不同打洞結(jié)香法所產(chǎn)沉香揮發(fā)性成分的GC—MS分析

向盼　梅文莉　楊錦玲　 廖格　姜北　戴好富

摘 要 采用乙醚超聲法提取8份沉香樣品的揮發(fā)油，并應(yīng)用GC-MS分析測定其化學(xué)成分及相對含量，共鑒定了121個化合物，主要由倍半萜類（64個）、色酮類化合物（25個）組成，此外還有一些芳香性化合物、甾體類化合物等。通過比較8份沉香樣品中的特征性成分及其含量，對不同方法所結(jié)沉香的品質(zhì)進行評價，其中火烙打洞法所產(chǎn)沉香比冷鐵打洞法和常規(guī)打洞法所產(chǎn)沉香質(zhì)量好。

關(guān)鍵詞 沉香；打洞法；GC-MS

中圖分類號 R284.1 文獻標識碼 A

Abstract Eight agarwood samples were extracted with ether coupled with ultrasonic， and the chemical constituents and relative contents of the ether extract were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）. 121 compounds were identified. The results indicated that the volatile components of the agarwood samples produced by the method of holing were mainly composed of sesquiterpenes （64） and chromones （25）. In addition， some other compounds were detected， including aromatic compounds， steroids and so on. The quality of the eight samples was evaluated by comparison of their respective characteristic constituents and their contents. The quality of the agarwood samples produced by the method of holing with burning red iron was better than holing with cold iron and common holing.

Key words Agarwood；Holing method；GC-MS

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.07.027

沉香是瑞香科沉香屬植物（Aquilaria）中含有樹脂的芯材，是中國、日本、印度及其他東南亞國家傳統(tǒng)的名貴藥材和天然香料[1-2]。健康的沉香屬植物并不產(chǎn)生沉香，只有通過自然因素（雷劈、火燒、蟲蛀等）或人為因素（砍傷、鑿洞、打釘?shù)龋┑淖饔?，沉香才會逐漸形成[3-4]。由于天然沉香形成的幾率低，且形成過程緩慢，再加上人為的濫砍濫伐，其野生資源幾乎消耗殆盡。

白木香[Aquilaria sinensis（Lour.）]作為中國沉香的唯一藥源植物，隨著市場需求的增加，其人工種植面積也越來越大，人工結(jié)香的方法也層出不窮。其中打洞法應(yīng)用廣泛，包括常規(guī)打洞法（打輕鉆法）、冷鐵和火烙打洞法（又稱火燒打洞法或打火鉆法）[4]。常規(guī)打洞法是在距地面1 m的樹干上鑿出若干個直徑0.5～5 cm、深為樹干粗的1/4～1/3的圓形小洞，洞口左右相距7 cm、上下相距15～20 cm，即可達到結(jié)香效果。冷鐵打洞法是在冬季的梅雨天，把直徑為0.5～1.5 cm的鐵棒，長度按樹的直徑大小而定，在樹直徑為8～9 cm的部位，上下相距11～12 cm，往同一方向打穿樹木，期間不需要刻意護理，結(jié)香后可鋸樹采收。火烙打洞是將烙鐵加熱燒紅后，按上述冷鐵打洞方法打入白木香樹體里面。打洞法源于自然界的蟲蛀結(jié)香過程。張嶲在《崖州志》中注解：“蟲漏者，蟲蛀之孔，結(jié)香不多，內(nèi)盡粉土，是名蟲口粉?！毕x漏是指沉香樹因受蟲蛀，分泌油脂包裹住受蟲蛀的部位而結(jié)成的沉香[5]。蟲漏香具有一種特別的香氣，厚實而有張力。螞蟻洞沉香又稱為“蟻沉”，是指沉香樹樹眼被螞蟻吃后所結(jié)的沉香[4]。

經(jīng)打洞處理后，白木香樹生長分泌油脂，時間越長油脂越厚。研究結(jié)果表明，打洞法沉香質(zhì)量較好，乙醚提取物香味濃郁持久[6]。已有的研究多是比較不同人工結(jié)香法（如打釘法、砍傷法、鑿洞法）所產(chǎn)沉香[6-7]、或是不同產(chǎn)地所產(chǎn)沉香的揮發(fā)性成分的差異[8]，筆者采集不同的打洞結(jié)香法（常規(guī)打洞、火烙打洞、冷鐵打洞）結(jié)的沉香進行GC-MS分析，比較不同打洞結(jié)香方法所產(chǎn)沉香揮發(fā)性成分的異同，并與2份野生沉香（蟲漏和蟻沉）的揮發(fā)性成分進行比較，對其質(zhì)量進行評價，為香農(nóng)選擇更優(yōu)的打洞結(jié)香方法提供參考，也為更好的開發(fā)利用沉香資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器與試劑 美國安捷倫GC/MS聯(lián)用儀（HP6890/5975C），色譜柱為HP-5MS 5% Phenyl Methyl Siloxane（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm）彈性石英毛細管柱；北京賽多利斯天平有限公司萬分之一電子秤（BP221S）；美國BRANSONIC-5510E-DTH超聲波清洗儀。氣質(zhì)中使用的試劑均為色譜純。

