全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2011年 第36卷 第1期
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大叶三七柄梗中挥发油成分分析及其
生物活性的研究
田光辉
(陕西理工学院化学学院，汉中 723001)
摘要：目的：提取野生大叶三七柄梗中的挥发油，分析其挥发油中的组分，探讨其挥发油的生
物活性，为开发利用这一资源提供科学依据。方法：用水蒸气蒸馏法从大叶三七柄梗中提取
挥发油，用气相色谱-质谱联用技术对其挥发油组分进行分离和结构确定，对大叶三七柄梗挥
发油进行抗氧化和抗菌实验研究。结果：从大叶三七柄梗挥发油中鉴定出43个组分，占全油的
96.12%，大叶三七柄梗挥发油有明显地抗氧化活性和抗菌活性。结论：大叶三七柄梗挥发油中
含量较高的组分是2,6-二特丁基苯酚(20.99%)，新植二烯(15.06%)，降姥鲛-2-酮(6.60%)，斯巴
醇(4.26%)，α-紫罗兰酮(4.02%)等。大叶三七柄梗挥发油对·OH有明显的清除作用，大叶三七
柄梗挥发油对实验菌株均有明显的抑制和灭活作用特别是对大肠埃希菌CMCC44113和白色假丝
酵母菌CMCC850216株的作用表现得更为显著。
关键词：大叶三七柄梗；挥发油；气相色谱-质谱法；抗氧化活性；抗菌活性
中图分类号：R 282.4 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2011)01-0188-04
Volatile components and biologic activities of the essential oil
obtained from the stem of herbal Perilla frutescens
TIAN Guang-hui
(School of Chemistry, Shaaxi University of Technology, Hanzhong 723001)
Abstract: Objective:To extract the essential oil from the stem of wild Perilla frutescens, and analyze its
constituents. This research will provide scientific proof for the search of biological activity compositions from
Perilla frutescens to empolder this natural resource. Methods: The essential oil from the stem of wild Perilla
frutescens was extracted by steam distillation, the components of the essential oil were separated and
structurally identified by gas chromatlgraphy/mass spectrometry. The essential oil was investigated by anti-
oxidation activities and antimicrobial activities. Results: 43 components were identified and accounted for
96.12% of the all peak area, the essential oil had anti-oxidation activity and antimicrobial activity. Conclusions:
The major components were 2,6-Diterbutyl-phenol(20.99%), Neophytadiene (15.06%), Pristan-2-one (6.60%),
Spathulenol(4.26%), α-Ionone(4.02%), etc. The essential oil has obvious action to anti-oxidation activities of
scavenging effect for •OH, and inhibited the growth of testing bacterias and sterilized them especially against
Escherichia coli CMCC44113 and Candida albicans CMCC850216.
Key words: the stem of Perilla frutescens; the essential oil; gas chromatography-mass spectrometry; anti-
收稿日期：2010-05-01
基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目(04JK137)。
作者简介：田光辉(1971—)，男，陕西临渭人，硕士，副教授，主要研究方向为天然产物化学。
提取物与应用
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2011.01.068
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2011年 第36卷 第1期
oxidation activity; antimicrobial activity
大叶三七(Panax japonicus C.A. Mey.var .
