全 文 :收稿日期:2013-06-03 接受日期:2013-09-27
基金项目:2011 海南年省中药现代化专项项目(2011ZY009)
* 通讯作者 Tel:898-65889422;E-mail:hchr116@ 126. com;Zhulin-
hua1981@ 163. com
天然产物研究与开发 Nat Prod Res Dev 2014,26:1849-1852
文章编号:1001-6880(2014)11-1849-04
海南山苍子挥发油 GC-MS分析及抗肿瘤活性研究
于长江1,2,宋小平1,2,张 鑫2,韩长日1,2
*
,朱林华1,2
*
1海南师范大学“省部共建-热带药用植物化学”教育部重点实验室;2 海南师范大学化学与化工学院,海口 571127
摘 要:利用二氧化碳超临界技术提取海南山苍子挥发油,GC-MS 对其成份进行分析,鉴定出 52 个化合物,占
挥发油总量的 95. 65%。通过分子蒸馏分离山苍子油,测试各组分的活性。实验结果显示海南山苍子挥发油以
及分子蒸馏分离的各组份均具有抗肿瘤活性。海南山苍子挥发油对人胃癌细胞的抑制活性最好,IC50为 6. 29
μg /mL。组份 D1、R1、D2、R2 对人白血病细胞抑制活性最好,IC50分别为 16. 6、7. 76、6. 73、5. 97 μg /mL。
关键词:山苍子;挥发油;抗肿瘤活性
中图分类号:O629. 6 文献标识码:A
Chemical Components and Antitumor Activity of
Essential Oil of Litsea cubeba Seed from Hainan
YU Chang-jiang1,2,SONG Xiao-ping1,2,ZHANG Xin2,HAN Chang-ri1,2* ,ZHU Lin-hua1,2*
1Key Laboratory of Tropical Medicinal Plant Chemistry of Ministry of Education,Hainan Normal University;
2College of Chemistry and Chemical Engineering,Hainan Normal University,Haikou 571127,China
Abstract:In this study,the essential oil from the seed of Hainan Litsea cubeba was extracted by supercritical carbon di-
oxide method. Fifty-two compounds were identified by GC-MS,which were 95. 65% of the total essential oil. In addition,
the antitumor activity of components of Hainan L. cubeba oil was investigated. The essential oil and the components from
molecular distillation all showed antitumor activities. The essential oil from Hainan L. cubeba showed the best inhibitory
effect against human gastric carcinoma cell with IC50 of 6. 29 μg /mL. The IC50 values of components D1,R1 D2 and R2
were 16. 6,7. 76,6. 73 μg /mL and 5. 97 μg /mL,respectively.
Key words:Litsea cubeba;volatile oil;antitumor activity
山苍子(Litsea cubeba)是我国特有香料植物,别
名山胡椒、木姜子,为樟科木姜子属的落叶灌木或小
乔木,是一种极具综合利用深加工价值的资源[1]。
山苍子根、茎、叶和果实均可入药,是一味传统的中
药材,具有抗菌、抗过敏等功效,可用于治疗风寒感
冒、劳倦乏力、虚寒型胃痛等疾病。山苍子油在防治
害虫、杀菌防霉及防治作物病害等方面具有突出优
点,发展前景广阔[2]。山苍子芳香油中富含的柠檬
醛是合成紫罗兰酮、甲基紫罗兰酮、二氢大马酮等的
原料,也可用于配制草莓、苹果、柠檬等水果型食用
香精,柠檬醛在工业上有着广泛的应用范围。
海南是个天然香料大宝库,尤其是各种亚热带
香料独具优势。海南的山苍子资源非常丰富,每年
6 ~ 7 月果实累累,但目前未进行开发利用[3]。本实
验研究海南山苍子芳香油的化学成分,测试其抗肿
瘤活性,为海南山苍子在医药上的应用提供理论依
