文殊蘭葉揮發(fā)油成分研究

于文靜，辛國(guó)松，薛沁冰

(1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，黑龍江 哈爾濱 150076; 2.哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

文殊蘭(Crinumasiaticum)系石蒜科文殊蘭屬植物[1]，又名“文珠蘭”“羅裙帶”“水蕉”“翠堤花”等，主要分布于中國(guó)華南地區(qū)。文殊蘭葉有行血散瘀，消腫止痛之效，善治癰癤腫毒、跌打損傷，蛇咬傷等癥[2]。文殊蘭藥用價(jià)值的應(yīng)用也較為廣泛，世界上很多國(guó)家都在對(duì)其進(jìn)行研究。如在印度，用它治療泌尿系統(tǒng)疾病；在馬達(dá)加斯加，將其外用治療皮膚科疾病。研究表明：文殊蘭提取物還具有抗菌、抗病毒、抗過(guò)敏、抗腫瘤、抑制蛋白質(zhì)及DNA合成、抑制細(xì)胞生長(zhǎng)等多種作用[3-10]。目前對(duì)于文殊蘭葉片中揮發(fā)油成分的研究不多，本實(shí)驗(yàn)采用GC-MS法對(duì)文殊蘭葉中的揮發(fā)油成分進(jìn)行分析鑒定，以期對(duì)文殊蘭葉中揮發(fā)油成分的開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與儀器

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

文殊蘭(Crinumasiaticum)為石蒜科文殊蘭屬植物。本實(shí)驗(yàn)所需文殊蘭均由哈爾濱商業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心提供,經(jīng)相關(guān)文獻(xiàn)比對(duì)查證為石蒜科文殊蘭屬植物文殊蘭。本實(shí)驗(yàn)所需文殊蘭葉片均為干燥葉片，晾干后粉碎。乙酸乙酯(天津市天力化學(xué)試劑有限公司)；無(wú)水乙醇(天津市天力化學(xué)試劑有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

BS110S型電子分析天平(北京塞多利斯天平有限公司)；KQ2200DE型超聲機(jī)(上海一恒科技儀器有限公司)；EYELA N-1100旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(東京理化器械株式會(huì)社)；真空干燥箱DZF-6030A(上海一恒科技儀器有限公司)；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥DHG-9140A(上海一恒科技儀器有限公司)；氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫科技公司)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 正交法優(yōu)化文殊蘭干燥葉中揮發(fā)油的提取工藝

2.1.1 水蒸氣蒸餾法提取文殊蘭干燥葉中揮發(fā)油成分

以浸泡時(shí)間40、60、80、100、120 min 5個(gè)水平對(duì)文殊蘭干燥葉片的提取率進(jìn)行比較。提取溫度為70℃。提取時(shí)間6 h。確定出提取率最高的浸泡時(shí)間。

以提取時(shí)間為2、3、4、5、6 h 5個(gè)水平對(duì)文殊蘭干燥葉片的提取率進(jìn)行比較。提取溫度為70℃。浸泡時(shí)間為最佳浸泡時(shí)間。確定出提取率最高的提取時(shí)間。

以提取溫度為70、75、80、85、90℃ 5個(gè)水平對(duì)文殊蘭干燥葉片的提取率進(jìn)行比較。浸泡時(shí)間為最佳浸泡時(shí)間。提取時(shí)間為最佳提取時(shí)間。確定出提取率最高的提取溫度。

2.1.2 萃取法提取文殊蘭干燥葉中揮發(fā)油成分

稱取文殊蘭干燥葉片粗粉1.5 kg，置于3 000 mL干燥的容量瓶中。加入75%乙醇溶液充分混合，浸泡1 h。連接冷凝管、揮發(fā)油提取器、容量瓶。依次打開電熱套電源，調(diào)整加熱溫度。加熱一段時(shí)間后停止加熱。收集容量瓶?jī)?nèi)混合物。后重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)共3次。將3次所提取的混合物合并。將此混合物置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀恒溫高壓懸蒸收集。得總浸膏。將所得總浸膏加入乙酸乙酯萃取后置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀恒溫高壓旋蒸。所得淡黃色有香氣的油狀液體，即為揮發(fā)油。

同“2.1.1”項(xiàng)下，分別以5個(gè)不同水平的浸泡時(shí)間、提取時(shí)間、提取溫度對(duì)文殊蘭干燥葉片的提取率進(jìn)行比較。比較浸泡時(shí)間時(shí)，提取時(shí)間改為5 h。比較提取溫度時(shí)，5個(gè)水平改為30、40、50、60、70℃，其余不變。確定出提取率最高的浸泡時(shí)間、提取時(shí)間、提取溫度。

