超临界CO2萃取牛蒡片挥发油及气相色谱-质谱联用分析

窦德宇，刘 炎，柳春燕，杨丽芬，陈靠山

(皖南医学院 1.中心实验室;2.药学系，安徽 芜湖 241002)

牛蒡(Arctium Lappa L.)系菊科二年生草本植物［1］。原产我国，公元940年前后传入日本，被培育出多个优良品种。牛蒡是我国传统中药，早在南北朝的《名医别录》中就有关于牛蒡入药的记载［2］。研究表明，牛蒡具有抗菌及抗真菌、抗突变及抗癌、抗衰老、清除重金属离子、镇咳及肝保护等作用［2～4］。超临界萃取是近年来新兴的一种提取分离技术，主要是利用CO2在超临界状态具有密度大、粘度小、扩散系数大、溶解能力强等特性来提取分离混合物。在萃取动植物油脂及分离其中对人体有益的脂肪酸时，可有效地防止油脂和脂肪酸受热分解，避免给产品带来污染［5］。牛蒡片是以鲜牛蒡根切成片以后，再进行复杂的脱水烘干加工而成。关于牛蒡片挥发油的超临界CO2萃取尚未见报道，本实验采用超临界CO2萃取牛蒡片挥发油并利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)对其进行分离分析，鉴定了其中31种化学成分，旨在为进一步开发利用牛蒡提供一定的科学依据。

1 资料与方法

1.1 材料 牛蒡片，购自江苏省徐州市沛县鑫源牛蒡食品有限公司;食品级CO2(纯度为99.99%)，购自芜湖市银湖路特种气体供应站;无水乙醇及其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器设备 HA221-50-06型超临界CO2流体萃取装置(江苏省南通市华安超临界萃取有限公司);AUW120D型电子分析天平(日本岛津公司);GCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪(日本岛津公司);马头牌JYT-20A架盘药物天平(上海医用激光仪器厂)。

1.3 超临界CO2萃取 称取干燥牛蒡片160 g，装入超临界萃取装置的1L萃取釜中，开机，接通制冷开关并对萃取釜和分离釜分别加温，待冷箱温度降到0℃、萃取釜温度达到设定的45℃ 时，开始加压，使萃取压力达到20MPa，在萃取2 h后收集萃取物，为有牛蒡特殊香味的淡黄色油状物，萃取得率为0.84%。

1.4 GC-MS分析 色谱条件:色谱柱为DB-5 MS石英毛细管柱，30m × 0.25 mm × 0.25 μm，载气为He，气化室温度为280℃。程序升温:色谱柱起始温度为 70℃，保持 2 min，以 15℃/min升温至180℃，保持1 min，以20℃/min升温至280℃保持25 min。质谱条件:离子源为 EI，电子能量70eV，GC-MS界面温度为280℃，扫描质量范围在45～600 U，进样量为2 μl，所解析分辨质谱在NIST标准谱库进行检索。

2 结果

按照上述实验方法，得到牛蒡片挥发油的总离子流图，见图1，共分离出41个峰，对总离子流图中的各峰经质谱扫描后得到质谱图，经NIST数据库检索，同时进行人工分析检索，共鉴定出其中31种化学成分，见表1。

表1 挥发油化学成分Tab 1 Chemical components of the volatile oil

3 讨论

一般情况下，进行超临界CO2萃取的物质原料会进行粉碎处理，但如果处理不当，过细的粉末状原料容易堵塞萃取装置的管道，且原料消耗量较大，另外原料在粉碎的过程中挥发油的部分活性成分可能会遭到破坏和散失。如果粉碎太细，有效成分的溶出度反而降低［6］;相比较而言，片剂原料既不会堵塞萃取管道又节约了原料成本。本实验证实超临界CO2萃取牛蒡片挥发油是一种可行的方法，且操作方便、无污染。与有关文献资料相比［7～9］，本实验牛蒡样品挥发油所含成分有所不同，这可能与牛蒡的产地来源［10］、栽培条件、原料的性状、挥发油的提取方法和提取条件等因素有关。在本实验萃取获得的挥发油中，尚有10种组分经过计算机检索质谱库及其他标准对照谱对照，无法准确定性，有待于今后工作中进一步确认。由于超临界CO2萃取技术的特点，改变萃取条件获得的萃取物成分会有所不同，如何改变条件以获得更多的活性成分，也是本研究下一步有待解决的问题。我国牛蒡资源丰富，随着人们对牛蒡的有效成分的不断认识，其会在除临床和制药等方面以外有更大、更多的研究、开发和利用价值，发展前景极为广阔。

图1 挥发油总离子流图Fig 1 Total-ion current chromatogram in the volatile oil by GCMS determination

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