超臨界CO2流體萃取-GC-MS分析南北五味子揮發(fā)油成分

劉亞敏，劉玉民,*，李鵬霞

(1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，西南大學(xué)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400716；2.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)

超臨界CO2流體萃取-GC-MS分析南北五味子揮發(fā)油成分

劉亞敏1，劉玉民1,*，李鵬霞2

(1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，西南大學(xué)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400716；2.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)

采用超臨界CO2流體萃取南北五味子中的揮發(fā)油，采用氣相色譜-質(zhì)譜法鑒定兩種揮發(fā)油的化學(xué)成分，并用面積歸一法確定各組分的相對(duì)含量。南北五味子的揮發(fā)油主要組成均為萜類化合物，分別占到6 2.9 7%和73.05%。南五味子揮發(fā)油中相對(duì)含量較高的成分有β-雪松烯(7.88%)、2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)二環(huán)[3,1,1]庚-2-烯(6.44%)、δ-欖香烯(6.39%)等；北五味子揮發(fā)油中相對(duì)含量較高的成分有α-依蘭烯(19.09%)、γ-姜黃烯(16.03%)、β-雪松烯(7.71%)等。

南五味子；北五味子；揮發(fā)油；成分分析

五味子為木蘭科植物的干燥果實(shí)，是我國(guó)傳統(tǒng)的滋補(bǔ)性中藥，由于產(chǎn)地的不同有南五味子和北五味子之分，南五味子為木蘭科華中五味子(S c h i s a n d r a sphenanthera Rehd. et Wils.)的干燥成熟果實(shí)，北五味子為木蘭科五味子(Schisandra chinesis (Turcz.) Baill.)的干燥果實(shí)。南五味子和北五味子均具有收斂固澀、益氣生津、補(bǔ)腎寧心等功效。用于久咳痰喘、夢(mèng)遺滑精、遺尿尿頻、久瀉不止、自汗、盜汗、津傷口渴、短氣脈虛、內(nèi)熱消渴、心悸失眠等癥[1]。五味子為作為我國(guó)傳統(tǒng)的滋補(bǔ)性中藥，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，被列為上品，迄今已有兩千多年的應(yīng)用歷史[2]。現(xiàn)代研究表明，五味子中的木質(zhì)素及揮發(fā)油均為五味子中有效成分，五味子中的木質(zhì)素類具有保肝、降酶、保護(hù)中樞神經(jīng)、抗艾滋病毒、抗癌等多種藥理活性，揮發(fā)油具有鎮(zhèn)咳作用[3-5]。目前對(duì)五味子的研究多集中于木質(zhì)素類成分，對(duì)揮發(fā)油的研究較少，本工作擬利用超臨界CO2流體萃取設(shè)備提取南北五味子的揮發(fā)油，應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)分析其化學(xué)成分，為五味子這一藥用資源的深入開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南五味子購(gòu)自陜西柞水五味子種植基地，經(jīng)鑒定為華中五味子(Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.)的干燥果實(shí)；北五味子購(gòu)自吉林平泰天然五味子種植基地，經(jīng)鑒定為五味子(Schisandra chinesis (Turcz.) Baill.)的干燥果實(shí)。

CO2為食品級(jí)；無(wú)水硫酸鈉、乙醚(均為分析純)。

1.2 儀器與設(shè)備

HA121-50-01型超臨界CO2流體萃取裝置 南通市華安超臨界萃取有限公司； 6890/5973GC/MSD型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)惠普公司。

1.3 儀器條件

1.3.1 色譜條件

色譜柱：HP-1，石英毛細(xì)柱(50m×0.25mm，0.25μm)；升溫程序：120℃保持3min，以20℃/min升至280℃，保持4min；載氣(He)流速1.4mL/min，壓力2.4kPa，進(jìn)樣量0.5μL；分流比50:1。

1.3.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度260℃；離子源溫度230℃；母離子m/z 285；激活電壓1.5V；質(zhì)量掃描范圍m/z 20～450。

1.4 揮發(fā)油的提取方法

將南五味子和北五味子藥材粉碎后，過(guò)20目篩，稱取500g粉末進(jìn)行超臨界CO2萃取，萃取壓力30MPa，萃取溫度40℃，分離壓力8MPa，分離溫度30℃，萃取時(shí)間2h。收集南北五味子揮發(fā)油，揮發(fā)油經(jīng)乙醚溶解稀釋后進(jìn)行GC-MS分析。

