淮安产菊花脑花精油化学成分及其抗氧化活性

淮安产菊花脑花精油化学成分及其抗氧化活性
张丽娜;吕金顺;朱晓研;陈智栋
【摘要】用同时蒸馏萃取法对淮安产新鲜菊花脑花精油进行了提取,用气相色谱-质谱( GC- MS)法对其进行了化学成分分析,用DPPH自由基清除法进行了抗氧化活性研究,同时对比了不同产地菊花脑精油化学成分差异.化学成分分析表明,从淮安产菊花脑花精油中检测出了44种成分,主要为萜类:γ-松油烯(13.86％)、水芹烯(6.37％)、左旋乙酸龙脑酯(13.41％)、莰烯(4.05％)、乙酸α-蒎烯酯(4.53％)、α-红没药醇(3.52％)、樟脑(2.84％),另外还含有1-甲氧基-2-丁醇(21.55％).抗氧化试验表明,淮安产菊花脑花精油具有弱的抗氧化活性.与其他产地的精油化学成分比较,组成的萜类种类、含量有所不同;其次其他种类化合物也有较大的差别,且淮安产含有较多的具有抗菌和防晒的组分.研究结果说明,淮安产菊花脑花是提取天然抗菌剂以及天然防晒化妆品的一种植物资源.%The essential oil of fresh flower of Chrysanthemum nankingense of Huaian was extracted by the simultaneous distillation extraction. The chemical components of the essential oil were analysed by gas chromatography- mass spectrometry (GC-MS) and its antioxidant activity was measured by 2, 2 -di-phenyl-1 - picrylhydrazyl (DPPH). The different components of the essential oil of Chrysanthemum nankingense from different places were compared. Results show that the essential oil of Chrysanthemum nankingense of Huaian contains 44 different components and the major components of it were terpenes and their oxides. Compared with the essential oils from other places, it contains different kinds of terpenes and the contents of them were also different. So were other components of it. The components
are γ - ter-pinene (13. 86%),. Alpha. - phellandrene (6.37%), 1, 7, 7 - trimethyl - bicyclo [2.2.1] heptan -2 -ol, acetate (13. 41%), camphene (4. 05%), 2, 6, 6 - trimethyl- bicyclo [3.1.1] hept-2 -en -4 -ol, acetate (4.53%), . Alpha. - bisabolol (3. 52%) , camphor (2.84%) et al. It shows weak antioxidantactivity and the components have the function of antimicrobial and sunscreen cosmetic.
【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(023)003
【总页数】5页(P69-73)
【关键词】菊花脑花;精油;气相色谱-质谱法(GC- MS);抗氧化活性
【作者】张丽娜;吕金顺;朱晓研;陈智栋
【作者单位】常州大学石油化工学院,江苏常州213164;淮阴师范学院,江苏生物质能与酶技术重点实验室,江苏淮安223001;淮阴师范学院,江苏生物质能与酶技术重点实验室,江苏淮安223001;淮阴师范学院,江苏生物质能与酶技术重点实验室,江苏淮安223001;常州大学石油化工学院,江苏常州213164
【正文语种】中文
【中图分类】R284.1
菊花脑(Chrysanthemum nankingense Hand.Mazz.)为菊科菊属多年生宿根草本植物，为江苏地产药材，味苦、辛，性凉；功能清热解毒，疏风平肝；主治风火赤眼、鼻炎、咽喉肿痛、支气管炎、疮疖肿痛等。

该植物的嫩绿茎叶是具有地方特色
的传统蔬菜，具有清凉明目、调中开胃、解毒和降血压之功效[1]，且它的食药兼用功效已有人从化学成分和抗菌活性上进行了研究[2-4]。

该植物的花具有鲜艳的黄色与较浓郁的香味，与其它菊花一样可作为夏天的清凉保健茶品使用。

前人也对分布于长江沿线的江苏南京和安徽黄山产菊花脑花的化学成分已进行了研究报道[5-7]，但这些研究基本上是在化学成分分析和与同源植物野菊花挥发油化学成分的比较上。

为了进一步比较不同产地菊花脑花化学成分，研究这一植物花的应用价值，本研究选取与南京和黄山有较明显气候差异、地处南北交界带的淮安所产菊花脑花作为研究对象，采用同时蒸馏萃取方法提取其精油，通过气相色谱-质谱分析鉴定其化学成分，试验其抗氧化活性。

