GC-MS法对广西莪术不同种质类型高挥发油含量的测定

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　　摘要：用水蒸气蒸馏方法提取挥发油，用GC-MS对广西莪术（Curcuma kwangsiensis）不同种质类型高挥发油含量的成分进行分析，测定其所含的挥发油成分与各成分含量。结果表明，广西莪术不同种质类型高挥发油类型既存在共有挥发油成分，又存在特有的挥发油成分，同一成分不同种质类型所得的质量分数各不相同，检出色谱峰的个数差别也较大，共检出31种化合物。经分析得出C-108、D-16、D-11、D-3共4个优良品种，不同含量的挥发油与其所含的化学成分和有效成分存在一定相关性，可为莪术挥发油的质量控制及选育广西莪术优良新品种提供科学依据。
　　关键词：广西莪术（Curcuma kwangsiensis）;高挥发油含量;GC-MS;化学成分
　　中图分类号：O657.7+2;S567.23+9         文献标识码：A
　　文章编号：0439-8114（2020）01-0131-04
　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.01.029           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Abstract： Steam distillation method using GC-MS of different germplasm Curcuma kwangsiensis high volatile oil content of the composition analysis， determine its composition and contains volatile oil content of each component.The result showed that different germplasm Curcuma kwangsiensis high volatile oil content types there are both volatile oil from volatile oils， and there peculiar volatile oil components， the same composition of different germplasm resulting mass fraction varies， the number of detected peaks are large differences of detected in 31 kinds of compounds.The results of C-108，D-16，D-11，D-3 the four varieties. With different content of volatile oil contains chemicals and active ingredients there is a certain correlation between the results of this study can be volatile oil quality control and breeding new varieties Curcuma provide a scientific basis.
　　Key words： Curcuma kwangsiensis; high volatile oil content; GC-MS; chemical composition
　　廣西莪术（Curcuma kwangsiensis）为姜科姜黄属植物的干燥根茎，是中国药典收载品种。味辛、苦，性温，归肝、脾经，具有行气破血、消积止痛的作用。用于癥瘕痞块，瘀血经闭，胸痹心痛，食积胀痛，早期宫颈癌，是临床常用的活血化瘀药物[1]。现代研究表明，莪术中的主要化学成分为萜类及倍半萜衍生物，包括莪术烯、β-榄香烯、新莪术二酮、α-蒎烯、沉香醇等[2-4]，其药理作用主要有抗肿瘤[5]、抗病毒、抗炎[6]及放疗化疗保护作用[7]。
　　广西是广西莪术的主产区，近年来对广西莪术的研究也多集中在对其挥发油的提取工艺[8]，不同炮制品的挥发油成分分析[9]及药理作用上[10]，在优良品种选育方面的研究较少，有产地差异等相关研究，广西莪术种质资源及种内变异的研究少有报道。本研究对不同种质类型广西莪术从产量、挥发油颜色等方面进行考察的基础上，采用气相色谱-质谱联用技术对高挥发油含量的广西莪术成分进行分析，研究挥发油含量与成分之间的关系，结合植物形态和药材性状综合研究，旨在为选育优质的广西莪术新品种提供科学依据。
　　1  材料与方法
　　1.1  供试材料
　　研究选用不同种质类型广西莪术单株材料，采自广西玉林、兴业、钦州、灵山、贵港、桂平、平南、青塘、横县、邕宁等地，经过广西中医药大学王建教授鉴定均为广西莪术。按编单株繁殖成株系，集中种植在广西莪术适合种植地区——广西南宁市仙葫区基地，并统一栽培管理，保证了除种质本身存在差异外其他条件（栽培基地件、气候条件、田间管理、施肥种类、施肥时间与数量等）完全一致，即保证了非处理因素的一致性。试验经过两年株系繁殖（群体遗传基本稳定）。经过考种分析，发现部分材料含油较高，研究筛选每100 g药材（鲜品）含挥发油0.9 mL以上的不同种质材料，共15个作为研究材料（表1）。
　　1.2  仪器与试剂
　　挥发油提取器;回流提取装置;托盘天平（上海医疗器械八厂生产）;98-1-B型电子调温电热套（天津市泰斯特仪器有限公司）;Agilent 7890N/5975NGC-MS联用仪（美国安捷伦）;超声仪;LG16-W型离心机（北京京立离心机有限公司）;蒸馏水;色谱甲醇;无水乙醇;无水硫酸钠。 　　1.3  方法
