檜木精油主要成分分析及其功能性研究

黃雪妮 石榆鋒 趙芷嘉 李東昱 陳玉蘭 蔣筱 張晶晶

摘要：檜木是柏科側(cè)柏屬的一種古老樹種，其提取物（檜木精油）具有抗衰老、抗病毒、抗癌變等多種生物活性。本研究旨在通過微觀圖譜的形式，了解其主要成分，并以柏木腦等為例，分析檜木精油具有抗衰功能的原因。研究結(jié)果是其具有良好的抗氧化效果，主要體現(xiàn)在兩大方面：清除自由基方面，包括柏木腦、烯類化合物等三個維度；減少脂質(zhì)過氧化方面，包括鞣質(zhì)、黃酮類化合物兩個維度。

關鍵詞：檜木精油 抗氧化 清除自由基 脂質(zhì)過氧化

檜木又稱扁柏、側(cè)柏、崖柏，是裸子植物中屬于柏科側(cè)柏屬的一種植物，在地球上已經(jīng)存活了250萬年，被稱為“亞洲樹王”“植物界的活化石”。檜木是我國珍貴樹種，不但樹形高大雄偉，而且也是有名的長壽樹，目前世界上樹齡最老的檜木大約有6500年。藥書[1]中記載，側(cè)柏葉具有清涼收斂、祛風理濕、涼血止血的功效，而其果實則具有潤養(yǎng)血脈、益血止汗、寧神益智等作用。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，側(cè)柏精油能減少自由基等對人體的傷害，因而具有很好的抗氧化作用，其抗氧化作用可與其他生物活性協(xié)同延緩機體的衰老。[2]。

1 檜木精油主要成分分析

1.1 GC-MS技術分析

氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）是一種常見的化學分析方法，復雜組分的分離和鑒定常采用此方法，而生物樣品中藥物與代謝物定性定量主要依靠其具有氣相色譜（GC）的高分辨率和質(zhì)譜（MS）的高靈敏度。

（1）氣相色譜條件：Rtx-5MS（30m×0.25mm×0.25μm）色譜柱，進樣量1μL，分流比100︰1，進樣口溫度260℃，流速1ml/min，載氣為高純氦氣程序升溫：最初溫度為90℃（持續(xù)300s），以3℃/min升溫速度上升至220℃（持續(xù)300s），最后以10℃/min的速度升至250℃。

（2）質(zhì)譜條件：ET電離源，電離電壓70eV，離子源溫度230℃，四級桿溫度150℃，傳輸線溫度250℃，標準調(diào)諧，SCAN質(zhì)量掃描，溶劑延遲5min，掃描范圍35～600amu。

（3）成分解析：根據(jù)上述氣質(zhì)聯(lián)用的條件進行分析研究，獲得了檜木精油的總離子流色譜圖（TIC），即圖1。

1.2微譜分析總結(jié)報告

當代樣品配方分析都需要通過多種不同的儀器以及分析方法相結(jié)合才能完成分析過程，因多種分析方法最終都需要依靠微觀譜圖來進行結(jié)果判定，故將其統(tǒng)稱為微譜分析，該分析方法已經(jīng)受到化工技術服務領域的一致認可。

經(jīng)微譜分析結(jié)果顯示，檜木精油中所占含量最大的是烯類化合物，其中羅漢柏烯（CAS No.470-40-6），即圖2，長葉烯（CAS No.475-20-7），β-柏木烯（CAS No.546-28-1）的含量最高，其占比含量分別為20.3%，15.8%，6.5%；其次是屬于倍半萜醇類的柏木腦（CAS No.77-53-0），即圖3，占比達19%；還有相對占比較少的黃酮類化合物，如2-異丙基-1-甲氧基-4-甲基苯（CAS No.877-65-6），即圖4等、鞣質(zhì)等化合物。

2.1清除系列自由基

自由基理論[3]是目前衰老機制中比較讓人們所接受的重要學說：那就是機體耗氧的量與機體衰老的速率成正相關，而自由基與機體抗氧化酶物質(zhì)的活性也有高度相關性，因此自由基也是一個促衰老的重要因子。自由基是生命活動過程中的必然產(chǎn)物，體內(nèi)的自由基處于產(chǎn)生與被清除的一個動態(tài)平衡，若過多的自由基無法被及時的清除，則會導致機體病變，加速人體的衰老。

