中草药川楝子挥发油与微量元素的成分分析

郭 鹏，李琳琳，刘 翔

(1.大连民族大学 环境与资源学院，辽宁 大连116605；2.齐鲁工业大学 体育与文化学院，山东 济南 250353)

中草药川楝子挥发油与微量元素的成分分析

郭 鹏1，李琳琳1，刘 翔2

(1.大连民族大学 环境与资源学院，辽宁 大连116605；2.齐鲁工业大学 体育与文化学院，山东 济南 250353)

采用索氏提取法对中草药川楝子进行粗提，通过乙醚蒸发仪进行无水浸提，提取出的高纯度挥发油经气质联用仪分析，检测出川楝子挥发油中的5种主要成分：2,3-Dimethylpentance；3,3,4-trimethylhexa；3-methyl-6-methylene；2,4,4-trimethylhexa；1,3-dimethylcycl。通过原子吸收光谱仪对川楝子中微量元素的成分与数量进行测定，检测出川楝子中6种微量元素的含量排序为K>Mg>Na>Fe>Ca>Zn。研究结果为川楝子药物的开发与应用提供了科学依据。

中草药；川楝子；挥发油；微量元素；化学成分分析

川楝子(Meliatoosendan)，又名金铃子、苦楝子，楝科落叶乔木，果实为著名中药材，是许多中药的配伍成分[1-3]。冬季采收的成熟果实，为传统理气、驱虫药，因主产于四川、贵州、湖南、湖北等地，且入药以四川产为道地药材，所以称为川楝子。《本草纲目》中记载该药性味苦寒，有小毒，并有酸味，入肝、胃、小肠经。2010 年版《中国药典》记载其主治功能为疏肝泄热、行气止痛、杀虫，用于肝郁化火，胸胁、脘腹胀痛、疝气疼痛、虫积腹痛; 收录有川楝子和炒川楝子2个炮制品[4-5]。

川楝子的主要成分是三萜类、挥发油、黄酮类、脂肪酸、酚酸类和多糖等化合物。其中，挥发油是一类具有生物活性的物质，研究表明，川楝子生品和炮制品中挥发油的种类繁多、含量丰富[6-9]。但以往的研究多集中于三萜类化合物，主要涉及化合物的提取、鉴定及药理作用的研究，但对包含挥发油在内的其他川楝子活性成分的研究较少。目前，挥发油的提取方法主要有超临界CO2萃取法、有机溶剂萃取法、超声提取法和水蒸气蒸馏法[10-12]，各方法所得提取物的成分差异较大。本文综合考虑各提取方法的优缺点，选用有机溶剂无水萃取法来提取川楝子中的挥发油，该方法有利于川楝子挥发油的高效提取和开发。川楝子中含有多种微量元素，虽然微量元素在人体内的含量不多，但对人的生存和健康有着至关重要的作用，摄入过量、不足、不平衡或缺乏都会引起不同程度的生理异常或发生疾病[13-15]。本文通过原子吸收光谱仪对川楝子中微量元素的成分与数量进行测定。

1 材料与方法

1.1 材料

中草药川楝子(产地四川成都)；石油醚；浓硝酸(65%)、高氯酸均为分析纯；超净水；K、Na、Mg、Fe、Zn、Cu、标准储备溶液(国家标准物质研究中心)。

1.2 样品处理

将中草药川楝子用去离子水进行表面清洗2-3次，除去表面浮尘和杂质，晾干后置于105 ℃烘箱内烘干10 min。将川楝子样品放入粉碎机(CJ60)里粉碎3 min。将粉碎好的样品过40目筛后放入培养皿中，加盖后置于70 ℃培养箱进行干燥，烘干至恒重。

1.3 川楝子挥发油的测定

挥发油索氏提取：准确称取干燥后恒重的川楝子10 g，放入圆底烧瓶，加入100 ml石油醚(生工，10%)；安装索氏提取器，进行加热，按5 ℃·min-1的速度逐渐升高温度，直至沸腾，保持温度加热2 h。加热停止后稍冷却，进行过滤，收集澄清溶液，获得粗提液。

