香柏(变种)挥发油的研究与开发

[摘 要]【目的】分离分析香柏（变种）挥发油的化学成分，为香柏挥发油的开发利用提供理论依据。【内容】将香柏挥发油从干香柏枝叶粉末中提取分离纯化，再将提取的挥发油各个化学成分尽量分离，分析分离得到的各化学成分。结合文献等分析香柏挥发油化学成分的药用、工业价值。【方法】本实验采用水蒸气蒸馏法提取挥发油，柱层析法分离挥发油各化学成分，GC-MS方法及结合文献对分离得到的化学成分进行分析。【结果】本次试验经GC-MS鉴定得到到2种化合物。【结论】得到的化合物质谱图与数据库对比得到的化学结构均为为生物活性较强的倍半萜类化合物。

[关键词]香柏； 挥发油；柱层析分离；GC-MS；开发利用

中图分类号：R284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0073-02

许多植物都可产生挥发性物质，挥发物中有许多成分具有较强的生理活性。随着人们环境意识的增强以及对身心健康的日益重视，关于挥发物与人体健康之间的关系越来越受到人们的关注。

柏科属于含植物精油丰富的科属，在中国境内分布广泛，在景观绿化方面已广泛使用。其药理活性作用也正被进一步的研究开发。

中国应用中草药的历史悠久，药用资源丰富，有数千年的临床应用经验，结合现代科学技术的研究发展，中草药在抗菌、抗病毒方面的研究与开发具有很大的优势和潜力。但抗菌中药的研究主要是筛选研究，多数是用水煎剂或粗提取物进行实验，由于中药水煎剂和粗提取物中含有多种化学成分，其抗菌有效成分既不明确，含量也相对较少。近年的研究重点从筛选研究转向从中药提取有效成分进行活性抗菌研究。中药挥发油即为其中一类活性成分，由多种成分组成，除含有脂肪族和芳香族的烃及含氧化物外，大多含萜类，具有较好的抗菌效果。

本文重点研究产自四川省阿坝州的香柏（变种），对其挥发油的化学成分进行深入研究，为其挥发油的进一步开发利用作理论基础及支持。

1 实验 材料来源

本实验所用的香柏枝叶粉末产自四川省甘孜阿坝周境内。

2 实验仪器及试剂

电热套（功率：500W）；蒸馏瓶（2000 ml）；挥发油提取器；球形冷凝管； 锥形瓶

3 实验

3.1 提取步骤

提取工艺流程：准确称量香柏枝叶粉末水溶液进行浸泡挥发油提取器提取静置分离香柏精油。

（1）称取100g香柏枝叶粉末于ml圆底烧瓶中，加水浸没且液面不超过圆底烧瓶体积的2/3。将圆底烧瓶瓶口用封口胶封住，浸泡六小时。

（3）将装有浸泡好的香柏枝叶粉末和水混合液置于电加热套内，于烧瓶内加入几粒沸石，当加热至沸腾时开始计时，继续加热2-3小时。

（4）加热结束，记录挥发油提取器中挥发油液体的体积数据。将挥发油提取器取下静置一段时间，致挥发油提取器中的油水较好地分离，打开活塞，放走水，收集挥发油液体。

（5）重复（1）-（4）内容六次，合并收集的挥发油液体。

3.2挥发油的纯化

3.2.1仪器及试剂：玻璃棒、烧杯、注射器、无水硫酸钠、乙醚、

3.2.2操作：在混有水的挥发油液体中放入适量无水硫酸钠，轻轻震荡后充分静置（约30min左右），用注射器将挥发油液体吸取干净，得到澄清的挥发油液体。

3.3实验数据处理

挥发油提取率（ml/kg）=得油量/称取的香柏枝叶粉末量

单次提取试验中，得油量为1.8ml；称取的香柏枝叶粉末量为100g；

该单次提取实验中挥发油提取率，α=1.8ml/0.1kg=18ml/kg

本实验中六次提取获得的挥发油总量为10ml。

3.4 挥发油各成分分离

3.4.1分离方法

本实验采用硅胶填充的柱层析法分离出挥发油中的单体成分。

固定相：硅胶（200-300目）

流动相：不同比例的石油醚与乙酸乙酯混合液

3.4.2分离仪器及试剂

仪器：玻璃色谱柱、铁架台、烧杯、锥形瓶、径口直径较大的玻璃漏斗、玻璃棒

试剂：香柏挥发油、硅胶（200-300目）、石油醚、乙酸乙酯

3.4.3分离操作步骤

（1） 装柱。

本实验采用湿法装住装柱：将吸附剂与流动相混合，搅拌以除去空气泡，徐徐倾入色谱管中，然后再加入流动相，将附着于管壁的吸附剂洗下，使色谱柱表面平整。

称量：在天平上称取150g 200-300目硅胶于烧杯中。

匀浆：将称量好的硅胶在烧杯中与400ml石油醚搅拌混合30min左右，确定其均匀混合。将充分均匀混合的浆液置于超声机内超生脱气。

装柱：玻璃色谱柱柱底用棉花塞紧，加少量石油醚润湿，使其紧贴色谱柱内壁，并排除底部气泡。将②制成的匀浆在玻璃棒的引流作用下缓慢倒入色谱柱；同时打开色谱柱底端活塞，接得的石油醚可用来冲洗色谱玻璃管内壁上粘附的硅胶。

