不同方法提取的白子菜挥发性化学成分对比分析

李国明，王晓媛，王彦兵，李守岭*，李锦红，李泽生

（1.湖南科技大学化学化工学院，湖南湘潭411100;2.云南省德宏热带农业科学研究所，云南瑞丽678600）

白子菜[Gynura divaricata（L.）DC.]为菊 科 菊三七属多年生草本植物，作为中药使用时又名白背三七［1］，具有祛痰、止咳、平喘、驱风、健胃、解热、镇痛、抗菌消炎等作用［2］。白子菜作为菊科中具有食用和药用价值的野菜，挥发性物质在其中发挥了重要的作用。

现阶段对白子菜化学成分的研究主要集中在黄酮类［3-4］、脑苷脂类等生物活性成分，及降血糖［5］、胰岛素 抵 抗［6］、肝损伤保护［7］、降 血 压［8］、解毒、抗癌、抗氧化、抗诱变、抗炎免疫［9］、活性抑制等生物活性［10］方面，而对白子菜挥发性化学成分的研究相对较少。相关研究文献［11-12］报道中，主要采用水蒸气蒸馏法提取白子菜及菊三七属植物的挥发性物质。水蒸气蒸馏法作为提取植物挥发性化学成分的常用方法，只适用于具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的低沸点小分子化学成分的提取，因其需将原料加热，故不适用于化学性质不稳定成分的分离。鉴于目前对白子菜挥发性化学成分的研究报道相对较少，且主要方法均限于水蒸气蒸馏法，未能全面反映其挥发性物质的所有类属，本研究采用弱极性有机溶剂作为提取剂，用索氏提取法及超声波提取法来提取白子菜的挥发性物质，利用气相色谱-质谱联用仪分析挥发性化学成分的主要成分，旨在了解不同方法提取的白子菜挥发性化学成分含量和种类差异，为采用合适方法提取白子菜挥发性物质及进一步研究和开发提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

供试白子菜采集自瑞丽市勐秀乡种植基地，经本单位研究人员李守岭鉴定，分别为绿杆大叶种（编号mx007）、绿杆白毛种（编号mx008）和紫杆尖叶种（编号mx009）等3个白子菜品种。样品采集部位为茎叶，采收时间为2019年8月。

试剂：石油醚（分析纯，沸程30～60℃），天津市风船化学试剂科技有限公司；正己烷（色谱纯），美国赛默飞世尔科技有限公司。

1.2 仪器与设备

ML4002E电子天平，梅特勒-托利多仪器上海有限公司；DG160中药材粉碎机，浙江瑞安春海药材器械厂；SB25-12DTS超声波双频清洗仪，宁波新芝生物科技股份有限公司；BSXT-06索氏提取仪，上海豫明仪器有限公司；GZX-9140MBE电热鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；CCA-1111循环水机-N-1200B真空旋转蒸发仪，上海泉杰科学仪器有限公司；TG-1701MS毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），美国Thermo Fisher科技有限公司；AS3000自动进样器，美国Thermo Fisher科技有限公司；Trace ISQ气相色谱-质谱联用仪（配有Xcalibur 3.0数据处理系统），美国Thermo Fisher科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 白子菜样品制备

将采集的不同品种白子菜用50.0℃恒温烘干，粉碎后过样品筛，收集60目粒度样品，保存待用。

1.3.2 白子菜挥发性物质提取

准确称取两份3个不同品种的白子菜样品各0.50 g。一份置于索氏提取器中，加入40.0 mL石油醚，保持40℃温度，加热回流提取1.5 h。另外一份置于250 mL具塞锥形瓶中，加入40.0 mL正己烷，采用超声波清洗仪，在温度为30℃，功率为40.0 kHz，功率比为97.0%的条件下超声提取1.5 h。两种方法收集的提取液经真空旋转蒸发仪浓缩，得到的淡黄色液体即为白子菜挥发性物质。以正己烷将挥发性物质溶解后转移至5.0 mL容量瓶，定容摇匀，密封静置待测。

1.3.3 白子菜挥发性物质供测试溶液的配制

准确移取3个不同品种的白子菜挥发性物质各0.5 mL于5.0 mL容量瓶中，以正己烷定容，摇匀静置30 min后，移取1.0 mL待测液至进样瓶中，放置于自动进样器待进样测试。

