全 文 : 2011, Vol. 32, No. 24 食品科学 ※分析检测200
收稿日期:2011-02-14
基金项目:国家自然科学基金项目(51063006);天水师范学院中青年教师科研基金项目(TSB1013)
作者简介:潘素娟(1978—),女,副教授,硕士,主要从事植物化学研究。E-mail:pansujuan_002@163.com
邪蒿挥发油化学成分的GC-MS分析及抑菌作用
潘素娟 1 , 2,王长青 1 , 2,李晓东 1 , 2,汪之波 1,朱元成 1 , 2
(1.天水师范学院生命科学与化学学院,甘肃 天水 741001;
2.甘肃省新型分子材料设计与功能重点实验室,甘肃 天水 741001)
摘 要:采用气相色谱 -质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)对邪蒿挥发油成分进行分析,并
对其抑菌作用进行研究。结果表明:采用水蒸气蒸馏法从邪蒿中提取挥发油的提取率为 1.33%;在最佳分析条件
下,共分离出 37个峰,并对其化学成分进行分析,鉴定出 31个化学成分,占总挥发油量的 93.7%,其主要成分
为肉豆蔻醚(64.05%)、芹菜脑(8.98%)、2-甲氧基丁烷(2.02%)、香豆酮(1.87%)、香树烯(1.35%)、α-愈创木烯
(1.37%)等;邪蒿挥发油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和痢疾杆菌生长有强抑制作用。
关键词:邪蒿;挥发油;气相色谱 -质谱(GC-MS);抑菌性能
Chemical Composition as Analyzed by GC-MC and Antibacterial Activity of Volatile Oil from Stems and
Leaves of Seseli seseloides Hiroe
PAN Su-juan1,2,WANG Chang-qing1,2, LI Xiao-dong1,2,WANG Zhi-bo1,ZHU Yuan-cheng1,2
(1. College of Life Science and Chemistry, Tianshui Normal University, Tianshui 741001, China;
2. Key Laboratory for New Molecule Material Design and Function of Gansu Province, Tianshui 741001, China)
Abstract :The volatile oil in the stems and leaves of Seseli seseloides Hiroe. was extracted by steam distillation method with
an extraction rate of 1.33%. GC-MS was used to analyze the chemical composition of the oil and the antibacterial activity was
also measured. Under the optimal analytical conditions, 37 peaks were separated and 31 of them were identified, accounting for
93.7% of the total volatile oil. The major compounds were nutmeg ether (64.05%), celery brain (8.98%), dimethoxy butane
(2.09%), benzofuran, 2,3-dihydro-(1.87%), hong tree ene(1.35%), guaiacyl-ene(1.37%), etc. The results of antibacterial
experiments showed that the oil had strong inhibitory effect on the growth of Staphylococcus aureus, Escheichia coli and
Shigella dysenteriae.
Key words:Seseli seseloides Hiroe.;volatile oil;gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS);antibacterial
activity
中图分类号:TS201.3 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2011)24-0200-04
