超聲波輔助提取決明子中脂溶性成分的GC－MS分析

吳遠遠，孟哲，孫漢文

（1.河北大學化學與環境科學學院，河北保定 071002；2.寧夏大學能源化工重點實驗室，寧夏銀川 750021）

超聲波輔助提取決明子中脂溶性成分的GC－MS分析

吳遠遠1，孟哲2，孫漢文1

（1.河北大學化學與環境科學學院，河北保定 071002；2.寧夏大學能源化工重點實驗室，寧夏銀川 750021）

采用氣相色譜－質譜聯用技術對超聲輔助－石油醚提取決明子中脂肪酸成分進行了分析，研究表明：以石油醚為提取劑、超聲功率100 W、提取時間約30 min時，不飽和脂肪酸的提取率高于傳統回流方法，且并不改變有效成分的結構.結果共檢測出7種脂肪酸，其中亞油酸在脂肪酸中的質量分數為44.45%.結果表明，決明子種子中富含不飽和脂肪酸，尤其是亞油酸.

超聲；決明子；脂肪酸；GC－MS；亞油酸

決明子為豆科植物決明或小決明的干燥成熟種子［1－2］，性寒、味甘苦，有清肝明目、清熱益火、利水通便之功效.現代藥理研究證明其具有降壓保肝、增強機體免疫功能和抗衰老等多方面活性［3］.近年來，有關決明子藥用成分的分析研究表明，決明子中脂溶性有效成分含有大量的不飽和脂肪酸，其生理功能是營養腦細胞，降低血液中膽固醇的含量，對預防高血壓和動脈粥狀硬化具有明顯效果［4］.決明子中脂肪酸的提取多以石油醚為提取劑，采用傳統回流提取法［5－7］.傳統回流提取法具有耗時長、溶劑用量大等缺點.目前，超聲輔助提取技術已廣泛用于中藥材有效成分的提取.郭孝武等［8－9］利用現代分析技術，分別考察了回流提取法和超聲提取法對中草藥有效成分結構的影響，研究表明超聲提取不會改變有效成分的結構，而能大大縮短提取時間，提高提出率，從而為中草藥有效成分的提取提供了一種快速、高產的新方法.筆者利用超聲輔助提取法，用弱極性的石油醚溶劑提取決明子中脂溶性成分，通過氣相色譜質譜（GC－MS）聯用技術，系統地考察了超聲時間、超聲功率對決明子中脂肪酸組成及亞油酸提取率的影響，為決明子資源的充分利用提供依據.

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

島津GC／MS－QP2010氣相色譜－質譜聯用儀；DB－5MS毛細管柱；高速組織搗碎機（上海標本模型廠DS－1型）；KQ－250B超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；RE－52B旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠）；BS224S電子天平（精確度0.1 mg，賽多利斯科學儀器）；干燥的生決明子藥材（購于廣州藥材公司）；石油醚，KOH，NaCl（天津市瑞金特化學品有限公司）為分析純；甲醇、苯、丙酮（上海振興化工廠）為分析純.

1.2 實驗方法

1.2.1 超聲輔助提取決明子中脂提取物

干燥的生決明子用粉碎機粉碎，過60目（0.3 mm）篩備用.精密稱取決明子粉末2.5 g置于50 m L錐形瓶中，加入20 m L石油醚.分別對提取超聲功率及提取超聲時間進行優化，提取液過布氏漏斗抽濾，殘渣再加15 m L石油醚，同樣條件下超聲，提取液過布氏漏斗抽濾.合并2次抽濾液，氮氣濃縮至3 m L，冷藏備用.超聲功率設為100，200，300 W 3個水平，超聲時間設為15，25，35，45，55 min 5個水平.

1.2.2 脂提取物甲酯化

將上步所得3 m L脂提取物置于試管中，加入苯－石油醚（V／V，1∶1）混合液約2 m L振蕩，加0.5 mol／L KOH－CH3OH溶液1 m L混勻，70℃水浴15 min，待溶液澄清后（或加少許丙酮使其快速澄清），沿管壁加飽和NaCl，超聲、離心，將上層清液用孔徑為0.45μm的微孔濾膜過濾后置于自動進樣瓶中，待GC－MS備用.

