落新妇花、茎、叶挥发油成分的GC-MS分析及抗氧化能力测定

李广杰，袁航，叶江海，潘炉台，邹娟，何康（贵州中医药大学，贵阳 550025）

落新妇Astilbe chinensis（Maxim.）Franch.et Savat.为虎耳草科落新妇属多年生草本植物，又名小升麻、术活、马尾参等，生于海拔390～3600 m的山谷、溪边、林下、林缘及草甸等处，在我国贵州、四川、云南、黑龙江、辽宁、吉林、河北、陕西、山西、甘肃南部和东部、青海东部、山东、浙江、河南、江西、湖南、湖北等省均有分布[1]。其味苦、性凉，具有祛风、清热、止咳的功效，主治风热感冒、头身疼痛、咳嗽等[2]。《本草经集注》中记载“解毒，取叶挼作小儿浴汤，主惊杵”；云南阿昌族用落新妇花治跌打损伤、手术后疼痛以及风湿关节痛；四川彝族用全草熬水吃治疗感冒，以及全草泡酒，内服外搽治风湿关节痛[3]；贵州苗族用落新妇煨甜酒治吐血[4]。

现代药理研究表明，落新妇具有抗肿瘤、镇痛等作用[5-6]。目前，有关落新妇药效物质基础的研究多为地下部分化学成分研究，从中分离得到的化学成分主要为三萜、黄酮类化合物，也发现少量的甾醇、苯丙酸类等其他类型的化合物[7-9]。有关落新妇挥发油成分的研究仅报道了其地下部分挥发油成分的研究[10]，未见其地上部分挥发油成分研究的报道。近年来，有关植物中挥发油抗氧化活性的研究成为热点，如黄精[11]、彝族药斯赤列[12]等。本实验采用水蒸气蒸馏法提取落新妇花、茎、叶3个部位的挥发油，采用气相色谱-质谱联用技术及归一化法对3个部位的挥发油进行成分和含量分析，并研究其抗氧化能力，以期为落新妇的开发与利用提供参考依据。

1 材料

1.1 试药

落新妇药材采自贵州六盘水梅花山，经贵州中医药大学王泽欢博士鉴定为虎耳草科落新妇属植物落新妇Astilbe chinensis（Maxim.）Franch.et Savat.。手动分拣出花、茎、叶3个部位。

L-抗坏血酸（AR，上海麦克林生化科技有限公司）；无水硫酸钠（AR，成都金山化学试剂有限公司）；无水乙醇、石油醚（AR，天津市富宇精细化工有限公司）。

1.2 仪器

HP6890/5975C气相色谱质谱联用仪（美国安捷伦公司）；UV-1800岛津紫外可见分光光度计（岛津仪器苏州有限公司）；JA2003电子天平（上海浦春计量仪器有限公司）；EYELA N-1300旋转蒸发仪（上海爱郎仪器有限公司）。

2 方法

2.1 挥发油的提取

取干燥的落新妇花、茎、叶各200 g，粉碎，过2号筛，各精密称取100 g置于2000 mL圆底烧瓶，加入1000 mL蒸馏水及玻璃珠数粒，参照《中国药典》2020年版四部通则2204挥发油测定法甲法[13]，提取6 h，将馏出液用石油醚萃取，干燥，减压回收石油醚得到淡黄色具有特殊气味的油状物。

2.2 GC-MS分析条件

2.2.1 气相色谱条件 色谱柱为HP-5MS（60 m×0.25 mm×0.25 μm）弹性石英毛细管柱，柱温40℃，保持2 min，然后以3.5℃·min－1升温至180℃，再以8℃·min－1升温至308℃，运行时间65 min；汽化室温度250℃；载气为高纯氦气（99.999%）；柱前压110.52 kPa，载气流量1.0 mL·min－1；分流进样，分流比：30∶1；溶剂延迟时间6 min。

2.2.2 质谱条件 离子源为EI源；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 μA；倍增器电压1941 V；接口温度280℃；质量范围29～500 amu。

2.2.3 数据处理 运用质谱计算机数据系统对总离子流图中的各峰进行检索并核对Nist17和Wiley275标准质谱图，确定挥发油化学成分，再通过峰面积归一化法测定各成分的相对质量分数。

2.3 抗氧化能力测定

2.3.1 样品溶液配制 取落新妇花、茎、叶中挥发油以及阳性对照品L-抗坏血酸各适量，分别制备成质量浓度为0.031 25、0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0 mg·mL－1的样品溶液，置于低温避光处，现配现用。

