蛤蒌叶挥发油的提取工艺和成分分析

黄丹思 ，徐 飞，庞艺萌 ，钟赛意，2，陈建平 ，2

（1.广东海洋大学食品科技学院，广东湛江 524088；2.广东省亚热带果蔬加工现代农业科技创新中心，广东湛江 524088）

蛤蒌（Piper sarmentosum Roxb.）又名假蒟、假蒌、山蒌、巴岩香等，是胡椒科胡椒属植物[1]。它主要分布于我国福建、广东、海南、香港、台湾、广西、云南南部和西藏等省区[2-3]。作为一种传统的中药，蛤蒌具有广泛的药理活性，目前已发现蛤蒌具有镇痛、抗病毒、抑制真菌、抗肿瘤、抗氧化、抗炎等作用[4]。蛤蒌富含酸类、醚类、醇类和萜烯类等多种活性物质[5]。因此，研究蛤蒌的药用价值对人类健康具有重要意义，近年来从蛤蒌中提取精油并分析其成分已经成为国内外学者研究的热点[6]。王道平等人[7]采用顶空固相微萃取-气质联用法分析新鲜假蒟药挥发性化学成分，结果显示含有烯烃类（72.5%）、醇类（6.1%）、醛酮类（3.5%）、杂环化合物（2.9%）、酯类（3.4%）、有机酸（0.1%） 等6类成分，其中单萜类成分β-月桂烯含量高达34.4%。宋艳平等人[8]采用常规水蒸气蒸馏法提取出假蒟精油，经气相色谱-质谱联机分析，鉴定出67种化合物，主要是2,4,5-三甲氧基-1-丙烯基苯（23.20%），顺-石竹烯（13.33%），1,2-二甲氧基4-（1-丙烯基） 苯（12.63%），细辛脑（9.94%），4-甲氧基-6-（2-丙烯基） -1,3-苯并二恶茂（5.71%），δ-杜松烯（3.03%） 等。而目前对蛤蒌中挥发油的提纯工艺却未见报道。目前，挥发油的提取方法有水蒸气提取法、超声波辅助提取法、有机溶剂提取法、超临界流体提取法等[9]，与其他提取方法相比，水蒸气蒸馏法设备成本低、操作简单、条件简单且无污染(无溶剂残留)，很多精油的提取都采用此方法[10-11]。因此，在单因素试验基础上进行正交试验，采用水蒸气蒸馏法提取蛤蒌中挥发油，通过气相色谱-质谱联用技术（GC-MS） 分析鉴定蛤蒌挥发油的化学成分，为蛤蒌中挥发油的综合利用及其药用资源的研究开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蛤蒌新鲜叶，采自广东省湛江市湖光岩野地生长的植株；无水硫酸钠（色谱纯），天津市科密欧化学试剂开发中心提供。

1.2 仪器与设备

W120型岛津托盘电子天平，东莞仪科实验室技术有限公司产品；DRT-SX-型调温电热套，郑州长城科工贸有限公司产品；KQ-500DB型超声波清洗机，昆山市超声仪器有限公司产品；DHG-9030型鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司产品；Trace DSQ型气质联用仪，美国热电公司产品。

1.3 蛤蒌叶挥发油的提取方法

将新鲜的蛤蒌叶清洗、晒干、粉碎后，过80目筛制成蛤蒌叶粉。取20 g蛤蒌叶粉，参照《中国药典》 （2010年版） 附录XD的水蒸气蒸馏法提取挥发油[12]。收集的挥发油用少许乙醚分数次萃取，用无水硫酸钠进行干燥，低温挥去乙醚，称量挥发油的质量，根据公式（1）计算蛤蒌叶挥发油得率。

式中：W1——蛤蒌叶挥发油质量，g；

W0——蛤蒌叶粉质量，g。

1.4 正交设计试验优化蛤蒌叶挥发油的提取工艺

在单因素试验基础上，以蛤蒌叶挥发油得率为考查指标，选取料液比（A）、浸泡时间（B）、提取时间（C），每个试验因素分3个水平，设计L9（34）正交试验。

正交试验因素与水平设计见表1。

1.5 蛤蒌叶挥发油的GC-MS分析

1.5.1 色谱条件

色谱柱：TG-5MS弹性石英毛细柱管（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升温程序：初始温度50℃，以4℃/min的速度升温至100℃，保持2 min；再以8℃/min的速度升温至250℃，保持3 min；再以5℃/min的速度升温至260℃，保持3 min；接着以10℃/min的速度升温至280℃，保持1 min。进样量1.0 μL，采用不分流的方式进样，进样口温度50℃；检测温度280℃；载气为氮气，过柱载气恒流速为0.8 mL/min。1.5.2 质谱条件

