陰干對楓香脂中揮發(fā)油成分的影響

李建明， 宋清宏， 耿洪亞， 陳 川*

(1.上海市中醫(yī)老年醫(yī)學研究所，上海 201203；2.上海大學，上海 201900)

楓香脂為金縷梅科植物楓香LiquidambarformosanaHance的干燥樹脂。楓香脂味辛、微苦，性平，歸肺、脾經(jīng)，具有活血止痛、解毒、生肌的功效，用于跌撲損傷、癰疽腫痛、吐血、衄血等[1]。楓香脂目前在醫(yī)藥、香料、蠟染、衛(wèi)生、有機合成中間體等方面均有廣泛的應用[2-6]。楓香脂經(jīng)過水蒸汽蒸餾提取可以得到固體樹脂和液體精油兩部分，楓香脂飲片的主要成分即為固體樹脂和少量的精油成分[7-8]，《中國藥典》2010年版一部規(guī)定楓香脂在7、8月間割裂樹干，使樹脂流出，10月至次年4月采收，陰干[1]，陰干過程中揮發(fā)油成分也隨之大幅度減少，而楓香脂揮發(fā)油具有活血化瘀、抑制癌細胞生長等功效[9-11]。中藥加工必須盡可能在保留有效活性成分的前提下進行。對于楓香脂飲片炮制方法對藥材本身的有效成分含有量及藥效的影響目前尚未見報道。因此，本實驗考察《中國藥典》2010年版一部規(guī)定的陰干處理操作對于楓香脂有效成分揮發(fā)油的影響，按照《中國藥典》2010年版一部描述的水蒸汽蒸餾法提取陰干前后楓香脂的揮發(fā)油，采用正交試驗法考察浸泡時間、藥材粉碎度、料液比和提取時間對楓香脂揮發(fā)油提取率的影響，以得油率為指標，通過直觀分析和方差分析，得出最佳提取工藝，并利用氣相色譜儀和氣質(zhì)聯(lián)用儀對陰干前后楓香脂揮發(fā)油的成分和含有量進行分析。

1 儀器與試劑

1.1 儀器 調(diào)溫電熱套(DRT-TW型，鄭州長城科工貿(mào)有限公司)、圓底燒瓶、球形冷凝管、蛇形冷凝管、集水管、圓底燒瓶、油水分離器、離心機(LXJ-ⅡB型，上海安亭科學儀器廠)、氣相色譜儀(Agilent，GC6890N)、色譜柱(Agilent，HP-5)，二苯基聚硅氧烷共聚物色譜柱，頂空進樣皿(Agilent，7694E)，美國 Agilent7890A-5975C 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

1.2 試劑 無水硫酸鈉(Na2SO4，分析純，購自國藥集團)，楓香脂購自云南省文山州，經(jīng)由上海中醫(yī)藥大學魏莉教授鑒定為金縷梅科植物楓香樹LiquidambarformosanaHance的樹脂。楓香脂陰干樣品為按照《中國藥典》2010年版一部規(guī)定的楓香脂飲片制備方法，陰干所得。乙酸乙酯(EtOAc，分析純，購自國藥集團)，二甲亞砜(DMSO，分析純，購自國藥集團)。

2 方法與結(jié)果

2.1 正交試驗設計 按照正交試驗法，根據(jù)《中國藥典》2010年版一部規(guī)定的揮發(fā)油提取方法提取楓香脂揮發(fā)油，考察浸泡時間、粉碎程度、料液比和提取時間(未陰干楓香脂為具有流動性膠狀物，因此僅選擇干燥樣品作為考察對象)對楓香脂揮發(fā)油提取率的影響，因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平

取楓香脂飲片100 g，按L9(34)正交試驗設計表確定的條件提取揮發(fā)油，冷卻至室溫，測定揮發(fā)油體積。

根據(jù)正交試驗因素水平表，設計如下9組試驗，并將結(jié)果列于表2中。

表2 正交試驗設計(陰干樣品)

