0.76 － － 1419.26 22 20.787 alpha-Caryophyllene α-石竹烯 0.44 － － 1440.38 23 21.129 (Z)-b-Farnesene(Z)-b-金合歡烯 0.67 0.28 0.15 1450.01 24 21.912 Germacrene D 大根香葉烯D 4.97 0.33 － 1472.06 25 22.096 Curcumene 姜黃烯 2.58 0.31 0.52 1477.25 26 22.329 Bicyclogermacrene牛兒烯 0.29 － － 1483.81 27 22.763 cis-alpha-Bisabolene順式-α-紅沒(méi)藥烯 0.28 － － 1496.03 28 23.038 l-b-Bisabolene 1-b-紅沒(méi)藥烯 2.47 0.29 0.51 1502.06 29 23.313 l-Calamenene 1-去氫白菖烯 0.59 0.43 0.45 1513.86 30 23.521 beta-Sesquiphellandrene β-倍半水芹烯 2.01 0.43 0.33 1520.91 31 24.305 gamma-Elemene γ-欖香烯 1.04 0.68 0.2 1537.58 32 24.963 Caryophyllene oxide石竹烯氧化物 0.78 － 0.25 1569.77 33 27.756 4-(1，5-Dimethylhex-4-enyl)cyclohex-2-enone 4-(1，5-二甲基己基-4-烯)環(huán)己烯-2-酮 0.31 － － 1679.71 34 35.392 Heneicosane二十一烷 0.16 － － 2096.83 Total(%)95.64 98.75 98.54

通過(guò)HS-SPME-GC-MS分析，從三白草花、葉和莖分別分離出31、22和22個(gè)化合物，分別鑒定了其中的31、22和22個(gè)，已鑒定成分占總揮發(fā)性成分的95.64%、98.75%和 98.54%?；ê腿~有 19個(gè)共有成分，花和莖有20個(gè)共有成分，葉和莖有20個(gè)共有成分。三者共有18個(gè)化學(xué)成分，其主要化合物類型是萜類(單萜和倍半萜，其中單萜含量最高)，分別占總揮發(fā)性成分的92.18%、98.19%和97.74%，還含有兩個(gè)芳香族化合物:枯茗醇和姜黃烯，此外，花中還有4-(1，5-二甲基己基-4-烯)環(huán)己烯-2-酮和二十一烷兩個(gè)脂肪族化合物。檸檬烯、檸檬醛(含順式檸檬醛)、蒎烯(含α和β構(gòu)型)和β-月桂烯在花、葉和莖中均為主要化合物，但是含量不同;另外大根香葉烯 D(4.97%)、姜黃烯(2.58%)、1-b-紅沒(méi)藥烯(2.47%)和 β-倍半水芹烯(2.01%)在花中的含量均高于葉(－、0.31%、0.29% 和 0.43%)。葉和莖化合物種類區(qū)別主要在于(1S)-β-蒎烯、大根香葉烯D、β-蒎烯和石竹烯氧化物，前兩個(gè)存在于葉中，后兩個(gè)在莖中檢測(cè)到，而且還可以看出，葉和莖各化合物的含量差別不大。從化合物的種類和含量進(jìn)行定性定量分析，發(fā)現(xiàn)三白草花、葉和莖三者的主要揮發(fā)性成分的種類相似，但是含量有一定的差別，葉和莖中揮發(fā)性成分的種類和含量差別不大，和花的差別較大。陳宏降等［9］研究發(fā)現(xiàn)，湖北產(chǎn)三白草地上部分揮發(fā)油主要成分為脂肪酸類(28.70%)及烷烴類(20.94%)，其次為倍半萜類(11.38%)，另外含有少量苯丙素類;根莖主要成分為脂肪酸類(41.04%)，苯丙素類(33.16%)成分，同時(shí)含有少量倍半萜類，而本研究發(fā)現(xiàn)河南產(chǎn)三白草花、葉和莖的主要揮發(fā)性成分為單萜，其次為倍半萜，還含有兩個(gè)芳香族化合物:枯茗醇和姜黃烯，而未檢測(cè)到脂肪酸和苯丙素，只有在花中檢測(cè)到了一個(gè)烷烴:二十一烷，兩者的揮發(fā)性成分有很大的差異。對(duì)比兩者的提取方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)置以及研究對(duì)象，造成兩者的差異可能與提取方法、氣相色譜升溫程序、產(chǎn)地以及研究對(duì)象部位不同等有關(guān)。

檸檬烯在三白草花(38.94%)、葉(52.95%)和莖(51.41%)中含量最高，具有檸檬香氣。近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)檸檬烯具有抗腫瘤活性，可以用來(lái)預(yù)防、治療自發(fā)性和化學(xué)誘導(dǎo)性腫瘤。此外，還具有抗菌、祛痰、止咳、平喘以及鎮(zhèn)靜中樞神經(jīng)等作用［10］。由此可推測(cè)，三白草具有抗炎、誘導(dǎo)細(xì)胞抗菌等作用可能就與檸檬烯有關(guān)。本文對(duì)三白草花、葉和莖的揮發(fā)性成分和文獻(xiàn)報(bào)道有明顯的區(qū)別。文獻(xiàn)［6］報(bào)道，三白草全草含有揮發(fā)油，油中主要成分為甲基正壬酮。中國(guó)醫(yī)藥科學(xué)院藥用植物資源開(kāi)發(fā)研究所等［7］采用水蒸餾法提取其莖葉中的揮發(fā)油，其含量為0.5%，經(jīng)氣相層析鑒定，其中主要成分為肉豆蔻醚，而本研究在三白草花、葉和莖中均未檢測(cè)到這兩個(gè)化合物;另外文獻(xiàn)［8］報(bào)道，三白草揮發(fā)性成分還含有硬脂酸、軟脂酸、油酸、亞油酸、α-蒎烯、茨烯、里哪醇、草烯、β-丁香烯、黃樟腦和 1-烯丙基-3，4-亞甲二氧基-5-甲氧基苯等，除α-蒎烯、茨烯外，其他9個(gè)化合物本研究均未檢測(cè)到，而在課題組研究的三白草脂溶性成分中檢測(cè)到有機(jī)酸［3］，但是有機(jī)酸的種類和含量具有一定的區(qū)別。文獻(xiàn)［5］報(bào)道，采用GC/MS對(duì)產(chǎn)于韓國(guó)的三白草揮發(fā)油進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其主要成分是倍半萜，而本研究發(fā)現(xiàn)其主要成分是萜類化合物，但是以單萜的含量高于倍半萜。以上表明，三白草的產(chǎn)地、氣候和土壤條件的不同等因素以及樣品前處理方法不同等對(duì)三白草揮發(fā)性成分的種類和含量有很大影響。

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