major(Burkill) C.Y.Wu et K.M.Feng)为五加科人参
属植物的干燥带梗叶片，也叫竹节参、钮子七、
扣子七之叶等[1]。大叶三七分布广泛，陕西南部
各山区分布更多，其根状茎、全草均可入药，具
有清热解毒，活血化瘀，止血滋补，顺气健胃，
生津止喝，恢复疲劳等功效，是港澳及东南亚地
区华人泡茶的习惯用品。对大叶三七根茎中的化
学成分研究报导较多[2-3]，对陕南大叶三七的化学
成分，特别是陕南大叶三七挥发油的开发利用研
究较少。事实上挥发油有许多独特的生理活性如
杀菌、消炎、抗氧化、清热解毒等[4-5]，一些已用
于医疗、保健和食品工业，开发陕南大叶三七挥
发油有广阔的前景。这里对采自陕南镇巴县海拔
2500 km大巴山区大叶三七柄梗的挥发油采用水蒸
馏法进行提取，利用气相色谱-质谱联用技术对其
挥发油进行分离和结构确定[6]，在NIST谱库里计算
机自动检索确定各个成分[7]，通过数据处理系统检
索谱图库，确定出43种化合物，并对大叶三七柄
梗挥发油进行了抗氧化和体外抗菌实验，为开发
陕南大叶三七这一野生资源提供理论支撑。
1　实验部分
1.1　材料、试剂和仪器
1.1.1　材料　新鲜大叶三七于2009年7月下旬采集
于陕南镇巴县境内海拔2500 km的大巴山区，由陕
西理工学院生物学院赵桦教授鉴定，确认为是大
叶三七(Panax japonicus C.A. Mey.var.major(Burkill)
C.Y.Wu et K.M.Feng)，去掉叶片，留柄梗备用。
MH肉汤，肉汤培养基，普通琼脂平板培养基。活
性实验所用标准菌株冻干品购自中国预防医学科
学院北京药品生药制品鉴定所中国医学细菌保藏
中心。
1.1.2　试剂　无水硫酸钠：分析纯，天津化学试
剂厂；乙醚和氯化钠、邻二氮菲、硫酸亚铁、过
氧化氢、磷酸氢钠(含结晶水)、磷酸二氢钠(含结晶
水)等：分析纯，西安化学试厂；水为蒸馏水。
150 mmol/L的pH为7.4的PBS溶液的配置：准
确称取磷酸氢钠7.164 g和磷酸二氢钠3.121 g定容
于100 mL容量瓶中，分别吸取磷酸氢钠溶液81.0
mL和磷酸二氢钠溶液19.0 mL，定容于150 mL的容
量瓶中。
1.1.3　仪器　GC/MS仪：Finnigan-Trace DSQ型GC/
MS仪，美国热电公司；7550紫外-可见分光光度
计：上海分析仪器厂；水蒸气蒸馏装置；水蒸气
蒸馏装置；96孔培养板；普通培养箱。
1.2　实验方法
1.2.1　挥发油的提取　准确称取新鲜新鲜大叶
三七的柄梗100 g，捣碎成泥浆状，采用水蒸气蒸
馏法提取挥发油8 h[8]，馏出液经NaCl饱和后用乙醚
萃取3次，萃取液用无水硫酸钠干燥过夜，蒸馏回
收乙醚，得到一种具有清香气味的淡黄色挥发油
1.3 g，得油率为1.3%，密封0 ℃下保存备用。
1.2.2　GC/MS工作条件　Finnigan-Trace DSQ型
GC/MS仪，色谱柱型号：DB-5MS(30 m×0.25
mm×0.25 μm)。气相色谱条件：载气为高纯He
气，柱温：40~250 ℃，初始温度为40 ℃，以8 ℃/
min程序升温，升至200 ℃并保持2 min后；再以10
℃/min程序升温，升至250 ℃后并保持3 min；进
样口温度为250 ℃，衡流模式流量为1 mL/min，进
样量为0.5 μL，分流比为30:1，色质界面温度为
250 ℃。质谱条件：EI离子源，电离能量70 eV，
离子源温度250 ℃，倍增器电压980 V，扫描范围
50~550质量单位，扫描模式：全扫描。定性和定
量方法：各色谱峰对应的质谱图经联用仪的计算
机谱库检索进行定性，质谱库为NIST库(Library
version 2.0)，相似度(SI)均为85%以上，再经过核对