1.3 GC－MS分析條件

色譜條件：色譜柱DB－5MS（30 m×0.25 mm，0.25μm），汽化室溫度250℃，接口管道溫度250℃，載氣流量1 mL／min，不分流進樣，載氣為He；柱程序升溫：初溫100℃，停1 min后以10℃／min的速度升至280℃并保持10 min，自動進樣量0.3μL，溶劑延遲3 min.

質譜條件：電離方式EI，電子能量70 e V，離子源溫度200℃，收集電流200 A，離子源真空10－4Pa，分析器真空度10－6Pa.

2 結果與討論

2.1 決明子中脂提取物GC－MS的分析結果

將甲酯化后的決明子脂提取物進行GC－MS分析，決明子脂提取物的總離子流色譜見圖1，將各色譜峰對應的質譜圖進行NIST27和NIST147譜庫檢索定性.從各色譜峰對應的質譜圖2可知，利用超聲輔助石油醚提取決明子脂類成分中可鑒定出7種脂肪酸（表1）直鏈飽和脂肪酸4種，分別為十六烷酸甲酯（軟脂酸）、十八烷酸甲酯（硬脂酸）、二十烷酸甲酯（花生酸）、二十二烷酸甲酯（山萮酸），其相對含量低于傳統回流提取法.不飽和脂肪酸3種，分別是亞油酸甲酯，油酸甲酯和油酸乙酯，其中亞油酸甲酯和油酸甲酯在脂肪酸中的質量分數為73.07%，而亞油酸在脂肪酸中的質量分數為44.45%，均高于傳統回流提取法.出峰順序為隨著碳數增加，其相對分子質量增大，沸點增高；而當碳數相等時，飽和度降低，沸點降低，則出峰順序對應圖1及表1，分別為十六烷酸甲酯（軟脂酸）、亞油酸甲酯、油酸甲酯，十八烷酸甲酯（硬脂酸）、油酸乙酯、二十烷酸甲酯（花生酸）、二十二烷酸甲酯（山萮酸）.

圖1 決明子脂提取物脂肪酸甲酯總離子流的色譜Fig.1 Total ion chromatography（TIC）of fatty acid methyl esters from the extraction of cassia seed

圖2 2，4－7，11，14號色譜峰的質譜Fig.2 Mass spectrometry of No.2，4－7，11，14 chromatographic peak

表1 決明子中脂提取物化學成分的GC－MS分析結果Tab.1 Chemical constituents analysis results of the extract from cassias seed by GC－MS

2.2 超聲輔助提取時間對亞油酸產率的影響

固定超聲功率為100 W，在不同的超聲提取時間15，25，35，45，55 min下進行對比實驗，結果見圖3.由圖3可以看出，在超聲提取時間約為30 min的情況下，亞油酸的提取率較高.

2.3 超聲功率對提取亞油酸產率的影響

在確定最佳超聲輔助提取時間對亞油酸產率的影響后，分別在不同超聲功率100，200，300 W下，超聲輔助提取時間30 min進行對比實驗，結果見圖4.由圖4可以看出，在超聲功率為100 W、超聲提取時間30 min時，亞油酸的提取率較高.

圖3 超聲提取時間與亞油酸提取率的曲線Fig.3 Relationship between ultrasound time and extraction rate of Octadecadienoic acid

圖4 在超聲提取時間30 min下，超聲功率與 亞油酸萃取率的曲線 Fig.4 Relationship between ultrasound power and extraction rate of Octadecadienoic acid in 30 min

