■李小瑩 陳淼芬 丁婷玉 張民達 曾建國, 謝紅旗*
(1.湖南農(nóng)業(yè)大學園藝學院,湖南長沙410128;2.湖南農(nóng)業(yè)大學中獸藥湖南省重點實驗室,湖南長沙410128;3.湖南農(nóng)業(yè)大學分析測試中心,湖南長沙410128)
博落回屬(Macleaya R. Br.)為罌粟科下屬,屬內含博落回[Macleaya cordata (Willd.) R. Br.]與小果博落回[Macleaya microcarpa (Maxim.) Fedde]兩種藥用植物。博落回屬植物均系為多年生高大草本,主要分布在中國、東南亞、南美以及歐洲等地區(qū)。作為傳統(tǒng)藥用植物,博落回屬植物已有1 000多年的藥用歷史[1-2],現(xiàn)代研究表明博落回屬植物具多種藥理活性,如抗菌[3]、抗炎[4]、殺蟲[5]、抗癌[6-7]、促生長[3]等作用。2005年博落回被歐洲食品管理局(EFSA)批準用于生產(chǎn)動物飼料添加劑Sangrovit?,其葉子、果實和種子的粉末混合提取物是飼料添加劑Sangrovit?的主要部分,血根堿和白屈菜紅堿被認為是Sangrovit?的主要活性成分[9]。2009年,曾建國研究團隊利用博落回開發(fā)出國內第一個二類中獸藥-美佑壯,成為后抗生素時代的領跑者;郁建生等開發(fā)的博落回注射液也廣泛應用于各種家禽的抗菌、消炎、抗病毒;同時博落回還被開發(fā)成博落回生物殺蟲劑、博落回腫癢酊以及能源調節(jié)劑SensoPower?等[10-12]。
博落回屬植物中主要含生物堿、揮發(fā)油、苯丙素類、三萜類、甾體等多種成分。姚默[13]對小果博落回揮發(fā)性成分進行研究,分離出59 個化合物,鑒定了38個揮發(fā)性成分。劉秀斌等[14]采用超臨界CO2萃取博落回種子油發(fā)現(xiàn)含有花生酸、亞麻酸、亞油酸、順-13-十八烯和順-11-二十碳烯酸等。
在飼料添加劑行業(yè)中,中草藥飼料添加劑占據(jù)優(yōu)勢地位?;趯Α疤婵埂敝胁菟幮惋暳咸砑觿┑年P注,本研究運用HS-SPME-GC-MS 法對博落回屬植物不同部位的揮發(fā)性成分進行提取與比較,為各藥用部位的充分利用提供理論依據(jù),并為博落回屬植物作為飼料添加劑的進一步開發(fā)利用提供新思路。
材料采于國家中藥材生產(chǎn)(湖南)技術中心核心基地,經(jīng)曾建國教授鑒定為博落回與小果博落回。
GC-MS-QP2010 氣相色譜-質譜聯(lián)用儀(日本島津儀器公司);GL-3250磁力攪拌器(海門市其林貝爾儀器制造有限公司);聚二甲基硅烷萃取頭-65 μm(美國Supelco 公司);Retsch MM400型球磨機(廣州艾威儀器科技有限公司);METTLER AE240型電子天平(瑞士梅特勒-托利多公司)。
1.3.1 樣品處理
將采收的博落回與小果博落回置于40 ℃恒溫烘箱,烘干后將根、莖、葉、果分別用球磨機粉碎過2 號篩,備用。
1.3.2 頂空固相微萃取條件
博落回根精密稱取20 mg,置于15 ml頂空瓶中,并將其置于磁力攪拌器平面上插入裝有萃取頭的手動進樣器,70 ℃下預熱40 min,再將萃取頭伸出頂空萃取40 min,,取出后立即插入色譜儀240 ℃進樣口,解吸5 min。其余樣品同上。
1.3.3 色譜條件
色譜柱:CD-WAX(30 m×25 mm,0.25 μm);載氣:氦氣;流速:0.98 ml/min;柱溫:60 ℃;進樣口溫度:240 ℃;溫度程序:起始溫度60 ℃保持2 min,3 ℃/min的速度升至100 ℃并保持5 min,3 ℃/min的速度升至190 ℃并保持5 min,10 ℃/min的速度升至220 ℃并保持2 min。
1.3.4 質譜條件
離子源:EI 源;離子源溫度:200 ℃;接口溫度:220 ℃;掃描模式:全掃描;掃描時間:2~59 min;掃描范圍(M/Z):45~500。