质谱图，结合质核比确定物质的分子结构。各组
分的相对含量是根据总离子流图由计算机采用峰
面积归一化法计算来进行确定。
1.2.3　清除·OH作用的实验方法　将大叶三七柄
梗挥发油配成浓度为2 mg/mL的溶液，体外抗氧化
实验采用H2O2/Fe
2+体系法[9]，取8支试管，分别加
入0.75 mmoL/L邻二氮菲溶液1 mL，150 mmol/L的
pH为7.4的PBS1.5 mL，充分混匀后再加0.75 mmol/
L FeSO4 1 mL立即混匀，然后向6支试管分别加入
不同梯度的大叶三七柄梗挥发油溶液混匀，另2支
分别为损伤和未损伤管，不加大叶三七柄梗挥发
油溶液，而在损伤管中加入0.01%的H2O2 1 mL，
未损伤管不加H2O2，对8支试管并以蒸馏水补充到
相同的体积，将8支试管置于普通培养箱在37 ℃
保温1 h，测A536值。重复3次，取平均值。利用
式子·OH清除率(%)=(A2-A1)/(A0-A1)×100，计算
对·OH的清除率：
式中：A0为未损伤管的吸光度；
A1为损伤管的吸光度；
A2为加大叶三七柄梗挥发油溶液的吸
提取物与应用
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光度。
1.2.4　抗菌实验方法　实验菌液的配置办法是将
细菌接种于MH肉汤，置普通培养箱37 ℃，24 h
培养，比浊法计数。用培养液调配成106 cfu/mL，
培养基使用肉汤培养基和普通琼脂平板培养基，
采用微量二倍连续梯度稀释法测定最小抑菌浓度
(MIC)，平板转种法测定最小杀菌浓度(MBC)[9-10]。
体外抗菌实验菌株为金黄色葡萄球菌CMCC26112
株，大肠埃希菌CMCC44113株，乙型溶血性链球
菌CMCC32210株，伤寒沙门菌CMCC50127株，
福氏志贺氏菌CMCC51573株，肺炎球菌32201株
32201，鼠伤寒沙门菌50013株50013，白色假丝酵
母菌CMCC850216株，7个细菌和1个酵母菌。
2　结果与讨论
2.1　挥发油组分分析
大叶三七柄梗挥发油经GC-MS分离分析各峰
经质谱扫描后将所得的质谱图用计算机谱库检索
再结合人工谱图解析，按各峰的质谱碎片与文献
核对，结合有关质谱资料，对基峰、质荷比和相
对丰度等方面进行比较，分别对各峰进行确认，
从大叶三七柄梗挥发油中共检出了43种组分，确
定出43种化合物，确定出的化合物相对含量占到
全油的96.12%，其鉴定结果如表1。大叶三七柄梗
挥发油中的组分是复杂多样的，以烯烃、烷烃、
醛、酮和羧酸类化合物居多，其中烯烃类有12种
之多，烷烃类9种，醛、酮和羧酸类各5种，醇类4
种，酯类2种，酚类1种。
从表1结果可以看出，从大叶三七柄梗挥发油
中确定出的43种化合物，主要成分是2,6-二特丁
基苯酚(2,6-Diterbutyl-phenol，20.99%)，新植二烯
(Neophytadiene，15.06%)，降姥鲛-2-酮(Pristan-2-
one，6.60%)，斯巴醇(Spathulenol，4.26%)，α-紫
罗兰酮(α-Ionone，4.02%)等，相对含量占全油的
50.93%。其中2,6-二特丁基苯酚是一种抗氧化剂，
斯巴醇具有抗细菌、抗真菌和抗病毒的作用，斯
巴醇可作为人参属植物中扣子七与其他植物的主
要鉴别成分，扣子七中往往含有大量的斯巴醇。
大叶三七柄梗挥发油中含量较高的化合物其分子
结构中都存在着不饱和双键，含有不饱和双键的
化合物往往表现出一系列的生理活性，这些含量
较高化合物的结构特征预示着大叶三七柄梗挥发
油可能具有一定的生物活性。 2.2　大叶三七柄梗挥发油对·OH的清除作用
表1　大叶三七柄梗挥发油挥发油的成分
峰号 分子式 分子量 化合物名称 含量/% RT/min
1 C
8
H