粗提液处理：将澄清粗提液无水浸泡倒入旋转蒸发仪(上海亚荣RE-5210A)，在30 ℃条件下开始蒸发，获得浅黄色挥发油溶液。将蒸发后获得的溶液倒入烧杯中，置于冰箱中，4 ℃保存待用。将已去除石油醚的挥发油用石油醚稀释成100 μg·g-1的溶液备用。

挥发油测定：采用气质联用仪(美国Agilent 7890A-5975C)进行测定，具体条件：石英毛细管色谱柱 (DB-5，30×0.25×0.25 ml)；升温条件：初始温度50 ℃,以6 ℃·min-1的速率升温至230 ℃并保持10 min，载气H；分流比1:50；柱前压52.5 kPa；进样口温度240 ℃；离子源温度230 ℃；电离电压70 eV；扫描质量范围50～400 AMU，扫描方式EI源，扫描间隔0.5 s。

1.4 微量元素的测定

处理：分别称取6份样品倒入6个锥形瓶(5 L)中，分别编号为样品1(1.022 5 g)、2(1.045 3 g)、3(1.008 1 g)、4(1.001 2 g)、5(1.047 1 g)、6(1.001 8 g)，分别加入浓硝酸(60%)15 ml，使酸液浸没样品，加盖表面皿，过夜。将样品1-6分为三组，每组两个，分别加入5 ml的混合酸[V(硝酸):V(高氯酸)=3]、[V(硝酸):V(高氯酸)=4]和[V(硝酸):V(高氯酸)=5]，小心摇动，置于电热板上缓慢加热至溶液冒白烟，待蒸发至近干时停止。待样品晾凉后用去离子水冲洗锥形瓶，将各处理样品中的溶液分别移至100 ml的容量瓶中，编号为样品7、8、9、10、11、12。最后用1%的硝酸分别在100 ml容量瓶中定容，同时制定空白溶液。将定容的溶液经过定性滤纸过滤，取澄清溶液备用，配备各元素标准溶液，见表1。

表1 6种元素配置的系列标准溶液

微量元素测定：采用原子吸收光谱法进行测定。原子吸收光谱(特鲁斯ICH)的操作条件见表2。

表2 原子吸收光谱仪的工作条件

标准曲线及检出限:按表2仪器工作条件，将系列标准溶液加入火焰原子测定，分别绘制标准曲线。各元素的线性回归方程和相关系数见表3。

表3 各元素标准曲线的线性回归方程

2 结果与分析

2.1 川楝子挥发油中的化学成分

经毛细管气相色谱测定，从川楝子挥发油中分离出5种组分，如图1。

图1 川楝子挥发油总离子流图

对总离子流图中各峰的质谱扫描后得到质谱图,经计算机数据系统检索,人工谱图解析,按各色谱峰的质谱裂片图与文献[16]比对,同时对基峰、质荷比和相对丰度等方面进行直观比较,分别对各个色谱峰加以确认,综合各项分析鉴定,最终确定川楝子挥发油中的5种化学成分,结果见表4。

表4 川楝子挥发油中的化学成分解析

川楝子挥发油的化学组分主要出现在前3 min，主要成分为2-3-二甲基戊烷、3,3,4-三甲基己烷、3-甲基-6-亚甲基辛烷、2,4,4-三甲基己烷和1,3-二甲基环戊烷，这5种成分对人体均有益。

2.2 川楝子中微量元素的含量

经离子色谱仪分析，从供试川楝子样品中共测定出6种微量元素，其含量见表5。

表5 川楝子各样品的微量元素含量 单位：μg·g-1

钾元素在川楝子中的含量最高，达391.09μg·g-1，其次为Mg、Na。另外，川楝子中Fe、Zn、Ca的含量也较丰富。众所周知，K与人体糖内及蛋白质的代谢相关，调节酸碱平衡，有助于神经健康；Mg、Na参与人体渗透平衡调节；Fe、Zn、Ca作为人体必须元素，也与人体健康息息相关。微量元素、维生素及其他有机成分共同构成了川楝子的生物活性，具有调节代谢神经系统及呼吸系统的作用。

