一种錾菜挥发油的提取纯化和检测方法及其应用技术领域
本发明涉及天然产物有效成分提取技术领域，特别是涉及一种錾菜挥发油的提取
纯化和检测方法及其应用。
背景技术
錾菜(Leonurus pseudo-macranthus Kitag)，属于唇形科、益母草属植物，别名白
花益母草、山玉米。以全草入药，有效成分为益母草素(Leonurin)，内服可使血管扩张而使
血压下降，并有颉抗肾上腺素的作用，可治动脉硬化性和神经性的高血压，又能增加子宫运
动的频度，为产后促进子宫收缩药，并对长期子宫出血而引起衰弱者有效，故广泛用于治疗
妇女闭经、痛经、月经不调、产后出血过多、恶露不尽、产后子宫收缩不全、胎动不安、子宫脱
垂及赤白带下等症。其在我国分布广泛，主要分布于辽宁、河北、山西、陕西、甘肃、山东、江
苏、安徽、河南等地。生于山坡或丘陵地上，海拔100-1200米。
挥发油(volatile oils)，又称精油(essential oils)，是一类在常温下能挥发
的、可随水蒸汽蒸馏的、与水不相混的油状液体的总称。大多数挥发油具有芳香气味。挥发
油是一类重要的活性成分，临床上除直接应用主要含挥发油的生药外，还可应用从中精制
的挥发油，如桉叶油、薄荷油等。挥发油具有发散解表、芳香开窍、理气止痛、祛风除湿、活血
化瘀、祛寒温里、清热解毒、解暑祛秽、杀虫抗菌等作用，如薄荷油用驱风健胃，当归油镇痛，
柴胡油退热，土荆芥油驱肠虫等，此外，挥发油还广泛应用于香料、食品与化妆品等的生产。
目前，对于錾菜的研究较少，多采用内服煎汤，或者捣烂或研磨调敷外用；还未有
关于錾菜挥发油提取与使用的报道。因此，随着天然产物精细化应用的逐步实施，以及为进
一步的拓展錾菜的应用领域，有必要对錾菜挥发油的提取与使用开展研究。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种錾菜挥发油的提取纯化和
检测方法及其应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种錾菜挥发油的提取纯化方法，步骤如下：
(1)将錾菜粉碎，加水后搅拌进行水蒸气蒸馏提取，得含挥发油水系；
(2)向含挥发油水系中加入有机溶剂进行萃取，弃去分出的水层，向含挥发油的有
机溶剂中加入脱水干燥剂脱水，过滤回收有机溶剂，即得到干燥纯净的挥发油。
优选的，步骤(1)中，将錾菜粉碎至粒径为50-100目；进一步优选的，将錾菜粉碎至
粒径为60目。
优选的，步骤(1)中，錾菜和水加入的质量比为1：2～5，进一步优选为1:3。
优选的，步骤(1)中，水蒸气蒸馏提取时间为3-6h。
优选的，步骤(2)中，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、丙烯酸乙酯、正己烷和乙醚中的
一种或几种；进一步优选为乙醚。
优选的，步骤(2)中，所述脱水干燥剂选自无水硫酸钠或无水硫酸钙；进一步优选
为无水硫酸钠。
本发明的第二方面，提供一种錾菜挥发油的检测方法，步骤如下：
(1)按上述方法提取纯化錾菜挥发油；
(2)采用气相色谱-质谱法对錾菜挥发油进行分析检测。
优选的，步骤(2)中，分析检测的条件为：HP-5MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)；
载气：氦气；流速：1.2mL/min，溶剂延迟3min；升温程序：初始温度为60℃，保持1min，以8℃/
min升温到200℃，保持5min，再以5℃/min升到280℃，保持2min。离子化方式：EI，70eV；离子
源温度：250℃；载气：氦气；柱流速：1.2mL/min。
本发明的第三方面，提供由上述提取纯化方法得到的錾菜挥发油。经分析检测，本
发明的錾菜挥发油的化学成分包括：香紫苏醇、β-石竹烯、早熟素、β-桉叶烯、檀香脑、湿地
松酸、喇叭烯、环氧异香树烯和α-长叶蒎烯。
本发明的第四方面，提供上述錾菜挥发油在作为抑菌剂中的应用；所述抑菌剂对
金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌和绿脓杆菌具有较好的抑菌效果，可用于食品、药品、
化妆品和保健品等领域。
本发明的有益效果：
本发明首次采用水蒸气蒸馏和有机萃取技术提取纯化得到錾菜挥发油，提取纯化
方法工艺简单，成本低，制备工艺中的蒸馏水和有机溶剂能够重复利用，经本发明制备工艺