8
O 120 苯乙醛 1.27 5.153
2 C
12
H
24
168 1-十二烯 0.40 8.754
3 C
9
H
10
O 134 3,5-二甲基苯甲醛 3.48 9.756
4 C
9
H
10
O 134 ,4-二甲基苯甲醛 1.91 10.46
5 C
14
H
28
196 2-十四烯 0.33 14.025
6 C
12
H
24
O 184 十二醛 1.39 14.499
7 C
14
H
20
O
2
220
2,6-二特丁基-1,4-
二酮环己二烯 2.01 15.982
8 C
14
H
22
O 206 2,6-二特丁基苯酚 20.99 17.27
9 C
11
H
16
O
2
180
2,4,4-三甲基-3-乙
酮基环己烯-1-酮 0.52 18.168
10 C
15
H
24
O 220
8-羟基-环化-异构
长叶松烯 0.17 18.461
11 C
15
H
24
O 220 β-氧化-石竹烯 0.34 18.858
12 C
15
H
24
O 220 斯巴醇 4.26 18.99
13 C
15
H
24
204 α-荜茄澄烯 1.29 19.464
14 C
15
H
26
O 222
四甲基-六氢苯并环
庚烯-7-醇 0.69 20.501
15 C
17
H
36
240 正十七烷 0.36 21.351
16 C
19
H
40
268 姥鲛烷 0.71 21.462
17 C
18
H
36
252 1-十八烯 0.46 22.005
18 C
10
H
18
O 154 芳樟醇 2.06 22.973
19 C
18
H
38
254 正十八烷 0.17 23.516
20 C
14
H
10
178 菲 0.49 23.69
21 C
18
H
34
O 266 12-十八烯醛 0.50 23.913
22 C
15
H
24
204 榄香烯 3.84 24.31
23 C
13
H
20
O 192 α-紫罗兰酮 4.02 24.456
24 C
16
H
32
O
2
256 十六烷酸(棕榈酸) 0.94 24.826
25 C
17
H
24
O
3
276
2,6-二特丁基-4-呋
喃酮基-环己二烯酮 1.60 25.195
26 C
18
H
36
O 268 降姥鲛-2-酮 6.60 25.995
27 C
20
H
38
278 新植二烯 15.06 26.908
28 C
18
H
36
O
2
284 十六烷酸乙酯 1.30 27.409
29 C
17
H
26
O
3
278
3,5-二特丁基-4-羟
基-苯丙酸 1.20 27.506
30 C
20
H
42
282 正二十烷 0.31 29.387
31 C
15
H
24
204 β-石竹烯 1.35 30.062
32 C
20
H
36
O
2
308 亚油酸乙酯 1.05 30.522
33 C
18
H
36
O
2
284 十八烷酸 3.28 30.612
34 C
21
H
44
296 正二十一烷 0.37 31.176
35 C
15
H
24
204 杜松二烯 3.16 31.636
36 C
22
H
46
310 正二十二烷 0.85 32.903
37 C
15
H
24
204 双环大根香叶烯 1.75 33.614
38 C
21
H
40
O
2
324
类异戊二烯烷基-呋
喃酮 0.59 33.85
39 C
23
H
48
324 正二十三烷 0.28 34.547
40 C
18
H
32
O
2
280 亚油酸 1.24 35.208
41 C
20
H
40
O 296 植醇 3.08 35.821
42 C
24
H
50
338 正二十四烷 0.18 36.134
43 C
25
H
