丽江云木香精油成分提取分析

丽江云木香精油成分提取分析
马士玉;王文翠;韩光明;姚雷
【摘要】The fresh and dried roots of Saussurea lappa were collected from Lijiang,Yunnan.Essential oils were obtained by steam distillation and organic solvent extraction(with ethanol and petroleum as solvent) and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry.The results showed that the yields of essential oil of fresh roots(containing 66.31％ water)and dried roots extracted by steam distillation were 0.11％ and 0.24％respectively.A total of 82 compounds were identified accounting for 79.09％-86.32％ of total oil compositions extracted by two methods,among which 68 compounds were identified from fresh Saussurea lappa oil,and 53 compounds were identified from dried ones.The major components of Saussurea lappa were dehydrocostus lactone (18.98％-63.27％),aplotaxene (2.29 ％-11.19％),and dihydrodehydrocostus lactone(1.83 ％-
7.83 ％).Besides the three components above,the fresh ones also contained costol(1.25 ％-10.95％).The chemical compositions of Saussurea lappa from Lijiang are different from those from Dali,Guizhou,Chongqing,and contain richer dehydrocostus lactone than those from other places.%以云南丽江出
产的云木香(Saussurea lappa C.B Clarke)根部为材料,分别将其新鲜和干燥根部切片,通过水蒸气蒸馏和索式提取法(分别以无水乙醇和石油醚为溶剂)进行挥发性物质的提取,采用GC-MS测试其化学成分.结果表明,新鲜云木香含水率为66.31％,水蒸气蒸馏法提取的新鲜和干燥云木香出油率分别为0.11％和0.24％;其次,由2种方
法提取的新鲜和干燥云木香精油中共鉴定出82种不同的成分(约占总成分的
79.09n～86.32％),其中新鲜云木香68种,干燥云木香53种,其主要成分均含有去氢木香内酯(18.98％～63.27％)、云木香烯(2.29％～11.19％)、二氢去氢木香内酯(1.83％～7.83％),新鲜云木香主要成分还含有木香醇(1.25％～10.95％).同时,不同产地提取的云木香精油成分种类及其含量有差别,其中云南丽江出产的云木香中,去氢木香内酯含量较高.
【期刊名称】《上海交通大学学报（农业科学版）》
【年(卷),期】2017(035)002
【总页数】7页(P54-60)
【关键词】云木香;挥发油;成分
【作者】马士玉;王文翠;韩光明;姚雷
【作者单位】上海交通大学农业与生物学院,上海200240;上海交通大学农业与生物学院,上海200240;丽江市生物资源开发办公室,云南丽江674100;上海交通大学农业与生物学院,上海200240
【正文语种】中文
【中图分类】R285.3
云木香(Saussurea lappa C.B Clarke)又名广木香、青木香,曾用拉丁名Aucklandia lappa Decne,为菊科云木香属植物。

云木香适宜在冷凉的地方生长,在海拔2 400～2 600 m处生长情况最好,而丽江地处横断山区腹地,海拔2 400 m,年平均气温12.9 ℃,最冷月(1月)平均气温6.4 ℃,最热月(6月)平均气温19.6 ℃,平均日照时长达8.0 h。

冬干夏雨,年降雨量为980.6 mm,夏秋季降水集中,秋雨偏多。

自然土壤主要为棕红壤,土层深厚,质地粘重板结,保水保肥较好[1],非常适合云木香
的生长。

因而本文所选取的材料取自云南丽江出产的云木香。

云木香以其根茎入药,中医常用以治疗胃部胀满、消化不良、呕吐、腹痛和腹泻等
症[2]。

中国、日本、韩国、印度等国学者都对云木香精油的主要成分的药理作用
进行了研究,证实了云木香具有解痉、降压[3]和抗菌等作用。

此外,现代医学表明,云木香挥发油中成分还具有抗血管生成[4]、免疫调节[5]、抗氧化[6]、抗寄生虫[7]、昆虫拒食[8]以及调节植物生长[9]等方面的作用。

云木香挥发油成分比较复杂,不同产地出产的云木香,其主要成分的相对含量也会有一定的差异[10],而这些差异性可
能会对其精油的功效产生一定的影响。

张兰胜等人[11]对云南大理产的阴干后的云木香挥发油进行了分析,提取方法为水
蒸气蒸馏法,娄方明等人[12]对贵州产的风干后的云木香挥发油进行了分析,提取方
法为固相微萃取。

