沙枣花挥发油及其超临界CO2萃取物的GC-MS分析

2015-01-12 11:22阿衣努尔热合曼努尔买买提艾买提麦合素木艾克木库德热提阿吉聂礼菲新疆医科大学维吾尔医学院乌鲁木齐800乌鲁木齐市中医医院乌鲁木齐80000中国科学院新疆分院理化技术研究所乌鲁木齐800
西北药学杂志 2015年1期
关键词:沙枣邻苯二甲酸水蒸气

阿衣努尔·热合曼,努尔买买提·艾买提*,麦合素木·艾克木,库德热提·阿吉,聂礼菲(.新疆医科大学维吾尔医学院,乌鲁木齐 800;.乌鲁木齐市中医医院,乌鲁木齐80000;.中国科学院新疆分院理化技术研究所,乌鲁木齐800)

沙枣花挥发油及其超临界CO2萃取物的GC-MS分析

阿衣努尔·热合曼1,努尔买买提·艾买提1*,麦合素木·艾克木1,库德热提·阿吉2,聂礼菲3(1.新疆医科大学维吾尔医学院,乌鲁木齐 830011;2.乌鲁木齐市中医医院,乌鲁木齐830000;3.中国科学院新疆分院理化技术研究所,乌鲁木齐830011)

目的 考察水蒸气蒸馏法和超临界萃取法提取得到的沙枣花挥发油化学成分的差别。方法 采用水蒸气蒸馏法和超临界流体萃取法提取沙枣花中的挥发油,用气相色谱-质谱联用技术进行分离和鉴定。结果 水蒸气蒸馏法共得到40个组分,鉴定出其中30个化合物,其中含量较高的成分分别为植酮(21.15%),邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(13.65%),邻苯二甲酸二异辛酯(13.65%),邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(13.65%),二十六烯(13.45%),9-二十六烯(13.45%)。超临界流体萃取法共得到69个组分,鉴定出其中60个化合物,其中含量较高的成分分别为正二十烷(29.48%),9-辛基十七烷(29.48%),二十一烷(13.52%),碘代十六烷(13.52%),正三十一烷(13.52%),苯甲酸烷基酯(13.63%)。结论 相比较水蒸气蒸馏法提取挥发油,超临界流体萃取法提取的成分多,为沙枣花挥发油的深入开发利用提供了一定的科学依据。

沙枣花;挥发油;水蒸气蒸馏;超临界SFE-CO2萃取;气相色谱-质谱法(GC-MS)

维药沙枣花为胡颓子科属植物沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)的花,维吾尔医学中称为Jigda-Qiqiki(吉格德-其且克),是维吾尔医常用的药材。沙枣花呈银白色,下垂,花呈漏斗形,长5~7mm,主产于西北、新疆地区。沙枣花主要含山柰酚、花白素、脂肪油和挥发油,具有止咳平喘的功能,可用于治疗慢性支气管炎。

据《中国植物志》记载,其鲜花中含芳香油0.2%~0.4%,值得大力开发。目前,国内外对沙枣花上述一些化学成分的研究已有相关报道[1-3]。2011年乔海军等采用气相色谱-质谱联用技术对其化学成分进行分离和鉴定,其主要成分为反式肉桂酸乙酯、(E)-4-丙烯基-2-甲氧基苯酚、乙缩醛、顺肉桂酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、反式橙花叔醇等[4]。2007年王妍等[5]采用HS-PME(顶空-相微萃取)技术对宁夏沙枣花的香气成分进行了研究,并分离出了苯乙醇、苯乙酸乙酯、亚麻酸乙酯等19个成分。2003年,刘晔玮应用GC/MS-计算机联用技术对沙枣花挥发油的化学成分进行分离,并鉴定出17种化合物,有苯甲酸乙酯、苯乙酸乙酯、3,7,11,15-四甲基,2-十六碳烯、6,10,14-三甲基十五烷酮等[6]。已有关于宁夏、新疆、甘肃河西等地沙枣花精油和香气成分的研究报道[78],但关于新疆沙枣花不同提取方法所得挥发油化学成分研究未见报道,笔者采用水蒸气蒸馏法(steam distillation,SD)提取其挥发油,同时采用超临界流体萃取法萃取同种沙枣花中的挥发油,并用GC-MS法对不同提取方法所得的挥发油的化学成分进行分离和鉴定,为新疆沙枣花的质量标准提供科学的依据[9]。

1 仪器与试药

1.1 仪器 Speed SFE-2型超临界萃取仪(美国ASI公司);CPA 1245精密天平(赛多利斯科学仪器(北京)有限公司);FW100型高速万能粉碎机(北京市永光明医疗仪器有限公司);Agilent 7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent公司)。

1.2 试药 沙枣花,产自新疆阿克苏,经新疆医科大学维吾尔医学院吐尔洪教授鉴定为胡颓子科属植物沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)的花。所用试剂均为分析纯,市售。