据。同时采用分子蒸馏技术分离山苍子芳香油,研
究山苍子油各组份的抗肿瘤活性,提高山苍子芳香
油的经济价值,促进海南山苍子的开发利用。
1 实验部分
1. 1 材料
山苍子于海南省采摘,室内阴干保存,经海南师
范大学宋小平教授鉴定,样品保存于海南师范大学
“省部共建-热带药用植物化学”教育部重点实验室
材料库。人肺腺癌细胞(SPCA-1)、人肝癌细胞
(BEL-7402)、人胃癌细胞(GSC-7901)和人白血病细
胞(K562)由中科院上海生物所提供。细胞用含
10%胎牛血清、100 μg /mL青霉素、100 μg /mL 链霉
素、0. 2% NaHCO3 的 RPM-I 1640 培养液,于 37 ℃、
DOI:10.16333/j.1001-6880.2014.11.017
5% CO2 饱和湿度的培养箱中培养。
1. 2 仪器与试剂
二氧化碳超临界萃取仪:杭州华黎泵业有限公
司;分子蒸馏仪:德国瑞达有限公司;7890-5975 气
质联用仪:美国安捷伦公司;高压灭菌锅:日本森展
企业有限公司;倒置显微镜:重庆光学仪器厂;
ELx800 酶标仪:BioTek公司;CO2 恒温培养箱:日本
SANYO公司;超净工作台:苏州净化设备厂;可调式
移液器子天平:Sartious 公司;RPM-I 1640 培养液、
胰酶:Gibco 公司;四甲基偶氮唑蓝:MTT,Sigma 公
司;超级新生牛血清:杭州四季青生物科技有限公
司;二甲基亚砜(DMSO) :天津市化学试剂二厂。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 山苍子挥发油提取方法
取阴干保存的山苍子 503. 6 g,在萃取釜温度为
45 ℃,压力为 30 MP,分离柱 1 温度为 30 ℃,压力为
7. 5 MP,分离柱 2 温度为 25 ℃,压力为 4. 5 MP,二
氧化碳流速为 20 kg /h的条件下超临界 1 h,制取芳
香油 26. 5 g,用过滤膜过滤后装样品瓶测试其成分。
1. 3. 2 山苍子挥发油 GC-MS分析方法
色谱柱为 HP-5MS毛细管柱,固定相为(5% -苯
基)-甲基聚硅氧烷,载气为氦气,EI 230 ℃ 四极杆
150 ℃,进样口温度 250 ℃,分流比 50∶ 1,柱初温 50
℃,保持 2 min,3 ℃ /min升温到 100 ℃,5 ℃ /min升
温到 240 ℃保持 14 min。通过面积归一化法对鉴定
出的化合物进行半定量,检索数据库为 NIST 08。
1. 3. 3 山苍子挥发油对肿瘤活性测定方法
挥发油对四种癌细胞的抑制率(IR)及半抑制
浓度(IC50值)测定采用 MTT 比色法
[4]。人肺腺癌
细胞(SPCA-1)、人肝癌细胞(BEL-7402)、人胃癌细
胞(GSC-7901)和人白血病细胞(K562)分别以 2 ×
104 个 /mL、7 × 104 个 /mL、4 × 104 个 /mL 和 1 × 104
个 /mL接种于 96 孔板中。每孔体积 180 μL,在 CO2
培养箱内培养 8 ~ 12 h,待细胞贴壁后,加入不同浓
度药液(板内终质量浓度为 1、10、100 μg /mL)取山
苍子油 20 μL。加药细胞培养 44 h 后,每孔加入
MTT溶液(1 mg /mL)50 μL,继续在培养箱内孵育 4
h,取出倾去上清液,每孔加入 150 μL DMSO,振荡
10 min后,使用酶联免疫检测仪于 570 nm测定各孔
光吸收值。同时设置空白组(仅加入不含细胞的培
养液)和对照组(以培养液替代药物) ,计算细胞增
殖抑制率。初筛时以最大浓度检测其抑制率,以抑
制率大于 50%为有效。抑制率(%)={[A(对照)-
A(给药组) ]/A(对照) }× 100。由初筛所得数据,
选取有活性的样品,经稀释后,进一步测定其抑制
率,得到半数抑制浓度 IC50,即以同一样品浓度的对
数值为横坐标,以抑制率为纵坐标,作回归曲线,计
算 IC50。
抗肿瘤药物疗效的评价标准之一,合成化合物
或植物提取物纯品的半数抑制浓度 IC50 < 10 μM,
或植物粗提物的 IC50 < 20 μg /mL,并有细胞毒性的
剂量依赖关系,且最高抑制效率应达 80%以上,则
判定样品在体外对细胞有杀伤作用。
2 结果与分析
2. 1 山苍子成分解析[5]
在山苍子油中已鉴定出的 52 种化合物,占挥发
油总量的 95. 65%,主要成分为 6-甲基-5-庚烯-2-酮、
D-苎烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇、a-柠檬醛、β-
柠檬醛,其中柠檬醛的总含量为 60. 22%。
表 1 海南山苍子挥发油化学成分
Table 1 Chemical components of the essential oil of Hainan L. cubeba
序号
No.
