落新婦花、莖、葉揮發油成分的GC-MS分析及抗氧化能力測定

李廣杰，袁航，葉江海，潘爐臺，鄒娟，何康（貴州中醫藥大學，貴陽 550025）

落新婦Astilbe chinensis（Maxim.）Franch.et Savat.為虎耳草科落新婦屬多年生草本植物，又名小升麻、術活、馬尾參等，生于海拔390～3600 m的山谷、溪邊、林下、林緣及草甸等處，在我國貴州、四川、云南、黑龍江、遼寧、吉林、河北、陜西、山西、甘肅南部和東部、青海東部、山東、浙江、河南、江西、湖南、湖北等省均有分布[1]。其味苦、性涼，具有祛風、清熱、止咳的功效，主治風熱感冒、頭身疼痛、咳嗽等[2]。《本草經集注》中記載“解毒，取葉挼作小兒浴湯，主驚杵”；云南阿昌族用落新婦花治跌打損傷、手術后疼痛以及風濕關節痛；四川彝族用全草熬水吃治療感冒，以及全草泡酒，內服外搽治風濕關節痛[3]；貴州苗族用落新婦煨甜酒治吐血[4]。

現代藥理研究表明，落新婦具有抗腫瘤、鎮痛等作用[5-6]。目前，有關落新婦藥效物質基礎的研究多為地下部分化學成分研究，從中分離得到的化學成分主要為三萜、黃酮類化合物，也發現少量的甾醇、苯丙酸類等其他類型的化合物[7-9]。有關落新婦揮發油成分的研究僅報道了其地下部分揮發油成分的研究[10]，未見其地上部分揮發油成分研究的報道。近年來，有關植物中揮發油抗氧化活性的研究成為熱點，如黃精[11]、彝族藥斯赤列[12]等。本實驗采用水蒸氣蒸餾法提取落新婦花、莖、葉3個部位的揮發油，采用氣相色譜-質譜聯用技術及歸一化法對3個部位的揮發油進行成分和含量分析，并研究其抗氧化能力，以期為落新婦的開發與利用提供參考依據。

1 材料

1.1 試藥

落新婦藥材采自貴州六盤水梅花山，經貴州中醫藥大學王澤歡博士鑒定為虎耳草科落新婦屬植物落新婦Astilbe chinensis（Maxim.）Franch.et Savat.。手動分揀出花、莖、葉3個部位。

L-抗壞血酸（AR，上海麥克林生化科技有限公司）；無水硫酸鈉（AR，成都金山化學試劑有限公司）；無水乙醇、石油醚（AR，天津市富宇精細化工有限公司）。

1.2 儀器

HP6890/5975C氣相色譜質譜聯用儀（美國安捷倫公司）；UV-1800島津紫外可見分光光度計（島津儀器蘇州有限公司）；JA2003電子天平（上海浦春計量儀器有限公司）；EYELA N-1300旋轉蒸發儀（上海愛郎儀器有限公司）。

2 方法

2.1 揮發油的提取

取干燥的落新婦花、莖、葉各200 g，粉碎，過2號篩，各精密稱取100 g置于2000 mL圓底燒瓶，加入1000 mL蒸餾水及玻璃珠數粒，參照《中國藥典》2020年版四部通則2204揮發油測定法甲法[13]，提取6 h，將餾出液用石油醚萃取，干燥，減壓回收石油醚得到淡黃色具有特殊氣味的油狀物。

2.2 GC-MS分析條件

2.2.1 氣相色譜條件 色譜柱為HP-5MS（60 m×0.25 mm×0.25 μm）彈性石英毛細管柱，柱溫40℃，保持2 min，然后以3.5℃·min－1升溫至180℃，再以8℃·min－1升溫至308℃，運行時間65 min；汽化室溫度250℃；載氣為高純氦氣（99.999%）；柱前壓110.52 kPa，載氣流量1.0 mL·min－1；分流進樣，分流比：30∶1；溶劑延遲時間6 min。

2.2.2 質譜條件 離子源為EI源；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；電子能量70 eV；發射電流34.6 μA；倍增器電壓1941 V；接口溫度280℃；質量范圍29～500 amu。

2.2.3 數據處理 運用質譜計算機數據系統對總離子流圖中的各峰進行檢索并核對Nist17和Wiley275標準質譜圖，確定揮發油化學成分，再通過峰面積歸一化法測定各成分的相對質量分數。

2.3 抗氧化能力測定

2.3.1 樣品溶液配制 取落新婦花、莖、葉中揮發油以及陽性對照品L-抗壞血酸各適量，分別制備成質量濃度為0.031 25、0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0 mg·mL－1的樣品溶液，置于低溫避光處，現配現用。