2 方法

2.1 水蒸气蒸馏法提取挥发油 采用《中国药典》附录(ⅩD)挥发油提取方法。取沙枣花1 000g,置于5 000mL的圆底烧瓶中,加蒸馏水,用玻璃棒将其混合均匀,浸泡一定时间;将冷凝管通水冷凝,并将药材滤液缓慢加热至沸,并保持微沸一定时间,停止加热,放置片刻[10];馏出液用乙醚充分萃取,萃取液用无水硫酸氢钠干燥24h后过滤,滤液采用旋转蒸发仪浓缩,除尽乙醚溶剂,得到具特异芳香味的淡黄色挥发油,采用气相色谱-质谱联用仪分析。

2.2 超临界流体萃取物的制备[11-13]沙枣花挥发油的超临界CO2萃取工艺流程:沙枣花(干花)→粉碎过筛(粗粉、细粉)→称量→装料→密封→升温升压至设定值→超临界条件下萃取→分离→接收沙枣花挥发油。萃取得率(Y)=萃取挥发油质量/装料质量×100%。

提取条件:萃取压力200bar,萃取温度45℃,二氧化碳流量8L·min-1,萃取时间120min,样品粉碎粒度30目,一次性投料量为100g,分离温度100℃;在此条件下,沙枣花挥发油得率为0.718 5%。将粗品乙醇溶液加适量无水硫酸钠,干燥2h,过滤,水浴加热挥发去除乙醇,即得。

2.3 GC-MS分析条件 色谱柱:HP-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm);进样量:1μL;流速:1mL·min-1;质量扫描范围:33~600amu;分流比:30∶1;离子源发生器温度为230℃;电离方式:EI;电离能量:70eV;升温程序:起始温度为50℃,保持10min,以10℃·min-1的速率程序升温至150℃,保持5min,以5℃·min-1升温至300℃,保持10min。2.4 水蒸气蒸馏法所得挥发油与超临界流体萃取物成分分析 采用GC-MS法分析2种方法提取沙枣花挥发油,并采用气相色谱数据处理系统,以面积归一法测得挥发油各组分相对含量。

3 结果

2种方法提取沙枣花挥发油的GC-MS总离子流图见图1和图2,所得质谱图经计算机数据处理及NIST-9848WILEY275标准谱图库检索鉴定各种化学成分,同时用峰面积归一法测定样品中各组分的相对含量,结果见表1和表2。

图1 沙枣花水蒸气蒸馏法所得挥发油GC-MS总离子流图Fig.1 GC-MS total chromatogram of the volatile oil of Elaeagnus angustifolia L.by steam distilliation

图2 沙枣花超临界CO2萃取物GC-MS总离子流图Fig.2 GC-MS total chromatogram of the volatile extract of Elaeagnus angustifolia L.by supercritical CO2extraction

由表1可知,用水蒸气蒸馏法萃取得到的沙枣花挥发油,含30种化合物,主要成分及含量分别为:植酮(C18H36O,21.15%),邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(C16H22O4,13.65%),邻苯二甲酸二异辛酯(C24H38O4,13.65%),邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(C24H38O4,13.65%),二十六烯(C26H52,13.45%),9-二十六烯(C26H52,13.45%),三氯乙酸(C2HCl3O2,7.08%),1-二十二烯(C22H46O,7.08%),1-二十七烷醇(C27H56O,4.56%),正二十九烷(C29H60,4.14%),二十八烷(C28H58,4.14%),二十烷(C20H42,3.70%),2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚(C23H32O2,8.23%),二十七烷(C27H56,3.35%),亚油酸(C18H32O2,2.64%),正二十一烷(C21H44,2.46%),二十二烷(C22H46,2.46%),三氯乙酸十六烷基酯(C18H33Cl3O2,2.43%),正二十四烷(C24H50,2.26),二十二烷(C22H46,2.26%),肉桂酸乙酯(C11H12O2,1.73%),反式肉桂酰氯(C9H7ClO,1.73%),环二十八烷(C21H39F3O2,1.56%),硬脂醇乙酸酯(C20H40O2,1.22%),二十八七氟丁酸(C32H57F7O2,1.11%),植烷(C20H42,1.05%)。

表2 超临界CO2萃取物成分Tab.2 Results of supercritical CO2extraction components

表2 (续) 超临界CO2萃取物成分Tab.2 (Continued)Results of supercritical CO2extraction components