邪蒿(Seseli seseloides Hiroe)为双子叶植物伞形科
(Umbelliferae)邪蒿属(Seseli L.)草本植物。新鲜的邪蒿茎
叶具有特殊的香味,在甘肃省天水地区是一种普遍食用
的山野菜;同时全草还可入药 [ 1 ],主治利肠胃、治痢
疾,具有化浊、醒脾、通脉等功效[ 2 ],是一种具有药
用和食用价值的植物。邪蒿在我国分布比较广泛,生
于开阔的山坡、草地、林缘、灌丛间及草甸,分布
于东北、内蒙古、河南、山东及江苏等地 [ 3 ],朝鲜、
印度、苏联、土耳其也有分布[ 4 -6 ]。邪蒿的化学成分未
见报道,为开发民间食用、药用资源,本实验以自制
压力共沸蒸馏器制得邪蒿挥发油(1 .33%),采用气相色
谱 -质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-
MS)联用方法分析其挥发油的主要成分,并利用峰面积
归一化法确定各成分的相对含量[7],并对邪蒿挥发性成
分的抑菌作用进行初步研究,旨在研究邪蒿挥发性成分
的化学组成和抑菌活性,为邪蒿的进一步开发利用提供
依据。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
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邪蒿采自甘肃省天水地区,经天水师范学院生物系
汪之波副教授鉴定为伞形科邪蒿属(Seseli seseloides Hiroe)
植物;大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(St.aureus)、
痢疾杆菌(Sh.dysenteriae) 西北师范大学生命科学学院。
氯化钠、无水硫酸镁、乙醚、甲醇均为分析纯;
营养琼脂养基 自制;诺氟沙星胶囊 亚宝药业集团股
份有限公司。
HP6890GC/5973MS型气相色谱 -质谱联用仪 美国
惠普公司;H V E - 5 0 全自动高压蒸汽灭菌锅 日本
Hirayama公司;恒温生化培养箱 上海医疗器械一厂;
超净工作台 江苏净集团安泰公司;LDHZ-600冷冻恒
温振荡器 江苏太仓市实验设备厂。
1.2 方法
1.2.1 挥发油的提取
采用水蒸气蒸馏法提取邪蒿的挥发性成分。将采摘
后阴干的邪蒿茎叶 500g切成 3~5mm小段,加入到自制
的压力共沸蒸馏器中,安装冷凝装置,并用冰水冷却
接受瓶,加热提取挥发油[8],共得到澄清略带黄色的粗
提液 5000mL。将粗提液先用NaCl饱和,再用乙醚萃取
3遍,并把所有的萃取液合并,然后经无水MgSO 4 充
分干燥,进行减压蒸馏除去溶剂,得到粗油,再加入
少量甲醇在- 20℃冷却约 36h脱蜡,抽滤后称量,得
到具有特殊香味的澄清黄色的油状液体 6.65g,称精油
质量,提取率为 1 . 3 3%。
1.2.2 GC-MS分析
气相色谱:HP-5弹性石英毛细管柱(30.00m×0.32mm,
0.25μm)进样口温度230℃;载气为氦气,流速1mL/min;
色谱柱初始温度 50℃,以5℃/min的升温速率升至 200℃,
保持 15min;用分流进样模式,分流比 40:1,进样量
1.0μL;溶剂延迟 3min。
质谱:电子轰击(electron impact,EI)离子源,离
子源温度 230℃,电子能量 70eV,发射电流 60μA,电
子倍增器电压 900V,扫描质量范围 20~500u,标准质
谱库为NIST 05a谱库。通过面积归一化法计算各成分的
相对含量。
1.2.3 体外抑菌活性试验
抗菌剂的配制:将邪蒿挥发油用无菌蒸馏水配制成
体积比为 1:1、1:10、1:100、1:1000四个浓度梯度的中
性悬浊液,贴片前充分振荡成乳浊液,以无菌水作空
白对照,以诺氟沙星溶液(0.1g/L)作阳性对照。
接种:取浓度为 105~106CFU/mL的菌悬液 100μL
在营养琼脂培养基表面涂布均匀。
抗菌剂样片贴放:用无菌镊子取直径 6mm、无菌
并干燥的滤纸片贴放于接种平板表面,每皿 3~5片(酌
情增减),在滤纸片上滴加配制好的抗菌剂 5μL,每皿
留 1 片作空白对照、1 片作阳性对照。
恒温培养:将接种并贴好抗菌剂滤纸片的培养皿置
于恒温培养箱内,37℃培养 24h后,用刻度尺测量抑菌
圈直径。抗菌圈试验判定标准:抗菌圈直径大于 20mm
为极敏感;15~20mm为高敏感;10~15mm为中敏感;
7~9mm为低敏感;小于 7mm为不敏感[9-12]。
2 结果与分析
2.1 邪蒿的挥发性成分种类及含量
挥发油经 GC-MS技术做总离子流色谱检测,所
得质谱图经计算机质谱数据库检索,并按各峰的质谱
裂片图与文献资料核对,确定了邪蒿挥发油的绝大部
分化学成分,总离子流见图 1,并利用气相色谱面积
归一化法测定了各组分的相对含量,分析鉴定结果见