获得的挥发油含水率低，同时经试验验证具有良好的抑菌活性，对金黄色葡萄球菌、枯草杆
菌、大肠杆菌和绿脓杆菌均有良好的抑菌作用，适合工业化生产应用。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另
有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常
理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中对于錾菜的研究较少，多采用内服煎汤，或者
捣烂或研磨调敷外用；还未有关于錾菜挥发油提取与使用的报道，基于此，本申请提出了一
种錾菜挥发油的提取纯化和检测方法。
在本申请的一种实施方案中，提供了一种錾菜挥发油的提取纯化方法，步骤如下：
(1)取新鲜錾菜洗净晾干后，粉粹至粒径为50-100目，加入蒸馏水后搅拌进行水蒸
汽蒸馏，得含挥发油水系；
(2)向含挥发油水系中加入有机溶剂进行萃取，弃去分出的水层，向含挥发油的有
机溶剂中加入脱水干燥剂脱水，过滤回收有机溶剂即得到干燥纯净的挥发油。
本申请在实验研究中发现，錾菜粉粹目数的大小会影响挥发油的提取率，粉碎颗
粒过大，会使水蒸汽从原料间隙流出，从而使得提取率降低，且浪费资源；而粉粹的粒径过
小，则使得水蒸汽无法均匀透过原料，导致蒸汽从冲开的原料中逸出，同样导致提取率不
高。经优选实验发现，錾菜粉粹的目数以50-100目为宜，可以保证较高的挥发油提取率。在
本申请的一种优选实施方案中，錾菜粉粹的目数为60目，相对于其他的粉碎目数取得了最
优的挥发油提取率。
在进行水蒸气蒸馏提取时，适宜的提取时间能够保证尽可能由錾菜中提取出挥发
油组分，同时也避免提取时间过长造成的资源浪费。本申请在实验过程中以挥发油提取率
为考察指标，对水蒸气蒸馏提取的时间进行了优化，发现提取时间以3-6h为宜，可以最大程
度的将錾菜中的挥发油提取出来，同时避免资源的浪费。
由于关于錾菜有效成分的研究很少，对于錾菜挥发油的提取更是技术上的空白，
因此，如何选择提取方法，如何选择有机溶剂，是錾菜挥发油提取的难点所在。本申请在实
验过程中对多种不同极性的有机溶剂进行了筛选，结果发现：以乙酸乙酯、丙烯酸乙酯、正
己烷、乙醚作为有机溶剂，錾菜挥发油的提取率较优。在本申请的一种优选实施方案中，以
乙醚作为有机溶剂，相较于其他的有机溶剂具有更好的挥发油提取率。
在本申请的另一种实施方式中，提供了一种錾菜挥发油的检测方法，步骤如下：
(1)按上述方法提取纯化錾菜挥发油；
(2)采用气相色谱-质谱法对錾菜挥发油进行分析检测。分析检测的条件为：HP-
5MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)；载气：氦气；流速：1.2mL/min，溶剂延迟3min；升温程
序：初始温度为60℃，保持1min，以8℃/min升温到200℃，保持5min，再以5℃/min升到280
℃，保持2min。离子化方式：EI，70eV；离子源温度：250℃；载气：氦气；柱流速：1.2mL/min。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具
体的实施例和对比例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道
购买得到。
实施例1：錾菜挥发油的提取纯化
(1)取400g新鲜錾菜洗净晾干后粉粹至粒径为60目，加入1200g蒸馏水后搅拌进行
水蒸汽蒸馏，蒸馏提取时间为45h，得含挥发油水系；
(2)向含挥发油水系中加入乙醚进行萃取，弃去分出的水层，向含挥发油的乙醚溶
液中加入无水硫酸钠脱水，过滤回收乙醚，即得到干燥纯净的挥发油，提取率为1.32％，挥
发油中的含水率为0.55％。
实施例2：錾菜挥发油的检测
采用GC-MS对实施例1得到的錾菜挥发油进行检测，具体检测条件如下：HP-5MS色
谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)；载气：氦气；流速：1.2mL/min，溶剂延迟3min；升温程序：初始
温度为60℃，保持1min，以8℃/min升温到200℃，保持5min，再以5℃/min升到280℃，保持
2min。离子化方式：EI，70eV；离子源温度：250℃；载气：氦气；柱流速：1.2mL/min。共检测出