　　1.3.1  挥发油提取  称取100 g药材（鲜品）置2 L圆底烧瓶中，加入500 mL蒸馏水，振摇均匀，连接挥发油提取器，连接回流冷凝管。置加热套中加热，开始回流后设定加热温度为110 ℃左右，保持微沸6 h，冷却30 min后，开启挥发油提取器下端活塞，将蒸馏水缓缓放出，收集上层挥发油至离心管中。密封，放冰箱备用。
　　1.3.2  供试品溶液的制备  取0.05 mL挥发油置离心管中加入色谱甲醇溶解至1.5 mL，待溶解完后加入适量的无水硫酸钠除去样品中的水分，盖好离心管超声5 min，离心10 min即得。
　　1.3.3  GC-MS测定
　　1）测定条件。色谱柱为HP-5MS弹性石英毛细管柱（5% Phenyl Methyl Siloxane，30 m×0.25 mm×0.25 μm）;升温程序，初始60 ℃（4 min），以10 ℃/min升温至100 ℃，再以4 ℃/min升温至108 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升温至156 ℃，保持10 min，以20 ℃/min升温至280 ℃，保持2 min;汽化温度250 ℃，检测器温度280 ℃;载气为高纯He;载气流量1 mL/min;进样量1 μL;分流比10∶1;溶剂延迟3 min。
　　2）质谱条件。电子轰击（EI）电离源，电子能量70 eV，离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃;扫描质量范围45～500 m/z，图谱为NIST08。
　　3）挥发油化学成分分析。对广西莪术不同种质类型高挥发油含量的总流离子中的各质谱扫描得到质谱图，通过HPMSD化学工作站NIST08标准质谱图库进行检索，并结合有关文献进行人工解锁和解析，并确认化合物，通过HPMSD工作站数据处理系统，匹配度SI>90按峰面积归一化法计算各化合物在挥发油中的质量分数。
　　2  结果与分析
　　2.1  GC-MS检测结果
　　HPMSD化学工作站NIST08标准质谱图库按匹配度SI>90进行检索，并结合有关文献进行人工检索和解析，从D-2检出67个色谱峰，鉴定17种化合物，占挥发油总含量的48.97%;从D-5检出30个色谱峰，鉴定15种化合物，占挥发油总含量的56.72%;从C-39检出33个色谱峰，鉴定17种化合物，占挥发油总含量的52.74%;从C-108检出43个色谱峰，鉴定18种化合物，占挥发油总含量的58.40%;从A-28检出26个色谱峰，鉴定12种化合物，占挥发油总含量的73.50%;从D-13检出70个色谱峰，鉴定15种化合物，占挥发油总含量的53.47%;从D-15检出39个色谱峰，鉴定13种化合物，占挥发油总含量的49.97%;从C-29检出85个色谱峰，鉴定20种化合物，占挥发油总含量的57.67%;从D-16检出40个色谱峰，鉴定15种化合物，占挥发油总含量的62.68%;从D-7检出46个色谱峰，鉴定13种化合物，占挥发油总含量的46.31%;从B-97检出49个色谱峰，鉴定20种化合物，占挥发油总含量的70.45%;从B-2检出53个色谱峰，鉴定11种化合物，占挥发油总含量的40.98%;从D-8检出62个色谱峰，鉴定11种化合物，占挥发油总含量的81.57%;从D-11检出45个色谱峰，鉴定15种化合物，占挥发油总含量的79.52%;从D-3检出56个色谱峰，鉴定16种化合物，占挥发油总含量的65.91%，总共鉴定了31种化合物，主要为萜类及倍半萜的衍生物，结果见表2。
　　2.2  广西莪术不同种质类型高挥发油含量的成分比较
　　从表2可知，广西莪术不同种质类型中，既有共有成分如樟脑、α-蒎烯、莪术烯、桉树脑、异龙脑、沉香醇、β-榄香烯、大牛儿烯D，但其组分相对百分含量不同，其中桉树脑的含量均高出其他成分很多。各自又有特征性成分如C-39的异松油烯、D-13的双戊烯、B-97的α-芹子烯和α-葎草烯。
　　2.3  广西莪术不同种质类型高挥发油含量的挥发油有效成分比较
　　据文献报道，莪术油抗肿瘤的活性成分为β-榄香烯、新莪术二酮、莪术酮、莪术醇、莪术二酮等。由表2可知，15种不同种质广西莪术高挥发油含量的挥发油中均含有β-榄香烯，有7个种质的挥发油中（C-108、A-28、D-16、B-97、D-8、D-11、D-3）检出了新莪术二酮，分别占挥发油总量的30.22%、23.91%、20.06%、23.23%、38.41%、34.44%、28.26%;有9个种质的挥发油中（D-2、D-5、C-108、D-15、C-29、D-16、D-7、D-11、D-3）检出了莪术二酮，分别占挥发油总量的4.02%、4.51%、5.54%、4.35%、2.56%、2.70%、3.83%、3.90%、4.49%，其中C-108、D-16、D-11、D-3含有3种（β-榄香烯、新莪术二酮、莪术二酮）有效成分，故为优良品种，但莪术醇和莪术酮在15个样品中均未检出。
　　3  小结与讨论
　　研究表明广西莪术不同种质类型挥发油所含成分和质量分数存在明显差异。研究首次对广西莪术不同种质类型高挥发油含量的挥发油及其化学成分进行GS-MS分析，发现不同种质类型高挥发油含有特定化学成分与有效成分有一定相关性。从有效成分来看，C-108、D-16、D-11、D-3含有3种（β-榄香烯、新莪术二酮、莪术二酮）有效成分，为广西莪术药材的优良品种，因此，可将挥发油的含量作为判断广西莪术挥发油质量的参考指标，为选育广西莪术新品种提供科学依据。
　　吉马酮是药典中莪术的指标性成分，15个样品中只有D-13中检测出了吉马酮，吉马酮为易挥发性成分。本研究样品挥发油于2017年3月提取完毕，2017年5月完成挥发油的GC-MS分析，时间间隔较长，这期间气温逐渐升高，导致了大部分样品的吉马酮挥发，故大部分样品均未能检测出吉马酮，但其他的有效成分如β-榄香烯、新莪术二酮、莪术二酮等均能检测出来，故未对研究结果造成影响。
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