四批通體香沉香藥材的揮發(fā)油成分分析

劉洋洋，楊 云，林 波，張 爭

（1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院＆北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所海南分所 海南省南藥資源保護(hù)與開發(fā)重點實驗室，海南萬寧571533；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院＆北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥用植物研究所，北京100193）

《中國藥典》記載沉香藥材具有行氣止痛、溫中止嘔、納氣平喘之功效，可用于治療胸腹脹悶疼痛、胃寒嘔吐呃逆、腎虛氣逆喘急等癥［1］。沉香也是名貴天然香料，可用于制作高級香水、香精和化妝品。沉香原料遠(yuǎn)銷中東、歐美、日韓等國家和地區(qū)，長期供不應(yīng)求，價格日益上漲［2］。白木香［Aquilaria sinensis（Lour.）Spreng］是我國目前生產(chǎn)沉香的唯一植物來源，野生資源主要分布于廣東、海南等地。因伐樹取香，目前野生白木香資源幾乎被破壞殆盡。而健康的栽培白木香樹不能產(chǎn)生沉香，只是在偶然受到外界的生物或非生物傷害后才能在樹體中積累樹脂，緩慢形成沉香［3］。

針對全世界野生沉香資源瀕臨滅絕、沉香形成機(jī)理不清、缺乏產(chǎn)業(yè)化結(jié)香技術(shù)等問題，魏建和等提出“白木香防御反應(yīng)誘導(dǎo)結(jié)香假說”［4］，并開發(fā)了“通體結(jié)香技術(shù)”（whole－tree agarwood－inducing technique，Agar－Wit），所產(chǎn)沉香又稱為通體香。采用“通體結(jié)香技術(shù)”極大地提高了沉香產(chǎn)量，且結(jié)香6個月的通體香沉香藥材可滿足《中國藥典》的要求［5］，結(jié)香20個月的沉香品質(zhì)不低于野生沉香［6］。

芐基丙酮和倍半萜類化合物被認(rèn)為是沉香揮發(fā)油的主要成分［2］。1963年，印度學(xué)者M(jìn)aheshwari M L從沉香（A.malaccensis）中分離得到3個倍半萜類化合物，隨后國內(nèi)外學(xué)者對沉香化學(xué)成分開展了大量的研究。迄今，已從沉香中分離鑒定出69個倍半萜類化合物以及少量芳香族化合物［7－8］。其中，芐基丙酮、沉香螺旋醇、馬兜鈴烯、愈創(chuàng)木醇和白木香醛為沉香揮發(fā)油的特征性成分，已被用于沉香或沉香揮發(fā)油的品質(zhì)評價［9－11］。

作者從廣東和海南4個白木香“通體結(jié)香技術(shù)”結(jié)香示范基地取樣，對4批通體香沉香藥材的揮發(fā)油成分進(jìn)行分析，并與《中國藥典》一部（2010年版）規(guī)定的對照藥材進(jìn)行比較，從而評價通體香沉香藥材的品質(zhì)。

1 實驗

1.1 材料

分別在海南和廣東的4個白木香“通體結(jié)香技術(shù)”結(jié)香示范基地各隨機(jī)砍伐2棵胸徑為10～15cm的已結(jié)香的白木香樹，經(jīng)中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所魏建和研究員鑒定為白木香［Aquilaria sinensis（Lour.）Spreng］，按照《中國藥典》一部（2010年版）［1］和DB 46／T 257－2013［12］的要求剖取沉香藥材，同一產(chǎn)地的沉香藥材記為同一批，沉香樣品信息見表1，憑證標(biāo)本保存于中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所海南分所南藥化學(xué)實驗室標(biāo)本庫。

1.2 試劑與儀器

沉香對照藥材（批號121222－201102），中國食品藥品檢定研究院；正己烷，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司；無水硫酸鈉，廣州市化學(xué)試劑廠。

7890A型氣相色譜－5975C型質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫科技有限公司；揮發(fā)油提取裝置。

表1 抽檢沉香藥材信息Tab.1 Information of the sampling agarwood

1.3 揮發(fā)油的提取

取通體香沉香藥材粉碎后過26目篩，取50g沉香粉末置于1 000mL的圓底燒瓶中，加入500mL蒸餾水浸泡過夜；安裝水蒸氣蒸餾裝置，通入冷凝水，并從水蒸氣蒸餾裝置上方加入2mL正己烷［13］；加熱至沸騰，保持沸騰6h后，停止加熱；冷卻，收集有機(jī)溶劑層，并用少量正己烷清洗揮發(fā)油收集器內(nèi)壁數(shù)遍，收集、合并；無水硫酸鈉干燥，過濾；揮干正己烷，置于干燥器中干燥過夜，稱量，計算通體香沉香藥材中揮發(fā)油含量（揮發(fā)油質(zhì)量占粉末樣品質(zhì)量的百分比）。

1.4 GC－MS分析

以色譜純正己烷將揮發(fā)油溶解后，采用石英毛細(xì)管氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。色譜條件：色譜柱為HP－5MS石英毛細(xì)管柱（5%Phenyl Methyl Silox，30 m×250μm，0.25μm）；進(jìn)樣口溫度240℃；柱溫50℃保持1min，以15℃·min－1升至140℃并保持1min，然后以1℃·min－1升至160℃并保持2min，最后以18℃·min－1升至250℃；載氣為氦氣，流速為1mL·min－1；進(jìn)樣量1μL；分流比20∶1。質(zhì)譜條件：EI－MS，離子阱溫度230℃，四級桿溫度150℃，接口溫度260℃，質(zhì)量范圍40～300amu。對照藥材（CK）和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油總離子流色譜見圖1。

