萬壽菊花超臨界萃取物的氣相色譜-質(zhì)譜分析

李大婧，宋江峰，劉春泉,*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；2.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；3.國家農(nóng)業(yè)科技華東(江蘇)創(chuàng)新中心農(nóng)產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210014)

萬壽菊花超臨界萃取物的氣相色譜-質(zhì)譜分析

李大婧1,2,3，宋江峰1,3，劉春泉1,3,*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；2.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；3.國家農(nóng)業(yè)科技華東(江蘇)創(chuàng)新中心農(nóng)產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210014)

結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)萬壽菊花超臨界萃取物的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析。采用超臨界二氧化碳提取分離萬壽菊花中葉黃素脂肪酸酯，含量為20%。用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析超臨界萃取物中的揮發(fā)性成分，鑒定出17種化合物，其中香樹脂素及其同分異構(gòu)體占21.00%，甾醇類物質(zhì)占10.79%，VE占4.36%。

萬壽菊花；超臨界萃取物；氣相色譜-質(zhì)譜法

萬壽菊(Tagetes erecta L.)為菊科萬壽菊屬植物，原產(chǎn)墨西哥，我國各地均作觀賞花卉種植，工業(yè)上主要取其花朵作為提取葉黃素的原料。萬壽菊花、葉入藥有清熱解毒、化痰止咳、補(bǔ)血通經(jīng)之功效。萬壽菊花中著色成分葉黃素的研究報(bào)道較多[1]，葉黃素脂肪酸酯或由葉黃素脂肪酸酯皂化后制得的葉黃素可用于輔助治療老年性黃斑變性病或白內(nèi)障等眼部疾病，目前已成為天然產(chǎn)物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對(duì)萬壽菊揮發(fā)油進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)含有石竹烯、異松油烯等成分[2-5]。采用超臨界流體技術(shù)萃取萬壽菊花中葉黃素酯的工藝已有較多報(bào)道[6-8]，但尚未見萬壽菊花超臨界萃取物揮發(fā)性成分的研究報(bào)道。筆者曾研究萬壽菊花超臨界萃取物的抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)其為一種優(yōu)良的天然抗氧化劑[9]。本研究在萬壽菊花超臨界萃取實(shí)驗(yàn)中得到富含葉黃素脂肪酸酯的萃取物，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法研究萃取物中的高沸點(diǎn)揮發(fā)性成分，確定萬壽菊花萃取物中除葉黃素脂肪酸酯外的其他生物活性成分，以期為萬壽菊花超臨界CO2萃取產(chǎn)物的綜合利用和萬壽菊花藥用資源的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

萬壽菊干花顆粒 云南曲靖博浩生物科技有限公司。

CO2氣體(99.5%) 南京蘭葉氣體有限公司；其他試劑均為分析純。

表1 萬壽菊花超臨界萃取物的揮發(fā)性化學(xué)成分及含量分析Table 1 Volatile constituents and their relative contents in supercritical fluid extract from marigold flower

CP-3800 GC氣相色譜-Saturn 2200 MS 質(zhì)譜聯(lián)用儀美國Varian公司；FS-180萬能粉碎機(jī) 江蘇黎明制藥機(jī)械有限公司；HA121-50-10超臨界CO2萃取裝置 南通華安超臨界萃取有限公司。

1.2 超臨界CO2萃取萬壽菊花中葉黃素脂肪酸酯

將萬壽菊干花顆粒粉碎過20目篩，利用超臨界CO2萃取裝置提取萬壽菊花葉黃素脂肪酸酯。取萬壽菊干花顆粒800g，投入萃取釜，按以下工藝參數(shù)進(jìn)行萃?。狠腿毫?0MPa，萃取溫度40℃，萃取時(shí)間4h，CO2流量為50L/h，分離釜Ⅰ溫度40℃、壓力8MPa，分離釜Ⅱ溫度40℃、壓力5MPa。在分離釜Ⅰ中得橙紅色萬壽菊花萃取物78g，有萬壽菊花固有氣味，收率為9.7%，經(jīng)測定葉黃素脂肪酸酯含量為20%。

1.3 萬壽菊花超臨界萃取物氣相色譜-質(zhì)譜條件

氣相色譜條件：VF-5 MS石英毛細(xì)管柱(30m× 0.2mm，0.25μm)；柱溫40℃(1min)，以5℃/min程序升溫至280℃；汽化室溫度260℃；載氣為高純He (99.999%)；載氣流量1.0mL/min；進(jìn)樣量2μL。

