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GC-MS结合保留指数法分析榅桲干果挥发性化学成分



全 文 :基金项目:国家自然科学基金项目(31360078);新疆“天山英才工程”项目(Y0382026) ;新疆医科大学博士科研启动基金(80-91071801)
作者简介:哈及尼沙(1973-) ,女(维吾尔族) ,博士,副教授,研究方向:药用植物研究。
通信作者:阿吉艾克拜尔·艾萨,男(维吾尔族) ,博士,研究员,研究方向:药用植物研究,E-mail:haji@ ms. xjb. ac. cn。
GC-MS结合保留指数法分析榅桲干果挥发性化学成分
哈及尼沙1,阿合买提江·吐尔逊1,古丽巴哈尔·卡吾力1,阿吉艾克拜尔·艾萨2
(1新疆医科大学药学院;2中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐 830011)
摘要:目的 建立分析维医常用药材榅桲干果挥发性化学成分的 GC-MS结合保留指数方法。方法 利用
水蒸气蒸馏法提取榅桲干果挥发油,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术结合保留指数法并用峰面积归一化法
测定榅桲干果中的挥发性成分相对百分含量。结果 从榅桲干果中鉴定出了 42 种挥发性化学成分,占相对总含
量的 95%。其中,含量 4. 00%以上的化学成分依次为 1,2,3,4-四氢化-1,1,6-三甲基-萘(13. 07%)、4-甲基-5-戊-1,
3-四氢呋喃-2-酮(12. 67%)、糠醛(11. 14%)、紫苏醇(10. 82%)、β-紫罗兰酮(6. 77%)、1-甲基-1-环戊烯(4. 21%)、
(E,E)-金合欢醇丙酮(4. 00%)等。结论 建立的分析方法能够较全面反映出榅桲干果挥发油中的化学成分,为
其进一步开发利用提供了实验依据。
关键词:榅桲干果;挥发性成分;气相色谱-质谱联用;保留指数
中图分类号:R914 文献标识码:A 文章编号:1009-5551(2015)12-1506-04
doi:10. 3969 / j. issn. 1009-5551. 2015. 12. 013
GC-MS combined with retention index analysis for volatile constituents
in Cydonia oblonga dry fruit
Hajinisa1,Ahmatjan Tursun1,Gulbahar Kawul1,Hajiakbar Aisa2
(1College of Pharmacy,Xinjiang Medical University;2Xinjiang Institute of Physical
and Chemical Technology,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China)
Abstract:Objective To analyze the chemical constituents of the volatile oil from the common Uighur medicine
Cydonia oblonga dry fruit. Methods The volatile oil was extracted from dry fruit of C. oblonga by water-steam
distillation. The chemical constituents were analyzed and identified by GC-MS combined with retention index. The
components were quantitatively determined with normalization method. Results Forty-two compounds were identi-
fied,constituting 95% of the total volatile oil. Among them,the content more than 4. 00 % chemical constituents
were 1,2,3,4-tetrahydro-1,1,6-trimethyl-Naphthalene (13. 07%),4-Methyl-5-penta-3-dienyltetrahydrofuran-2-one
(12. 67%) ,2-Furancarboxaldehyde (11. 14%) ,Perilla alcohol (10. 82%) ,Ionone (6. 77%) ,1-Methyl-1-cyclo-
pentene (4. 21%)and (E,E)-farnesyl acetone (4. 00%) ,etc. . Conclusion The established GC-MS analysis
method can comprehensively reflect the volatile oil from the dry fruit of C. oblonga,and provides experimental ba-
sis for further exploitation.