52
352 正二十五烷 0.27 37.673
合计 96.12
提取物与应用
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按1.2.3的方法来确定大叶三七柄梗挥发油
对·OH的清除作用，当大叶三七柄梗挥发油的加
入量为0.2、0.5 、0.8 、1.1、1.4、1.7 mL和2.0 mL
时，对·OH的清除率分别为0.4%、2.1%、6.3%、
13.8%、24.6%、31.5%和39.8%，大叶三七柄梗挥
发油对H2O2/Fe2+体系通过Fenton反应产生的·OH
有清除作用，且随着加入量的增加清除率呈上升趋
势，清除率和挥发油用量有一定的量效关系。在活
性氧中羟基自由基是化学性质最为活泼的一种，许
多疾病如肿瘤、癌症、冠心病、衰老、动脉粥样硬
化等大多是由于自由基得不到及时清除而引起的，
大叶三七柄梗挥发油对·OH有清除作用。
2.3　抗菌活性结果分析
大叶三七柄梗挥发油对8个标准菌株的MIC
和MBC如表2，结果表明大叶三七柄梗挥发油对
实验所选用的菌株均有抑制作用和灭活作用。大
叶三七柄梗挥发油对大肠埃希菌CMCC44113株的
MIC和MBC分别是0.28 mg/mL和1.66 mg/mL，表明
该挥发油对大肠埃希菌CMCC44113株有显著的抑
制和灭活作用；对白色假丝酵母菌CMCC850216
株的MIC和MBC分别是1.02 mg/mL和2.28 mg/mL，
说 明 大 叶 三 七 柄 梗 挥 发 油 对 白 色 假 丝 酵 母 菌
CMCC850216株也具有显著的抑制和灭活作用，对
其他实验菌株MIC值最大为8.74 mg/mL，MBC值最
大为10.02 mg/mL，说明对其他实验菌株的抑制和
灭活作用也非常明显。
表2　大叶三七柄梗挥发油对标准菌株的MIC和MBC
实验菌株
挥发油
MIC/(mg/mL)MBC/(mg/mL)
金黄色葡萄球菌CMCC26112株 4.02 5.38
大肠埃希菌CMCC44113株 0.28 1.66
乙型溶血性链球菌CMCC32210株 8.74 10.02
伤寒沙门菌CMCC50127株 3.32 5.26
福氏志贺氏菌CMCC51573株 6.78 7.92
肺炎球菌32201株32201 5.06 6.48
鼠伤寒沙门菌50013株50013 7.08 8.34
白色假丝酵母菌CMCC850216株 1.02 2.28
3　结论
用普通的水蒸气蒸馏法提取药用植物挥发油
简单方便，易形成大规模生产，用水蒸气蒸馏法
提取大叶三七柄梗挥发油，确定其挥发油组分，
对大叶三七柄梗挥发油进行抗氧化和抗菌实验研
究尚属首例。大叶三七柄梗挥发油中的成分种类
复杂多样，以烯烃、烷烃、醛、酮和羧酸类化合
物居多，含量较高的组分是2,6-二特丁基苯酚，
新植二烯，降姥鲛-2-酮，斯巴醇，α-紫罗兰
酮等，这5种化合物的相对含量总和占到全油的
50.93%，含量较高的化合物其分子结构中存在着
不饱和双键，含有不饱和双键的化合物往往会表
现出一系列的生理活性。大叶三七柄梗挥发油对
H2O2/Fe
2+体系通过Fenton反应产生的·OH有明显
的清除作用，这和大叶三七柄梗挥发油中复杂多
样的化学成分密切相关，其清除·OH的机理还需
要进一步探讨。体外抗菌实验结果表明汉中参叶
挥发油对实验所选用的8个实验菌株均有明显的抑
制和灭活作用，对大肠埃希菌CMCC44113株和白
色假丝酵母菌CMCC850216株的抑制和灭活作用表
现得更为显著，对其挥发油的抗菌活性也只做了
初步地实验，由于其挥发油中成分种类的复杂多
样性，其他生物活性的实验还有深入研究的价值
和意义。
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