索式提取法結合氣相色譜—質譜聯用對鳶尾和矮紫苞鳶尾揮發性成分的比較分析

楊宏偉

（1.北京聯合大學生物化學工程學院，北京 100023；2.生物質廢棄物資源化利用北京市重點實驗室，北京 100023）

鳶尾科（Iridaceae）鳶尾屬（Iris）為多年生草本植物，地下部分為根狀莖。由Carl von Linne 于1735 年建立，模式種為德國鳶尾Iris germanica，原產歐洲，主要分布于北溫帶地區。鳶尾屬植物約有300個種類，廣泛分布于世界各地。我國約有60 個種類及13 個變種，主要分布在西南、西北和東北地區[1]。

鳶尾屬植物作為傳統的民間藥物，藥用歷史悠久，大多用來治療癌癥、炎癥、細菌和病毒感染等多種疾病[2]。鳶尾屬植物的提取物還可用于治療動脈粥狀硬化和骨質疏松等[3]。另外，有的鳶尾植物的根莖，可提取一種珍貴的香精，將其研成粉末后，可獲得上等香粉。鳶尾屬植物的藥用價值在世界各地也有大量記載，如巴基斯坦、埃及、印度、土耳其等[4-7]。

鳶尾為多年生矮小草本，植株基部呈淡綠色，苦、辛、平，有小毒，有活血祛瘀、祛風利濕、解毒、消炎等作用，用于跌打損傷、風濕疼痛、咽喉腫痛、食積腹脹等[1]。

矮紫苞鳶尾為紫苞鳶尾的變種，為多年生密叢草本植物，其全草用于瘡瘍腫毒；根狀莖有活血祛瘀、接骨止痛的作用；種子有解毒、止痛等功能；花的研調油還可以外用于燒燙傷[8]。

前人對鳶尾屬植物及其不同部位中的揮發性成分進行了分析，但未見索式提取法對鳶尾和矮紫苞鳶尾的揮發性成分的比較分析。本實驗對鳶尾和矮紫苞鳶尾揮發性成分進行比較，以期為鳶尾屬植物的質量控制和標準制定提供科學依據。

1 材料和儀器

矮紫苞鳶尾植物材料，北京延慶后河；鳶尾植物材料，北京聯合大學百草園；石油醚，AR級，天津市化學試劑六廠。

RE-52A 型旋轉蒸發器，上海亞榮科技有限公司；太陽片C 型玻璃儀器氣流烘干器，鞏義英峪儀器廠；SHB-Ⅲ（A）型循環水多用真空泵，上海申生科技有限公司；索式提取器，鞏義英峪儀器廠；電熱恒溫水浴鍋，上海申生科技有限公司。

2 實驗方法

2.1 提取方法

將鳶尾和矮紫苞鳶尾植物材料用水洗凈，放在濾紙上晾干備用。采用索式提取法對鳶尾和矮紫苞鳶尾兩種植物進行正交試驗，正交試驗因素由提取溫度（95℃、80℃、90℃）、物料比（1∶5，1∶6，1∶7）、提取時間（2 h、3 h、4 h）組成。

分別取一定量的鳶尾和矮紫苞鳶尾植物，切碎樣品，用濾紙包好裝進索氏提取器的浸提筒中，以恒溫水浴鍋加熱，以石油醚為溶劑，選擇了物料比、溫度、提取時間三個因素，每個因素選取3 個水平，按照正交表L（934）安排實驗，提取結束后將提取液置于旋轉蒸發器中進行旋蒸，回收溶劑石油醚，分別得到兩種植物的揮發油。

2.2 提取條件分析

正交試驗因素水平及試驗結果見表1。

表1 鳶尾L9（34）正交試驗結果

由表1、表2數據可知，極差越大的因素對實驗結果影響越大，極差越小的因素對實驗結果影響越小，因此對鳶尾揮發油回收率影響的順序為時間因素較大，物料比因素次之，溫度因素最小。因此，鳶尾揮發油的最佳提取條件為配料比為1∶5，提取時間為2 h，提取溫度為95℃。

表2 鳶尾的方差分析

由表3、表4數據可知，極差越大的因素對實驗結果影響越大；極差越小的因素對實驗結果影響越小，因此對矮紫苞鳶尾揮發油回收率影響的順序為溫度因素較大，時間因素次之，物料比因素最小。可以通過升高溫度來提高回收率。因此，矮紫苞鳶尾揮發油的最佳提取條件為配料比為1∶6，提取時間為4 h，提取溫度為80℃。