2.3.2 DPPH自由基清除能力測定 按文獻[14-15]的方法，分別取1 mL上述不同質量濃度的樣品溶液與1 mL 0.2 mmol·L－1的DPPH乙醇溶液混合，避光條件放置2 h，在517 nm處測定吸光值Ai；相同條件下，測定1 mL 0.2 mmol·L－1DPPH乙醇溶液與1 mL無水乙醇混合溶液的吸光值為Ac；1 mL不同質量濃度的樣品液與1 mL無水乙醇混合溶液的吸光值為Aj。重復3次，取平均值。按以下公式計算自由基清除率，清除率（%）＝[1－（Ai－Aj）/Ac]×100%。

2.3.3 羥基自由基清除能力測定 采用Fenton法，參照文獻[16-17]的方法，分別取1 mL上述不同質量濃度的樣品溶液，加入1 mL 6 mmol·L－1FeSO4溶液與1 mL 6 mmol·L－1H2O2溶液，搖勻，靜置10 min，再加入1 mL 6 mmol·L－1水楊酸乙醇溶液，搖勻，靜置30 min，在510 nm處測定吸光值Ai；相同條件下，將樣品溶液換為1 mL無水乙醇測定的吸光值為Ac，將水楊酸乙醇溶液換為1 mL無水乙醇測定的吸光值為Aj。參照“2.3.2”項下公式計算自由基清除率。

3 結果

3.1 揮發油收油率

運用水蒸氣蒸餾法提取落新婦花、莖、葉3個部位的揮發油，其中落新婦花的收油率最高，為0.49%；其次是落新婦葉，收油率為0.43%；落新婦莖收油率最低，為0.32%。

3.2 揮發油成分分析

根據落新婦花、莖、葉中揮發油的總離子流圖鑒定了47種化合物見表1，主要為烷烴類化合物，還有少量萜烯、酮、醇等其他類型的化合物。其中鯨蠟烯、1-十八烯以及二十九烷僅在落新婦葉中檢測出；十四烷、十五烷、十七烷、十八烷、十九烷、1-二十二烯、異植物醇、棕櫚酸、角鯊烯、α-紫羅蘭酮及反-β-紫羅蘭酮未在落新婦莖中檢測到。圖1為落新婦花、莖、葉中揮發油的總離子流圖。

表1 落新婦花、莖、葉中揮發油成分相對含量Tab 1 Relative content of volatile oil components in the flowers，stems and leaves of Astilbe chinensis

圖1 落新婦花（A）、莖（B）、葉（C）中揮發油成分的總離子流圖Fig 1 Total ion current diagram of volatile oil components in the flowers（A），stems（B）and leaves（C）of Astilbe chinensis

落新婦花中鑒定出44種化合物，占揮發油總量的82.92%。含量最高的是苯甲醇（33.13%）；其次，相對含量較高的是2-甲基己烷（8.72%）、辛烷（5.92%）、3-甲基己烷（3.88%）、2-甲基庚烷（2.88%）、3-甲基庚烷（2.88%）、葉綠醇（1.88%）、2，3-二甲基戊烷（1.84%）、棕櫚酸甲酯（1.66%）、庚烷（1.63%）、二十五烷（1.33%）、6，10，14-三甲基-2-十五烷酮（1.31%）、乙酸丁酯（1.12%），剩余31種化合物相對含量均小于1%。

落新婦莖中鑒定出33種化合物，占揮發油總量的85.14%。含量最高的是苯甲醇（38.64%）；其次，相對含量較高的是2-甲基己烷（12.11%）、辛烷（6.53%）、3-甲基己烷（4.52%）、3-甲基庚烷（3.32%）、2-甲基庚烷（3.03%）、2，3-二甲基戊烷（2.18%）、庚烷（1.88%）、4-甲基庚烷（1.26%）、棕櫚酸甲酯（1.02%），剩余23種化合物相對含量均低于1%。

落新婦葉中鑒定出47種化合物，占揮發油總量的86.16%。含量最高的是苯甲醇（30.83%）；其次，相對含量較高的是葉綠醇（6.03%）、2-甲基己烷（5.75%）、辛烷（3.33%）、二十二烷（3.31%）、二十四烷（2.85%）、二十三烷（2.69%）、6，10，14-三甲基-2-十五烷酮（2.28%）、二十一烷（1.96%）、二十六烷（1.94%）、3-甲基己烷（1.92%）、二十五烷（1.83%）、二十烷（1.63%）、3-甲基庚烷（1.50%）、棕櫚酸甲酯（1.32%）、十六烷（1.32%）、二十七烷（1.31%）、十八烷（1.25%）、2-甲基庚烷（1.17%）、異植物醇（1.12%），剩余27種化合物相對含量均低于1%。