Keywords:Cydonia oblonga dry fruit;volatile constituents;GC-MS;retention indices
榅桲(Cydonia oblonga)是蔷薇科 (Rosaceae)
榅桲属(Cydonia)植物,收载于中华人民共和国卫
生部药品标准维吾尔药分册,具有补脑益心、增益精
神力、助胃利水、止渴止咳、止血止泻等功效[1]。榅
第 38卷 第 12期 新 疆 医 科 大 学 学 报 Vol. 38 No. 12
2015年 12月 Journal of Xinjiang Medical University Dec. 2015
桲果实供生食或煮食,具有特殊的清香味,果实成熟
后采收,阴干入药,是古老的药食兼用植物[2-3],主
治肝炎、胃炎、消化不良、恶心、腹泻、心慌心悸、烦
躁、咳嗽等,对于小儿胃肠疾病有特殊疗效[4]。根
据国外文献报道,榅桲主要含有酚酸类、黄酮类、萜
类、氨基酸、有机酸、挥发油等成分[5-8]。有研究显
示,榅桲具有抗氧化、抗增殖、抗溶血、抗过敏、抑菌
杀菌、抗炎、抗病毒、抗血栓以及治疗胃溃疡等作
用[9-13]。但至今国内有关榅桲植物的研究报道极
少。由于世界各地气候和地理环境不同,不同变种
的榅桲化学成分亦有差异,我国新疆南疆地区榅桲
具有分布广、价廉、易得等特点,有较高的研究和开
发价值。本实验采用水蒸气蒸馏法提取榅桲干果的
挥发油,结合气相色谱-质谱联用技术和保留指数法
分析榅桲干果的挥发性化学成分,旨在为综合开发
利用该植物资源提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 仪器与材料 QP2010 型气相色谱质谱 GC-MS
联用仪(日本岛津公司) ,YP5120 型电子分析天平
(上海光正医疗仪器有限公司) ,正己烷(色谱纯,山
东禹王实业有限公司) ,C7 -C30正构烷烃(美国 Sig-
ma—Aidrich公司) ,乙醚、无水硫酸钠等均为分析
纯。榅桲果实于 2011 年 11 月采于新疆克孜勒苏柯
尔克孜自治州阿图什上阿图什乡,经中科院新疆生
态与地理研究所植物分类研究室沈观冕研究员鉴定
为蔷薇科榅桲属植物榅桲 (Cydonia oblonga)的
果实。
1. 2 方法
1. 2. 1 挥发油的提取 先去掉榅桲果实种子,切成
片状,在室温下干燥,粉碎,过 80 目筛子。取干燥榅
桲果实 500 g,置于 2 000 mL 的圆底烧瓶中加蒸馏
水,采用 2010 年版《中国药典》挥发油提取装置提
取,将馏出液用乙醚萃取使挥发油分配到乙醚层中,
加适量无水硫酸钠过夜,旋转蒸发回收乙醚,得浅黄
色透明油状液体,具有特殊浓郁香味。
1. 2. 2 样品的前处理 将榅桲干果挥发油用正己
烷稀释成质量分数为 10 %的溶液,保留指数法测定
用经正己烷稀释成质量分数为 1 %的正构烷烃(C7
~ C30)溶液,进样前均用 0. 45 μm有机相滤膜过滤,
同等色谱条件下进行分析。
1. 2. 3 气相色谱-质谱(GC-MS)分析条件 气相色
谱条件:采用 RTX-5MS 石英毛细管色谱柱(5%二
苯基-95%二甲基硅氧烷共聚物,30 m×0. 32 mm×1.
0 μm) ;载气为高纯氦气(99. 999%) ,流速为 1. 0
mL /min;溶剂为正己烷,进样量 1. 0 μL,分流比 30
∶ 1;进样口温度为 260℃,升温程序:柱初始温度为
40℃,保持 2 min,再以 5℃ /min 的速率升温至
300℃,保持 5 min 后结束,压力 3. 4 kPa。质谱条
件:接口温度 250℃,电离方式:EI离子源,离子源温
度 200℃,电子能量 70 eV,质量扫描质核比(m/z)
范围为 30 ~ 500。
2 结果
在上述 GC-MS条件下,从榅桲干果挥发油中共
分离出 50 个色谱峰,见图 1。通过气相色谱数据处
理系统,结合 Wiley7 和 NIST147 标准质谱图库,根
据保留时间、保留指数(Retention Index)结合人工谱
图解析,确定并选取相似度在 90 以上的 42 种化合
物,并使用面积归一化法确定了各成分的相对含量。
已鉴定出的组分占挥发油总量的 95%,含量 4. 00%
以上的化学成分依次为 1,2,3,4-四氢化-1,1,6-三
甲基-萘(13. 07%)、4-甲基-5-戊-1,3-四氢呋喃-2-酮
(12. 67%)、糠醛(11. 14%)、紫苏醇(10. 82%)、β-
紫罗兰酮(6. 77%)、1-甲基-1-环戊烯(4. 21%)、
(E,E)-金合欢醇丙酮(4. 00%)等,见表 1。
图 1 榅桲干燥果实挥发油总离子流色谱图
3 讨论
本实验通过水蒸气蒸馏法提取榅桲干燥果实挥
发油,采用 GC-MS联用技术结合保留指数法进行化
学成分分析。分析结果表明其主要成分为萜烯及萘
(33. 23%)、酮 (28. 65%)、醛 (14. 58%)、醇
(11. 13%)、酯(4. 25%)类物质,并且多数同时含有
不饱和烃和含氧衍生物。其中萘类化合物(如 1,1,
6-三甲基-1,2,3,4-四氢萘、1,2 -二氢-11,6-甲基萘