研究的目的在于揭示这一植物花主要化学成分及为合理利用这一植物花资源提供理论依据。

1 材料
1.1 材料与试剂
试剂：二氯甲烷、无水硫酸钠、无水甲醇、DPPH(1,1-二苯-2-苦肼
基,C18H12N5O6) (St. Louis,MO,USA)，试剂均为分析纯。

材料：实验用新鲜菊花脑花2010年11月采集于淮安地区，并经淮阴师范学院生命学院植物学赵丽琴副教授鉴定为菊花脑
(Chrysanthemum nankingense Hand.Mazz.)。

1.2 仪器与设备
仪器： 6890N-5973N GC-MS联用仪、美国Agilent Technologies、化学工作站G1701 DA MSD Chem Station；同时蒸馏萃取装置,UV-751-GD紫外/可见分光光度计。

2 实验方法
2.1 菊花脑花精油的提取
新鲜菊花脑花朵100g及去离子水1 000mL置于2 000mL的圆底烧瓶中，连接
于同时蒸馏萃取装置的右侧，电热套调至100℃条件下加热。

另取一250mL的圆底烧瓶中加入二氯甲烷，在温度为39.8℃条件下水浴加热，用同时蒸馏萃取装置进行精油提取2h。

得到二氯甲烷混合液经无水硫酸钠干燥后，回收溶剂得具有浓郁香味的黄色油状物，出油率为0.9%。

2.2 菊花脑花精油的GC/MS分析
2.2.1 色谱条件
色谱柱：HP-5MS(30m×0.25mm，0.25μm)；升温程序：以4℃/min升至100℃，保持5min；再以10℃/min升温至260℃，维持5min,载气(He)流速
1.2mL/min，压力
2.4kPa，进样量1μL；分流比：50∶1。

2.2.2 质谱条件
离子源为EI，电子能量70eV，接口温度为260℃，质量范围为20-550amu，溶剂延迟1min。

2.3 菊花脑花精油的抗氧化活性评价
按照文献提供的DPPH自由基清除法进行精油的抗氧化活性评价[8]。

称取一定质量 DPPH，以甲醇溶解、定容成1.5×10-4M DPPH溶液。

同时用甲醇溶解精油制备成一定浓度的样品溶液。

用移液管精确移取不同体积的样品溶液和相同体积的DPPH溶液加入比色管中，用甲醇定容后，摇匀，于暗处反应30min后，以空白样品做对照，用紫外/可见分光光度计测定波长515.5nm下的吸光度为A0，平行3次。

清除率的计算公式：
式中：A0为空白上吸光度；A为加样品后的吸光度。

3 结果与讨论
3.1 菊花脑精油化学成分分析
按上述GC-MS条件对桂花精油进行分离鉴定，启动
G1701DA MSD Chem Station 化学工作站，检索NIST02谱图库，结合有关文献检索确定其化学组成，采用峰面积归一化法确定各组成在挥发油中的含量，结果见表1。