1.3.4 气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析条件

色谱条件：TG-1701MS毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），进样口温度250.0℃，分流比100∶1，载气为高纯氦气，采用恒流模式，程序升温（初始温度为70.0℃保持1.0 min，以15.0℃/min的升温速率升至250.0℃保持40.0 min），柱流量为1.0 mL/min，平均线速度为37 cm/s，进样量1.0 μL。

质谱条件：电离模式为EI，电子倍增管电压1 917.0 V，电子能量70.0 eV，离子传输管温度250.0℃，离子源温度250.0℃，扫描范围m/z为50～650 amu。

1.4 数据处理

通过质谱工作站软件Xcalibur 3.0结合NISTDEMO标准质谱图数据库对采集得到的白子菜挥发性物质色谱峰进行定性和定量分析，以峰面积归一化法计算各化合物的质量分数，对白子菜挥发性物质数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 白子菜挥发性化学成分分析结果

两种方法提取的白子菜挥发性物质总离子流图见图1～6，索氏提取法提取的绿杆大叶种、绿杆白毛种和紫杆尖叶种挥发性物质分别鉴定出57种（图1）、59种、54种化合物；超声波提取法提取的绿杆大叶种、绿杆白毛种和紫杆尖叶种挥发性物质分别鉴定出58种（图2）、65种、57种化合物，白子菜挥发性化学成分及其质量分数分析结果见表1。

表1 白子菜挥发性化学成分分析结果

图1 索氏提取法提取的绿杆大叶种白子菜挥发性物质GC-MS总离子流色谱图

图2 超声波提取法提取的绿杆大叶种白子菜挥发性物质GC-MS总离子流色谱图

由分析结果可知，绿杆大叶种白子菜经索氏提取法和超声波提取法得到57种、58种化合物，质量分数分别为95.73%、94.75%。其中质量分数大于1.00%的化合物分别有15种、16种，质量分数依次为85.21%、86.91%，超声波提取法得到了癸酸甲酯和壬二酸单甲酯，且正二十二烷、派利文碱、桉叶油醇、环氧异长叶烯、正二十六烷等化合物含量分别比索氏提取法高0.37%、0.61%、0.41%、0.13%、2.62%，其它化合物含量均比索氏提取法低；绿杆白毛种白子菜经索氏提取法和超声波提取法得到59种、65种化合物，质量分数分别为95.33%、95.76%。其中质量分数大于1.00%化合物分别有16种、19种，质量分数分别为86.00%、86.73%。超声波提取法得到了Z-9-十六碳稀-1-醇、1-十三烯、己二酸二辛酯这三种化合物，且（Z）-9-十四碳烯-1-醇、正二十二烷、派利文碱、正二十六烷、4-甲基伞形酮、1-十七醇等化合物含量分别比索氏提取法低0.06%、0.38%、0.82%、1.30%、6.66%、1.88%，其它化合物含量比索氏提取法高；紫杆尖叶种白子菜经索氏提取法和超声波提取法得到54种、57种化合物，质量分数分别为96.90%、95.11%。其中质量分数大于1.00%的化合物分别有14种、18种，质 量分 数 分别为86.38%、87.30%。超声波提取法得到了棕榈酸丁酯，且4-异丙基环己酮、异三十烷、派利文碱、正二十六烷、十二烷二酸二甲酯、4-甲基伞形酮、（Z）-11-十六碳烯-1-醇、异长叶烯酮等化合物含量分别比索氏提取法高1.20%、0.02%、0.55%、1.41%、0.36%、0.13%、1.05%、1.26%，其它化合物含量均比索氏提取法低。