采用上述條件對樣品進行處理與檢測,譜圖見圖1。通過NIST 數(shù)據(jù)庫及面積歸一化對各個質譜峰進行分析,確定其成分并進行比較,共分離并鑒定了博落回屬植物中123 種揮發(fā)性成分。從博落回的根中分離出61個成分,并對55個成分進行了鑒定,占總揮發(fā)性成分的90.16%;從小果博落回的根中分離出48個成分,并對40 個成分進行了鑒定,占總量的83.33%;從博落回的莖中分離出54個成分,并對47個成分進行了鑒定,占總量的87.04%;從小果博落回的莖中分離出46個成分,并對42個成分進行了鑒定,占總量的91.30%;從博落回的葉中分離出56個成分,并對52個成分進行了鑒定,占總量的92.86%;從小果博落回的葉中分離出55 個成分,并對49 個成分進行了鑒定,占總量的89.09%;從博落回的果中分離出82個成分,并對76 個成分進行了鑒定,占總量的92.68%;從小果博落回的果中分離出56 個成分,并對51 個成分進行了鑒定,占總量的91.07%
博落回與小果博落回各生長部位中均含有芳姜黃酮、芳樟醇、金合歡烯、(S)-β-雙代謝烯、(-)-β-curcumene、4,5,9,10-脫水異松葉烯、6-methyl-2-(4-methylphenyl)heptan-4-one、百里酚、香芹酚等9 個成分,且芳姜黃酮與(S)-β-雙代謝烯的相對百分含量均高于1.0%。博落回根、葉、果與小果博落回根、葉、果中含量最高的揮發(fā)性成分均為β-倍半水芹烯,其它主要成分有姜烯、反式石竹烯、(S)-β-雙代謝烯;博落回莖中含量最高的揮發(fā)性成分為芳姜黃酮,其次為α-姜黃烯、(1R,4S,5S)-1,8-dimethyl-4-prop-1-en-2-ylspiro[4.5]dec-8-ene;小果博落回莖中含量最高的揮發(fā)性成分為(1R,4S,5S)-1,8-dimethyl-4-prop-1-en-2-yl-spiro[4.5]dec-8-ene,其次為α-姜黃烯、10-鄰苯二酚、紫穗槐二烯,博落回與小果博落回各生長部位中含量最高的揮發(fā)性成分相對百分含量均高于20.0%。其余成分均有差異。具體結果見表1(僅列出含量大于1%的揮發(fā)性成分)。
圖1 博落回屬植物各個部位的TIC圖譜
在以前的研究中,多采用水蒸氣蒸餾法與超臨界CO2萃取法對揮發(fā)性成分進行提取,水蒸氣蒸餾法用時較長、操作繁瑣,且高溫可能會使一些熱不穩(wěn)定成分分解而導致?lián)]發(fā)性成分部分損失。而頂空固相微萃取法用時較短、用量較少、操作簡單、無需使用提取溶劑,且極大程度地對揮發(fā)性成分進行了保留,故頂空固相微萃取法可作為一種新型通用的方法對揮發(fā)油進行提取。
使用頂空固相微萃取法時,萃取頭的填料因影響揮發(fā)性成分提取及分離效果則顯得尤為重要。本研究首先對萃取頭進行了篩選,分別采用粉色、灰色與白色萃取頭對博落回莖中的揮發(fā)性成分進行萃取和檢測,結果表明粉色萃取頭對于揮發(fā)性成分吸附及分離效果最好,故選擇粉色萃取頭來對本研究的揮發(fā)性成分進行萃取。且因所采樣品產(chǎn)地、季節(jié)、批次及揮發(fā)性成分提取方式的不同,可能會導致本研究與之前文獻中所鑒定的揮發(fā)性成分會有所差異。
隨著飼料替抗標準制定工作的進行,“替代抗生素”這一話題顯得尤為重要,而目前中草藥型飼料添加劑因其獨特的優(yōu)勢作為“替抗”產(chǎn)品是極具潛力的選擇。由本研究可知,博落回屬植物不同部位均具作為飼料添加劑的條件與優(yōu)勢,其不同生長部位可用作不同作用中草藥型飼料添加劑的原料。如博落回根、葉、果與小果博落回根、葉、果中含量最高的揮發(fā)性成分β-倍半水芹烯具抗病毒、抗?jié)兊榷喾N藥理活性[15],博落回根等六個生長部位中均含有的成分百里酚對飼料中霉菌具較強的抑制作用[16],可迅速穿透致病微生物的細胞膜,改變H+和K+的滲透性,破壞細胞線粒體正常生化反應達到殺菌的目的,還可抑殺有害病原體,保護腸道微生態(tài)平衡,促進生長,提高免疫力。而博落回根等生長部位中含量均高于20%的成分姜烯則有抗菌消炎、殺蟲、抗?jié)兊榷喾N作用[17],還可增強胃液的分泌和腸壁的蠕動,從而幫助消化,促進生長及提高免疫力。對于現(xiàn)代飼料工業(yè)而言,抗菌抗炎型飼料添加劑占主導地位,而博落回屬植物不同生長部位中的具多種藥理作用的揮發(fā)性成分作為飼料添加劑應用于飼料中,既可對其進行充分開發(fā)與利用,又可為飼料添加劑行業(yè)的發(fā)展提供思路與討論。