三白草花、叶和茎挥发性成分的比较分析

尹震花，王培卿，孔祥密，魏金凤，康文艺

河南大学中药研究所，开封 475004

三白草［Saururus chinensis(Lour)Baill］为三白草科三白草属植物，别名塘边藕，产于河北、山东、河南和长江流域及其以南各省区，日本、菲律宾至越南也有分布。全株药用，内服治尿路感染、尿路结石、脚气水肿及营养性水肿，外敷治痈疮疖肿、皮肤湿疹等［1］。国内外对其研究发现，三白草含有挥发性或脂溶性、木脂素类、黄酮类、生物碱类和萜类等化学成分［2，3］。药理研究发现其具有抗炎、抗氧化、降血糖、去毒、保肝、利尿、降血压、诱导细胞凋亡、抗菌、抑制α-葡萄糖苷酶和免疫抑制等作用［4］。

文献报道韩国产三白草挥发油主要成分是倍半萜［5］。国内文献中提及三白草全草挥发油主要成分为甲基正壬酮［6］;此外，茎叶中的挥发油为0.5%，主要成分为肉豆蔻醚［7］，以及还含有 α-蒎烯、茨烯和里哪醇等［8］;陈宏降等［9］采用水蒸气蒸馏法提取产于湖北三白草的干燥地上部分及根茎中的挥发油，利用GC-MS联用技术对其挥发性成分进行定性和定量分析。研究发现，三白草地上部分挥发油主要成分为脂肪酸类及烷烃类，其次为倍半萜类和少量苯丙素类;根茎主要成分为脂肪酸类和苯丙素类成分，同时含有少量倍半萜类。本文采用顶空固相微萃取和气质联用技术对比分析河南产三白草花、叶和茎的挥发性成分，为进一步开发利用三白草资源提供理论依据。

1 材料与仪器

三白草花、叶和茎于2010年7月采集于河南省新县大别山区，由河南大学中药研究所李昌勤副教授鉴别为三白草科三白草属植物三白草Saururu chinensis(Lour)Baill，标本存于河南大学中药研究所。

美国安捷伦公司6890 N GC/5975 MS气相色谱-质谱联用仪;美国Supelco公司手动固相微萃取(SPME)装置;萃取头为65 μm聚二甲基硅氧烷(PDMS-DVB);C6-C26正构烷烃(Alfa Aesar)。

2 实验方法

2.1 挥发油的提取

使用前先将SPME的萃取纤维头在气相色谱的进样口老化10 min，老化温度为250℃，载气体积流量为1.0 mL/min。取阴干并粉碎的三白草花、叶和茎各0.7 g，置于5 mL的样品瓶中，盖上盖子，插入65 μm PDMS-DVB萃取纤维头，于80℃下顶空取样30 min后，取出后立即插入色谱仪进样口(温度250℃)脱附1 min。

2.2 GC-MS 分析条件

2.2.1 GC 条件

HP-5 MS石英弹性毛细管柱(0.25 mm ×30.0 m，0.25 μm)，载气为高纯氦气(99.999%)，流速1.0 mL/min，进样口温度250℃;色谱柱初始温度50℃(保持2.0 min)，以4℃/min升温至120℃(保持2 min)，最后以6℃/min升温至230℃(保持5 min)。分流进样，分流比为10∶1。

2.2.2 MS 条件

电离方式:EI源，电离能量70 eV;离子源温度为230℃;四极杆温度150℃;传输线温度为280℃;电子倍增器电压1588 V。质量扫描范围m/z 30～400，谱图检索采用Nist08.L进行检索。

2.2.3 保留指数测定

保留指数(又称科瓦茨指数Kovats index)是气相色谱定性指标的一种参数，将正构烷烃的保留指数定为它的碳数的100倍。待测物质的保留指数是与待测物质具有相同调整保留值的假想的正构烷烃的碳数的100倍。通常以色谱图上位于待测物质两侧的相邻正构烷烃的保留值为基准，用对数内插法求得。在同一柱上，物质的保留指数与柱温呈线性关系。

3 结果与讨论

按上述实验方法和条件进行实验，由MSD化学工作站给出各自总离子流图，经质谱扫描后得质谱图，经过质谱数据系统Nist08.L检索，并结合有关文献从基峰、相对丰度和KI值等几个方面进行直观比较，从而确定出各自挥发性成分。并通过化学工作站数据处理系统，按峰面积归一化法确定各在挥发性物质中的相对含量，其结果列于表1。

表1 三白草花、叶和茎的挥发性成分Table 1 Volatile constituents from flowers，leaves and stems of S.chinensis