化合物名称
Compound name
百分含量
Percentage
1 Hexanal 正己醛 0. 07
2 2,6-dimethyl-1,5-Heptadiene 2,6-二甲基-1,5-庚二烯 0. 03
3 2-methyl-2,4-Hexadiene 2-甲基-2,4-己二烯 0. 03
4 2-methyl-5-(1-methylethyl)-Bicyclo[3. 1. 0]hex-2-ene 2-甲基-5-异丙基-二环[3. 1. 0]己烷-2-烯 0. 04
5 alpha-Pinene α-蒎烯 1. 14
6 1-methoxy-2-methyl-Benzene 2-甲基苯甲醚 0. 03
7 Camphene 莰烯 0. 60
8 3,4,4-trimethyl-2-Cyclopenten-1-one 3,4,4-三甲基-1,2-环戊二酮 0. 02
9 beta-Pinene β-蒎烯 1. 4
0581 天然产物研究与开发 Vol. 26
10 6-methyl-5-Hepten-2-one 6-甲基-5-庚烯-2-酮 3. 97
11 6-methyl-5-Hepten-2-ol 6-甲基-5-庚烯-2-醇 0. 05
12 1-methyl-4-(1-methylethyl)-1,3-Cyclohexadiene 1-甲基-4-(1-甲基乙基)-1,3-己二烯 0. 09
13 D-Limonene D-苎烯 12. 73
14 3-methyl-1,4-Pentadiene 3-甲基-1,4-戊二烯 0. 08
15 1-methyl-4-(1-methylethyl)-1,4-Cyclohexadiene 1-甲基-4-(1-甲基乙基)-1,4-环己二烯 0. 15
16 cis-alpha,alpha-5-trimethyl-5-ethenyltetrahydro-2-Furanmethanol 顺-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇 0. 46
17 Carene 蒈烯 0. 07
18 cis-alpha,alpha-5-trimethyl-5-ethenyltetrahydro-2-Furanmethanol 顺-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇 0. 35
19 4-(1-methylethyl)-Benzenemethanol 4-(1-甲基乙基)苯甲醇 0. 21
20 3,7-dimethyl-1,6-Octadien-3-ol 3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇 5. 17
21 6-methyl-3,5-Heptadiene-2-one 6-甲基-3,5-庚二烯-2-酮 0. 30
22 tetrahydro-4-methyl-2-(2-methyl-1-propenyl)-2H-Pyran 四氢-4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)-2H-吡喃 0. 03
23 trans-1-methyl-4-(1-methylethenyl)-2-Cyclohexen-1-ol 反-1-甲基-4-(1-甲基乙基)-2-环己烯-1-醇 0. 35
24 2,2,3-trimethyl-3-Cyclopentene-1-acetaldehyde 龙脑烯醛 0. 16
25 4-acetyl-1-methylcyclohexene 4-乙酰基-1-甲基环己烯 0. 04
26 trans-1-methyl-4-(1-methylethenyl)-2-Cyclohexen-1-ol 反-1-甲基-4-(1-甲基乙基)-2-环己烯-1-醇 0. 51
27 1,7,7-trimethyl-Bicyclo[2. 2. 1]heptan-2-one, 1,7,7-三甲基-二环[2. 2. 1]庚烷-2-二酮 0. 12
28 3-ethyl-1,5-Octadiene 3-乙基-1,5-辛二烯 0. 52
29 3,7-dimethyl-6-Octenal 香茅醛 0. 59
30 6,6-dimethyl-2-methylene-Bicyclo[2. 2. 1]heptan-3-one 6,6-二甲基-2-亚甲基-二环[2. 2. 1]庚-3-酮 0. 03
31 Borneol 龙脑 0. 21
32 1,3-Cycloheptadiene 1,3-环庚二烯 0. 57
33 4-methyl-1-(1-methylethyl)-3-Cyclohexen-1-ol 4-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-环己烯-1-醇 0. 80
34 ethenyl-Cyclohexane 乙烯基环己烷 2. 60
35 alpha,alpha. 4-trimethyl-3-Cyclohexene-1-methanol,. α,α-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇 0. 76
