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1、1水蒸气蒸馏法与微波辅助萃取法提取菱角挥发油的比较研究作者：牛凤兰，杨东旭，许维国，刘业，李静【摘要 】 目的比较不同方法提取菱角挥发油的效果,为菱角挥发油化学成分分析、药材道地性研究提供参考依据。方法采用水蒸气蒸馏法(SD)、微波辅助萃取法 (ME)提取菱角挥发油, 然后用气相色谱质谱联合分析法(GC - MS)对提取物的化学成分进行分析。结果水蒸气蒸馏法提取物中分离、鉴定出了 23 个组分，邻苯二甲酸二丁酯相对含量是 13.47%;微波辅助萃取法提取物中分离、鉴定出 10 个组分，邻苯二甲酸二丁酯相对含量是 57.98%。结论不同提取法得到的挥发油在成分及相对含量上有明显差别;微波辅助萃取
2、法更适合于邻苯二甲酸二丁酯的提取。 【关键词】 水蒸气蒸馏法; 微波萃取法; 菱角; 挥发油菱角 Trapa manshuri Fler，古时叫“菱” ，又称水栗子、沙角，是一种水生植物，属菱科，为中国药典收录1，是我国著名的土特产之一，距今已有三千多年的栽培历史，其果肉可食，嫩茎可做菜蔬，生长在河湖中。菱角属凉性食物，可以帮助胃肠消毒解热。祖国医学认为，食菱角可以“安中补五脏，不饥轻身” 。国内学者对2菱角挥发油进行了化学成分分析和药效研究2，3,认为菱角提取物对胃癌细胞、肝癌细胞具有一定的抑制作用47 。传统的挥发油提取方法主要有蒸馏法、溶剂提取法、吸收法、压榨法8，近年来，微波萃取技术已
3、逐渐应用于中药有效成分的提取中9。本研究采用水蒸气蒸馏法和微波辅助萃取法分别对菱角的挥发油进行提取，并通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法对所得挥发油进行分析检测，旨在比较出适合菱角挥发油的提取方法，为综合开发利用菱角提供依据。1 仪器与材料1.1 仪器与试剂 WR-E 型微波样品制备系统( 北京美诚科学仪器公司);提取罐为双层密封罐，内罐材料为 TFM;水蒸气蒸馏装置为自制;HP6890-5973 型气相色谱-质谱联用分析仪;石油醚为分析纯(北京化工厂) 。1.2 材料 菱角，采集于吉林省大安县，经吉林农业大学樊绍钵教授鉴定为东北菱。2 方法2.1 水蒸气蒸馏法 准确称取 40 目干燥菱
4、角粉末样品 20 g3倒入烧瓶中，加蒸馏水适量，将加热装置的电压调至 120 V，待沸腾后将电压调整为 100 V，维持烧瓶中液体处于沸腾状态，加热 2.5 h，冷却后用溶剂石油醚将管壁上的挥发油萃取出。将萃取液一并转移至试管中，密封低温保存。2.2 微波辅助萃取法 将干燥菱角粉碎并过 40 目筛，准确称取 0.5 g 倒入提取罐内罐中，加蒸馏水数滴将样品湿润，10 min 后，加入提取液(石油醚)10 ml，盖上压力盖，密封。将提取罐放入微波样品处理器系统中，微波压力设定为 3 kPa，时间为 4 min，提取完成后，取出提取罐冷却至室温，打开罐，将罐内提取液过滤，用少量提取液清洗提取罐，将
5、提取液一并转移至试管中，密封低温保存。2.3 挥发油气相色谱 -质谱分析条件 气相色谱条件：HP-5MS 弹性石英毛细管柱 (30 m0.25 mm0.25 m);柱温: 60 (5 /min) 升至 200 ; 汽化室温度:230 ;溶剂延迟: 2 min; 传输线温度: 230 ;进样量: 1 L; 载气: He;载气流量: 1 ml/min; 分流比:不分流。 质谱条件：EI 离子源;离子源温度: 230 ;电子能量: 70 eV;发射电流:34.6A;电子倍增管电压: 1 200 V;质量范围: 20500 amu。3 结果43.1 水蒸气蒸馏法萃取结果 水蒸气蒸馏萃取 2.5 h，共
6、收集12 ml 油状液体(石油醚与菱角挥发油的混合物)。3.2 微波辅助法萃取结果 微波辅助萃取 4 min，共收集 13 ml 油状液体( 石油醚与菱角挥发油的混合物) 。3.3 气质分析结果3.3.1 水蒸气蒸馏法萃取结果 通过 G1701BA 化学工作站数据处理系统,检索 NIST147.LIB 谱图库,再结合有关文献进行人工谱图解析, 分析鉴定出了 23 种成分(见表 1)，占色谱总流出峰面积的100%，其中有酯类(61.83%) 、烯类(11.21%) 以及其他(26.96%)。表 1 水蒸气蒸馏法提取物 GC-MS 分析结果3.3.2 微波辅助法萃取结果 通过 G1701BA 化学
7、工作站数据处理系统,检索 NIST147.LIB 谱图库,再结合有关文献进行人工谱图解析, 分析鉴定出了 10 种成分( 见表 2)，占色谱总流出峰面积的 100%，其中有酯类(61.95%)、酚类(20.53%)以及其他(17.52%)。表 2 微波辅助萃取法提取物 GC-MS 分析结果序号保留时间 t/min 化合物名称分子式相对含量(%)518.062Phenol 苯酚 C6H6O20.5328.8332-Propanol，2-methyl- 2-甲基，2-丁醇 C4H10O1.01313.9971H-Tetrazol-5-amine 5-氨基四氮唑 CH3N55.72414.341Fo