1.5 化合物鑒定

經(jīng)GC－MS分析后，通過MSD化學(xué)工作站，結(jié)合NIST11質(zhì)譜圖庫對沉香揮發(fā)油各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索與定性，并按峰面積歸一化法計算各組分的相對含量。

圖1 沉香揮發(fā)油總離子流色譜Fig.1 Total ion chromatograms of agarwood essential oil

2 結(jié)果與討論

2.1 沉香藥材中揮發(fā)油的含量

實驗發(fā)現(xiàn)，A、B、C、D 4批通體香沉香藥材所得揮發(fā)油為黃色液體，氣味芳香、濃郁，香味獨特，含量分別為0.28%、0.19%、0.36%和0.30%。由于目前市售沉香對照藥材CK規(guī)格僅為1g，樣品量有限，無法采用常規(guī)的水蒸氣蒸餾裝置測出其揮發(fā)油含量。

2.2 沉香揮發(fā)油的化學(xué)成分（表2）

由表2可知，從CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中均鑒定出了38個成分。對照藥材CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材中所鑒定成分相對含量總和分別為93.98%、93.59%、97.53%、91.37%和95.62%。其中，benzylacetone（芐基丙酮）在CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中的相對含量分別為0.39%、0.50%、0.31%、0.29%和0.32%；agarospirol（沉香螺旋醇）在CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中的相對含量分別為2.85%、2.21%、4.03%、1.22%和1.58%；aristolene（馬兜鈴烯）在CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中的相對含量分別為3.69%、3.05%、6.52%、2.74%和4.37%；guaiol（愈創(chuàng)木醇）在CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中的相對含量分別為9.24%、9.17%、18.25%、6.98%和11.29%；baimuxinal（白木香醛）在CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中的相對含量分別為4.98%、9.49%、5.66%、8.68%和6.79%。該5個特征性成分相對含量之和在CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中的相對含量分別為21.15%、24.42%、34.77%、19.91%和24.35%。所鑒定的38個成分中有36個是倍半萜類化合物，其在CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中的相對含量之和分別為93.03%、92.73%、96.68%、90.31%和94.79%。

表2 沉香揮發(fā)油的化學(xué)成分及其相對含量／%Tab.2 Chemical constituents and their relative contents of agarwood essential oil／%

2.3 討論

4批采用“通體結(jié)香技術(shù)”在白木香樹上生產(chǎn)的通體香沉香藥材揮發(fā)油含量為0.19%～0.36%。其中，A和D分別采自海南瓊中和廣東化州，結(jié)香時間均為12個月，其揮發(fā)油含量分別為0.28%和0.30%，二者差異不大；采自海南海口結(jié)香時間為15個月的樣品B的揮發(fā)油含量為0.19%，而采自廣東廉江結(jié)香11個月的樣品C的揮發(fā)油含量高達(dá)0.36%，二者差異較大。該4批抽檢沉香樣品來自4個不同產(chǎn)地，結(jié)香時間不等，其揮發(fā)油含量高低與結(jié)香時間長短并無正向相關(guān)性，其原因可能與其產(chǎn)地、氣候以及樹木種質(zhì)等因素有關(guān)，后續(xù)將對此進(jìn)行深入研究。

從CK和A、B、C、D 4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中均鑒定出了38個化學(xué)成分，但是各化學(xué)成分在不同樣品中的相對含量存在差異。其中，通體香沉香藥材B和D的揮發(fā)油中倍半萜類化合物相對含量之和分別為96.68%和94.79%，略高于對照藥材；而A和C的揮發(fā)油中倍半萜類化合物相對含量之和分別為92.73%和90.31%，略低于對照藥材?？梢?，4批通體香沉香藥材揮發(fā)油中倍半萜類化合物相對含量之和略高或略低于對照藥材。結(jié)香時間為15個月的樣品B中倍半萜類化合物相對含量之和最高，而結(jié)香時間為11個月的樣品C中倍半萜類化合物相對含量之和最低。因此，結(jié)香時間可能是影響通體香沉香藥材倍半萜類化合物相對含量高低的主要原因。

芐基丙酮、沉香螺旋醇、馬兜鈴烯、愈創(chuàng)木醇和白木香醛等5個特征性成分在不同品質(zhì)沉香樣品中的相對含量存在差異，因此，可通過比較特征性成分含量高低評價不同沉香樣品的品質(zhì)［9－11，14］。結(jié)果表明，結(jié)香時間為15個月的樣品B中5個特征性成分的相對含量之和為34.77%，高于對照藥材的21.15%；結(jié)香時間為11個月的樣品C中5個特征性成分的相對含量之和為19.91%，低于對照藥材；而結(jié)香時間為12個月的樣品A和D與對照藥材CK中5個特征性成分的相對含量之和相近。因此，若延長結(jié)香時間，可望增加特征性成分在通體香沉香藥材中的累積量，從而獲得更高品質(zhì)的沉香。

3 結(jié)論

采用水蒸氣蒸餾法提取4批通體香沉香藥材的揮發(fā)油，并用GC－MS對揮發(fā)油成分進(jìn)行分析。結(jié)果表明，從4批樣品的揮發(fā)油中均鑒定出38個成分，其相對含量總和分別為93.59%、97.53%、91.37%和 95.62%；5個特征性成分的相對含量之和為24.42%、34.77%、19.91%和24.35%；結(jié)香12個月的通體香沉香藥材揮發(fā)油的總揮發(fā)性成分與特征性成分的相對含量與沉香對照藥材相近，結(jié)香15個月的通體香沉香藥材揮發(fā)油的總揮發(fā)性成分與特征性成分的相對含量超過對照藥材。

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