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亚洲薄荷精油化学成分与生物活性研究

文献类型:学位论文

作者艾米拉·奥肯
答辩日期2021-06-03
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院新疆理化技术研究所
导师买吾兰江·买提努尔
关键词亚洲薄荷 精油 化学成分 生物活性 提取工艺
学位名称硕士
学位专业有机化学
英文摘要

在植物学中,唇形科(Lamiaceae)植物约包含有25种芳香性植物。薄荷属植物因其丰富的遗传变异、物种多样性和种间杂交而种属不确切,约有15种。薄荷属植物主要化学成分有精油、萜类、有机酸类、黄酮类等组成,世界上有三大芳香性植物,其中一个是薄荷属植物,其具有抗炎、保肝利胆、抗菌、镇痛等多种的药理作用,薄荷属植物是唇形科植物中一种用途非常广泛的中草药,从薄荷属植物中提取的精油等天然产物被广泛地应用于医药、食品、化妆品、香料、烟草等工业领域。其功效主要为清热解毒,因而可用于治疗风热感冒、喉咙肿痛、牙痛、喉痹、口舌生疮、风疹、荨麻疹等疾病。本研究以水蒸气蒸馏法提取薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)、亚洲薄荷(Mentha asiatica Boriss.)、留兰香(Mentha spicata L.)、唇萼薄荷(Mentha pulegium L.)等四种薄荷精油,利用气相色谱四极杆飞行时间质谱(GC-QTOF-MS)通过极性和非极性毛细管柱进行定性分析,利用气相色谱-氢火焰离子化检测器(GC-FID)相结合进行定量分析。结果表明:薄荷精油主要成分为薄荷醇(70.51%),唇萼薄荷精油主成分为胡薄荷酮(69.30%),氧化胡椒酮(62.57%)是亚洲薄荷精油的主要成分。香芹酮(74.00%)为留兰香精油的主要成分。四种薄荷属植物之间种类差异与其精油化学组成有关。此外,测定四种薄荷挥发油对 DPPH 自由基(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)与ABTS 自由基(2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)的半数抑制浓度(IC50)。抗菌试验显示四种薄荷精油对被测菌株(白色念珠菌和金黄色葡萄球菌)具有较好的抗菌活性。由于四种薄荷精油均有抗氧化、抗菌活性,在医药和化妆品工业中具有很高的替代应用潜力。本研究采用水蒸汽蒸馏法(SD)、亲脂溶剂(正己烷)萃取法(LSE)、超临界CO2流体萃取法(SC-CO2)等三种方法提取亚洲薄荷中易挥发性成分,分析提取方法对亚洲薄荷挥发性成分的影响。从提取率,化学成分,生物活性等方面进行比较研究。运用气相色谱-四极杆飞行时间串联质谱(GC-QTOF-MS)对亚洲薄荷精油中化学成分进行研究,用火焰离子化检测器(GC-FID)进行化学成分的半定量及生物活性等方面考察不同提取方法对亚洲薄荷精油有无差异。结果表明,水蒸气蒸馏法提取精油得率较低,但具有较好的抗菌抗氧化活性。因此,采用响应面法优化水蒸气蒸馏提取工艺,通过三因素三水平Box-Benhnken试验设计及响应面分析法优化得到提取亚洲薄荷精油的最佳工艺。最佳提取工艺条件为提取时间3 h、料液比1︰10、浸提时间3 h的工艺条件下,亚洲薄荷精油得率最高,可达0.38%,与理论值接近(0.40%)。水蒸气蒸馏法(SD)考察提取参数对精油产率的影响,结果表明:水蒸气蒸馏法提取挥发油得率的影响因素主次为:浸泡时间>料液比>提取时间。唇形科(Labiatae family)薄荷属(Mentha L.)植物亚洲薄荷(Mentha asiatica Boriss.)是多年生草本植物,从古至今常用的传统药用植物之一,国内大部分分布于新疆各个地区,也有分布在四川、西藏等地区,国外主要分布在中亚各国。为了更深入的了解新疆野生亚洲薄荷物质基础,我们对该植物地上部分提取精油化学成分进行了深入的研究。经过系统的研究,从该药材挥发性成分当中总共检测52个组分,共鉴定出45个化合物。首先采用硅胶柱层析法对精油进行初步分离,根据薄层结果,适当分段。共得到8个片段,然后再对每一个片段进行初步抗菌活性筛选,发现8个片段均有抗菌活性,但抑菌能力有差异,然后采用制备气相色谱从挑选出的片段中分离亚洲薄荷精油组分单体,通过13C NMR和1H NMR,结合GC-QTOF-MS鉴定分离得到的10个化合物。它们分别为:桧烯(Sabinene),柠檬烯(Limonene),β-石竹烯(β-caryophyllene),(1R*,3S*,5R*)-桧烯乙酸酯((1R*,3S*,5R*)-sabinyl acetate),氧化胡椒酮(Piperitone oxide),环氧胡椒烯酮(Rotundifolone),百里香酚(Thymol),胡椒酮(Piperitone),4-羟基胡椒酮(4-hydroxypiperitone),雪松醇(Cedrol)。通过以上研究,首次揭示了新疆野生亚洲薄荷的化学成分和含量特征,在10个化合物中,以4-羟基胡椒酮和百里香酚为抗菌活性最佳并研究了这两种化合物对白念珠菌的抑制作用及其相关机制,为今后药物的开发提供参考依据和新的思路。这些工作为新疆特色药用植物资源的开发利用和新药研发提供了积累经验,为亚洲薄荷的后期研发提供了科学依据和支持。

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源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/7934]  
专题新疆理化技术研究所_资源化学研究室
推荐引用方式
GB/T 7714
艾米拉·奥肯. 亚洲薄荷精油化学成分与生物活性研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:新疆理化技术研究所

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