王于方[13]也对河北产的干燥的云木香根挥发油进行了分析,提
取方法为无水乙醇浸提。

到目前为止,尚未见到对云南丽江出产的云木香成分的详
细分析,同时尚未有针对新鲜的云木香根的挥发油成分的分析。

因此,本实验将利用水蒸气提取、索式提取(无水乙醇、石油醚)方法来提取新鲜及干燥云木香的挥发油,并进行成分分析,旨在对丽江云木香根精油有个更全面的了解,从而为以后的开发利用提供指导。

1.1 仪器
DHG-9240A电热鼓风干燥箱;精油蒸馏提取装置;250 mL球形脂肪抽出器;旋转蒸
发仪(IKA);7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪(Agilent)。

1.2 材料
云南丽江12月底出产的新鲜云木香根、无水乙醇(国药集团化学试剂有限公司)、
石油醚(30～60 ℃)(国药集团化学试剂有限公司),化学试剂均为分析纯。

1.3 实验环境
常压,1～3月上旬,室温5～15 ℃。

1.4 实验方法
1.4.1 含水率的测定
取新鲜云木香根50 g,切成3 mm薄片后,置70 ℃干燥箱烘72 h,取出称重,得到新鲜云木香根的含水率。

经烘干后得到干燥的云木香根。

1.4.2 水蒸气提取
取新鲜及干燥后的云木香根600 g切片,厚度为3 mm,放入反应瓶内,加水没过材料,分别蒸馏,沸腾后持续至油层不再增加,取出浮在水面上层的云木香精油。

1.4.3 有机溶剂索式提取
(1) 无水乙醇:取新鲜、干燥的云木香30 g,剪碎包在茶叶袋中,放入索式提取装置,加入无水乙醇200 mL,水浴99 ℃加热,回流萃取约3 h,得到云木香无水乙醇萃取液。

将云木香无水乙醇萃取液加入旋转蒸发仪中,将残留无水乙醇蒸发,得到无水乙醇提取的云木香提取物。

(2) 石油醚:取新鲜、干燥的云木香30 g,剪碎包在茶叶袋中,放入索式提取装置,加入石油醚200 mL,水浴55 ℃加热,回流萃取约3 h,得到云木香石油醚萃取液。

将云木香石油醚萃取液加入旋转蒸发仪中,将残留石油醚蒸发,得到石油醚提取的云木香提取物。

1.5 GC-MS检测方法
仪器:美国安捷伦公司7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪(GC-MS);色谱柱:DB-5ms(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样量:1 μL;进样温度:270 ℃;分流比:5∶1;载气:氦气(99.999%);流量:1 mL/min;柱温:50 ℃保持3 min,以4 ℃/min升至260 ℃,以20 ℃/min升至300 ℃,保持12.5 min;接口温度:280 ℃;离子源温度:230 ℃;四级杆温度:150 ℃;电离方式:EI+,70 eV;检测器电压:2 047 V;扫描方式:全扫描;溶剂延迟3 min;质量范围:33～500;NIST2014谱库。

2.1 含水率
将50 g新鲜云木香根切片放入干燥箱,得到干燥的云木香根,称重,取平均值为
16.85 g,得到新鲜云木香根的含水率为66.31%。

2.2 云木香根精油出油率及提取物得率
通过水蒸气提取新鲜及干燥云木香精油出油率分别为0.11%和0.24%;通过有机溶
剂(无水乙醇)提取新鲜及干燥云木香的浸膏得率分别为10.93%和16.50%;通过有
机溶剂(石油醚)提取新鲜及干燥云木香的浸膏得率分别为6.67%和11.27%(表1)。

从表1中可见,出油率因提取方法而异,表现为无水乙醇提取>石油醚提取>水蒸气
提取。

此外,将新鲜云木香和干燥云木香的提取率相比较,考虑到新鲜云木香66.31%的含水率,新鲜云木香的提取效率要高于干燥云木香,提取相同含量的精油,新鲜云木香要比干燥云木香更经济。

2.3 GC-MS成分分析
2.3.1 新鲜云木香
将丽江新鲜云木香精油及提取物通过GC-MS测定,其中水蒸气蒸馏提取的精油,共
分离出137个峰,鉴定出45种化学成分,占挥发油总油量的79.68%;索式提取(无水乙醇)提取物,共分离出92个峰,鉴定出31种化学成分,占挥发油总油量的79.09%;
索式提取(石油醚)提取物,共分离出137个峰,鉴定出31种化学成分,占挥发油总油
量的79.71%(表2)。

2.3.2 干燥云木香
将丽江干燥云木香精油及提取物通过GC-MS测定,其中水蒸气蒸馏提取的精油,共
分离出108个峰,鉴定出35种化学成分,占挥发油总油量的81.82%;索式提取(无水乙醇)提取物,共分离出100个峰,鉴定出31种化学成分,占挥发油总油量的79.24%;索式提取(石油醚)提取物,共分离出108个峰,鉴定出35种化学成分,占挥发油总油
量的86.32%(表2)。