10 9.599 Linalool 芳樟醇 1.1 1.09 1.29 1102.74 11 10.475 cis-Limonene oxide 顺式氧化宁烯 0.44 0.22 0.32 1129.07 12 11.233 Citronellal香茅醛 0.27 0.28 0.32 1151.86 13 14.334 cis-Citral顺式柠檬醛(橙花醛) 8.35 9.26 10.91 1245.21 14 15.427 Citral柠檬醛 10.05 11.16 13.22 1278.15 15 17.427 alpha-Cubebene α-荜澄茄油烯 0.26 0.29 0.24 1339.83 16 18.061 Ylangene衣兰烯 0.45 － － 1359.64 17 18.278 Copaene 古巴烯 0.4 0.43 0.45 1366.42 18 18.503 Bourbonene波旁烯 0.48 － － 1373.45 19 18.779 (-)-b-Elemene(-)-b-榄香烯 0.49 － － 1382.07 20 19.611 Caryophyllene 石竹烯 1.43 0.74 1.04 1407.27 21 20.037 Germacrene B大根香叶烯B 0.76 － － 1419.26 22 20.787 alpha-Caryophyllene α-石竹烯 0.44 － － 1440.38 23 21.129 (Z)-b-Farnesene(Z)-b-金合欢烯 0.67 0.28 0.15 1450.01 24 21.912 Germacrene D 大根香叶烯D 4.97 0.33 － 1472.06 25 22.096 Curcumene 姜黄烯 2.58 0.31 0.52 1477.25 26 22.329 Bicyclogermacrene牛儿烯 0.29 － － 1483.81 27 22.763 cis-alpha-Bisabolene顺式-α-红没药烯 0.28 － － 1496.03 28 23.038 l-b-Bisabolene 1-b-红没药烯 2.47 0.29 0.51 1502.06 29 23.313 l-Calamenene 1-去氢白菖烯 0.59 0.43 0.45 1513.86 30 23.521 beta-Sesquiphellandrene β-倍半水芹烯 2.01 0.43 0.33 1520.91 31 24.305 gamma-Elemene γ-榄香烯 1.04 0.68 0.2 1537.58 32 24.963 Caryophyllene oxide石竹烯氧化物 0.78 － 0.25 1569.77 33 27.756 4-(1，5-Dimethylhex-4-enyl)cyclohex-2-enone 4-(1，5-二甲基己基-4-烯)环己烯-2-酮 0.31 － － 1679.71 34 35.392 Heneicosane二十一烷 0.16 － － 2096.83 Total(%)95.64 98.75 98.54

通过HS-SPME-GC-MS分析，从三白草花、叶和茎分别分离出31、22和22个化合物，分别鉴定了其中的31、22和22个，已鉴定成分占总挥发性成分的95.64%、98.75%和 98.54%。花和叶有 19个共有成分，花和茎有20个共有成分，叶和茎有20个共有成分。三者共有18个化学成分，其主要化合物类型是萜类(单萜和倍半萜，其中单萜含量最高)，分别占总挥发性成分的92.18%、98.19%和97.74%，还含有两个芳香族化合物:枯茗醇和姜黄烯，此外，花中还有4-(1，5-二甲基己基-4-烯)环己烯-2-酮和二十一烷两个脂肪族化合物。柠檬烯、柠檬醛(含顺式柠檬醛)、蒎烯(含α和β构型)和β-月桂烯在花、叶和茎中均为主要化合物，但是含量不同;另外大根香叶烯 D(4.97%)、姜黄烯(2.58%)、1-b-红没药烯(2.47%)和 β-倍半水芹烯(2.01%)在花中的含量均高于叶(－、0.31%、0.29% 和 0.43%)。叶和茎化合物种类区别主要在于(1S)-β-蒎烯、大根香叶烯D、β-蒎烯和石竹烯氧化物，前两个存在于叶中，后两个在茎中检测到，而且还可以看出，叶和茎各化合物的含量差别不大。从化合物的种类和含量进行定性定量分析，发现三白草花、叶和茎三者的主要挥发性成分的种类相似，但是含量有一定的差别，叶和茎中挥发性成分的种类和含量差别不大，和花的差别较大。陈宏降等［9］研究发现，湖北产三白草地上部分挥发油主要成分为脂肪酸类(28.70%)及烷烃类(20.94%)，其次为倍半萜类(11.38%)，另外含有少量苯丙素类;根茎主要成分为脂肪酸类(41.04%)，苯丙素类(33.16%)成分，同时含有少量倍半萜类，而本研究发现河南产三白草花、叶和茎的主要挥发性成分为单萜，其次为倍半萜，还含有两个芳香族化合物:枯茗醇和姜黄烯，而未检测到脂肪酸和苯丙素，只有在花中检测到了一个烷烃:二十一烷，两者的挥发性成分有很大的差异。对比两者的提取方法和实验设置以及研究对象，造成两者的差异可能与提取方法、气相色谱升温程序、产地以及研究对象部位不同等有关。

柠檬烯在三白草花(38.94%)、叶(52.95%)和茎(51.41%)中含量最高，具有柠檬香气。近来研究发现柠檬烯具有抗肿瘤活性，可以用来预防、治疗自发性和化学诱导性肿瘤。此外，还具有抗菌、祛痰、止咳、平喘以及镇静中枢神经等作用［10］。由此可推测，三白草具有抗炎、诱导细胞抗菌等作用可能就与柠檬烯有关。本文对三白草花、叶和茎的挥发性成分和文献报道有明显的区别。文献［6］报道，三白草全草含有挥发油，油中主要成分为甲基正壬酮。中国医药科学院药用植物资源开发研究所等［7］采用水蒸馏法提取其茎叶中的挥发油，其含量为0.5%，经气相层析鉴定，其中主要成分为肉豆蔻醚，而本研究在三白草花、叶和茎中均未检测到这两个化合物;另外文献［8］报道，三白草挥发性成分还含有硬脂酸、软脂酸、油酸、亚油酸、α-蒎烯、茨烯、里哪醇、草烯、β-丁香烯、黄樟脑和 1-烯丙基-3，4-亚甲二氧基-5-甲氧基苯等，除α-蒎烯、茨烯外，其他9个化合物本研究均未检测到，而在课题组研究的三白草脂溶性成分中检测到有机酸［3］，但是有机酸的种类和含量具有一定的区别。文献［5］报道，采用GC/MS对产于韩国的三白草挥发油进行研究，发现其主要成分是倍半萜，而本研究发现其主要成分是萜类化合物，但是以单萜的含量高于倍半萜。以上表明，三白草的产地、气候和土壤条件的不同等因素以及样品前处理方法不同等对三白草挥发性成分的种类和含量有很大影响。

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