3.3 DPPH自由基清除能力

不同質量濃度（0.03125、0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0 mg·mL－1）落新婦花、莖、葉中揮發油及陽性對照品L-抗壞血酸對DPPH自由基的清除率見表2。由表2可知，L-抗壞血酸對DPPH自由基的清除率最優，其次為葉中揮發油、莖中揮發油，花中揮發油對DPPH自由基的清除能力最小。花中揮發油對DPPH自由基的清除能力在質量濃度為1.0 mg·mL－1時清除率最高，為21.07%；莖中揮發油隨著質量濃度的增大對DPPH的清除率增大，質量濃度為0.5 mg·mL－1時清除率最高（53.40%），到1.0 mg·mL－1時又開始變小；葉中揮發油隨著質量濃度增大對DPPH自由基清除率也增大，當質量濃度為1.0 mg·mL－1時最大為68.18%；陽性對照品L-抗壞血酸隨著質量濃度增加呈先增大后減小的規律，當質量濃度為0.0625 mg·mL－1時清除率最大為96.52%。

表2 落新婦花、莖、葉中揮發油對DPPH自由基清除率 (%)Tab 2 DPPH free radical scavenging rate of volatile oil from the flowers，stems and leaves of Astilbe chinensis (%)

3.4 羥基自由基清除能力

不同質量濃度（0.03125、0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0 mg·mL－1）落新婦花、莖、葉中揮發油及陽性對照品L-抗壞血酸對羥基自由基的清除率見表3。由表3可知，在質量濃度＜0.5 mg·mL－1時，落新婦花、莖、葉中揮發油對羥基自由基的清除能力均大于陽性對照品L-抗壞血酸，當質量濃度為1.0 mg·mL－1時，L-抗壞血酸對羥基自由基的清除能力大于落新婦花、莖、葉中揮發油。花和葉中揮發油在質量濃度為0.0625 mg·mL－1時清除率均為最大，分別為75.76%和83.19%；莖中揮發油濃度為0.125 mg·mL－1時清除率最大，為82.24%；陽性對照品L-抗壞血酸在質量濃度為1.0 mg·mL－1時清除率最大，為74.86%。

表3 落新婦花、莖、葉中揮發油對羥基自由基清除率 (%)Tab 3 Hydroxyl free radical scavenging rate of volatile oil from the flowers，stems and leaves of Astilbe chinensis (%)

4 討論

田陽等[10]通過水蒸氣蒸餾法提取了落新婦地下部分的揮發油，結合GC-MS技術檢測出57種化合物并鑒定了其中50種，主要為烷烴類、酯類及萜烯類化合物。本研究與之相同的化合物有12種，占總成分的25.53%，為棕櫚酸甲酯、棕櫚酸、鯨蠟烯、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、二十二烷、二十四烷及二十八烷，表明落新婦地上部分（花、莖、葉）與地下部分揮發油成分存在較大差異。

本研究表明，落新婦花、莖、葉3個部位中揮發油具有成分差異小，成分相對含量差異大的特點。花、莖、葉都含有的成分有33種，占總成分的70.21%；其中，11種成分只在花、葉中出現，而莖中未檢測到；3種成分僅在葉中檢測到。各成分在3個不同部位的相對含量有所差異，3個部位含量最高的成分均為苯甲醇，但相對含量有所區別，在花、莖、葉中分別為33.13%、38.64%、30.83%；其次為葉綠醇，在葉中相對含量為6.03%，但在花和莖中相對含量僅有1.88%和0.71%；6，10，14-三甲基-2-十五烷酮在花和葉中相對含量均在1%以上，而在莖中相對含量僅為0.35%；2，3-二甲基戊烷在花和莖中相對含量為1.84%、2.18%，而在葉中相對含量僅為0.95%。

在抗氧化活性測定中，落新婦花、莖、葉中揮發油對DPPH和羥基自由基均表現出一定的清除作用，對羥基自由基的清除能力略強于對DPPH自由基的清除。與陽性對照品L-抗壞血酸相比，對羥基自由基的清除能力略強于L-抗壞血酸，而對DPPH自由基的清除能力則小于L-抗壞血酸。表明落新婦花、莖、葉中揮發油具有一定的抗氧化活性，特別是對羥基自由基的清除。

本研究測定分析了落新婦花、莖、葉3個部位的揮發油成分，并對3個部位揮發油作體外抗氧化測定，為該植物進一步開發利用提供基礎理論依據。鑒定出的47種化合物中有多種化合物具有很好的藥理活性。如角鯊烯具有抗氧化、消除疲勞、增強機體活力、改善心肺功能以及降膽固醇、降血脂、調節免疫功能、防止動脈粥樣硬化的功效[17-18]；α-紫羅蘭酮能刺激肌肉生成以及減弱骨骼肌肌管萎縮[19]；β-紫羅蘭酮具有較強的抑癌作用[20]；葉綠醇能促進肌肉的發育以及影響糖脂代謝[21]；異植物醇是合成維生素E的原料[22]；苯甲醇可作為注射液的抑菌劑[23]等。相關揮發油的功能和藥效有待進一步深入研究。