以揮發(fā)油量為指標，將表2以直觀數(shù)據(jù)的形式展出，如表3所示。

直觀分析表明，以揮發(fā)油得率為指標，提取時間影響最大，其余因素按影響大小排序依次為：浸泡時間、粉碎度、料液比。選取最優(yōu)的水平組合為A2B3C3D2。方差分析見表4。

表3 正交試驗直觀分析(以揮發(fā)油得率為指標)

表4 正交試驗方差分析(以揮發(fā)油得率為指標)

方差分析表明：提取時間、浸泡時間、粉碎目數(shù)、料液比對揮發(fā)油的提取量均沒有顯著性影響；但提取時間和浸泡時間影響遠大于粉碎目數(shù)、料液比的影響。

綜上，陰干后楓香脂揮發(fā)油的提取工藝定為：取一定量楓香脂，粉碎過40目篩，加9倍量水，浸泡12 h，水蒸汽提取5 h。按照相同的提取條件，取相同質(zhì)量的新鮮楓香脂，無需粉碎加9倍量水浸泡12 h，采用水蒸汽蒸餾提取5 h。將收集得到的楓香脂揮發(fā)油離心去水，加入適量的無水硫酸鈉靜置過夜，充分去除其中的水分，量取體積，精確到0.01 mL，重復5次，按照公式(1)對提取率進行計算，并將所得結(jié)果列于表5。

(1)

式中：v——所得楓香脂精油體積，單位mL；

m——加入楓香脂的質(zhì)量，單位g。

表5 正交試驗結(jié)果

從表5中可以看到，按照正交試驗結(jié)果得出的提取工藝重復性好，方法可靠。

考慮到楓香脂中含有的水分對提取率的影響，因此本實驗在正交試驗的基礎上，對陰干前后楓香脂中含水量進行測定。參照中國人民共和國國標中(國標號HG 5-1341-1980)酚醛樹脂水分測定方法，利用苯和水的共沸點為69.13 ℃的性質(zhì)，在低溫下測定陰干前后楓香脂中的含水量。具體方法如下，準確稱取新鮮楓香脂和陰干后的楓香脂各5 g，轉(zhuǎn)入500 mL的圓底燒瓶中，按照國標描述的方法搭建裝置，在圓底燒瓶中加入無水苯200 mL，并加入少量沸石。水浴加熱，保證冷凝管下部液滴的滴速為每秒3～4滴。待集水管中的水分不再增加時記錄讀數(shù)，按照式(2)計算含水量，重復5次，并將結(jié)果列于表6。

(2)

式中：V——集水管中水分讀數(shù)，單位是mL；

G——樣品質(zhì)量，單位是g。

表6 水分測定結(jié)果

由表6可知， 陰干前后樣品中的含水量相差不大，均在10%左右，因此陰干處理過程主要損失的是楓香脂中的揮發(fā)油成分。

2.2 氣相色譜分析 將楓香脂精油用DMSO稀釋100倍，溫度梯度70 ℃保持10 min，5 ℃/min至200 ℃，20 ℃/min升溫至300 ℃，保持10 min。頂空進樣，進樣器溫度100 ℃，平衡時間45 min，平衡溫度100 ℃，檢測器溫度FID250 ℃，載氣(氮氣)體積流量3 mL/min，柱溫0～10 min保持80 ℃，隨后12 ℃/min升至200 ℃。

圖1 楓香脂揮發(fā)油的氣相圖譜

根據(jù)圖1可知陰干前后楓香脂揮發(fā)油所含有的成分種類無明顯的差別，但由圖譜中峰面積的比較可知，陰干處理對于楓香脂中所含的揮發(fā)油相對含有量具有很大影響。結(jié)合表7的數(shù)據(jù)可以得出，經(jīng)過陰干處理，楓香脂揮發(fā)油中保留時間短的組分的相對含有量明顯降低，結(jié)合提取率結(jié)果來看，在整體揮發(fā)油大幅度損失的情況下，揮發(fā)油中的低沸點組分降低幅度更大。