2.1.3 蒸餾萃取法提取文殊蘭干燥葉中揮發(fā)油成分

稱取文殊蘭干燥葉片粗粉1.5 kg，置于3 000 mL干燥的容量瓶中。加入75%乙醇溶液充分混合，浸泡1 h。連接冷凝管、揮發(fā)油提取器、容量瓶。依次打開電熱套電源，調(diào)整加熱溫度。加熱一段時(shí)間后停止加熱。將揮發(fā)油提取器中加入蒸餾水至上端2 cm處。后加入2 cm乙酸乙酯溶劑。后繼續(xù)加熱。收集乙酸乙酯溶劑置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中恒溫高壓收集。所得淡黃色有香氣的油狀液體, 即為揮發(fā)油。

一聲悶響之后，纏住秦鐵崖上臂的雙手松開了。秦鐵崖卻不急于放手，他端住對(duì)手兩肩，仔細(xì)觀察對(duì)手。李太嶂的頭歪向一邊，兩眼先是翻白，接著就慢慢閉上。秦鐵崖?lián)u搖對(duì)手身軀，李太嶂那顆耷拉著的大腦袋，仿佛瓜秧上的南瓜，隨風(fēng)晃蕩。秦鐵崖這才松開對(duì)手，任他摔倒。

同“2.1.1”項(xiàng)下，分別以5個(gè)不同水平的浸泡時(shí)間、提取時(shí)間、提取溫度對(duì)文殊蘭干燥葉片的提取率進(jìn)行比較。比較浸泡時(shí)間時(shí)，提取溫度改為55 ℃。比較提取時(shí)間時(shí)，提取溫度改為55℃。比較提取溫度時(shí)，5個(gè)水平改為30、40、50、60、70℃，其余不變。確定出提取率最高的浸泡時(shí)間、提取時(shí)間、提取溫度。

以揮發(fā)油提取率為指標(biāo)，根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，分別選取3種提取方法的浸泡時(shí)間，提取時(shí)間，提取溫度3個(gè)因素，選取3個(gè)水平，進(jìn)行正交試驗(yàn),以確定本實(shí)驗(yàn)用以確定揮發(fā)油最佳提取工藝[11-14]。

2.2 文殊蘭干燥葉中揮發(fā)油類成分的測(cè)定

通過(guò)“2.1”項(xiàng)下的各項(xiàng)試驗(yàn)后，篩選出最優(yōu)的提取工藝。在該條件下，將提取的揮發(fā)油進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析。揮發(fā)油用Agilent 19091S-433HP-5毛細(xì)管柱分離，進(jìn)樣量為1 μL，載氣為氦氣，載氣流速1 μL/min。程序升溫：75℃，停留1.5 min后，以5℃/min升溫至100℃并保持0.5 min，以15℃/min升溫至130℃并保持4 min，以5℃/min升溫至160℃并保持10 min，以10℃/min升溫至220℃并保持15 min。不引流進(jìn)樣[15-16]。離子源溫度:240℃。掃描范圍:10～500 amu。電離能量：70 eV。在此條件下，用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)供試品溶液進(jìn)行測(cè)定。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 文殊蘭干燥葉中揮發(fā)類成分的提取實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1.1 水蒸氣蒸餾法揮發(fā)油提取率正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)“2.1.1”項(xiàng)下步驟，如表1、2所示，在每個(gè)因素中選取3個(gè)提取率較高的水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

表1 水蒸氣蒸餾法因素水平試驗(yàn)表

表2 水蒸氣蒸餾法正交試驗(yàn)表

表3 方差分析表

根據(jù)表3方差分析表顯示水蒸氣蒸餾法中浸泡時(shí)間, 蒸餾時(shí)間, 蒸餾溫度的P值≤0.05。證明浸泡時(shí)間, 蒸餾時(shí)間, 蒸餾溫度3個(gè)水平對(duì)揮發(fā)油的提取均有顯著影響。其中以提取時(shí)間和提取溫度較為顯著。對(duì)3個(gè)水平3個(gè)因素進(jìn)行水蒸氣蒸餾法極差分析。

表4 極差分析表

根據(jù)表4極差分析表顯示水蒸氣蒸餾法中浸泡時(shí)間,提取時(shí)間,提取溫度3個(gè)水平中提取時(shí)間,提取溫度對(duì)提取率的影響顯著高于浸泡時(shí)間,其中最優(yōu)工藝為A1B2C2,即浸泡時(shí)間80 min,提取溫度85℃,提取時(shí)間5小時(shí)可獲最大提取率。

3.1.2 萃取法揮發(fā)油提取率正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)“2.1.2”項(xiàng)下步驟，如表5、6所示，在每個(gè)因素中選取3個(gè)提取率較高的水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

