超临界CO2流体萃取-GC-MS分析南北五味子挥发油成分

刘亚敏，刘玉民,*，李鹏霞

(1.西南大学资源环境学院，西南大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆 400716；2.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏 南京 210014)

超临界CO2流体萃取-GC-MS分析南北五味子挥发油成分

刘亚敏1，刘玉民1,*，李鹏霞2

(1.西南大学资源环境学院，西南大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆 400716；2.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏 南京 210014)

采用超临界CO2流体萃取南北五味子中的挥发油，采用气相色谱-质谱法鉴定两种挥发油的化学成分，并用面积归一法确定各组分的相对含量。南北五味子的挥发油主要组成均为萜类化合物，分别占到6 2.9 7%和73.05%。南五味子挥发油中相对含量较高的成分有β-雪松烯(7.88%)、2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)二环[3,1,1]庚-2-烯(6.44%)、δ-榄香烯(6.39%)等；北五味子挥发油中相对含量较高的成分有α-依兰烯(19.09%)、γ-姜黄烯(16.03%)、β-雪松烯(7.71%)等。

南五味子；北五味子；挥发油；成分分析

五味子为木兰科植物的干燥果实，是我国传统的滋补性中药，由于产地的不同有南五味子和北五味子之分，南五味子为木兰科华中五味子(S c h i s a n d r a sphenanthera Rehd. et Wils.)的干燥成熟果实，北五味子为木兰科五味子(Schisandra chinesis (Turcz.) Baill.)的干燥果实。南五味子和北五味子均具有收敛固涩、益气生津、补肾宁心等功效。用于久咳痰喘、梦遗滑精、遗尿尿频、久泻不止、自汗、盗汗、津伤口渴、短气脉虚、内热消渴、心悸失眠等症[1]。五味子为作为我国传统的滋补性中药，始载于《神农本草经》，被列为上品，迄今已有两千多年的应用历史[2]。现代研究表明，五味子中的木质素及挥发油均为五味子中有效成分，五味子中的木质素类具有保肝、降酶、保护中枢神经、抗艾滋病毒、抗癌等多种药理活性，挥发油具有镇咳作用[3-5]。目前对五味子的研究多集中于木质素类成分，对挥发油的研究较少，本工作拟利用超临界CO2流体萃取设备提取南北五味子的挥发油，应用气相色谱-质谱(GC-MS)分析其化学成分，为五味子这一药用资源的深入开发提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南五味子购自陕西柞水五味子种植基地，经鉴定为华中五味子(Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.)的干燥果实；北五味子购自吉林平泰天然五味子种植基地，经鉴定为五味子(Schisandra chinesis (Turcz.) Baill.)的干燥果实。

CO2为食品级；无水硫酸钠、乙醚(均为分析纯)。

1.2 仪器与设备

HA121-50-01型超临界CO2流体萃取装置 南通市华安超临界萃取有限公司； 6890/5973GC/MSD型气相色谱-质谱联用仪 美国惠普公司。

1.3 仪器条件

1.3.1 色谱条件

色谱柱：HP-1，石英毛细柱(50m×0.25mm，0.25μm)；升温程序：120℃保持3min，以20℃/min升至280℃，保持4min；载气(He)流速1.4mL/min，压力2.4kPa，进样量0.5μL；分流比50:1。

1.3.2 质谱条件

电子轰击(EI)离子源；电子能量70eV；传输线温度260℃；离子源温度230℃；母离子m/z 285；激活电压1.5V；质量扫描范围m/z 20～450。

1.4 挥发油的提取方法

将南五味子和北五味子药材粉碎后，过20目筛，称取500g粉末进行超临界CO2萃取，萃取压力30MPa，萃取温度40℃，分离压力8MPa，分离温度30℃，萃取时间2h。收集南北五味子挥发油，挥发油经乙醚溶解稀释后进行GC-MS分析。

1.5 挥发油的检测方法

经超临界CO2萃取法提取所得挥发油，采用GC-MS联用技术，在设定条件下对挥发油进行分离。采用计算机数据分析处理和NIST 08标准库自动检索，结合相关文献鉴定挥发油的各个化学成分，采用峰面积归一化法进行定量分析，分别求得各化学成分在挥发油中的相对含量。

2 结果与分析

图1及表1显示，南五味子挥发油鉴定出51个化合物，占挥发油色谱总峰面积的75.83%。已鉴定出成分中脂肪族化合物4个，占挥发油总量的3.06%；芳香族化合物6个，占挥发油总量的的9.60%；杂环化合物1个，占挥发油总量0.20%；萜类化合物40个，占挥发油总量62.97%，其中单萜及其衍生物3个，占挥发油总量的1.40%，倍半萜及其衍生物37个，占挥发油总量的61.57 %。

图1 南五味子GC-MS总离子流图Fig.1 Total ion chromatogram for GC-MS analysis of volatile oil from Schisandra sphenanthera Rehd et Wils.

图2 北五味子GC-MS总离子流图Fig.2 Total ion chromatogram for GC-MS analysis of volatile oil from Schisandra chinesis (Turcz.) Baill.