為進一步明確《中國藥典》2010年版一部規(guī)定的楓香脂飲片加工方法對于楓香脂精油中的具體成分的影響，本實驗在氣色色譜分析的基礎上，對陰干前后樣品進行了GC-MS分析。

2.3 產(chǎn)物GC-MS分析

2.3.1 GC-MS條件 在文獻[12]基礎上稍加修改。氣相色譜條件：HP -5MS 毛細管柱(30 m ×250 μm × 0.25 μm)；起始柱溫60 ℃，保持1 min，然后以10 ℃/min升溫至250 ℃時保留10 min，以20 ℃/min升溫，至280 ℃時保留9 min，以4 ℃/min升溫至240 ℃；進樣器溫度310 ℃；載氣為He；分流比10∶1；進樣量1 μL。

圖2 陰干前后楓香脂揮發(fā)油總離子圖

表7 氣相數(shù)據(jù)

2.3.2 GC-MS測定結(jié)果 見表8。

表8 鮮品、干品楓香脂揮發(fā)油的化學成分分析結(jié)果

續(xù)表8

新鮮楓香脂和陰干后的楓香脂的主要成分相同,都是2,6,6-三甲基雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯、蒎烯和莰烯(見表8)，但是其相對含有量相差很大，新鮮楓香脂中3種組分的含有量分別為21.48%、11.35%和13.75%，對樣品進行陰干處理后其相對含有量下降為11.97%、6.70%和9.47%，這與氣相色譜中的結(jié)果相符，即保留時間短的組分相對含有量在陰干后降低。在楓香脂精油中莰烯、β-月桂烯[13-15]是合成醫(yī)藥，以及合成樟腦、香料等的重要原料。β-水芹烯是天然的殺蟲劑[16-18]。α-蒎烯能夠作用在白念珠菌的細胞壁上，作用后其形態(tài)和超微結(jié)構發(fā)生明顯的變化，菌體中的物質(zhì)露出，細胞破裂死亡[19-20]。而α-蓽澄茄油烯、杜松烯、γ-依蘭油烯、石竹烯素、桃金娘烯醇、樟腦、冰片等組分在醫(yī)藥領域也有廣泛的，具有較高的醫(yī)藥價值，但是在陰干處理過程中其含有量大大降低。

此外，在陰干的樣品中不含(Z，Z)-2,5-十五烯醇。同樣的，保留時間為24.125的未知組分在陰干的樣品中也不存在。

3 結(jié)論

本實驗考察了陰干處理對于楓香脂飲片中揮發(fā)油的影響，結(jié)果表明陰干前后楓香脂中所含有的揮發(fā)油成分的相對組成和成分含有量有較大差異，楓香脂經(jīng)過陰干處理后，其揮發(fā)油提取率僅為2.46%，而未經(jīng)處理的新鮮楓香脂所提取的揮發(fā)油含有量為23.12%。新鮮楓香脂具有較好的流動性，陰干后失去流動性，其性狀類似于新鮮楓香脂提取揮發(fā)油后所剩殘渣。根據(jù)氣相色譜儀分析結(jié)果，陰干處理對于楓香脂揮發(fā)油中所含有的成分種類沒有太大影響，然而其中保留時間較短的成分相對含有量大幅降低，這一點也在GC-MS中得到驗證，而楓香脂精油中的萜類化合物都屬于保留時間較短的組分，已有文獻報道植物中的單帖、三萜類化合物都屬于植物活性成分[21-22]。GC-MS分析結(jié)果顯示，楓香脂中的主要成分2,6,6-三甲基雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯、蒎烯和莰烯的相對含有量均大幅下降，多種有效成分的量顯著降低，且相對含有量都發(fā)生了較大的改變。

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