2.3.2 DPPH自由基清除能力测定 按文献[14-15]的方法，分别取1 mL上述不同质量浓度的样品溶液与1 mL 0.2 mmol·L－1的DPPH乙醇溶液混合，避光条件放置2 h，在517 nm处测定吸光值Ai；相同条件下，测定1 mL 0.2 mmol·L－1DPPH乙醇溶液与1 mL无水乙醇混合溶液的吸光值为Ac；1 mL不同质量浓度的样品液与1 mL无水乙醇混合溶液的吸光值为Aj。重复3次，取平均值。按以下公式计算自由基清除率，清除率（%）＝[1－（Ai－Aj）/Ac]×100%。

2.3.3 羟基自由基清除能力测定 采用Fenton法，参照文献[16-17]的方法，分别取1 mL上述不同质量浓度的样品溶液，加入1 mL 6 mmol·L－1FeSO4溶液与1 mL 6 mmol·L－1H2O2溶液，摇匀，静置10 min，再加入1 mL 6 mmol·L－1水杨酸乙醇溶液，摇匀，静置30 min，在510 nm处测定吸光值Ai；相同条件下，将样品溶液换为1 mL无水乙醇测定的吸光值为Ac，将水杨酸乙醇溶液换为1 mL无水乙醇测定的吸光值为Aj。参照“2.3.2”项下公式计算自由基清除率。

3 结果

3.1 挥发油收油率

运用水蒸气蒸馏法提取落新妇花、茎、叶3个部位的挥发油，其中落新妇花的收油率最高，为0.49%；其次是落新妇叶，收油率为0.43%；落新妇茎收油率最低，为0.32%。

3.2 挥发油成分分析

根据落新妇花、茎、叶中挥发油的总离子流图鉴定了47种化合物见表1，主要为烷烃类化合物，还有少量萜烯、酮、醇等其他类型的化合物。其中鲸蜡烯、1-十八烯以及二十九烷仅在落新妇叶中检测出；十四烷、十五烷、十七烷、十八烷、十九烷、1-二十二烯、异植物醇、棕榈酸、角鲨烯、α-紫罗兰酮及反-β-紫罗兰酮未在落新妇茎中检测到。图1为落新妇花、茎、叶中挥发油的总离子流图。

表1 落新妇花、茎、叶中挥发油成分相对含量Tab 1 Relative content of volatile oil components in the flowers，stems and leaves of Astilbe chinensis

图1 落新妇花（A）、茎（B）、叶（C）中挥发油成分的总离子流图Fig 1 Total ion current diagram of volatile oil components in the flowers（A），stems（B）and leaves（C）of Astilbe chinensis

落新妇花中鉴定出44种化合物，占挥发油总量的82.92%。含量最高的是苯甲醇（33.13%）；其次，相对含量较高的是2-甲基己烷（8.72%）、辛烷（5.92%）、3-甲基己烷（3.88%）、2-甲基庚烷（2.88%）、3-甲基庚烷（2.88%）、叶绿醇（1.88%）、2，3-二甲基戊烷（1.84%）、棕榈酸甲酯（1.66%）、庚烷（1.63%）、二十五烷（1.33%）、6，10，14-三甲基-2-十五烷酮（1.31%）、乙酸丁酯（1.12%），剩余31种化合物相对含量均小于1%。

落新妇茎中鉴定出33种化合物，占挥发油总量的85.14%。含量最高的是苯甲醇（38.64%）；其次，相对含量较高的是2-甲基己烷（12.11%）、辛烷（6.53%）、3-甲基己烷（4.52%）、3-甲基庚烷（3.32%）、2-甲基庚烷（3.03%）、2，3-二甲基戊烷（2.18%）、庚烷（1.88%）、4-甲基庚烷（1.26%）、棕榈酸甲酯（1.02%），剩余23种化合物相对含量均低于1%。

落新妇叶中鉴定出47种化合物，占挥发油总量的86.16%。含量最高的是苯甲醇（30.83%）；其次，相对含量较高的是叶绿醇（6.03%）、2-甲基己烷（5.75%）、辛烷（3.33%）、二十二烷（3.31%）、二十四烷（2.85%）、二十三烷（2.69%）、6，10，14-三甲基-2-十五烷酮（2.28%）、二十一烷（1.96%）、二十六烷（1.94%）、3-甲基己烷（1.92%）、二十五烷（1.83%）、二十烷（1.63%）、3-甲基庚烷（1.50%）、棕榈酸甲酯（1.32%）、十六烷（1.32%）、二十七烷（1.31%）、十八烷（1.25%）、2-甲基庚烷（1.17%）、异植物醇（1.12%），剩余27种化合物相对含量均低于1%。