表1 菊花脑花挥发油的化学成分分析结果Table 1
Main chemical composition of the essential oil extracted from the flowers of Chrysanthemum nankingense Hand.Mazz.PKRTAreapctCompoundsnam eQual11.8521.551-甲氧基-2-丁醇1-methoxy-2-Butanol8322.180.112-乙氧基丙烷2-ethoxy-Propane8632.480.151-乙氧基丙烷1-ethoxy-
Propane9142.600.44乙酸乙酯EthylAcetate9453.120.232-乙氧基丁烷2-ethoxy-Butane9166.150.18仲丁基醚Di-sec-butylether91710.370.131,7,7-三甲基-[2.2.1.0(2,6)]三环庚烷1,7,7-trimethyl-
Tricyclo[2.2.1.0(2,6)]heptane95810.540.14侧柏烯2-methyl-5-(1-methylethyl)-Bicyclo[3.1.0]hex-2-ene94910.811.72α-蒎烯1R-.alpha.-Pinene971011.020.12丁酸(2-甲基)丙酯Butanoicacid,2-methyl-propylester891111.344.05莰烯Camphene961212.2913.86γ-松油烯1-methyl-4-(1-methylethyl)-1,4-Cyclohexadien e831312.381.39β-蒎烯.beta.-Pinene971413.406.37水芹烯.alpha.-Phellandrene911513.820.54蒈烯Bicyclo[4.1.0]hept-2-ene,3,7,7-trimethyl-971614.020.661-甲基2-异丙苯1-methyl-2-(1-methylethyl)-Benzene951714.291.94桉油精
Eucalyptol911814.540.18(E)-3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯1,3,6-Octatriene,3,7-dimethyl-,(E)-971914.950.14(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯1,3,6-Octatriene,3,7-dimethyl-,(Z)-962015.380.931-甲基-4-异丙基-1,4-环己二烯1-methyl-4-(1-methylethyl)-1,4-Cyclohexadiene942116.500.26异松油烯1-methyl-4-(1-methylethylidene)-Cyclohexene962216.852.05丁酸2,3-二甲基
丁酯Butanoicacid,2-methyl-,3-methylbutylester862316.990.30丁酸2,2-二甲基丁酯Butanoicacid,2-methyl-,2-methylbutylester912417.560.167,7-二甲基-2-亚甲基二环[2.2.1]庚烷7,7-dimethyl-2-methylene-
Bicyclo[2.2.1]heptane832517.750.19芳樟醇linalool952618.362.84樟脑camphor(Bicyclo[2.2.1]heptan-2-one,1,7,7-trimethyl-,(1R)-)982719.971.52(-)-4-萜品醇L-4-terpineol912820.251.432-甲基-2-丁烯酸2-甲基丙酯2-methyl-2-Butenoicacid,2-methylpropylester,(E)-862922.724.53乙酸α-蒎烯酯Bicyclo[3.1.1]hept-2-en-4-ol,2,6,6-trimethyl-,acetate903023.6113.41左旋乙酸龙脑酯Bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol,1,7,7-trimethyl-,acetate,(1S-endo)-983124.251.62异龙脑Isoborneol933224.831.85龙脑Borneol953327.331.12榄香烯β-Elemen893428.280.63石竹烯Caryophyllene993529.230.93β-反式-
金合欢烯beta-trans-Farnesene963629.620.35α-檀香醇.alpha.-
Santalol903730.171.22大拢牛儿烯DGermacreneD933830.620.27γ-榄
烯.gamma.-Elemene863930.781.54α-金合欢烯.alpha.-
Farnesene974031.340.23β-柏木烯β-cedrene884133.421.43橙花醇
Nerolidol884234.960.151,4-二甲基-3-(2-甲基-1-丙基)-4-乙烯基-1-环庚烯1-Cycloheptene,1,4-dimethyl-3-(2-methyl-1-propene-1-yl)-4-vinyl-倍864335.860.45β-甜没药萜醇.beta.-Bisabolol964436.783.52α-红没药醇.alpha.-Bisabolol90
从化学成分分析的结果(表1)可看出，从淮安产菊花脑挥发油中鉴别出了44种化
学成分，占总质量分数的96.83%。

其中非萜醇类占21.55%，非萜酯类占4.34%；单萜类占57.83%，倍半萜占11.84%，萜类总含量占69.67%。

将淮安与黄山和南京3地产菊花脑花精油化学成分比较，主要的化合物是单萜类
和倍半萜类化合物，但组成的萜类种类、含量又有所不同；其他种类化合物也有较
大的差别。

黄山产萜类化合物含量最高的是红没药醇氧化物A(17.89%)、β-檀香
醇(14.44% )、樟脑(11.6% )、石竹烯氧化物(6.74%)、γ-古芸烯环氧化合物
(5.82%)和β-倍半水芹烯(4.42%) [9]；南京产萜类化合物主要是樟烯(6.33%)，冬
青油烯(17.14%)，樟脑(21.46%)，龙脑立体异构体(12.08%)，1-乙酸冰片酯(6.26%)[6]，龙脑(26.90%)和乙酸龙脑酯(18.60%)[7]；淮安产主要萜类为γ-松油烯(13.86%)、水芹烯(6.37%)、左旋乙酸龙脑酯 (13.41%)、莰烯(4.05%)、乙酸
α-蒎烯酯(4.53%)、α-红没药醇 (3.52%)、樟脑(2.84%)。