表 1 。
图 1 邪蒿挥发油总离子流图
Fig.1 Total ion current chromatogram of the oil
75
60
45
30
15
0
1.35
相
对
丰
度
/%
时间 /min
0 10 20 30 40 50
5.64 20.82
22.41
26.28
31.4935.9642.3955.20
由图 1和表 1可知:从阴干的邪蒿茎叶中分离并鉴
定出的 31种化合物占挥发油总量的 93.7%,基本上可以
反映挥发油组分的情况;甘肃天水地区所采的邪蒿阴干
后提取的挥发油的主要成分为肉豆蔻醚、芹菜脑、2-甲
氧基丁烷、香豆酮、香树烯、α- 愈创木烯等;其中
肉豆蔻醚的含量最高,占挥发油总量的 64.05%,该成
分也常见于伞形科其他植物中[13 ],但一般含量均低于
5%;对鉴定出的 31种成分进行分析归类,发现甘肃
天水地区的邪蒿挥发油中醚类含量最高为 67 .65%、
醇类含量次之(11.36%)、酯类(5.85%)、酮(4.59%)、烯
烃(3.80%)、芳烃(0.13%)、杂环(0.31%)、烷烃(0.11%);
邪蒿挥发油具有独特的香味,这与它含有的酯类物质有
关;在检出的以上类型的化合物中,醇与酯类各 7 个、
酮 6 个、烯烃有 4 个、醚 2 个、烷烃、芳烃和杂环各
1 个。
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序号 化合物名称 相对分子质量 分子式 保留时间 相对含量 /%
1 2甲氧基丁烷 2-methoxy- butane 88 C5H12O 1.35 2.02
2 1,3,5-环庚三烯 1,3,5-cycloheptatriene 92 C7H8 2.01 0.52
3 糠醛 furfural 96 C5H4O2 2.42 0.17
4 乙酸戊酯 acetic acid, pentyl ester 130 C7H14O2 2.18 0.58
5 乙基苯 ethylbenzene 106 C8H10 2.71 0.10
6 苯甲酰亚甲基二酸酯 phenacylidene diacetate 236 C12H12O5 4.01 0.20
7 顺 -1-甲基 -4-(1-甲乙基)-2-环己烯 -1-醇 cis-1-methyl-4-(1-methylethyl)-2-cyclohexen-1-ol 154 C10H18O 5.38 0.24
8 α-水芹烯 α-phellandrene 136 C10H16 5.96 0.21
9 2,2,3-三甲基 -1-乙酰基 -3-环戊烯 2,2,3-trimethyl-3-cyclopentene-1-acetaldehyde 152 C10H16O 8.47 0.12
10 香豆酮 benzofuran, 2,3-dihydro- 120 C8H8O 10.73 1.87
11 吲哚 indole 117 C8H7N 13.59 0.13
12 1,1,4,7-四甲基八氢洋甘菊奥
1H-cycloprop[e]azulene, 1a,2,3,4,4a,5,6,7b-octahydro-
204 C15H24 18.45 0.18
1,1,4,7-tetramethyl-, [1aR-(1aà,4à,4aà,7bà)]-
13 香树烯 bicyclo[2.2.1]heptane, 2-cyclopropylidene-1,7,7-trimethyl- 204 C15H24 19.82 1.35
14
7,7-二甲基 -5-异丙基 -2- bicyclo[4.1.0]-3-heptene,
204 C15H24 20.82 1.76
异丙烯基双环[4.1.0]-3-己烯 2-isopropenyl-5-isopropyl-7,7-dimethyl-
15
3-甲基 -5-(2,2-二甲基 -6- acetic acid, 5-(2,2-dimethyl-6-oxocyclohexylidene)
264 C16H24O3 21.03 4.49
氧代亚环己基)乙酸 -3-戊稀酯 -3-methyl-pent-3-enyl ester
16 苊酮 1(2H)-acenaphthylenone 168 C12H8O 21.98 1.23
17 肉豆蔻醚 1,3-benzodioxole, 4-methoxy-6-(2-propenyl)- 192 C11H12O3 22.41 64.05
18 二十碳戊烯酸甲酯 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic acid, methyl ester, 316 C21H32O2 24.71 0.31
19 氧化别香树烯 alloaromadendrene oxide 220 C15H24O 25.13 1.28