由表2可知,用超临界流体萃取法萃取得到60种化合物,主要成分及含量分别为:正二十烷(C20H42,29.48%),9-辛基十七烷(C63H76O5,29.48%),二十一烷(C21H44,13.52%),碘代十六烷(C16H33I,13.52%),正三十一烷(C31H64,13.52%),苯甲酸烷基酯(C27H46O2,13.63%),环丙烷壬酸,2-(2-丁基环丙基)甲基酯(C21H38O2,4.13%),N,N,3,5-四甲基苯胺(C10H15N,4.13%),5-氟-DL-色氨酸(C11H11FN2O2,4.13%),2-十二酮(C12H24O,3.83%),二十一醇(C21H44O,3.79%),邻苯二甲酸二异辛酯(C24H38O4,3.79%),1,1-二乙氧基辛烷(C12H26O2,3.56%),邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(C24H38O4,2.75%),正二十七烷(C27H56,2.75%),正三十四烷(C34H70,2.75%),正十八烷(C18H38,1.50%),山嵛醇(C22H46O,1.31%),2,2′-亚甲基双-4-甲基-6-叔丁基苯酚(C23H32O2,1.31%),二十七醋酸(C29H58O2,1.31%),beta-谷甾醇(C29H50O,1.24%),γ-谷甾醇(C29H50O,1.24%),麦角甾-4,6,22-三烯-3β-醇(C28H44O,1.24%),8-甲基十七烷(C18H38,1.16%),十六烷(C16H34,1.16%),1-碘代十六烷(C16H33I,1.16%),茴香脑(C10H12O,1.14%),4-甲氧基苯丙烯(C10H12O,1.14%),正三十六烷(C36H74,1.03%),正十七烷(C17H36,1.03%)。

4 讨论

上述实验结果表明,沙枣花挥发油中包括了醇类、酚类、酸类、芳香类、甾醇类、萜类、酮类、烯类、酮类和烷烃化合物,其中酚类、酸类、甾醇类成分占大多数,此类化合物具有抗氧化、调节血脂、血管保护、预防肿瘤、类雌激素等作用。用(水蒸气蒸馏法)SD和(超临界CO2流体萃取法)SFE-CO22种方法提取沙枣花挥发性成分,所得化学成分相差较大,两种方法萃取所得相同化合物分别为肉桂酸乙酯,二十二烷,亚油酸,二十烷,二十七醋酸,2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚),邻苯二甲酸二异辛酯,邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯,二十七烷,三十一烷。

目前,对挥发油化学成分的分析多采用GC-MS法[1420],该法具有分离效率好、灵敏度高、用量少和分析速度快等优点[21-24]。SD法是经典的挥发油提取方法,得到的成分较真实地反映了挥发油成分,而SFE方法的原理是,二氧化碳在超临界状态下的液态形式,对脂溶性强的成分进行提取,得到的为脂溶性成分。从检测结果可知,上述化合物均为以前文献报道的化合物,但含量与文献报道存在差异,主要原因可能是地域差异和化学类型差异。这些差异可能与沙枣花的产地、气候、生长环境、采集时间等有关。鉴定出的部分成分为沙枣花挥发油中首次报道。沙枣花挥发油具有较高的经济价值,可用于医药和香料工业。本研究为开发利用新疆产沙枣花这一植物资源提供了科学依据,有一定的理论和实际意义。

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GC-MS analysis of volatile oil in Elaeagnus angustifolia flower extracted by CO2supercritical fluid

Aynur RAHMAN1,Nurmamat AMAT1*,Mehsum HEKIM1,Kudret HAJI2,NIE Lifei3(1.College of Uyghur Medicine,Xinjiang Medical University,Urumqi 830011,China;2.Chinese Medicine Hospital of Urumqi,Urumqi 830000,China;3.Technical and Physics Institute of Xinjiang,Chinese Academy of Science,Urumqi 830011,China)

Objective To analyze the chemical constituents of the essential oil from Xinjiang Elaeagnus angustifolia L.flower.Methods The essential oil was extracted by steam distillation(SD)and supercritical fluid(SFE),and the constituents were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry.Results In essential oil extracted by SD,40peaks were separated and 30of them were identiffed,representing 75%of the total contents,The volatile constituents were mainly fitone(21.15%),phthalic acid mono(2-ethylhexyl)ester(13.65%),disooctylphthalate(1,2-benzenedicar boxylicaciddiisooctyl lester)(13.65%),dioctylphthalat-(bis-(2-ethylhexyl)phthalate)(13.65%),1-hexacosene(13.45%),and 9-hexacosene(13.45%).In essential oil extracted by SFE-CO2,69peaks were separated and 60of them were identified,representing 86.96%of the total contents.The major compounds were found to be n-elcosane(29.48%),9-finland heptadecanoyl(29.48%),heneicos anoic(13.52%),and cetane iodide(13.52%),n-hentriaconta(13.52%),and alkyl benzoate(13.63%).Conclusion The constituents of essential oils extracted by SFE-CO2were different from that of extraction by SD.This study provides a basis for exploiting the resources of Elaeagnus angustifolia L.flowers deeply.

Elaeagnus angustifolia L.;volatile oil;steam distillation;supercritical CO2extraction;gas-mass spectrometry(GC-MS)

10.3969/j.issn.1004-2407.2015.01.003

R282

A

1004-2407(2015)01-0009-06

2014-06-16)

新疆医科大学大学科研创新基金(编号:XJC201204);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(编号:NCER-11-1073)

阿衣努尔·热合曼,女,硕士,实验师

*通信作者:努尔买买提·艾买提,男,教授,博士

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