質(zhì)譜條件：離子源，電子轟擊源(EI)，離子源溫度180℃；電離電壓70eV；質(zhì)量范圍60～600u；質(zhì)譜標(biāo)準(zhǔn)庫：NIST庫。

2 結(jié)果與分析

取萬壽菊花超臨界萃取物0.0043g ，用1mL正己烷溶解后，進(jìn)樣，經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析，NIST譜圖庫自動(dòng)檢索，各色譜峰相應(yīng)質(zhì)譜圖經(jīng)譜圖庫正、反兩向檢索定性鑒別，選擇高符合度(最大1000)的檢索結(jié)果，并逐個(gè)人工解析各峰相應(yīng)的質(zhì)譜圖，同時(shí)查閱相關(guān)文獻(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖[10]對(duì)照分析，得出相應(yīng)的化學(xué)成分，結(jié)果見表1。采用面積歸一化法計(jì)算各成分相對(duì)含量。

由表1可知，萬壽菊花超臨界萃取物中鑒定出17種化合物，占萃取物總量的41.89%，主要包括香樹脂素及其同分異構(gòu)體3-羥基熊果-12烯和3-羥基齊墩果-12烯(21.00%)，α-豆甾醇、β-豆甾醇和β-谷甾醇等甾醇類物質(zhì)(10.79%)，VE(4.36%)等生理活性成分。在萬壽菊花超臨界萃取物中還發(fā)現(xiàn)石竹烯(0.13%)等萬壽菊揮發(fā)油常見成分[4-5]和光活化殺蟲物質(zhì)2,2＇:4＇,2＇-三噻吩(0.09%)[11]。此外，還含有部分定性含量為43.17%的長碳鏈脂肪族化合物。

主要活性成分中，香樹脂素及其同分異構(gòu)體占21.00%，12、13、16、17號(hào)物質(zhì)(保留時(shí)間分別為55.746、57.657、62.232、64.127min)含量分別依次為9.16%、4.57%、4.91%、2.36%。它們具有C12、C13烯的齊墩果烷類(oleanane)和熊果烷類(ursane)化合物明顯的質(zhì)譜特征。下面以α-香樹脂素和β-香樹脂素為例說明其質(zhì)譜分析過程。β-香樹脂素屬齊墩果-12-烯(olean-12-ene)類，α-香樹脂素屬熊果-12-烯(urs-12-ene)類，它們的區(qū)別僅僅是C30位置不同，這種位置不同在質(zhì)譜圖中沒有反映，所以，α-香樹脂素和β-香樹脂素的質(zhì)譜圖相同(圖1)。香樹脂素的分子離子峰為相對(duì)分子質(zhì)量426，主要碎片離子為m/z 41、135、147、189、190、203、207、208、218、257、426，與標(biāo)準(zhǔn)譜圖一致，分子離子峰為相對(duì)分子質(zhì)量426、m/z 218是具有C12、C13烯的齊墩果烷類和熊果烷類化合物質(zhì)的特征峰，它是其

結(jié)構(gòu)中C環(huán)的RDA(retro diels alder cleavage)裂解形成的，m/z 203是m/z 218失去甲基形成的。α-香樹脂素和β-香樹脂素的結(jié)構(gòu)如圖3。五環(huán)三萜類物質(zhì)一般都是具有β-香樹脂素骨架的化合物，植物中存在的三萜類大部分是C3位上具有羥基的三萜醇，以游離形式或在羥基上結(jié)合糖而成的皂苷形式存在。Oliveira等[12]研究認(rèn)為α-香樹脂素和β-香樹脂素對(duì)胃具有保護(hù)作用，對(duì)乙酰氨基酚誘導(dǎo)的小鼠肝損傷[13]也有保護(hù)作用，還具有抑制搔癢癥模型小鼠的搔癢等生理功能[14]。

圖1 香樹脂素的EI-MS質(zhì)譜圖Fig.1 EI-MS spectrum of amyrin

圖2 α-香樹脂素(A)和β-香樹脂素(B)的化學(xué)結(jié)構(gòu)[10]Fig.2 Chemical structures of α- and β- amyrins