(TDN)和三甲基四氢萘 3 种萘类衍生物)是构成榅
桲干燥果实挥发油的主要成分之一,占 25. 56%。
C13-降异戊二烯类(C13-norisoprenoids)化合物含量
达 15. 90%,β-紫罗兰酮含量达 6. 77%,紫苏醇占
10. 82%等。本研究结果为进一步研究榅桲药材的
作用提供了化学依据。
据文献报道,萜类及其含氧衍生物是组成挥发
油的主要成分,其中含氧的衍生物大多生物活性较
强,并具有芳香气味[14]。四氢萘类化合物体外具有
7051第 12 期 哈及尼沙,等:GC-MS结合保留指数法分析榅桲干果挥发性化学成分
强大的抗菌活性[15]。存在于水果、蔬菜和谷类中的 类异戊二烯(isoprenoids)成分是人类健康效应的主
表 1 榅桲干燥果实挥发油成分
No. tR /min 化合物 分子式 保留指数 相对含量 /%
1 5. 894 乙醛 Hexanal C6H12O 817 0. 81
2 6. 919 糠醛 2-Furancarboxaldehyde C5H4O2 852 11. 14
3 7. 353 反式-2-环己巴比妥 trans-2-Hexenal C6H10O 867 0. 31
4 11. 911 辛醛 Octanal C8H16O 1 009 0. 83
5 14. 184 环氧芳樟醇 Epoxylinalool C10H18O2 1 078 0. 14
6 14. 184 5-甲基-2(3H)-呋喃酮 5-Methyl-2(3H)-furanone C5H6O2 1 101 0. 13
7 15. 167 n-壬醛 n-Nonylaldehyde C9H18O 1 108 0. 29
8 17. 356 十氢-2-甲基萘 Decahydro-2-methyl naphthalene C11H20 1 178 2. 36
9 17. 443 六氢-3-亚甲基-6-甲基-苯基呋喃 Hexahydro-3-methylen-6-methyl-benzofurane C10H16O 1 180 2. 64
10 18. 020 三甲基四氢化萘 Trimethyl-tetrahydro naphthalene C13H18 1 199 2. 19
11 18. 600 1,2,3,4-四氢化-1,1,6-三甲基萘 1,2,3,4-Tetrahydro-1,1,6-trimethyl-Naphthalene C13H18 1 218 3. 54
12 19. 318 8-亚异丙基双环[4. 3. 0]壬-2-酮 8-Isopropylidene-bicyclo[4. 3. 0] nonan-2-one C12H18O 1 242 0. 14
13 19. 837 三甲基-四氢化萘 Trimethyl-tetrahydronaphthalene C13H18 1 260 3. 73
14 20. 130 1,4-二甲基戊-2-烯基苯 1,4-Dimethylpent-2-enyl benzene C13H18 1 270 0. 70
15 20. 653 Vitispirane C13H20O 1 287 3. 59
16 21. 040 1,2,3,4-四氢化-1,1,6-三甲基-萘 1,2,3,4-Tetrahydro-1,1,6-trimethyl-Naphthalene C13H18 1 300 13. 07
17 21. 223 2,6,10,10-四甲基-1-氧杂 -螺[4. 5]癸-6-烯 2,6,10,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro[4. 5] dec-6-ene C13H22O 1 307 1. 39
18 21. 695 2,6,10,10 四甲基氧杂 -螺[4. 5]癸-6-烯 2,6,10,10-Tetramethyl-oxa-spiro[4. 5]dec-6-ene C13H22O 1 323 1. 53
19 22. 792 1,1,6-三甲基-1,2-二氢化萘 1,1,6-Trimethyl-1,2-dihydro naphthalene C13H16 1 363 0. 67
20 22. 962
3,3,5,6,8,8六甲基三环[5. 1. 0. 0(2,4) ]辛-5-烯 3,3,5,6,8,8-Hexamethyl-tricyclo[5. 1. 0. 0(2,4) ]oct-
5-ene
C14H22 1 369 0. 65
21 23. 308 1-甲基-1-环戊烯 1-Methyl-1-cyclopentene C6H10 1 381 4. 21
22 24. 039 3-(2,6,6-三甲基-1-环己烯基-2-丙醛 3-(2,6,6-trimethyl-1-cyclo hexenyl)-2-Propenal C12H18O 1 408 1. 20
23 24. 287 β-紫罗兰酮 β-Ionone C13H20O 1 417 6. 77
24 24. 571 紫苏醇 Perilla alcohol C10H16O 1 428 10. 82