另外，本研究所鉴别出
的萜类化合物也与前两地产均有所不同。

淮安产含有左旋乙酸龙脑酯 (13.41%)、7,7-二甲基-2-亚甲基二环[2.2.1]庚烷(0.16%),1,7,7-三甲基-[2.2.1.0(2,6)]三环庚烷(0.13%)，但黄山产精油中没有这些与樟脑相关的化合物，南京产精油中没有与樟脑相关的后两种化合物。

淮安产菊花脑花精油中含有较多的丁醇、丁醚和丁烯酸酯类衍生物(25.68%)，而其他产地菊花脑花精油没有这些化合物。

淮安产精油中这
些化合物的检出对揭示不同环境下生长的这一植物的生源转化可能具有一定的意义。

以上比较说明，不同产地的菊花脑花挥发油成分存在一定的差异。

这些差异除采收、加工及分析过程的影响外，可能生长气候条件对主要成分有较大的影响。

从检测出的成分还可看出，所得精油中含有较多的具有香味的萜类及萜类氧化物。

除上述已述化合物外，还有如金合欢烯(α-加β- 2.47%)、芳樟醇(0.19%)、桉油精(1.94%)、橙花醇(1.43%)、α-红没药醇 (3.52%)、β-甜没药萜醇(0.45%)、(-)-4-
萜品醇(1.52%)等。

这类化合物一般还具有较好抗菌活性和其它药理活性，尤其是α-红没药醇。

已有文献通过无毛老鼠试验表明，α-红没药醇具有防止由紫外线照
射引起的皮肤癌和抗皮肤癌病变的效应[10]，具有增加皮肤防御能力和降低皮肤紧张作用，可用作治疗座疮、配置卫生洗液和预防面部防晒液[11]。

以上说明，菊花脑花是提取天然抗菌剂以及天然防晒化妆品的一种良好植物资源。

3.2 菊花脑精油抗氧化活性分析
按照2.3提示的方法进行菊花脑花挥发油清除DPPH自由基能力测试，结果见图1。

DPPH自由基已被广泛用于测定植物提取物的抗氧化活性领域。

在有机溶剂中，DPPH自由基是一种稳定的自由基，呈紫红色，其最大的吸收波长为515nm。

当溶液中存在抗氧化剂时，抗氧化剂能够给DPPH自由基提供氢原子和电子使其发
生褪色，吸光度变小，其颜色变得越浅表明抗氧化剂的抗氧化能力越强。

因此，通过测定样品对DPPH自由基的清除能力可以反映其抗氧化活性的强弱。

从图可见，菊花脑花精油质量浓度从7.50至50mg/mL增加6倍时，其对DPPH·抑制率仅从12.4%增加到19.4%。

这一结果表明，这一挥发油对DPPH自由基清除作用很弱，表明菊花脑花精油具有弱的抗氧化作用[12]。

图1 不同浓度的菊花脑花挥发油对DPPH的清除效应
Fig.1
Scavenging effect on DPPH by different concentration of the volatile oils of Chrysanthemum nankingense Hand.Mazz.
据已有文献研究结果证明[8,13-15]，精油的抗氧化活性取决于其中的酚性化合物
种类及其含量，酚性化合物种类越多，含量越高，抗氧化活性越大。

从本研究出的化学成分可见，主要的成分是醇、酯类、萜类及其氧化物，未检测出酚类化合物。

这些化合物与DPPH自由基反应时，不容易失去氢原子，因而很难形成比DPPH
自由基更稳定的自由基，因而该精油表现出了弱的抗氧化活性。

4 结论
(1)淮安产菊花脑花精油主要萜类为γ-松油烯(13.86%)、水芹烯(6.37%)、左旋乙
酸龙脑酯(13.41%)、莰烯(4.05%)、乙酸α-蒎烯酯(4.53%)、α-红没药醇 (3.52%)、樟脑(2.84%)。

另外还含有较多的1-甲氧基-2-丁醇(21.55%)。

(2)淮安产菊花脑花精油不可用作抗氧化剂，但可用作天然食品抗菌剂以及天然防
晒剂。

淮安产菊花脑花是提取天然食品抗菌剂以及天然防晒化妆品的一种良好的植物资源。

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