20 3-异丙基三环[4.3.1.1]-3-十一烯 -10-醇 3-isopropyltricyclo[4.3.1.1(2,5)]undecen-10-ol 206 C14H22O 25.67 0.21
21 芹菜脑 apiol 222 C12H14O4 26.28 8.98
22 氧化马兜烯 aristolene epoxide 220 C15H24O 27.05 0.31
23 α -愈疮木烯 α-guaiene 204 C15H24 27.33 1.37
24 11-苄基氧三环[4.2.2.1(2,5)]十一碳 -7-醇 11-benzyloxy-tricyclo[4.2.2.1(2,5)]undecan-7-ol 272 C18H24O2 28.11 0.11
25 3-乙基 -3-氢雄甾烷 -17-酮 androstan-17-one, 3-ethyl-3-hydroxy-, (5à)- 318 C21H34O2 31.3 0.53
26 二十碳戊烯酸甲酯 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic acid, methyl ester, (all-Z)- 316 C21H32O2 31.3 0.15
27 2,6-二(2,-甲基亚甲基)环己基酮 cyclohexanone, 2,6-bis(2-methylpropylidene)- 206 C14H22O 33.74 0.61
28 2,3-二甲氧基 -6-甲酰苯甲酸乙酯 benzoic acid, 6-formyl-2,3-dimethoxy-, ethyl ester 238 C12H14O5 35.96 0.12
29 3-乙基 -3-氢雄甾烷基 -17-酮 androstan-17-one, 3-ethyl-3-hydroxy-, (5à)- 318 C21H34O2 42.39 0.23
30 正四十四烷 tetratetracontane 618 C44H90 55.43 0.08
31
1,2-氢化 -11-羟基 -9-氰硫基 -11- 1,2-dihydro-11-oxo-prednisolone,
417 C22H27NO5S 55.97 0.23
氧代脱氢皮质菑醇 1-dehydroxy-9-thiocynato-
表 1 邪蒿挥发油的化学成分分析结果
Table 1 Analytical results for the chemical composition of the oil
2.2 邪蒿挥发油的抑菌作用
浓度
菌种 空白对照 阳性对照
1:1 1:10 1:100 1:1000
E.coli ― 28.1 25.2 20.3 11.2 ±
St.aureus ― 26 19.7 15.5 9.8 ±
Sh.dysenteriae ― 27.9 24.8 19.4 10.7 ±
表 2 邪蒿挥发油对不同菌种的抑菌活性
Table 2 Antibacterial activities of the oil against 3 tested microbes
mm
注:数据为抑菌圈直径;-.无抑菌圈;±.抑菌圈不明显。
从表 2 可以看出,邪蒿挥发油对金黄色葡萄球菌、
大肠杆菌和痢疾杆菌生长有强抑制作用,且挥发油浓度
越大,抑菌作用越强;实验表明其对革兰氏阳性菌和革
兰氏阴性菌都有较强的抑菌效果,说明其具有广谱抗菌
活性。这可能是挥发油中含具有多种生物活性的有效成
分或多种成分具有协同作用的缘故,如肉豆蔻醚、芹
菜脑、愈疮木烯、香树烯等醚类及萜类化合物,圴为
很好的天然活性抑菌成分[14]。
3 结 论
3.1 采用水蒸气蒸馏法从邪蒿地上部分中提取挥发油,
油提取率为 1.33%。用GC-MS对其挥发油的成分进行色
谱分析,在最佳分析条件下,共分离出 37个峰,并对
其化学成分进行了分析,鉴定出了 31个化学成分;其
主要成分为肉豆蔻醚(64.05%)、芹菜脑(8.98%)、2-甲
氧基丁烷(2 .02%)、香豆酮(1.87%)、香树烯(1 .35%)、
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α-愈创木烯(1.37%)等,这些成分的药理活性支持邪蒿
所具有的疏风清热、活血散瘀、行气止痛等临床功效;
邪蒿挥发油对 St.aureus、E.coli和 Sh.dysenteriae的生
长均有强抑制效果,具有广谱抗菌活性。
3.2 邪蒿资源丰富,精油含量较高,通过鉴定明确了
主要成分和含量以及抑菌作用,这对揭示该植物的生长
环境与化学成分的关系,为邪蒿进一步开发利用提供了
实验依据,对扩大邪蒿的资源开发和利用具有重要的科
学意义。
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