36 (Z)-3,7-dimethyl-2,6-Octadiena a-柠檬醛 30. 46
37 3-methyl-6-(1-methylethyl)-2-Cyclohexen-1-one 3-甲基-6-(1-甲基乙基)-2-环己烯-1-酮 0. 253
38 (E)-3,7-dimethyl-2,6-Octadiena β-柠檬醛 29. 76
39 4-(1-methylethenyl)-1-Cyclohexene-1-methanol 4-(1-甲基乙烯基)-1-环己烯-1-甲醇 0. 04
40 2-methyl-2-Propenoic acidmethyl ester 2-甲基-2-丙烯酸甲酯 0. 05
41 3-methyl-6-(1-methylethylidene)-2-Cyclohexen-1-one 3-甲基-6-(1-甲基亚乙基)-2-环己烯-1-酮 0. 14
42 1-methyl-4-(1-methylethylidene)-Cyclohexene 1-甲基-4-(1-甲基亚乙基)环己烯 0. 15
43 (Z)-3,7-dimethyl-2,6-Octadiena β-柠檬醇 0. 02
44 1,2-dimethyl-Cyclohexene 1、2 二甲基-环己烯 0. 03
45 alpha-Cubebene 巴烯 0. 11
46 4,5-dimethyl-2,6-Octadiene 4,5 二甲基-2,6 辛二烯, 0. 16
47 Caryophyllene 石竹烯 0. 11
48 2,6,6-trimethyl-1,3-Cyclohexadiene-1-carboxaldehyde 2,6,6-三甲基-1,3--环己二烯-1-甲醛 0. 08
49 2-Butenoic acid methyl ester 2 丁烯酸甲酯 0. 02
50 Caryophyllene 石竹烯 0. 02
51 Spathulenol 斯巴醇 0. 12
52 Caryophyllene oxide 石竹烯氧化物 0. 78
2. 2 山苍子挥发油抗肿瘤活性分析
采用分子蒸馏技术分离山苍子芳香油,包括:一
次分馏:蒸馏温度 45 ℃、冷却水-5 ℃、压力 2 mbar,
转数 395 rpm、加料速度 145 滴 /min,接样轻组份
1581Vol. 26 于长江等:海南山苍子挥发油 GC-MS分析及抗肿瘤活性研究
(D1) ,重组份(R1) ;二次分流:蒸馏温度 60 ℃,冷
却水-5 ℃,压力 1 mbar,转速 395 rpm,加料速度 120
滴 /min,接样柠檬醛(D2) ,重组份(R2)。
实验结果显示山苍子挥发油及各组分对癌细胞
均显示出一定抑制作用,抗肿瘤半抑制浓度值见表
2。数据显示山苍子挥发油对 GSC-1 抑制活性比较
好,IC50为 6. 29 μg /mL;组份 D1 对 K562 抑制活性
比较好,IC50为 16. 6 μg /mL;组份 R1 对 K562、BEL-
7402 的抑制活性比较好,IC50分别为 7. 76 μg /mL、
16. 8 μg /mL;组份 D2 对 K562、BEL-7402 的抑制活
性比较好,IC50分别为 6. 73 μg /mL、14. 34 μg /mL;
组份 R2 对 K562、BEL-7402 的抑制活性比较好,IC50
分别为 5. 97 μg /mL、19. 18 μg /mL。
表 2 抗肿瘤半抑制浓度值
Table 2 IC50 values of essential oil of Hainan L. cubeba against different cancer cells
样品名称
Sample GSC-1 SPCA-7901 K562 BEL-7402
SCZ 6. 29 23. 47 54. 5 29. 94
D1 45. 5 - 16. 6 45. 5
R1 - - 7. 76 16. 8
D2 28. 9 58. 6 6. 73 14. 34
R2 - - 5. 97 19. 18
3 结论
海南山苍子油主要成分为 6-甲基-5-庚烯-2-酮、
D-苎烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇、a-柠檬醛、β-
柠檬醛,其中柠檬醛的总含量为 60. 22%。鉴定出
的 52 种化合物,占挥发油总量的 95. 65%。活性测
试结果显示海南山苍子挥发油对人肺腺癌细胞、人
肝癌细胞、人胃癌细胞和人白血病细胞有一定抑制
效果,其中对人胃癌细胞的抑制活性最好,IC50为
6. 29 μg /mL。组分 D1、R1、D2、R2 对白血病细胞的
抑制活性最好,IC50分别为 16. 6、7. 76、6. 73、5. 97
μg /mL。
海南山苍子挥发油及分离的各组份都显示出很
好的抗肿瘤活性,组份 D1、R2 是分离柠檬醛的副产
品,R2 显示出最好的抗人白血病细胞活性,可以进
一步研究开发,提高海南山苍子油的利用价值以及
经济效益。
海南山苍子挥发油的生物活性活性是多方面
的,在药用上有很大的用途。本实验通过对海南山
苍子油有效成分的分析评价及各组份的活性测试,
为山苍子资源在创新中成药、天然香料及综合利用
等方面提供科学依据。
参考文献
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