表3 矮紫苞鳶尾L9（34）正交試驗結果

表4 矮紫苞鳶尾的方差分析

2.3 揮發油成分分析

將鳶尾和矮紫苞鳶尾兩種鳶尾屬植物分別按照索式提取法的最佳提取條件進行揮發油的提取，然后減壓濃縮，分別獲得橙黃色油狀物和橙紅色油狀物，分別取少量揮發油做為GC-MS分析樣品。

色譜條件：VF-5 MS 石英彈性毛細管柱（30.0 m×2.50 mm×0.25 μm），載氣：高純氦氣（99.999%），體積流量：1.0 mL/min;進樣口溫度：250℃；溫度梯度：60℃（保持3 min），以10℃/min 升溫至290℃（保持7 min），進樣量:1 μL。

質譜條件：電離源為EI，電離能量70 eV；EI源溫度為200℃；傳輸線溫度為250℃；四級桿溫度為150℃。質量掃描范圍為30～550 u，分流進樣，分流比為100∶1。

2.4 結果分析

表5 中的化合物1～17 是鳶尾植物的揮發性成分，對這17個成分進行了定性分析，該系列化合物中的1～17是通過檢索NIST08.L標準質譜圖庫來確定的。

將確定的化學組分用色譜數據面積歸一化法得到各組分的相對含量，結果見表5，共檢出17個成分，鑒定了其中的17個成分。

表5 鳶尾的揮發性成分

表6中化合物1～14是矮紫苞鳶尾植物的揮發性成分，對其中的14個成分進行了定性分析，該系列化合物中的1～14 是通過檢索NIST08.L 標準質譜圖庫來確定的。

將確定了的化學組分用色譜數據面積歸一化法得到各組分的相對含量，結果見表6，共檢出14個成分，鑒定了其中的12個成分。

表6 矮紫苞鳶尾的揮發性成分

由表5、表6 可知，通過GC-MS 分析鳶尾的揮發性成分鑒定出17 種化合物，而矮子苞鳶尾揮發性成分鑒定出 12 種化合物 ，二者共有的成分為（Z）-9-十八碳烯酸甲酯，一些成分為鳶尾或矮紫苞鳶尾所獨有的。

比較已鑒定出的各個化合物的相對含量，在鳶尾揮發性成分中已鑒定的17 個化學成分中，相對含量大于1%的有15個，相對含量大于5的有3個，相對含量大于10的有2個。其中相對含量較高的成分依次為3-甲氧基-1，2-丙二醇（26.52%），月桂酸（12.07%），（E，E）-9，12-十八烷二烯酸甲酯（6.15%）。其中相對含量最高的為3-甲氧基-1，2-丙二醇（26.52%），相對含量最低的為9，10-二溴基二十五烷（0.45%）。矮子苞鳶尾揮發性成分中相對含量較高的為（Z，Z）-9，12-十八烷二烯酸甲酯（9.05%），（Z，Z，Z）-9，12，15-十八烷三烯酸甲酯（7.11%），十四烷酸甲酯（5.14 %）；其中相對含量最高的為（Z，Z）-9，12-十八烷二烯酸甲酯（9.05%），相對含量最低的為（Z）-9-十八碳烯酸甲酯，而相對含量大于 1% 的有11 個，相對含量大于5 的有2 個，相對含量大于10的有0個。

3 結論

綜上所述，鳶尾植物揮發油的索式提取法最佳提取條件為配料比為1∶5，提取時間為2 h，提取溫度為95℃。矮紫苞鳶尾植物揮發油的最佳提取條件為配料比為1∶6，提取時間為4 h，提取溫度為80℃。鳶尾揮發油成分與矮紫苞鳶尾的揮發性成分相比較，組成和相對含量存在較大差異。鳶尾揮發油成分含有鳶尾酮，而矮子苞鳶尾中并未發現，矮紫苞鳶尾含有酯類化合物較多。植物中的揮發性成分大多具有一定的香味，可以用來制造各種香精、香料等，也可以用于生活用品，如飲料、調味劑等[9]。而含有萜類、醇類、酮類等的物質 ，具有抗氧化性、抗菌活性，因此可用于食品的抗氧化及其防腐保鮮[10-12]。本研究為鳶尾屬植物的進一步研究提供了科學依據。