V(HNO3):(HCOl4)比例不同，对川楝子微量元素测定存在影响。通过每个元素设定的2个重复差值进行对比，结果见表6。

表6 不同V(HNO3):V(HCLO4)所测元素含量的差值 单位：μg·g-1

图2 V(HNO3):(HCLO4)比例对川楝子微量元素测定的影响

利用V(HNO3):V(HCLO4)值的不同来处理挥发油溶液，结果如图2。发现比值为4时消化效果最好,表明4:1的体积比是消化处理的最佳优化方案。

3 结 论

本文采用索式提取法对来自四川的川楝子挥发油进行了提取，并通过气质联用仪对挥发油的成分进行分析，共分离得到了5个组分，即2,3-二甲基戊烷、3,3,4-三甲基己烷、3-甲基-6-亚甲基辛烷、2,4,4-三甲基己烷及1,3-二甲基环戊烷。消化处理时混酸(HNO3:HCLO4)的体积比为4:1时效果最佳，能排除酸的干扰。这些组分都属于类黄酮类物质，对人体健康有益，另外川楝子中提取挥发油含量比文冠果、薰衣草等含量还要高[16-17]，表明从川楝子中提取挥发油具有经济研究价值。

本研究发现川楝子中K含量最高，达391.09 μg·g-1。此外，Mg、Na、Fe、Ca、Zn含量比覆盆子含量还高。K+、Na+是细胞内外液中的主要成分,参与细胞内糖及蛋白质的代谢,调节体液酸碱平衡，这与川楝子具有利尿、抗炎作用相符。Ca2+对骨骼生长发育起重要作用,能解除失眠、调节心律、维持酸碱平衡；Mg2+能激活人体内几百种酶,增强骨骼强度,参与体内糖代谢；Fe2+在人体中具有造血功能,参与血蛋白、细胞色素及各种酶的合成，促进生长；Zn2+可提高免疫力,对维护中枢神经系统的功能有重要作用。另外，在川楝子微量元素的研究中未发现有害微量元素或微量元素超标现象，所以川楝子不仅可作为医药类药物，还可以做保健品。

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(责任编辑 赵环宇)

Extraction of the Volatile Oil and Trace Elements Composition Analysis of Chinese Herbal Fructus toosendan

GUO Peng1,LI Lin-lin1,LIU Xiang2

(1.School of Environment and Resources, Dalian Minzu University, Dalian Liaoning 116605, China;2.College of Physical Education and Culture, Qilu University of Technology, Jinan Shandong 250353, China)

Chinese herbal medicinefructustoosendanis extracted by Soxhlet extraction method. After anhydrous extraction by ether evaporation instrument, the pure essential oil is finally obtained. Using gas chromatography-mass spectrometry analysis, five main components of volatile oil infructustoosendanare identified: 2, 3-Dimethylpentance, 3, 3, 4-trimethylhexa, 3-methyl-6-methylene, 2, 4, 4-trimethylhexa and 1, 3-dimethylcycl. In addition, the composition and quantity of trace elements in the samples were determined by atomic absorption spectrometry. Six kinds of trace elements were detected, the content of which was K>Mg>Na>Fe>Ca>Zn. The results of this study provide scientific basis for the development and application offructustoosendan.

Chinese herbal;fructustoosendan; volatile oil; trace elements; chemical composition analysis

2016-12-16；最后

2017-04-21

国家自然科学基金资助项目(31170168，31301814)；国家科技部火炬计划资助项目(2012GH531899)。

郭鹏(1980-) ，男，山东青岛人，副教授，博士，主要从事植物抗逆学研究。

刘翔(1980-)，女，山东青岛人，讲师，硕士，主要从事体育与中医研究，E-mail:liuxiang-2005@163.com。

2096-1383(2017)03-0212-04

Q948.15

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