鹽析輔助水蒸氣蒸餾法對(duì)川芎揮發(fā)油提取的影響研究

閆璽鎂，石莉堯，高太祥，王 瑞

（山西中醫(yī)藥大學(xué)，山西 晉中 030619）

川芎為傘形科植物川芎（Ligusticum chuanxiong Hort.）的干燥根莖。味辛，性溫，歸肝、膽、心包經(jīng)，功效活血行氣，祛風(fēng)止痛。用于胸痹心痛，胸脅刺痛，跌撲腫痛，月經(jīng)不調(diào)，經(jīng)閉痛經(jīng)，癥瘕腹痛，頭痛，風(fēng)濕痹痛等［1］。川芎揮發(fā)油含量豐富，且為其主要有效成分之一，現(xiàn)代藥理研究表明，川芎揮發(fā)油具有鎮(zhèn)痛［2］、鎮(zhèn)靜［3］、改善血流變［4］、降低血壓［5］、解熱［6］、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞等作用［7］。其中丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯是川芎揮發(fā)油中含量較高的活性成分［8-9］，是川芎的主要化學(xué)成分［10］，常用來作為川芎揮發(fā)油質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)［11］，但在以往的研究中多用相對(duì)含量進(jìn)行比較［12-14］。本研究初次采用選擇離子（SIM）掃描模式對(duì)丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯的含量進(jìn)行計(jì)算，對(duì)傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法及鹽析輔助水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油進(jìn)行質(zhì)量比較。

1 儀器與試藥

7890B-5977B 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀（GC-MS，安捷倫公司）；ZDHW 型調(diào)溫電熱套（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；JM-B10001 型電子天平（余姚市銘重校驗(yàn)設(shè)備有限公司）；萬能粉碎機(jī)（浙江紅景天工貿(mào)有限公司）；AB135-S 電子天平（十萬分之一，瑞士METTLER 公司）。川芎飲片（批號(hào)20181227，北京同仁堂藥店）；正己烷（色譜純，批號(hào)20190109）、磷酸氫二鈉（批號(hào)20170110），天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；丁烯基苯酞（D057180321）、藁本內(nèi)酯（G101181106），成都瑞芬思生物科技有限公司；氯化鈉（批號(hào)20151010）、無水硫酸鈉（批號(hào)20120608），天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司。

2 方 法

2.1 揮發(fā)油的測(cè)定條件

2.1.1 色譜條件 色譜分離采用HP-5MS 毛細(xì)管色譜柱，載氣為氦氣，以1 mL/min 恒定的流速通過HP-5MS 毛細(xì)管柱，進(jìn)樣量1 μL，進(jìn)樣口溫度250 ℃。柱溫程序1：初始溫度50 ℃，保持5 min，以20 ℃/min 升至90 ℃，保持3 min；再以5 ℃/min升至140 ℃，保持2 min；然后以1 ℃/min 升至160 ℃，保持5 min；最后以1 ℃/min 升至170 ℃，保持2 min。柱溫程序2：初始溫度150 ℃，保持5 min，以2 ℃/min 升至160 ℃，保持15 min。

2.1.2 質(zhì)譜條件 離子源：電子轟擊離子源（EI）；離子源溫度：230 ℃；接口溫度：280 ℃；四級(jí)桿溫度：150 ℃；檢測(cè)電壓：70 eV；Scan 掃描模式質(zhì)量掃描范圍（m/z）：50～300 amu。SIM 模式掃描。結(jié)果見表1。

表1 SIM 掃描模式

2.2 對(duì)照品溶液的制備

取丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯適量，精密稱定，用正己烷溶解成濃度分別為0.554 mg/mL 和2.32 mg/mL的丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯對(duì)照品貯備液。將丁烯基苯酞稀釋成濃度為0.005、0.02 0.04、0.06、0.08、0.10、0.14 mg/mL 的對(duì)照品溶液，將藁本內(nèi)酯稀釋成濃度為0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mg/mL 的對(duì)照品溶液。將對(duì)照品溶液用GC-MS 分析，采用柱溫程序2 和SIM 掃描模式，利用Agilent masshunter workstation 定量分析軟件做標(biāo)準(zhǔn)曲線，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)含量測(cè)定。

2.3 川芎揮發(fā)油的提取

2.3.1 水蒸氣蒸餾法（A）提取川芎揮發(fā)油 稱取川芎粉末（過3 號(hào)篩）50 g，置1000 mL 圓底燒瓶中，加入9 倍量水浸泡2 h，提取6 h，平行制備3份樣品，收集揮發(fā)油提取器中的油水混合物。用正己烷萃取3 次，每次7 mL，合并萃取液，定容至25 mL。搖勻，用0.22 μm 微孔濾膜濾過，取適量提取液于進(jìn)樣瓶中，置于GC-MS 自動(dòng)進(jìn)樣器中，采用Scan 全掃描模式和升溫程序1 進(jìn)行定性分析，采用SIM 掃描模式和升溫程序2 進(jìn)行定量分析。

2.3.2 磷酸氫二鈉輔助水蒸氣蒸餾法（B）提取川芎揮發(fā)油 稱取川芎粉末（過3 號(hào)篩）50 g，置1000 mL 圓底燒瓶中，加入0.4%磷酸氫二鈉溶液450 mL。浸泡2 h，提取6 h，平行制備3 份樣品，收集揮發(fā)油提取器中的油水混合物。用正己烷萃取3 次，每次7 mL，合并萃取液，定容至25 mL。搖勻，用0.22 μm 微孔濾膜濾過，取適量提取液于進(jìn)樣瓶中，置于GC-MS 自動(dòng)進(jìn)樣器中，分別用Scan 全掃描模式和SIM 掃描模式進(jìn)行定性和定量分析［15］。