2.2 两种方法提取的白子菜挥发性化学成分对比分析

由图3～4可知，两种方法提取的白子菜挥发性化学成分中，超声波提取法得到了索氏提取法没有的醌类化合物，但含量很低。3个品种的白子菜中经两种方法得到的含量最高的化合物均是烷烃类，其中，绿杆白毛种烷烃类更是高达42.00%，其余两个品种也大于30%。其它质量分数大于10%的化合物类型中，绿杆大叶种均有羧酸类和醇类，醇类高达26.95%，超声波提取法还有酯类；绿杆白毛种均为醇类和胺类，紫杆尖叶种均为羧酸类、醇类和烯烃类。其中，绿杆大叶种由索氏提取法得到的酯类化合物含量比超声波提取法低7.56%，羧酸类和醇类分别比超声波提取法高5.82%、5.13%。绿杆白毛种由两种方法得到的烷烃类化合物含量均比其它两个品种高，其中，索氏提取法所得烷烃含量高达42.00%，分别比绿杆大叶种和紫杆尖叶种高10.22%、6.69%，超声波提取法所得烷烃含量为42.11%，分别比绿杆大叶种和紫杆尖叶种高8.54%、5.96%。绿杆白毛种由索氏提取法得到的酮类含量比超声波提取法高6.49%，比绿杆大叶种和紫杆尖叶种分别高7.89%、3.25%，超声波提取法所得烯烃类含量比索氏提取法高4.49%。绿杆白毛种由两种方法得到的胺类化合物含量分别为10.89%、10.07%，均比其它两个品种高，其中，索氏提取法所得胺类含量分别比绿杆大叶种和紫杆尖叶种高4.30%、1.93%，超声波提取法所得胺类含量分别比绿杆大叶种和紫杆尖叶种高2.87%、0.56%。紫杆尖叶种由索氏提取法得到的酯类和酮类含量分别比超声波提取法低2.15%、1.64%，羧酸类和醇类含量分别比超声波提取法高3.93%、3.31%，两种方法得到的烯烃类化合物含量分别为10.39%、10.77%，均比其它两个品种高，其中，索氏提取法所得烯烃类含量分别比绿杆大叶种和紫杆尖叶种高4.56%、7.80%，超声波提取法所得烯烃类含量分别比绿杆大叶种和紫杆尖叶种高4.75%、3.69%。

图3 索氏提取法的白子菜挥发性化学成分类别质量分数

续表1 白子菜挥发性化学成分分析结果

图4 超声波提取法的白子菜挥发性化学成分类别质量分数

由图5～6可知，两种方法提取的白子菜挥发性化学成分中，酯类、烷烃类、羧酸类、醇类、酮类、烯烃类等6类化合物数量较多。其中，绿杆白毛种中酯类数量最多，索氏提取法为18种，超声波提取法为19种，绿杆大叶种中均为17种。烷烃类化合物，3个品种经索氏提取法均得到12种，超声波提取法均得到13种，其它4类化合物数量，两种方法间差别不多。

图5 索氏提取法的白子菜挥发性化学成分类别数量

图6 超声波提取法的白子菜挥发性化学成分类别数量

3 结论与讨论

本研究采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对由索氏提取法和超声波提取法得到的3个品种白子菜挥发性物质化学成分组成及其含量进行分析，并研究比较了不同方法提取的白子菜挥发性化学成分种类、含量及数量差异。由分析可知，3个品种的白子菜挥发性化学成分属于烷烃类、酯类、羧酸类、醇类、醛类、酮类、醌类、烯烃类、胺类和酚类等10类化合物。

本研究采用有机溶剂经两种提取方法所得的3个品种白子菜挥发性化学成分与白子菜及同属的菊三七经水蒸气蒸馏法所得的主要化合物有所差别。冼寒梅等［11］采用水蒸气蒸馏法提取白子菜不同部位的挥发油,分析鉴别出44种化学成分，在根、茎、叶挥发油中分别鉴定出31、25和27种化学成分，有14种成分为3个药用部位所共有，主要化合物为α-石竹烯、δ-荜澄茄烯、大叶香烯。梁利香等［12］采用水蒸气蒸馏法提取菊三七茎叶中的挥发油,分析鉴定了16个组分,占挥发油总量的93.78%，主要成分为石竹烯氧化物、匙叶桉油烯醇、石竹烯、2,6二甲基-6-（4-甲基-3-戊基）-双环[3.1.1]-2-庚烯。其中单萜类及其含氧衍生物6种，相对含量为总量的3.99%,倍半萜类及其含氧衍生物10种，相对含量为总量89.79%。本研究索氏提取法采用的有机溶剂石油醚及超声波提取法采用的有机溶剂正己烷均属于极性相近的弱极性溶剂，根据极性相似者相溶的原理，提取所得的化合物也多以中等极性及弱极性化合物为主，与水蒸汽蒸馏法所得化合物有一定程度地互补，呈现了白子菜挥发性物质中不同极性类型化合物的含量差别，可为白子菜挥发性物质的深入研究和开发利用提供参考依据。