25 24. 840 4-甲基-5-戊-1,3-四氢呋喃-2-酮 4-Methyl-5-penta-1,3-dienyl tetrahydrofuran-2-one C10H14O2 1 438 12. 67
26 25. 378 橙花基丙酮 Neryl acetone C13H22O 1 458 1. 68
27 25. 794 2,4,4-三甲基-3-(3-氧代-1-丁烯基)2-环己烯酮 2,4,4-Trimethyl-3-(3-oxo-1-butenyl)-2-cyclohexenone C13H18O2 1 473 0. 23
28 25. 950 7,8-环氧-α-紫罗兰酮 7,8-Epoxy-α-ionone C13H20O2 1 479 0. 19
29 26. 301 4-(2,4,4-三甲基环己-1,5-二烯基)-3-丁烯-2-酮 4-(2,4,4-Trimethyl-cyclohexa-1,5-dienyl)-3-buten-2-one C13H18O 1 492 0. 52
30 26. 559 1-羟甲基-1,2,3-三甲基-2-环戊烯 1-Hydroxymethyl-1,2,3-trimethyl-2-cyclopentene C9H16O 1 502 0. 65
31 26. 764 金合欢烯 Farnesene C15H24 1 510 1. 56
32 27. 556 1,3-二甲基-2-丙氧基苯 1,3-Dimethyl-2-propoxy-Benzene C15H22O 1 543 0. 33
33 27. 924
6-甲基-6-[3-甲基-3-(1-甲基乙烯基)-1-环丙烯基]-2-庚酮 6-Methyl-6-[3-methyl-3-(1-methylethenyl)
-1-cyclopropenyl]-2-Heptanone
C15H24O 1 557 0. 74
34 30. 611 E-4-癸烯酸乙酯 Ethyl E-4-decenoate C12H22O2 1 667 0. 61
35 31. 992 反式-金合欢醇 trans-Farnesol C15H26O 1 726 0. 31
36 32. 691 E-11(12 -环丙基)十二碳烯-1-醇乙酸酯 E-11(12-cyclopropyl)dodecen-1-ol acetate C17H30O2 1 757 0. 43
37 32. 872 9-十六碳烯酸乙酯 Ethyl 9-hexadecenoate C18H34O2 1 765 2. 15
38 36. 246 (E,E)-金合欢醇丙酮 (E,E)-Farnesyllacetone C18H30O 1 922 4. 00
39 37. 626 十六烷酸乙酯 Hexadecanoic acid,ethyl ester C18H36O2 1 992 0. 36
40 40. 895 亚油酸乙酯 Linoleic acid ethyl ester C20H36O2 2 157 0. 26
41 40. 985 油酸乙酯 Ethyl oleate C20H38O2 2 163 0. 20
42 46. 627 二十一烷 Heneicosane C21H44 2 495 0. 24
要活性组分,可抑制化学诱导的癌形成的启动和癌
细胞的生长[16]。β-紫罗兰酮是环化的类异戊二烯
的代表,具有广泛的生物活性,表现出较强的抑癌作
用[17]。紫苏醇是为数不多的已被证实既有预防癌
症又有治疗癌症作用的物质之一[18-19]。本实验中
鉴定出的活性成分含量高,可见榅桲挥发性成分在
医药和保健食品方面可能具有极高的应用价值,尚
需深入研究。
本研究通过鉴定分析榅桲干燥果实中的挥发性
化学成分,总结其潜在药用价值,也为促进该属植物
进一步开发利用提供参考依据。
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[收稿日期:2015-2-7]
(本文编辑 施洋
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)
(上接 1505 页)
2. 6 验证试验 准确称取中麻黄细粉 3 份各 1 g,
采用 10 倍量 75%乙醇超声提取 2 次,每次 30min,
结果测得样品中总黄酮含量分别为 0. 261 5%、
0. 256 5%、0. 248 5%,平均含量为 0. 255 0%,表明
该工艺较稳定。
3 结论
超声辅助提取法是近些年来迅速兴起的一项新
技术,目前已被广泛用于植物中黄酮类成分的提取。
关于中麻黄中总黄酮提取工艺研究未见报道,本研
究采用正交试验优选中麻黄总黄酮最佳提取工艺,
为开发利用新疆特色药物中麻黄提供理论依据。本
实验采用分光光度法测定中麻黄中总黄酮的含量,
其方法学考察均符合相关要求。本实验结果可为中
麻黄的质量评价提供相关参照。
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[收稿日期:2015-6-17]
(本文编辑 杨晨晨)
9051第 12 期 哈及尼沙,等:GC-MS结合保留指数法分析榅桲干果挥发性化学成分