南五味子挥发油中相对含量较高的成分有：β-雪松烯(7.88%)、2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)二环[3,1, 1]庚-2-烯(6.44%)、δ-榄香烯(6.3 9%)、α-檀香醇(5.75%)、α-古巴烯(5.50%)、α-杜松油烯(4.76%)、异香树烯氧化物(4.59%)、β-石竹烯(3.99%)、β-大叶香根烯(2.29%)、β-没红药烯(1.90%)、2-异丙基-5甲基-9-亚甲基-双环[4,4,0]十一碳-1-烯(2.10%)、花侧柏烯(1.91%)、γ-木罗烯(1.29%)、α-甲位紫穗槐烯(1.20%)、δ-大叶香根烯(1.13%)、法尼醇(1.12%)、8-乙烯基-3,4,4a,5,6,7, 8,8 α-八氢-5-亚甲基-2-萘甲酸(1.08 %)、α-依兰烯(1.04%)。

图2及表1显示，北五味子挥发油中鉴定出40个化合物，占挥发油色谱峰总面积的77.29%。其中脂肪族化合物4个，占挥发油总量的2.88%；芳香族化合物1个，占挥发油总量的的1.36%；萜类化合物35个，占挥发油总量73.05%，其中单萜及其衍生物16个，占挥发油总量的11.46%，倍半萜及其衍生物19个，占挥发油总量的61.59%。

表1 南五味子和北五味子挥发油成分比较分析Table 1 Comparison of volatile oils from fruits of Schisandra chinesis (Turcz.) Baill and Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.

续表1

北五味子挥发油中相对含量较高的成分有α-依兰烯(19.09 %)、γ-姜黄烯(16.03%)、β-雪松烯(7.71%)、3,3,7-三甲基-11-亚甲基-螺二环[5,5]十一碳-2-烯(3.29%)、γ-松油烯(3.06%)、菖蒲二烯(2.58%)、β-没红药烯(2.17%)、乙酸异龙脑酯(2.14%)、α-甲位紫穗槐烯(1.69%)、橙花叔醇(1.40%)、α-木罗烯(1.38%)、4-松油烯醇(1.33%)、十六烷酸(1.25%)、花侧柏烯(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%)。

南五味子和北五味挥发油中共有的化合物有12个分别为β-月桂烯、α-松油烯、α-萜品油烯、α-依兰烯、石竹烯氧化物、β-石竹烯、α-甲位紫穗槐烯、β-没红药烯、β-雪松烯、花侧柏烯、橙花叔醇、十六烷酸。相同化合物分别占两种挥发油总量的20.05%和 36.98%。南五味子和北五味子挥发油成分组成差异较大，南五味子挥发油成分组成相对复杂。

南五味子和北五味子的主要成分均为萜类化合物，分别占到62.97%和73.05%。萜类及其衍生物不仅是重要的香料来源，也广泛用于食品工业、制药工业等[6]，如：萜品醇用于配制香精、高级溶剂及去臭剂，β-月桂烯，用于古龙香水的调配及消臭剂[7]。挥发油中很多成分具有医疗价值，如β-没红药烯和β-姜黄烯具有一定的抗生育活性[8]；柠檬烯，具有祛痰平喘的功效和抗肿瘤活性，并对多种细菌和真菌具有较强的抗菌活性[9-10]，以柠檬烯为主要成分制成的复方柠檬胶囊，具有利胆溶石、理气开胃、消炎止痛的功效，可用于治疗胆结石、胆囊炎及胆道术后综合症等[11-12]；榄香烯具有镇痉、抗病毒、平喘、抗菌等活性[13]；β-石竹烯具有平喘作用，是治疗老年慢性支气管炎的有效成分之一[11]。南五味子和北五味子挥发油成分的分析也佐证了其具有止咳平喘的功效。南北五味子的挥发油在医药方面具有很大潜力，有待进一步开发。

3 结 论

本实验采用超临界CO2流体萃取技术提取南北五味子的挥发油，通过GC-MS法进行了成分鉴定，南五味子挥发油中鉴定出51个化合物，占挥发油色谱总峰面积的75.83%。其中质量分数较高的成分为β-雪松烯(7.88%)、2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)二环[3,1,1]庚-2-烯(6.44%)、δ-榄香烯(6.3 9%)、α-檀香醇(5.75%)、α-古巴烯(5.50%)、α-杜松油烯(4.76%)、异香树烯氧化物(4.59%)、β-石竹烯(3.99%)等。北五味子挥发油中鉴定出40个化合物，占挥发油色谱峰总面积的77.29%。其中相对质量分数较高的成分有：α-依兰烯(19.09%)、γ-姜黄烯(16.03%)、β-雪松烯(7.71%)、3,3,7-三甲基-11-亚甲基-螺二环[5,5]十一碳-2-烯(3.29%)、γ-松油烯(3.06%)等。本实验南北五味子的挥发油成分组成与前人研究有较大差异[14-16]，究其原因可能由于原料产地不同以及提取方法的差异所致。南五味子和北五味子挥发油均含有大量活性成分，具有很好的医疗、化工应用前景。

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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

中央高校基本科研业务费专项(XDJK2010C042)；国家林业局公益性行业科研专项(201104043)；

重庆市科技攻关重点项目(CSTC2009AB1115)；西南大学生态学重点学科“211工程”建设项目

刘亚敏(1976—)，女，讲师，硕士，主要从事药用植物利用研究。E-mail：yaminliu0511@163.com

*通信作者：刘玉民(1973—)，男，副教授，硕士，主要从事植物培育与利用研究。E-mail：yuminliu@163.com