1.5 揮發(fā)油的檢測(cè)方法

經(jīng)超臨界CO2萃取法提取所得揮發(fā)油，采用GC-MS聯(lián)用技術(shù)，在設(shè)定條件下對(duì)揮發(fā)油進(jìn)行分離。采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析處理和NIST 08標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)自動(dòng)檢索，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)鑒定揮發(fā)油的各個(gè)化學(xué)成分，采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量分析，分別求得各化學(xué)成分在揮發(fā)油中的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

圖1及表1顯示，南五味子揮發(fā)油鑒定出51個(gè)化合物，占揮發(fā)油色譜總峰面積的75.83%。已鑒定出成分中脂肪族化合物4個(gè)，占揮發(fā)油總量的3.06%；芳香族化合物6個(gè)，占揮發(fā)油總量的的9.60%；雜環(huán)化合物1個(gè)，占揮發(fā)油總量0.20%；萜類化合物40個(gè)，占揮發(fā)油總量62.97%，其中單萜及其衍生物3個(gè)，占揮發(fā)油總量的1.40%，倍半萜及其衍生物37個(gè)，占揮發(fā)油總量的61.57 %。

圖1 南五味子GC-MS總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram for GC-MS analysis of volatile oil from Schisandra sphenanthera Rehd et Wils.

圖2 北五味子GC-MS總離子流圖Fig.2 Total ion chromatogram for GC-MS analysis of volatile oil from Schisandra chinesis (Turcz.) Baill.

南五味子揮發(fā)油中相對(duì)含量較高的成分有：β-雪松烯(7.88%)、2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)二環(huán)[3,1, 1]庚-2-烯(6.44%)、δ-欖香烯(6.3 9%)、α-檀香醇(5.75%)、α-古巴烯(5.50%)、α-杜松油烯(4.76%)、異香樹烯氧化物(4.59%)、β-石竹烯(3.99%)、β-大葉香根烯(2.29%)、β-沒紅藥烯(1.90%)、2-異丙基-5甲基-9-亞甲基-雙環(huán)[4,4,0]十一碳-1-烯(2.10%)、花側(cè)柏烯(1.91%)、γ-木羅烯(1.29%)、α-甲位紫穗槐烯(1.20%)、δ-大葉香根烯(1.13%)、法尼醇(1.12%)、8-乙烯基-3,4,4a,5,6,7, 8,8 α-八氫-5-亞甲基-2-萘甲酸(1.08 %)、α-依蘭烯(1.04%)。

圖2及表1顯示，北五味子揮發(fā)油中鑒定出40個(gè)化合物，占揮發(fā)油色譜峰總面積的77.29%。其中脂肪族化合物4個(gè)，占揮發(fā)油總量的2.88%；芳香族化合物1個(gè)，占揮發(fā)油總量的的1.36%；萜類化合物35個(gè)，占揮發(fā)油總量73.05%，其中單萜及其衍生物16個(gè)，占揮發(fā)油總量的11.46%，倍半萜及其衍生物19個(gè)，占揮發(fā)油總量的61.59%。

表1 南五味子和北五味子揮發(fā)油成分比較分析Table 1 Comparison of volatile oils from fruits of Schisandra chinesis (Turcz.) Baill and Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.

續(xù)表1

北五味子揮發(fā)油中相對(duì)含量較高的成分有α-依蘭烯(19.09 %)、γ-姜黃烯(16.03%)、β-雪松烯(7.71%)、3,3,7-三甲基-11-亞甲基-螺二環(huán)[5,5]十一碳-2-烯(3.29%)、γ-松油烯(3.06%)、菖蒲二烯(2.58%)、β-沒紅藥烯(2.17%)、乙酸異龍腦酯(2.14%)、α-甲位紫穗槐烯(1.69%)、橙花叔醇(1.40%)、α-木羅烯(1.38%)、4-松油烯醇(1.33%)、十六烷酸(1.25%)、花側(cè)柏烯(1.15%)、δ-杜松油烯(1.12%)、2-十三烷酮(1.08%)、反-β-法尼烯(1.03%)、α-蒎烯(1.00%)。

南五味子和北五味揮發(fā)油中共有的化合物有12個(gè)分別為β-月桂烯、α-松油烯、α-萜品油烯、α-依蘭烯、石竹烯氧化物、β-石竹烯、α-甲位紫穗槐烯、β-沒紅藥烯、β-雪松烯、花側(cè)柏烯、橙花叔醇、十六烷酸。相同化合物分別占兩種揮發(fā)油總量的20.05%和 36.98%。南五味子和北五味子揮發(fā)油成分組成差異較大，南五味子揮發(fā)油成分組成相對(duì)復(fù)雜。