超聲法提取決明子中脂溶性成分，是一種物理破碎過程，超聲波的強烈振動，在液體中能產生獨特的空化效應和攪拌作用，因此能破壞植物藥材的細胞，使溶媒滲透到藥材細胞中，從而加速藥材中有效成分溶解于溶媒中.在超聲功率為100 W，超聲提取約30 min時決明子中脂提取物代表性成分亞油酸的產率較高，在脂肪酸中的質量分數為44.45%，高于傳統的索氏提取法的文獻報道［5－7］.由表1超聲提取法與索氏提取法的比較，利用超聲提取法提取決明子中的脂溶性成分，飽和脂肪酸含量略低于索氏提取法，而不飽和脂肪酸略高于索氏提取法.得到以上實驗結果的可能影響因素為：1）決明子的來源與產地不同，所含脂溶性成分略有差異；2）萃取溶劑的極性和酸度；3）超聲提取法利用超聲波的空化及機械破碎作用，使有機溶劑與組織細胞充分接觸，使溶質分子充分溶解在溶劑中，從而將溶質分子充分提取出來.

3 結論

以石油醚為提取劑，超聲功率100 W、提取時間約30 min時，決明子中亞油酸甲酯和油酸甲酯的提取率在脂肪酸中的質量分數為73.07%，而亞油酸的提取率在脂肪酸中的質量分數為44.45%.索氏提取法所得油產率和不飽和脂肪酸含量雖然都很高，但需要使用大量有機溶劑，提取成本較高.而超聲提取法工藝簡單，有機溶劑使用較少，出油率高，且其不飽和脂肪酸的含量最高.

［1］中華人民共和國藥典委員會.中華人民共和國藥典［M］.北京：化學工業出版社，2005.

［2］楊云，張晶，陳玉婷.天然藥物化學成分提取分離手冊［M］.北京：中國中醫藥出版社，2003.

［3］南景一，王忠，沈玉清，等.決明子對小鼠免疫功能影響的實驗研究［J］.遼寧中醫雜志，1989，13（5）：43.

［4］王杰.決明子化學成分和醫療作用［J］.山東中醫雜志，1989，3（6）：33.

［5］張媛.決明子中脂溶性成分的GC－MS分析［J］.藥學實踐雜志，2005，27（3）：137－140.

［6］孫曉飛，時素珍，楊國紅.遠志脂肪油成分分析［J］.中藥材，2000，23（1）：35－37.

［7］張加雄，萬麗，胡軼娟，等.決明子脂肪酸成分分析［J］.時珍國醫國藥，2006，17（8）：1381.

［8］李化.超聲技術在中草藥成分提取中的應用［J］.中藥材，2001，24（4）：299－300.

［9］郭孝武.一種提取中草藥化學成分的方法－超聲提取法［J］.無然產物研究與開發，1998，11（3）：37－40.

GC－MS Analysis of Chemical Constituents Fatty Extracted from Cassiae Seed by Ultrasonic Extraction

WU Yuan－yuan1，MENG Zhe2，SUN Han－wen1
（1.College of Chemistry and Environmental Science，Hebei University，Baoding 071002，China；2.Key Laboratory of Energy and Chemical Engineering，Ningxia University，Yinchuan 750021，China）

Fatty acids were extracted from cassiae seed，which use of ultrasound to break cell wall and then immerse by petroleum ether as solvent.The extracts were analyzed by GC－MS.The results showed that the highest extraction efficiency of 9，12－Octadecadienoic acid（Z，Z）－，methyl ester，44.45%was obtained under the following extraction conditions：ultrasound power 100 W and treatment time 30 min.It was found that ultrasound－assisted extraction was more effctive and did not change the structure of active constituents and seven fatty acids were characterized and determined.Unsaturated fatty acids，especially linoleic acid are rich in the seed of cassiae.

ultrasound－assisted；cassiae seed；fatty acid；GC－MS；linoleic acid

O 657.63

A

1000－1565（2011）03－0258－04

2010－09－20

河北省科學技術研究與發展指導計劃項目（072156171）

吳遠遠（1969－），男，廣東五華人，河北大學在讀博士研究生.

孟哲（1967－），女，遼寧義縣人，寧夏大學教授，從事生物質譜及毛細管電泳分析研究.E－mail：meng＿z＠nxu.edu.cn

趙藏賞）