8、rmamide,N,N -dietyl- N,N-二乙基甲酰胺 C5H11NO1.59514.5192-Propenal，3-(dimethylamino)-2-(methylamino)2-甲酰基-2-N,N-二甲基乙烯胺 C6H12NO2.58616.7691-Nitro-2-methylPropane，2- 甲基-1-硝基丙烷 C4H9NO21.98722.2312-Methy1-4-oxo-2-viny1-6-heptenenitrile 6-甲基-6 氰基-1,7-辛二烯-4-酮C10H13NO1.88832.0251,2-Benzenedicarboxylic acid，dihep
9、tyl ester 邻苯二甲醇二庚酯C22H34O43.97933.977Dibutyl phthalate 邻苯二甲酸二丁酯C16H22O457.981034.529Heptanoic acid,2-ethyl- 2- 乙基庚酸C9H18O22.764 讨论本实验通过对水蒸气蒸馏法和微波辅助萃取法提取菱角挥发油进行了工艺研究，并对所得挥发油用 GC-MS 的方法进行了分析。结果发现水蒸气蒸馏法与微波辅助萃取法提取得到的菱角挥发油在成分及相对含量上均有一定差别, 水蒸气蒸馏法萃取相对于微波辅助萃取法提取的物质种类多、活性成分多，其中水蒸气蒸馏法得到了邻苯二甲酸二异丁酯(41.58%)，但微波辅
10、助萃取法却没有得到此6种物质;微波辅助法提取邻苯二甲酸二丁酯萃取率(57.98%)明显高于水蒸气蒸馏法的提取率(13.47%)，更适合于菱角挥发油中活性成分邻苯二甲酸二丁酯的研究性实验。邻苯二甲酸二丁酯(DBP) 在体外对肺巨细胞癌细胞(PG)和人早幼粒白血病细胞(HL-60)的增殖有明显的抑制作用10 ,苯二甲酸二丁酯(DBP) 在抑制 K562 细胞增殖的同时 ,也诱导其凋亡,并下调白血病细胞 c-myc 和 Bcl-2 蛋白的表达11 13;同时美国 NTP 的一系列研究表明14，15DBP 可致雄性啮齿类动物睾丸萎缩、重量减轻、睾丸标志酶活性下降、精母细胞和精子细胞丧失、曲细精管变性萎
11、缩、生殖道畸形等，但对雌性生殖系统的毒性不大。菱角挥发性成分中其它组分的活性有待下一步深入研究。【参考文献】1 国家药典委员会 .中国药典，部S.北京：化学工业出版社，2005：附录 24.2 董威严,牛凤兰, 程 舸. 高效液相色谱法测定菱角中的没食子酸含量J. 食品科学 , 2005，26(8)：334.3 牛凤兰, 尹建元，董威严，等. 菱角中抗肿瘤活性成分的7分离、提纯及结构鉴定J.高等学校化学学报,2005 ，26(5)：852.4 牛凤兰，李晨旭，董威严，等.菱壳水提物对胃癌细胞抑制作用的实验研究J.白求恩医科大学学报，2001,27(5):495.5 牛凤兰，李晨旭，董威严，等.
12、东北菱提取物对肝癌细胞的体内外抑制作用J.吉林大学学报(医学版 )，2004,30(4):553.6 吕 喆，龚守良，牛凤兰，等.菱角纯化物三羟基苯甲酸二聚体对肝癌 SMMC-7721 细胞凋亡及细胞周期进程的影响J. 吉林大学学报(医学版 )，2006,32(5):788.7 乔凤娟,梁 睿,牛凤兰，等.东北菱对鼠肝癌 H22 细胞凋亡及细胞周期进程的影响J. 中国卫生工程学，2006,5(6):364.8 王 万，原红果，陈 博，等.重要挥发油研究现状探讨J.时珍国医国药，2006,17(5):848.9 李作平，张嫚丽，詹文红. 微波萃取技术在中药有效成分提取中的应用J.时珍国医国药，
13、2004,15(1):55.10 张金红，徐 畅. 邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)诱导肿瘤细胞8凋亡机制的初步研究J.南开大学学报(自然科学 )，2001,3:25.11 伍 卿,刘 瑛,刘晓燕. 邻苯二甲酸正丁酯对 K562 细胞凋亡影响及其作用机制J.医学临床研究，2006,8:1221.12 Miller CB, Rowlings PA, Zhang MJ,et al. The effect of graft purging with 4-hydroperoxycy clophosphamide in autologous bone marrow transplantation for a
14、cute myelogenous leukemiaJ.Exp Hematol, 2001, 29(11):1336.13 offman B, Amanullah S, Shafarenko M,et al. The proto-oncogene c-myc in hematopoietic development and leukemogenesisJ. Oncogene, 2002,21(21):3414.14 张蕴晖,陈秉衡,郑力行，等. 人体生物样品中邻苯二甲酸酯类的含量J.中华预防医学杂志， 2003, 37(6):429.15 张晓峰，李百祥. 邻苯二甲酸二丁酯的环境暴露及对雄性生殖系统的损害J. 中国男科学杂志， 2005,19(3):70.
