水蒸餾法提取德國洋甘菊揮發(fā)油及GC-MS分析

仝錦豪，劉紅霞，丁榮良

水蒸餾法提取德國洋甘菊揮發(fā)油及GC-MS分析

仝錦豪，劉紅霞，丁榮良

（齊齊哈爾大學(xué) 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

該處采用水蒸餾法提取新疆產(chǎn)德國洋甘菊（L.）揮發(fā)油，通過GC-MS對洋甘菊揮發(fā)油進(jìn)行成分分析。共鑒定出12種成分，主要成分為-紅沒藥醇B，相對含量為48.53%，其次是-紅沒藥醇A：25.49%，紅沒藥醇A：18.89%，-Vatirenene：5.73%，母菊薁：0.74%。成分分析結(jié)果表明，新疆產(chǎn)德國洋甘菊含有較高的倍半萜醇成分，占總含量的92.91%。

德國洋甘菊；揮發(fā)油；GC-MS；水蒸餾法

母菊（L.）俗稱洋甘菊、德國洋甘菊，是桔梗目、菊科、母菊屬的一年生植物。在歐洲和亞洲的人口聚居地附近都可以找到洋甘菊，并已經(jīng)在北美和澳大利亞廣泛使用。因為洋甘菊不含有毒有害的化合物，不對人類和動物產(chǎn)生急性毒性，因此，洋甘菊是世界上使用最廣泛且有據(jù)可查的藥用植物之一[1-2]。

洋甘菊揮發(fā)油具有抑菌、抑制寄生蟲、抗炎、抗抑郁的功效。Stefanie Bail等[3]的研究中，使用瓊脂擴散法和瓊脂稀釋法對法國產(chǎn)洋甘菊揮發(fā)油的抗菌活性進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)洋甘菊揮發(fā)油對金黃色葡萄球菌和糞腸球菌具有由高至中的抑制力。Andrade等[4]研究發(fā)現(xiàn)洋甘菊揮發(fā)油對利什曼原蟲有抑制活性，并且對細(xì)胞毒性較低。在袁藝等[5]研究發(fā)現(xiàn)，洋甘菊揮發(fā)油能抑制蛋清致大鼠足腫脹炎癥滲出液中強促炎細(xì)胞因子，表明洋甘菊揮發(fā)油能抑制炎癥。?zgür等[6]發(fā)現(xiàn)洋甘菊揮發(fā)油具有與咖啡因相當(dāng)?shù)拇碳ぷ饔?，可被評估為用于治療注意力缺陷多動障礙的候選新藥物。通過對洋甘菊精油的藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，洋甘菊精油的主成分-紅沒藥醇對多種腫瘤細(xì)胞具有抑制作用，例如-紅沒藥醇能誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞凋亡，抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞遷移和侵襲[7]。因此，洋甘菊揮發(fā)油具有多方面的藥理活性，具有較高的研究價值，在醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。

本文使用水蒸餾法對新疆產(chǎn)德國洋甘菊揮發(fā)油進(jìn)行提取，并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對揮發(fā)油進(jìn)行成分分析，為洋甘菊揮發(fā)油的應(yīng)用提供理論支持。

1 實驗部分

1.1 原料、試劑與儀器

原料：德國洋甘菊，采購自新疆伊犁地區(qū)，經(jīng)鑒定為菊科春黃菊族植物花朵。

試劑：正己烷（分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；無水硫酸鈉（分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）。

主要儀器：7980B-7000C型Agilent 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫公司），84-1型磁力攪拌控溫電熱套（山東鄄城華魯電熱儀器有限公司），揮發(fā)油提取器等玻璃儀器。

1.2 揮發(fā)油提取

按照《中華人民共和國藥典》中揮發(fā)油的測定方法，從德國洋甘菊干花中提取揮發(fā)油。將20g洋甘菊干花放入500mL圓底燒瓶中，加入300mL去離子水，浸泡1h，蒸餾提取3h，記錄揮發(fā)油的體積，打開旋塞從下方放出油水混合物。油水分離后，得到藍(lán)色洋甘菊揮發(fā)油，存放于棕色玻璃小瓶中，計算揮發(fā)油的提取率（揮發(fā)油密度為0.920g/mL）。取適量揮發(fā)油，加入1mL正己烷，無水硫酸鈉干燥，使用0.22μm有機濾膜過濾，-10℃下保存。

洋甘菊揮發(fā)油的提取率計算公式為

1.3 GC-MS成分分析

色譜條件：色譜柱HP-5MS（30m×0.25mm×0.25μm)毛細(xì)管柱；進(jìn)樣口溫度250℃，柱升溫程序為初始溫度50℃，以5℃/min升至250℃，保持5min。載氣為氦氣，載氣流量1.0mL/min，分流比100∶1，流速1mL/min，進(jìn)樣量1μL。

質(zhì)譜條件：離子源EI；電子能量70 eV；掃描方式：SCAN模式；掃描質(zhì)量數(shù)范圍：40～500amu。

經(jīng)MassHunter workstation進(jìn)行總離子流譜圖提取及面積歸一化法計算各組分相對含量，各峰的質(zhì)譜圖經(jīng)NIST 14質(zhì)譜庫檢索，并通過其保留指數(shù)（RI），與具有參考價值的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，共同確定各個成分。

2 結(jié)果與討論

2.1 洋甘菊揮發(fā)油成分分析

使用MassHunter workstation對提取得到的揮發(fā)油樣品進(jìn)行分析，得到總離子流譜圖（圖1）。從譜圖上可以看出洋甘菊揮發(fā)油的主要成分峰集中在20～30min，這與Sudeep Tandon等[8]的研究結(jié)果一致。