3.3 DPPH自由基清除能力

不同质量浓度（0.03125、0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0 mg·mL－1）落新妇花、茎、叶中挥发油及阳性对照品L-抗坏血酸对DPPH自由基的清除率见表2。由表2可知，L-抗坏血酸对DPPH自由基的清除率最优，其次为叶中挥发油、茎中挥发油，花中挥发油对DPPH自由基的清除能力最小。花中挥发油对DPPH自由基的清除能力在质量浓度为1.0 mg·mL－1时清除率最高，为21.07%；茎中挥发油随着质量浓度的增大对DPPH的清除率增大，质量浓度为0.5 mg·mL－1时清除率最高（53.40%），到1.0 mg·mL－1时又开始变小；叶中挥发油随着质量浓度增大对DPPH自由基清除率也增大，当质量浓度为1.0 mg·mL－1时最大为68.18%；阳性对照品L-抗坏血酸随着质量浓度增加呈先增大后减小的规律，当质量浓度为0.0625 mg·mL－1时清除率最大为96.52%。

表2 落新妇花、茎、叶中挥发油对DPPH自由基清除率 (%)Tab 2 DPPH free radical scavenging rate of volatile oil from the flowers，stems and leaves of Astilbe chinensis (%)

3.4 羟基自由基清除能力

不同质量浓度（0.03125、0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0 mg·mL－1）落新妇花、茎、叶中挥发油及阳性对照品L-抗坏血酸对羟基自由基的清除率见表3。由表3可知，在质量浓度＜0.5 mg·mL－1时，落新妇花、茎、叶中挥发油对羟基自由基的清除能力均大于阳性对照品L-抗坏血酸，当质量浓度为1.0 mg·mL－1时，L-抗坏血酸对羟基自由基的清除能力大于落新妇花、茎、叶中挥发油。花和叶中挥发油在质量浓度为0.0625 mg·mL－1时清除率均为最大，分别为75.76%和83.19%；茎中挥发油浓度为0.125 mg·mL－1时清除率最大，为82.24%；阳性对照品L-抗坏血酸在质量浓度为1.0 mg·mL－1时清除率最大，为74.86%。

表3 落新妇花、茎、叶中挥发油对羟基自由基清除率 (%)Tab 3 Hydroxyl free radical scavenging rate of volatile oil from the flowers，stems and leaves of Astilbe chinensis (%)

4 讨论

田阳等[10]通过水蒸气蒸馏法提取了落新妇地下部分的挥发油，结合GC-MS技术检测出57种化合物并鉴定了其中50种，主要为烷烃类、酯类及萜烯类化合物。本研究与之相同的化合物有12种，占总成分的25.53%，为棕榈酸甲酯、棕榈酸、鲸蜡烯、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、二十二烷、二十四烷及二十八烷，表明落新妇地上部分（花、茎、叶）与地下部分挥发油成分存在较大差异。

本研究表明，落新妇花、茎、叶3个部位中挥发油具有成分差异小，成分相对含量差异大的特点。花、茎、叶都含有的成分有33种，占总成分的70.21%；其中，11种成分只在花、叶中出现，而茎中未检测到；3种成分仅在叶中检测到。各成分在3个不同部位的相对含量有所差异，3个部位含量最高的成分均为苯甲醇，但相对含量有所区别，在花、茎、叶中分别为33.13%、38.64%、30.83%；其次为叶绿醇，在叶中相对含量为6.03%，但在花和茎中相对含量仅有1.88%和0.71%；6，10，14-三甲基-2-十五烷酮在花和叶中相对含量均在1%以上，而在茎中相对含量仅为0.35%；2，3-二甲基戊烷在花和茎中相对含量为1.84%、2.18%，而在叶中相对含量仅为0.95%。

在抗氧化活性测定中，落新妇花、茎、叶中挥发油对DPPH和羟基自由基均表现出一定的清除作用，对羟基自由基的清除能力略强于对DPPH自由基的清除。与阳性对照品L-抗坏血酸相比，对羟基自由基的清除能力略强于L-抗坏血酸，而对DPPH自由基的清除能力则小于L-抗坏血酸。表明落新妇花、茎、叶中挥发油具有一定的抗氧化活性，特别是对羟基自由基的清除。

本研究测定分析了落新妇花、茎、叶3个部位的挥发油成分，并对3个部位挥发油作体外抗氧化测定，为该植物进一步开发利用提供基础理论依据。鉴定出的47种化合物中有多种化合物具有很好的药理活性。如角鲨烯具有抗氧化、消除疲劳、增强机体活力、改善心肺功能以及降胆固醇、降血脂、调节免疫功能、防止动脉粥样硬化的功效[17-18]；α-紫罗兰酮能刺激肌肉生成以及减弱骨骼肌肌管萎缩[19]；β-紫罗兰酮具有较强的抑癌作用[20]；叶绿醇能促进肌肉的发育以及影响糖脂代谢[21]；异植物醇是合成维生素E的原料[22]；苯甲醇可作为注射液的抑菌剂[23]等。相关挥发油的功能和药效有待进一步深入研究。