表1 正交试验因素与水平设计

电子轰击（EI） 离子源；电子能量70 eV；传输线温度275℃；离子源温度230℃；发射电流34.6 VA，电子倍增器电压1 392 V；扫描质量范围50～500 m/z。

2 结果与讨论

2.1 蛤蒌叶挥发油最佳提取工艺条件的确定

蛤蒌叶中挥发油得率正交设计结果见表2，蛤蒌叶中挥发油得率方差分析见表3。

表2 蛤蒌叶中挥发油得率正交设计结果

表3 蛤蒌叶中挥发油得率方差分析

由表3分析结果可知，料液比、浸泡时间、提取时间对蛤蒌叶挥发油得率差异不显著。根据表2中的R值可知，影响蛤蒌叶挥发油提取得率各因素主次关系为提取时间＞料液比＞浸泡时间，因此综合上述分析结果，得出蛤蒌叶挥发油最优提取工艺参数为A2B2C3，即料液比1∶15（g∶mL），浸泡时间3 h，提取时间7 h。在此提取条件下蛤蒌叶精油的提取率为0.340%。

2.2 蛤蒌叶挥发油的成分分析

根据最佳提取工艺，采用水蒸气蒸馏法提取蛤蒌新鲜叶中的挥发油，利用GC-MS分析挥发油的组成，获得谱图。色谱分离后，质谱裂解得到每个色谱峰的质谱图，查阅有关质谱图，共获得22种化合物，通过峰面积归一化法计算求出各化合物的峰面积相对含量。

蛤蒌叶挥发油的GC-MS图谱见图1，GC-MS鉴定蛤蒌叶挥发油中的化学成分见表4。

图1 蛤蒌叶挥发油的GC-MS图谱

通过GC-MS分析表明，水蒸气蒸馏法所得的蛤蒌叶挥发油可分离出22个峰，标准谱图和质谱的裂解规律分析经计算机检索的组分质谱图，鉴定出17种成分，占挥发油相对含量的97.69%（以峰面积计）。已鉴定的化合物主要包括醚（44.63%）、烯烃（30.75%）、酯类（13.9%）、醇（6.67%） 等4类化合物。其中相对含量大于10%的化合物有3种，大于2%的有7种。醚和烯烃物质为挥发油中主要化合物，相对含量分别占44.63%和30.75%。由图1和表1可知，β-细辛脑（29.7%）、石竹烯（25.32%）、乙醇过氧酸，氰基环己基苯基薄荷酯（13.90%）、肉豆蔻醚（7.62%）、甲基丁香酚（6.39%）为蛤蒌叶中挥发油的5种主要化合物。在上述化合物中，文献报道石竹烯具有抗菌作用、抗炎作用、驱蚊虫作用、抗焦虑和抗抑郁活性；肉豆寇醚具有抗炎、增强5-羟色胺、抑制单胺氧化酶等作用，这些具有生物活性的挥发油成分的存在于蛤蒌叶中，为蛤蒌叶的综合开发利用提供了有利的科学证据。

表4 GC-MS鉴定蛤蒌叶挥发油中的化学成分

3 结论

采用水蒸气蒸馏法提取蛤蒌叶挥发油，在单因素基础上，运用L9（34）正交试验设计优化挥发油提取工艺，并采用GC-MS分析挥发油的组成成分，得到的结论如下：

（1）采用水蒸气蒸馏法提取蛤蒌叶挥发油，最佳提取工艺参数为料液比1∶15（g∶mL），浸泡时间3 h，提取时间7 h，在此提取条件下蛤蒌叶精油的提取率为0.340%。

（2） 经GC-MS测定，β-细辛脑（29.7%）、石竹烯 （25.32%）、Ethaneperoxoic acid，Cyanocyclohexylphenyl methyl ester（13.90%）、肉豆蔻醚（7.62%）和甲基丁香酚（6.39%） 是蛤蒌叶挥发油中主要的5种成分。