表5 萃取法因素水平試驗(yàn)表

表6 萃取法正交試驗(yàn)表

表7 方差分析表

根據(jù)表7方差分析表顯示萃取法中浸泡時(shí)間,提取時(shí)間,提取溫度的P值≤0.05。證明浸泡時(shí)間,提取時(shí)間,提取溫度3個(gè)水平對(duì)揮發(fā)油的提取均有顯著影響。其中以提取溫度最為顯著,其次是提取時(shí)間,相較前兩個(gè)因素,提取時(shí)選用的浸泡時(shí)間效果稍弱一些。對(duì)3個(gè)水平3個(gè)因素進(jìn)行萃取法的極差分析。

表8 極差分析表

根據(jù)表8極差分析表顯示萃取法中浸泡時(shí)間,提取時(shí)間,提取溫度3個(gè)水平中對(duì)揮發(fā)油的提取均有顯著影響。其中以提取時(shí)間最為顯著,其次是提取溫度,相較前兩個(gè)因素,提取時(shí)的有機(jī)溶劑的影響效果稍弱一些,其中最優(yōu)工藝為A3B3C3,即浸泡時(shí)間為120 min,提取溫度70℃,提取時(shí)間6 h可獲得最大提取率。

3.1.3 蒸餾萃取法揮發(fā)油提取率正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)“2.1.3”項(xiàng)下步驟，如表9、10所示，在每個(gè)因素中選取3個(gè)提取率較高的水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

表9 蒸餾萃取法因素水平試驗(yàn)表

表10 蒸餾萃取法正交試驗(yàn)表

表11 方差分析表

根據(jù)表11方差分析表顯示蒸餾萃取法中浸泡時(shí)間, 提取時(shí)間, 提取溫度的P值≤0.05。證明浸泡時(shí)間, 提取時(shí)間, 提取溫度3個(gè)水平對(duì)揮發(fā)油的提取均有顯著影響。其中以提取溫度最為顯著, 其次是提取時(shí)間, 相較前兩個(gè)因素, 浸泡時(shí)間顯著效果稍弱一些。對(duì)3個(gè)水平3個(gè)因素進(jìn)行蒸餾萃取法的極差分析。

表12 極差分析表

根據(jù)表12極差分析表顯示蒸餾萃取法中浸泡時(shí)間,提取時(shí)間,提取溫度3個(gè)水平中對(duì)揮發(fā)油的提取均有顯著影響。其中以提取溫度最為顯著,浸泡時(shí)間其次,提取時(shí)間顯著效果稍弱一些,其中最優(yōu)工藝為A2B3C1,即浸泡時(shí)間為100 min,提取時(shí)間6 h,提取溫度50℃可獲得最大提取率。

表13 水蒸氣蒸餾法、萃取法、蒸餾萃取法揮發(fā)油產(chǎn)率

利用3種提取方法所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)率見(jiàn)表13，利用水蒸氣蒸餾法、萃取法、蒸餾萃取法所得的文殊蘭干燥葉中揮發(fā)油提取率分別為0.55%、0.95%、0.72%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，提取文殊蘭干燥葉片中揮發(fā)油的最佳方法為萃取法。

3.2 文殊蘭干燥葉中揮發(fā)油的成分測(cè)定

選用最優(yōu)提取工藝—萃取法提取揮發(fā)油后，用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)提取的揮發(fā)油進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)分析結(jié)果得知，萃取法所得揮發(fā)油中含17種成分，其名稱及相對(duì)百分含量見(jiàn)表14，文殊蘭葉中揮發(fā)類成分的總離子流圖見(jiàn)圖1。

表14 文殊蘭葉中揮發(fā)類成分鑒定

圖1 萃取法提取文殊蘭葉片揮發(fā)類成分的總離子流圖

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)比較3種不同提取方法可知，提取文殊蘭干燥葉中揮發(fā)油的最佳方法為萃取法。以萃取法，浸泡時(shí)間120 min，提取溫度70℃，提取時(shí)間6 h，乙酸乙酯萃取可以獲得最大提取率，可達(dá)0.95%。

通過(guò)GC-MS分析結(jié)果可知，文殊蘭干燥葉中揮發(fā)油的主要成分有17種，包括酸類、醇類、烷類、酯類、酮類、醛類、胺類等七類化合物。其中有10種化合物的相對(duì)百分含量大于1%。亞油酸相對(duì)百分含量最高(9.38%)，葉綠醇的相對(duì)百分含量次之，而十九烷第三。亞油酸是人和動(dòng)物不可或缺的營(yíng)養(yǎng)成分，具有消除自由基、促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、維持生物機(jī)體氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)的平衡等作用。因而亞油酸能夠預(yù)防多種癌癥[17-18]。亞油酸還具有降壓、降膽固醇的作用。它能防止人體血清膽固醇在血管壁沉積，并且可以有效地抑制人體動(dòng)脈血栓形成，對(duì)心腦血管疾病有顯著作用。