2.3.3 氯化鈉輔助水蒸氣蒸餾法（C）提取川芎揮發(fā)油 稱取川芎粉末（過3 號(hào)篩）50 g，置1000 mL圓底燒瓶中，加入5%氯化鈉溶液450 mL，浸泡2 h，提取6 h，平行制備3 份樣品，收集揮發(fā)油提取器中的油水混合物。用正己烷萃取3 次，每次7 mL，合并萃取液，定容至25 mL。搖勻，用0.22 μm 微孔濾膜濾過，取適量提取液于進(jìn)樣瓶中，置于GC-MS 自動(dòng)進(jìn)樣器中，分別用Scan 全掃描模式和SIM 掃描模式進(jìn)行定性和定量分析［16］。

2.4 揮發(fā)油稱重

按“2.3.1、2.3.2、2.3.3”項(xiàng)方法分別制備1 份油水混合物，分別用5 mL 正己烷萃取，在己烷層加入適量無水硫酸鈉，過濾，稱重。另取一份與油水混合物同體積的水，平行操作，按照揮發(fā)油質(zhì)量（mg）=含揮發(fā)油正己烷總質(zhì)量（mg）-不含揮發(fā)油正己烷質(zhì)量（mg），計(jì)算揮發(fā)油質(zhì)量。

3 結(jié)果

3.1 定性分析

經(jīng)GC-MS 分析，通過與NIST 譜庫比對(duì)，在川芎揮發(fā)油中鑒別出19 種化合物，見表2。Scan掃描模式總離子流圖見圖1～3。

由圖1～圖3 及表2 可知，水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油所含化合物的種類最多。水蒸氣蒸餾得到17 種，磷酸氫二鈉輔助水蒸氣蒸餾法得到15種化合物，氯化鈉輔助水蒸氣蒸餾法得到15 種化合物，但三者化合物種類比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 川芎揮發(fā)油成分分析

圖1 水蒸氣蒸餾法提取川芎揮發(fā)油Scan 掃描模式TIC 圖

圖2 磷酸氫二鈉輔助水蒸氣蒸餾法提取川芎揮發(fā)油Scan 掃描模式TIC 圖

圖3 氯化鈉輔助水蒸氣蒸餾法提取川芎揮發(fā)油Scan 掃描模式TIC 圖

3.2 定量分析

水蒸氣蒸餾法、磷酸氫二鈉輔助水蒸氣蒸餾法、氯化鈉輔助水蒸氣蒸餾法所得的川芎中丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯的平均總含量分別為4.09 mg/g、4.15 mg/g、3.31 mg/g。可知，氯化鈉輔助水蒸氣蒸餾法丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯提取率最高，但三組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。SIM 掃描模式總離子流圖見圖4-6，結(jié)果見表3。

圖4 水蒸氣蒸餾法提取川芎揮發(fā)油SIM 模式TIC 圖

圖5 磷酸氫二鈉輔助水蒸氣蒸餾法提取川芎揮發(fā)油SIM 模式TIC 圖

3.3 提取率

取“2.4”項(xiàng)下所得3 份樣品，按照公式計(jì)算川芎揮發(fā)油提取率，得到水蒸氣蒸餾法所得提取率為0.15%，氯化鈉輔助提取率為0.29%，磷酸氫二鈉輔助提取率為0.11%，氯化鈉輔助是水蒸氣蒸餾法提取率的1.9 倍，磷酸氫二鈉輔助水蒸氣蒸餾法會(huì)降低揮發(fā)油提取率（%）=揮發(fā)油質(zhì)量/原料質(zhì)量×100%揮發(fā)油的提取率。

表3 揮發(fā)油中丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯的含量

圖6 氯化鈉輔助水蒸氣蒸餾法提取川芎揮發(fā)油SIM 模式TIC 圖

4 討論

鹽析輔助提取揮發(fā)油是近年來新起的一種提取揮發(fā)油的方法［17-18］，在傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾的基礎(chǔ)上在水中加入鹽，以期提高揮發(fā)油的提取率。從分子角度看，由于鹽是強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中電離為離子，產(chǎn)生電場(chǎng)。而在離子電場(chǎng)的作用下，極性較強(qiáng)，具有較高介電常數(shù)的水分子容易與鹽離子形成締合分子，從而降低揮發(fā)油在水中的溶解度［19］，提高提取率。川芎揮發(fā)油相對(duì)密度與水相近［20］，其揮發(fā)油易分散在水中，量少時(shí)很難聚集成油滴，因此本研究將油水混合物一起收集，用正己烷萃取定容，通過GC-MS 的SIM 掃描模式結(jié)合批處理分析進(jìn)行定量。其定量與提取率計(jì)算均表明NaCl 可促進(jìn)川芎揮發(fā)油的提取，而Na2HPO4則沒有積極的影響，但揮發(fā)油中所含化合物的種類無明顯差異。綜上所述，鹽析輔助水蒸氣蒸餾法對(duì)川芎揮發(fā)油的提取影響不是很大。

研究還發(fā)現(xiàn)，丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯的總含量與提取率成正相關(guān)，萃取定容過程比過濾稱重?fù)p耗更小，結(jié)果更準(zhǔn)確，因此丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯可作為評(píng)價(jià)川芎揮發(fā)油的指標(biāo)，為川芎揮發(fā)油質(zhì)量的評(píng)價(jià)提供依據(jù)。