圖1 洋甘菊揮發(fā)油的總離子流譜圖

利用MassHunter workstation軟件對洋甘菊揮發(fā)油的組分進(jìn)行定性分析, 以歸一化法計算各成分相對峰面積，計算各個組分的成分含量百分比，并初步確定各個組分。利用NIST 14檢索分子式確定化合物及其保留指數(shù)，然后與文獻(xiàn)中測得的保留指數(shù)對比確證[9-10]，最終確定了12種成分，分析結(jié)果列于表1。

表1列出了按毛細(xì)管柱的洗脫順序通過GC-MS分析鑒定的成分。在該樣品中，成分包含：單萜烯0.15%；單萜醇0.06%；單萜酮0.06%；倍半萜烴5.86%；倍半萜醇0.23%；倍半萜醇氧化物92.91%；薁類化合物0.74%。該油的主要成分是-紅沒藥醇B，在樣品中相對濃度為48.53%，其次是-紅沒藥醇A：25.49%，沒藥醇A：18.89%，Vatirenene：5.73%，母菊薁：0.74%。這與一些文獻(xiàn)記載的洋甘菊成分有一定的定性和定量差異。AnetaWesolowskaa等[11]人使用傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法對洋甘菊揮發(fā)油進(jìn)行提取，并對成分進(jìn)行了分析。與他們的分析結(jié)果對比，洋甘菊的特征性成分母菊薁的含量較低，而沒藥醇A及沒藥醇A、B含量較高。造成洋甘菊揮發(fā)油成分含量差異的原因有很多，在Vahid Afagh和Amin Saleh的研究中，不同的肥料和生物環(huán)境會導(dǎo)致洋甘菊的成分及含量不同[12-13]。在Anne Orav等[14]人的研究中，不同地區(qū)的洋甘菊揮發(fā)油成分含量也有不同。

2.2 揮發(fā)油提取率分析

水蒸餾法提取洋甘菊花的揮發(fā)油為藍(lán)色油狀液體，提取率分別為0.21%，0.24%，0.24%。使用Microsoft Excel統(tǒng)計分析程序，將實驗結(jié)果記錄為3個值的均值標(biāo)準(zhǔn)差，提取率為（0.23±0.01）%。經(jīng)與文獻(xiàn)數(shù)值進(jìn)行對比，水蒸餾法提取洋甘菊揮發(fā)油的提取率高于文獻(xiàn)中使用水蒸氣蒸餾法提取洋甘菊揮發(fā)油的提取率（0.19%）。但是，水蒸餾法的提取率低于同時蒸餾萃取法（0.31%）[15]，原因在于進(jìn)行洋甘菊揮發(fā)油提取時，揮發(fā)油組分中的一些酯類成分大都富集在水中，使用常規(guī)的油水分離方法，會導(dǎo)致這部分酯類成分殘留在水中，雖然同時蒸餾萃取法能將在水中溶解的成分用有機溶劑萃取出來，但在萃取過程中使用的有機溶劑并不符合現(xiàn)代綠色化學(xué)的要求。

表1 洋甘菊揮發(fā)油的成分分析

Rt：保留時間；RI：HP-5 MS的非等溫Kovats保留指數(shù)

3 結(jié)束語

本文使用水蒸餾法提取德國洋甘菊揮發(fā)油，使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對揮發(fā)油進(jìn)行了成分分析。對得到的總離子流圖進(jìn)行定量、定性分析，并與文獻(xiàn)和NIST 14數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，得到德國洋甘菊揮發(fā)油成分表以及百分比含量。水蒸餾法提取新疆產(chǎn)德國洋甘菊揮發(fā)油的主成分為-紅沒藥醇B（48.53%）、-紅沒藥醇A（25.49%）、紅沒藥醇A（18.89%）、-Vatirenene（5.73%），與印度東北地區(qū)和波蘭西北部地區(qū)德國洋甘菊揮發(fā)油相比，-紅沒藥醇B、-紅沒藥醇A、紅沒藥醇A含量更高，這種成分和含量上的差異一般是由生長環(huán)境等原因引起的。本文通過水蒸餾法提取所得的德國洋甘菊精油中，主要成分-紅沒藥醇A、B含量較高，因此，在提取德國洋甘菊精油時，水蒸餾法是一種較好的方法。

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GC-MS analysis of the hydrodistilled essential oil ofL. flowers

TONG Jin-hao，LIU Hong-xia，DING Rong-liang

（College of Chemistry and Chemical Engineering, Qiqihar University, Heilongjiang Qiqihar 161006，China）

The essential oil of German chamomile(L.) from Xinjiang were obtained by hydrodistilled. The chemical compositions of chamomile essential oil were analyzed by GC-MS. A total of 12 ingredients were identified, including-Bisabolol B with a relative concentration of 48.53%,-Bisabolol oxide A(25.49%), Bisabolol oxide A(18.89%),-Vatirenene (5.73%) and Matricaria azulene(0.74%) as the main components. According to the analysis, the German chamomile contained high sesquiterpene alcohol, accounting for 92.91% of the total content.

German chamomile；essential oil；GC-MS；hydrodistilled

2020-10-09

黑龍江省屬高等學(xué)?；究蒲袠I(yè)務(wù)費科研項目（135309440）

仝錦豪（1995-），男，黑龍江齊齊哈爾人，在讀碩士，主要從事綠色化學(xué)與藥物化學(xué)研究，1174620245@qq.com。

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