圖3 β-谷甾醇的EI-MS質(zhì)譜圖Fig.3 EI-MS spectrum of β-sitosterol

圖4 β-谷甾醇的結(jié)構(gòu)及裂解方式[10]Fig.4 Chemical structure and fragmentation pathway ofβ-sitosterol

主要活性成分中植物性甾醇占10.79%，10、14、15號(hào)物質(zhì)(保留時(shí)間分別為52.278、58.796、60.798min)含量分別依次為2.66%、1.51%、6.62%。以15號(hào)物質(zhì)β-谷甾醇為例，說明其質(zhì)譜分析過程(圖3)。其分子離子峰為相對(duì)分子質(zhì)量414，主要離子碎片為m/z 414、399、396、381、329、303、273、255、231、213、55、43，與標(biāo)準(zhǔn)譜圖一致。m/z 273是分子離子失去側(cè)鏈形成的，m/z 231是分子離子失去側(cè)鏈加C15、C16、C17和另外1個(gè)氫形成的，它們也是膽甾-5-烯類的特征離子。m/z 329是M－CH3離子再失去A環(huán)、并轉(zhuǎn)移兩個(gè)氫原子到M－85上得到的，它也是單羥基離子的顯著特征。其結(jié)構(gòu)及裂解方式見圖4。植物甾醇為白色至淡黃色結(jié)晶性粉末，略有特殊臭味，是脂肪不皂化物的主要成分，屬穩(wěn)定的中性化合物，多為若干種同類物質(zhì)的混合物，包括β-谷甾醇、豆甾醇等。目前對(duì)它們的研究較多，結(jié)構(gòu)與膽固醇結(jié)構(gòu)相似，均為4-無甲基甾醇，僅是支鏈結(jié)構(gòu)不同。植物甾醇具有競爭性阻礙小腸吸收膽固醇的作用，促使膽固醇排出體外，因而有降低血中膽固醇和預(yù)防心血管疾病的功能。β-谷甾醇對(duì)預(yù)防和治療冠狀動(dòng)脈粥樣硬化類心血管疾病、潰瘍性皮膚癌有一定療效；能促進(jìn)血纖維蛋白溶酶原激活因子的產(chǎn)生，對(duì)血栓癥有預(yù)防作用；具有較強(qiáng)抗炎作用，具有類似氫化可的松的作用[15]。VE具有抗氧化、提高免疫力、降低致癌劑的致癌作用及抗衰老、預(yù)防心血管疾病等生理功能。

3 結(jié) 論

采用超臨界二氧化碳提取分離萬壽菊花中葉黃素脂肪酸酯，得到葉黃素脂肪酸酯含量為20%的萃取物。對(duì)萃取物揮發(fā)性成分研究發(fā)現(xiàn)其還含有分子量相對(duì)較小的香樹脂類物質(zhì)、植物甾醇及VE等生理活性物質(zhì)，這為萬壽菊花藥用資源的開發(fā)應(yīng)用提供重要理論依據(jù)。采用超臨界流體萃取技術(shù)能最大限度地利用萬壽菊花這一花卉資源，保留其中的有效生理活性物質(zhì)，為進(jìn)一步提高萬壽菊花產(chǎn)品的附加值提供了一條新途徑。

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Gas Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Volatile Components Extracted from Marigold (Tagetes erecta L.) Flower by Supercritical Fluid Extraction

LI Da-jing1,2,3，SONG Jiang-feng1,3，LIU Chun-quan1,3,*
(1. Institute of Farm Products Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China；2. College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China；3. Engineering Research Center for Agricultural Products Processing, National Agricultural Science and Technology Innovation Center in East China, Nanjing 210014, China)

Marigold flower was extracted by supercritical fluid extraction and the extracted volatile components (mainly luteinfatty acid esters with a content of 20%) were analyzed by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). A total of 17 compounds were found in the extract and the major compounds were amyrin and its isomer (21.00%), phytosterols (10.79%), and tocopherol (4.36%).

marigold (Tagetes erecta L. ) flower；supercritical fluid extraction；gas chromatography-mass spectrometry

TS207.3

A

1002-6630(2010)18-0338-04

2010-05-20

江蘇省人事廳博士后科研資助計(jì)劃項(xiàng)目(0602033B)

李大婧(1976—)，女，副教授，博士，主要從事天然產(chǎn)物研究。E-mail：lidajing@163.com

*通信作者：劉春泉(1959—)，男，研究員，碩士，主要從事天然產(chǎn)物研究。E-mail：liuchunquan2009@163.com