南五味子和北五味子的主要成分均為萜類化合物，分別占到62.97%和73.05%。萜類及其衍生物不僅是重要的香料來(lái)源，也廣泛用于食品工業(yè)、制藥工業(yè)等[6]，如：萜品醇用于配制香精、高級(jí)溶劑及去臭劑，β-月桂烯，用于古龍香水的調(diào)配及消臭劑[7]。揮發(fā)油中很多成分具有醫(yī)療價(jià)值，如β-沒紅藥烯和β-姜黃烯具有一定的抗生育活性[8]；檸檬烯，具有祛痰平喘的功效和抗腫瘤活性，并對(duì)多種細(xì)菌和真菌具有較強(qiáng)的抗菌活性[9-10]，以檸檬烯為主要成分制成的復(fù)方檸檬膠囊，具有利膽溶石、理氣開胃、消炎止痛的功效，可用于治療膽結(jié)石、膽囊炎及膽道術(shù)后綜合癥等[11-12]；欖香烯具有鎮(zhèn)痙、抗病毒、平喘、抗菌等活性[13]；β-石竹烯具有平喘作用，是治療老年慢性支氣管炎的有效成分之一[11]。南五味子和北五味子揮發(fā)油成分的分析也佐證了其具有止咳平喘的功效。南北五味子的揮發(fā)油在醫(yī)藥方面具有很大潛力，有待進(jìn)一步開發(fā)。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)采用超臨界CO2流體萃取技術(shù)提取南北五味子的揮發(fā)油，通過(guò)GC-MS法進(jìn)行了成分鑒定，南五味子揮發(fā)油中鑒定出51個(gè)化合物，占揮發(fā)油色譜總峰面積的75.83%。其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的成分為β-雪松烯(7.88%)、2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)二環(huán)[3,1,1]庚-2-烯(6.44%)、δ-欖香烯(6.3 9%)、α-檀香醇(5.75%)、α-古巴烯(5.50%)、α-杜松油烯(4.76%)、異香樹烯氧化物(4.59%)、β-石竹烯(3.99%)等。北五味子揮發(fā)油中鑒定出40個(gè)化合物，占揮發(fā)油色譜峰總面積的77.29%。其中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的成分有：α-依蘭烯(19.09%)、γ-姜黃烯(16.03%)、β-雪松烯(7.71%)、3,3,7-三甲基-11-亞甲基-螺二環(huán)[5,5]十一碳-2-烯(3.29%)、γ-松油烯(3.06%)等。本實(shí)驗(yàn)?zāi)媳蔽逦蹲拥膿]發(fā)油成分組成與前人研究有較大差異[14-16]，究其原因可能由于原料產(chǎn)地不同以及提取方法的差異所致。南五味子和北五味子揮發(fā)油均含有大量活性成分，具有很好的醫(yī)療、化工應(yīng)用前景。

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Composition Analysis of Volatile Oils from Schisandra spenanthera Rehd. et Wils. and Schisandra chinensis (Turcz) Baill. by Supercritical CO2Fluid Extraction and GC-MS

LIU Ya-min1，L,IU Yu-min1,*，LI Peng-xia2
(1. Key Laboratory of the Three Gorges Reservoir Region s Eco-environments, Ministry of Education, College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400716, China；2. Institute of Agro-food Science Technology, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China)

Volatile oils extracted from the fruits of Schisandra spenanthera Rehd. et Wils. and Schisandra chinensis (Turcz) Baill. with supercritical CO2 fluid were analyzed for their chemical composition by gas chromatography-mass spectrometry (GCMS) based on area normalization. Results indicated that the major components in volatile oils were terpendids with relative contents of 62.97% and 73.05%. The major compounds in volatile oil extracted from Schisandra spenanthera β-himachalene (7.88%), 2,6-dimethyl-6-(4-methyl-3-pentenyl) bicyclo [3,1,1] hep-2-ene (6.44%), and δ-elemene (6.39%). The major compounds in volatile oil extracted from Schisandra chinensis were α-ylangene (19.09%), α-curcumene (16.03%) and βhimachalene (7.71%).

Schisandra spenanthera Rehd. et Wils.；Schisandra chinensis (Turcz) Baill.；volatile oil；composition analysis

TS207.3；R282

A

1002-6630(2011)06-0204-05

2010-06-05

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(XDJK2010C042)；國(guó)家林業(yè)局公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201104043)；

重慶市科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目(CSTC2009AB1115)；西南大學(xué)生態(tài)學(xué)重點(diǎn)學(xué)科“211工程”建設(shè)項(xiàng)目

劉亞敏(1976—)，女，講師，碩士，主要從事藥用植物利用研究。E-mail：yaminliu0511@163.com

*通信作者：劉玉民(1973—)，男，副教授，碩士，主要從事植物培育與利用研究。E-mail：yuminliu@163.com