錾菜挥发油中化学成分49种，具体化学成分及相对含量见表1。
表1錾菜挥发油化学成分
对比例1：錾菜挥发油的提取纯化
将步骤(1)中錾菜粉碎的粒径调整为40目，其余操作同实施例1，制备得到挥发油，
提取率为1.15％，挥发油中的含水率为0.72％。
对比例2：錾菜挥发油的提取纯化
将步骤(1)中錾菜粉碎的粒径调整为120目，其余操作同实施例1，制备得到挥发
油，提取率为0.96％，挥发油中的含水率为0.64％。
对比例3：錾菜挥发油的提取纯化
将步骤(2)中“向含挥发油水系中加入乙醚进行萃取”调整为“向含挥发油水系中
加入二氯甲烷进行萃取”，其余操作同实施例1，制备得到挥发油，提取率为1.25％，挥发油
中的含水率为0.76％。
对比例4：錾菜挥发油的提取纯化
将步骤(2)中“向含挥发油水系中加入乙醚进行萃取”调整为“向含挥发油水系中
加入甲苯进行萃取”，其余操作同实施例1，制备得到挥发油，提取率为1.20％，挥发油中的
含水率为0.69％。
实施例3錾菜挥发油的抑菌作用
1.试验菌种和培养基
试验菌种：选择四种细菌菌株用于抑菌试验，包括革兰氏阳性菌：金黄色葡萄球菌
(ATCC6538)，枯草芽孢杆菌(ATCC 6633)和革兰氏阴性菌：大肠杆菌(ATCC 25922)，绿脓杆
菌(ATCC 27853)。
试验用培养基：细菌MHB(Mueller Hinton Broth)培养基。
2.试验方法
(1)灭菌：
将实验所需要的培养基、试管、培养皿、滤纸片(6mm)、枪头、蒸馏水等在121℃湿热
灭菌20min，灭完菌将其放置超净工作台紫外灭菌30min。
(2)菌悬液的配制：
从经过活化的菌体斜面上挑取一环菌体接种于相应的MHB培养基中，放入恒温摇
床中37℃条件下隔夜培养。分别吸取以上培养好的处于对数生长期的供试菌液0.5mL，用MH
肉汤稀释成0.5麦氏比浊标准的菌悬液。再用MH肉汤将上述菌悬液进行1∶100稀释后，得到
1-2×106CFU/ml备用。
(3)供试药物：
对照药物：氯霉素；样品：实施例1所得錾菜挥发油的5mg/mL稀释液。
(4)抑菌活性的测定：
采用滤纸片法测定抑菌活性。无菌条件下，在已灭菌的培养皿中倾入MHA培养基
20mL，冷却凝固后制成固体平板。向每个固体平板中加入100μL已稀释好的菌悬液，涂布均
匀，放置5min，使培养基充分吸收菌液。用记号笔在有菌琼脂平板上标号。用无菌镊子将灭
完菌的干燥的滤纸片夹出，放入写相应对照编号的培养皿中，向灭完菌的干燥的滤纸片滴
加配制好的样品溶液或氯霉素溶液10μL，每个样品做三个平行，放入37℃恒温培养箱培养
24h。培养时间到后取出培养皿观察透明抑菌圈，采用十字交叉法用测微尺测量每个抑菌圈
两个垂直方向的直径大小，取其平均值(mm)为测定结果，每项抑菌实验均平行重复3次。以
抑菌圈直径的大小来进行抑菌活性强弱的判定，抑菌圈表现得越大，则表明其抗菌活性也
就越强。
(5)MIC的测定：
吸取稀释好的菌液加于96孔细胞培养板中，每孔100μL，并加入已配置好的不同浓
度的药物100μL。倒数第二孔不加药物(仅加培养基和细菌)加入稀释菌液100μL，为细菌生
长对照孔。最后一列为阳性对照氯霉素。置于振荡器上振荡1min，使孔内溶液充分混匀后，
将96孔板振荡摇匀后置于37℃恒温培养箱中培养16-18小时后，向每孔中加入用无菌水配
置的1％TTC(2,3,5-三苯基氯化四氮唑)溶液20μL，振荡摇匀于37℃恒温培养箱中培养30到
60分钟，观察每孔颜色变化。取未呈现颜色变化的最后一孔所含挥发油浓度为其最低抑菌
浓度MIC。
重复所有MIC值的测量一式三份。
3.实验结果
抑菌效果用最小抑菌浓度MIC表示，测量结果见表2。
表2錾菜挥发油抑菌活性
由表2可以看出，錾菜挥发油对4种供试菌均有一定的抑制作用，其对金黄色葡萄
球菌的最低抑菌浓度为0.156mg/mL，对枯草杆菌的最低抑菌浓度为0.039mg/mL，对大肠杆
菌的最低抑菌浓度为大于2.50mg/mL，对绿脓杆菌的最低抑菌浓度为大于2.50mg/mL。
上述实验结果说明錾菜挥发油可作为天然抗菌剂用于食品、药品保健品或化妆品
行业，代替有毒副作用的合成抗菌剂。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技
术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。