压实：待色谱柱内的石油醚页面降至硅胶表面时，关紧活塞，不断轻击色谱玻璃柱，以排除装柱过程中形成的气泡。持续敲击管面，直至硅胶面10分钟内不再下降且10分钟内未见气泡逸出。

（2）上样

样品准备：本实验采用干法上样。于适量干硅胶中加入一毫升提取得到的挥发油，充分研磨混合。分九次将剩下的9ml挥发油与硅胶充分研磨混合。

上样：将（5）中研磨得到的样品用药勺缓慢由柱口加入色谱柱，尽量使其呈平面分布。

（3）过柱及收集

本实验中柱体积：

将装好硅胶的玻璃色谱柱下面活塞打开，控制一定流速放出石油醚液体至页面刚好接触玻璃柱内的硅胶表面，关闭活塞。记录接得的石油醚体积为110ml，匀浆时共加入的石油醚体积为400ml。即本次过柱实验中

柱体积：400ml-110ml=290ml

本实验中，挥发油上样量为10ml，量较大，每隔50ml换收集容器，并将前一个收集到的液体置于旋转蒸发仪上，将温度控制在 ℃左右，蒸出洗脱液。蒸好的挥发油成分与石油醚的混合液移至标有对应号码的小瓶子中。装有混合液的小瓶子敞口放置，待石油醚彻底挥发，再用封口胶密封，防止挥发油挥发损失。

在收集的过程中，要频繁地在玻璃色谱柱滴管底部用毛细管吸取液体在薄层板上点板，以判断是否有物质，从而决定更换洗脱剂比例的时间。

该实验中，洗脱剂比例以及对应的收集瓶号码如下：

纯石油醚：1-24号

石油醚∶乙酸乙酯：80∶1 25-76号

石油醚∶乙酸乙酯：70∶1 77-85号

石油醚∶乙酸乙酯：60∶1 86-98号

石油醚∶乙酸乙酯：50∶1 99-111号

石油醚∶乙酸乙酯：40∶1 112-125号

石油醚∶乙酸乙酯：30∶1 126-134号

石油醚∶乙酸乙酯：20∶1 135-150号

（4）提取产物与溶剂分离

将各比例下收集得到的成分在收集瓶中按号码排列敞口放置，挥去易挥发的洗脱剂。

3.5 合并样品

观察未合并前的各洗脱液比例对应的样品瓶，去除经点板鉴定无化合物的空瓶。

余下有化合物的收集瓶里，1-6号瓶中有无色透明油状物；32-38号内为淡黄色的透明油状物；78-85号瓶壁上形成针尖状晶体；112-123号瓶内为白色絮状物质。

经薄层板点样分析，对比。1-6 号Rf值相同 ；32-38号Rf值相同；78-85号 Rf值相同；112-123号Rf值相同 。

4 挥发油化学成分分析

4.1分析方法

本次实验中，最终得到的各样品由GC-MS法进行分析。

4.1.1实验条件

气相色谱条件：色谱柱：HP-1 MS；30 m x 0.250 mm x 0.1 μm；载气：高纯氦气（纯度9.999%）；载气总流速：83.999 mL/min；分流比：80 ：1 ；进样量0.5uL；进口温度；230 °C ；进样口压力：9.3246 ps；程序升温方法：80℃ （5min）， 以 10℃/min升到140 °C （1min），再以5℃/min 到180℃，最后8℃/min 到210℃（3min）。

质谱条件：采集模式；全扫描；溶剂延迟时间：5.00 min；EMV模式：增益系数；增益系数：1.00；EM电压 ：1718；扫描质量数范围：40.0-500.0；离子源温度：230 ℃；四极杆温度：150℃。

5.实验结果

实验中经GC-MS检测得到的谱图（图2所示为试验中混合物质气相色谱图）

本实验得到了图2中保留时间为12.816和13.586峰对应化合物谱图，分别见图3、4、5、6。

保留时间为12.816的峰对应化合物的气相色谱图（图3）和质谱图（图4）

保留时间为13.586的峰对应化合物的气象色谱图（图5）和质谱图（图6）

6 结论

6.1化合物信息

结合图3、4与数据库匹配得到保留时间为12.816的峰对应的化合物为 Elemol （榄香醇）（38号瓶化合物）。又称榄香脑，熔点52.5～53.5℃。沸点133℃（799.932Pa）。相对密度0.9222。旋光度-9.59？（苯中）、-4.35？中）。本品为一种倍半萜烯。

结合图5、6与数据库匹配得到保留时间为13.585的峰对应的化合物为Cedrol（雪松醇）（83号瓶化合物）。纯品是白色晶体。具有温和的杉木芳香。 溶于乙醇。 一种倍半萜醇，广泛用于木香、辛香和东方型香精中。也大量用作消毒剂和卫生用品的增香剂。

7.前景展望

植物挥发油，特别是芳香类多数具有抗菌作用。提取植物挥发油不仅对香 料、食品、日用化妆品工业生产具有实用价值，而且对人类保健也有重要意义。近年的研究也表明，从植物中提取挥发油，利用其较好的抗菌效果。

香柏枝叶，作为一种挥发油提取率较高的材料，取材便宜，经试验证明，多含生物活性较强的单萜、倍半萜烯醇类化合物，其在抗虫、空气净化消毒等方面，具有较大的市场开发前景。