同時還有研究[4]表明，自由基鏈反應的進行有一個很獨特的特點，那就是此反應進行過程中，基本不會產(chǎn)生非自由基產(chǎn)物，但是能捕捉或消除自由基的少量氧化物就能打斷鏈反應或減緩鏈反應速率。DPPH是一種不容易和別的物質(zhì)發(fā)生反應的自由基，如果它能被受試物清除，那就說明其具有降低羥基自由基等自由基的濃度和中斷脂質(zhì)過氧化鏈式的作用；羥自由基能與體內(nèi)多種物質(zhì)發(fā)生反應，尤其是鳥苷和硫胺，它是自由基中危害最大、活性最強的一種。

而檜木精油中的烯類化合物、柏木腦與黃酮類化合物都具有抗氧化活性：烯類化合物能直接清除羥基離子、H2O2、DPPH、超氧化物、超氧陰離子、羥基離子等一系列自由基，其總體抗氧化能力并不比合成抗氧化劑的功能差，有些方面更優(yōu)于合成抗氧化劑[5]；柏木腦中含有許多不飽和鍵，這些不飽和鍵具有減少自由基生成的作用[6]；黃酮類化合物種類較多，如前文提到的2-異丙基-1-甲氧基-4-甲基苯（CAS No.877-65-6）以及5-甲氧基-1，2，34-甲基萘（CAS No.1008-19-1）等，羥基是氫供體，具有清除多種活性氧的功能，所以羥基位置和數(shù)目是清除活性氧的關鍵因素，可決定其抗氧化活性能力。[7]。

2.2減少脂質(zhì)過氧化

在機體的新陳代謝過程中，氧自由基反應和脂質(zhì)過氧化反應對人體的健康都具有重要的影響，一般情況下兩種反應相互平衡、相互協(xié)調(diào)，共同維持機體的免疫功能和一些重要的生理功能。這種協(xié)調(diào)與動態(tài)平衡一旦遭破壞，就會影響到人體正常的代謝和免疫功能，人體的一些生物膜也將遭到自由基連鎖反應的損害，最后導致細胞、神經(jīng)甚至組織器官的功能變化，這種反應稱為脂質(zhì)過氧化。

黃酮類化合物不但具有清除游離自由基的生物活性，其還可以清除活性氧，防止氧及其代謝物對機體的毒性效應，又可以抑制自由基再過氧化鏈式反應中的產(chǎn)生，通過減少脂質(zhì)過氧化反應鏈長度而起到阻斷脂質(zhì)過氧化鏈反應的作用[8]。而鞣質(zhì)是一類多元酚類化合物，其結(jié)構(gòu)復雜，目前國內(nèi)外對其抗氧化活性的研究較多。鞣質(zhì)中的酚羥基性質(zhì)不穩(wěn)定，易被氧化成醌類結(jié)構(gòu)，而且其對活性氧等自由基有很強的捕捉能力，故而能清除生物體內(nèi)過剩的自由基，保護細胞膜的正常流動和蛋白質(zhì)的正常結(jié)構(gòu)，防止DNA斷裂，從而起到抗衰老、抗氧化的功能[9]。

3 結(jié)論

本項目通過氣質(zhì)聯(lián)用以及微觀圖譜的分析方法，對檜木提取物——檜木精油已知或未知成分進行科學全面的分析，明確了其主要組成成分：以羅漢柏烯，長葉烯，β-柏木烯為主的烯類化合物；屬于倍半萜醇類的柏木腦；以及如2-異丙基-1-甲氧基-4-甲基苯等黃酮類化合物；還有部分鞣質(zhì)等化合物。同時，明確了檜木精油的各組成成分具有清除DPPH與羥基離子等系列自由基、減少脂質(zhì)過氧化、阻斷鏈反應等生物活性，并在發(fā)揮抗氧化作用時，表現(xiàn)為協(xié)同增效的效果，提高檜木精油的總體抗氧化能力，從而令其表現(xiàn)出良好的抗衰功能。

參考文獻：

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[9]邵芳芳，尹衛(wèi)平，梁菊.重要的植物多酚及其抗氧化性能的研究概[J].西北藥學雜志，2010，25（1）：66-68

項目來源：2017年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目，項目編號：201710600016

第一作者：黃雪妮，在校本科生，研究方向：中醫(yī)治則治法理論及應用研究。

通訊作者：蔣筱，教授，碩士研究生導師，研究方向：中醫(yī)治則治法理論及應用研究。

張晶晶，講師