由表2可知,新鲜和干燥云木香精油中,共鉴定出82种不同的化学成分,其中新鲜云
木香68种,干燥云木香53种。

水蒸气蒸馏提取的新鲜云木香主要成分为:去氢木香内酯(18.98%)、木香醇(10.95%)、异朱栾倍半萜(10.95%)、二氢去氢木香内酯(7.83%)、云木香烯(2.86%)、γ-木香醇(2.82%)、α-紫罗酮(2.66%)、β-榄香烯(2.59%)、石竹素(2.47%);水蒸气蒸馏提取的干燥云木香主要成分为:去氢木香内酯(51.40%)、α-紫罗酮(5.20%)、云木香烯(3.56%)、二氢去氢木香内酯(3.23%)、β-紫罗兰酮(2.49%)、β-榄香烯(2.39%)、香叶基丙酮(2.26%)、7,8-二氢紫罗兰酮(2.23%)。

乙醇回流提取的新鲜云木香主要成分为:去氢木香内酯(55.85%)、脱氢青木香内酯(8.23%)、二氢去氢木香内酯(6.64%)、云木香烯(2.50%);乙醇回流提取的干燥云木香主要成分为:去氢木香内酯(47.63%)、脱氢青木香内酯(11.92%)、云木
香烯(6.95%)、二氢去氢木香内酯(2.04%)。

石油醚回流提取的新鲜云木香主要成
分为:去氢木香内酯(63.27%)、二氢去氢木香内酯(6.91%)、云木香烯(2.29%);石油醚回流提取的干燥云木香主要成分为:去氢木香内酯(54.29%)、云木香烯(11.19%)、脱氢青木香内酯(6.34%)、β-榄香烯(2.75%)、石竹烯(2.29%)。

其中,水蒸气提取的云木香精油成分相对于有机溶剂提取的云木香精油成分种类更多,而有机溶剂则能提取出大分子物质。

由此可见,在不同的提取方法下,得到的云木香精油的成分组成及相对含量存在着差异性。

同时,干燥云木香在烘干的过程中有
部分成分损失或转化,导致成分在种类和数量上均有所减少,如新鲜云木香中含量较
多的木香醇,在干燥云木香中几乎消失殆尽。

因此新鲜与干燥云木香精油成分组成
及含量上也存在着差异性。

3.1 新鲜云木香精油的研究价值
新鲜与干燥的云木香精油中,倍半萜内酯均为主要物质,其作为药用植物的生物活性
组分,据研究具有抗肿瘤、强心、神经毒性、抗疟、抗菌等诸多作用[14]。

目前所
见报道中,云木香的研究上,主要采用干燥的药材,而新鲜云木香相较于干燥云木香具有较高的提取效率,并含有较多干燥云木香中没有的成分。

例如,其中含有大量木香
醇,而目前暂未见到木香醇功效的相关报道,因而新鲜云木香或许对于以后的研究具有一定的意义。

3.2 不同产地云木香精油成分的差异性
陈飞龙等人[10]通过水蒸气蒸馏法提取精油,通过GC-MS测定,分析比较了云南、四川、甘肃、广东、广西、湖北、湖南这7个不同产地云木香挥发油成分,发现不同产地云木香挥发油的主要成分组成均为内酯类、萜类化合物,但相对含量存在一定的差异。

张兰胜等人[11]通过水蒸气蒸馏法提取,对云南大理产的云木香挥发油进行了分析,其主要成分如下(表3)。

娄方明等人[12]对贵州产的云木香挥发油进行分析,文加旭[15]对重庆产的云木香挥发油进行分析,其中将水蒸气蒸馏法获得的挥发油中相对质量分数较高的整理归纳如下(表3)。

从表3中可以看出,通过水蒸气蒸馏法提取的云南丽江干燥云木香精油中的主要成分依次为:去氢木香内酯(51.40%)、α-紫罗酮(5.20%)、云木香烯(3.56%)、二氢去氢木香内酯(3.23%),与以上文献中所述的云南大理、贵州、重庆产的云木香通过相同方法提取所得精油的主要成分和相对百分含量都不尽相同,可见不同产地对云木香精油成分的影响也很大。

经比较,丽江云木香中含有较多的去氢木香内酯,据研究,去氢木香内酯具有抑菌[16]、杀虫[17]、止泻[18]、抑制胃癌[19]等诸多作用,因而对丽江出产的云木香进行深入的研究具有重要意义。

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