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荆芥穗、茎和叶中挥发油提取方法的比较

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  • 更新时间2015-09-22
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吴佳新

(黄冈职业技术学院生物化工学院,湖北 黄冈 438002)

摘要:分别采用蒸馏法(SD)和微波辅助(MAE)提取法提取荆芥(Schizonepeta tenuifolia Briq.)穗、茎和叶中的挥发油,并通过GC-MS分析挥发油中的组分。结果表明,荆芥挥发油中,共检出37种化学成分,采用MAE法提取荆芥中的挥发油比SD法出油率高;同一提取方法中,荆芥不同部位提取的挥发油以穗最高、叶次之、茎最低。

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关键词 :荆芥(Schizonepeta tenuifolia Briq.);挥发油;蒸馏法;微波辅助提取法;气相色谱-质谱法

中图分类号:R284.2,O657.7+1 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)04-0953-02

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.04.046

收稿日期:2014-11-29

基金项目:湖北省职业教育科学研究项目(G2014B016)

作者简介:吴佳新(1968-),男,湖北武穴人,副教授,从事药用植物与生物制药研究,(电话)13593669830(电子信箱)136271778@qq.com。

药材荆芥源于唇形科植物荆芥(Schizonepeta tenuifolia Briq.)的干燥地上部分,能解表散风、透疹、消疮,用于感冒、头痛等初起[1]。刘向前等[2]从荆芥中分离出薄荷酮等27种成分;杜成智等[3]从不同省份的荆芥挥发油中鉴别出薄荷酮等21种化合物,这些化合物以酮类、烯烃、醇类以及长链脂肪酸为主,其中薄荷酮和胡薄荷酮含量最高。荆芥挥发油有较高的药用价值,其研究主要集中在成分分析和药理作用等方面,但不同研究者采用的材料、提取方法和色谱条件不同,导致荆芥挥发油成分及其含量不同。栾伟丽等[4]发现,超临界流体萃取、微波提取法与用水蒸气蒸馏、溶剂提取等传统方法相比,提取荆芥挥发油的速度更快、得率更高。本研究采用传统蒸馏法﹙SD﹚与现代微波辅助提取法﹙MAE﹚分别提取荆芥穗、茎和叶中的挥发性油,并用气相色谱-质谱法分析,以为荆芥挥发油提取方法和药用开发提供参考

1 材料与方法

1.1 材料

当花开到顶、穗绿时采集荆芥(产地湖北),经鉴定为唇形科植物荆芥。取干燥地上部分,按穗、茎和叶分开,洗净、阴凉干燥,粉碎过筛备用。

1.2 主要仪器及试剂

Agilent 6890N GCX973N MS气相色谱质谱联用仪;MCL-3型微波辅助提取器(四川大学无线电系),无水硫酸钠(分析纯)。

1.3 方法

1.3.1 蒸馏法﹙SD﹚ 分别称取荆芥穗、茎和叶粉末50 g于1 L烧瓶中,加200 mL水和若干玻璃珠,连接挥发油测定器和冷凝管,用电热套加热,保持微沸5 h,至测定器中油量不再增加,放置片刻,收集浅黄色透明的挥发油,并以无水硫酸钠干燥,测定体积,置于4 ℃中保存备用[5]。

1.3.2 微波辅助提取法(MAE) 分别称取荆芥穗、茎和叶粉末50 g于1 L烧瓶中,加水200 mL及玻璃珠,将烧瓶置于微波反应器中,连接挥发油测定器及冷凝管,在600 W条件下提取,当反应过于剧烈时,逐渐调整功率至450 W,观察测定器中油量不再增加时,停止提取。剩余步骤参照文献[6]进行。

1.3.3 GC-MS分析 采用SE-54弹性毛细管柱(0.25 μm,30 m×0.25 mm),起始温度为60 ℃,保持2 min,然后以3 ℃/min升至120 ℃,保持4 min,以10 ℃/min升至240 ℃,持续20 min;以10 ℃/min使温度升至250 ℃,保持20 min。进样口温度250 ℃,检测器温度270 ℃,载气为氮气,流速为1 mL/min,进样量为1.0 μL,分流比为50∶1[7,8]。EI离子源,温度230 ℃,电子能量70 eV,发射电流34.6 μA,电子倍增管电压1 200 V,质量范围为50~500 aum[7,8]。

2 结果与分析

2.1 挥发油含量分析

采用SD法测得荆芥穗中挥发油含量占1.23%,叶中挥发油含量为0.84%,茎中挥发油含量是0.14%。采用MAE法测得荆芥中挥发油含量最高是穗(占1.56%),其次是叶(占1.05%)和茎(占0.34%)。

2.2 挥发油化学成分分析

通过GC/MS检测和标准质谱图库检索确定其化学成分,并测定各成分的质量分数,结果见表1。由表1可知,从荆芥样品中共检测出37种化学成分,含量最高的2种化合物是胡薄荷酮和薄荷酮,这与2010版药典以胡薄荷酮为指标性成分是一致的[1];采用SD法分别从穗、茎和叶中检测出19、23和27种化合物,采用MAE法分别从穗、茎和叶中检测出33、26和33种化合物。

3 讨论

SD法提取荆芥总挥发油的反应时间为5 h左右,MAE法的反应时间为20 min左右;MAE法提取挥发油的收率高于SD法。表1表明,MAE法提取的挥发油种类多于SD法。主要是因为微波产生强烈的热效应,导致细胞内的水等极性物质吸收微波后产生能量,使细胞内温度迅速上升,水气化产生压力使细胞膜(壁)破裂,从而使细胞内物质更容易溶出[9]。MAE法在很大程度上降低了成本和时间,是一种环保经济的提取荆芥油的方法。

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参考文献

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:中国医药科技出版社,2010.

[2] 刘向前,李尚玟,李钟泌,等.荆芥不同部位挥发油成分研究[J]. 中草药,2008,39(10):1473.

[3] 杜成智,覃洁萍,陈玉萍,等.不同产地荆芥挥发油化学成分的GC-MS分析[J].湖北农业科学,2014,53(1):188-190.

[4] 栾伟丽,肖鉴谋,商希礼,等.荆芥挥发油提取方法的研究[J].江西化工,2006,35(2):7-9.

[5] 崔 林,刘志勇,但建民.微波法提取荆芥中的挥发油[J].新疆中医药,2002,20(6):12-13.

[6] 陈宏伟,崔 林.微波法提取荆芥叶中的挥发油[J].时珍国医国药,2002,13(10):589-589.

[7] 黄雪峰,李 凡,陈才良,等.土荆芥化学成分的研究[J].中国天然药物,2003,1(1):24-26.

[8] 蔡继宝,林 平,桑文强,等.精油中挥发性成分GC/FTIR与GC/MS联合分析[J].光谱学与光谱分析,2005,25(10):1599-1602.

[9] 冯年平,郁 威.中药提取分离技术原理与应用[M].北京:中国医药科技出版社,2005.