1.1.2 樣品 8份沉香樣品均由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所戴好富研究員采集，經(jīng)戴好富研究員鑒定，8份沉香樣品源植物均為白木香（Aquilaria sinensis），其憑證標本存放于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所。樣品圖片見圖1，樣品詳細信息見表1。

1.2 方法

1.2.1 樣品溶液制備 參考本研究組前期分析沉香樣品的處理方法[9-10]，將8份樣品分別配置成濃度為1 mg/mL的供試品溶液。

1.2.2 GC-MS分析條件 色譜條件：色譜柱，HP-5MS 5% Phenyl Methyl Siloxane（30 m×0.25 mm×0.25 μm）彈性石英毛細管柱；升溫程序，柱溫50 ℃，以5 ℃/min升溫至310 ℃，保持10 min；汽化室溫度250 ℃；載氣為高純He（99.999%）；柱前壓43 kPa，載氣流量1.0 mL/min；進樣量1.0 μL，不分流，溶劑延遲時間：4.0 min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度230 °C；四極桿溫度150 °C；接口溫度280 °C；倍增器電壓1 612 V；質(zhì)量掃描范圍29～500 m/z。

1.3 數(shù)據(jù)處理及質(zhì)譜檢索

通過Data Analysis化學(xué)工作站，結(jié)合Nist2005和Wiley275質(zhì)譜庫，并借鑒前人和本研究組前期的鑒定方法[9-13]對檢測到的色譜峰進行鑒定，采用峰面積歸一化法計算相對含量。

2 結(jié)果與分析

將8份沉香藥材樣品乙醚提取物進行檢測，得到各樣品的總離子流圖（圖2）。8份沉香乙醚提取物中檢測到149個色譜峰，鑒定并統(tǒng)計各樣品中色酮類成分、倍半萜類成分以及未鑒定成分的相對百分含量，具體結(jié)果見表2。從質(zhì)譜圖分析，未鑒定成分絕大部分屬于倍半萜類成分。

由表2可以看出，8份沉香檢測到的色譜峰在各個樣品中的總相對百分含量為80.35%～93.17%，各樣品中色酮類相對含量為7.38%～43.51%，倍半萜類相對含量為19.60%～59.62%，兩者相對含量之和為39.13%～76.95%，是沉香中最主要2類成分，這也與先前的研究結(jié)果吻合[14-16]。

分析樣品鑒定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，8份沉香差異較大，共有的成分只有白木香醛和6，7-二甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮。8份樣品中，相對含量較多且7份樣品共有的色酮成分分別是2-（2-苯乙基）色酮、6-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮、5，8-二羥基-2-（2-（4-甲氧基苯）乙基）色酮、6，8-二羥基-2-（2-苯乙基）色酮。此外，倍半萜成分愈創(chuàng)木醇在6份沉香樣品中均有檢出。2份野生沉香蟻沉和蟲漏（S7和S8）相似度較大，檢測到24個共有成分；其次是3份火烙打洞沉香（S2、S3和S4）檢測到16個共有成分；2份常規(guī)打洞沉香（S5和S6）只檢測到了6個共有成分；冷鐵打洞沉香（S1）與3份火烙打洞沉香的成分較為接近，4份樣品檢測到9個共有成分。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，8份沉香樣品中化學(xué)成分類別相差不大，主要是倍半萜類和色酮類，但樣品中各類成分的化合物數(shù)目和相對含量有較大差別。首先，從倍半萜類成分和色酮類成分的相對含量之和來看，6份人工沉香樣品中，S2、S3和S4均為火烙打洞結(jié)香1年的沉香，檢測到的倍半萜類和色酮類總相對含量之和較高，與野生沉香相當；S5和S6均為常規(guī)打洞沉香，其中S6（69.86%，4 a）的倍半萜類和色酮類相對含量之和明顯高于S5（39.13%，1 a），說明結(jié)香時間的長短對沉香特征性成分的形成影響較大。S1為冷鐵打洞結(jié)香10個月的沉香，其倍半萜類和色酮類相對含量之和比3批火烙打洞結(jié)香1年的沉香少，比常規(guī)打洞結(jié)香1年的沉香多。因此，認為火烙打洞法優(yōu)于冷鐵打洞法、而冷鐵打洞法優(yōu)于常規(guī)打洞法。

6份人工沉香均為國產(chǎn)沉香，梅文莉等[17]研究發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)沉香揮發(fā)油中以倍半萜類化合物居多，是檢測沉香揮發(fā)性成分的重要因素。S7和S8 2份野生沉香樣品中倍半萜類的總相對含量遠遠高于色酮類的總相對含量。3份火烙打洞法中，20年樹齡的S2樣品中倍半萜總相對含量也是遠遠高于色酮類的總相對含量，S3和S4號樣品樹齡（9 a）相同，其中S3樣品中未鑒定成分較多（21.93%），其中可能存在部分倍半萜類成分，從而導(dǎo)致鑒定的倍半萜類成分的總相對含量比S4低。比較火烙打洞法的3份沉香發(fā)現(xiàn)，樹齡對結(jié)香效果有一定的影響，樹齡越長，其成分類型與野生沉香的成分類型更接近，即倍半萜類含量比色酮類含量更高。S1的成分類型與20 a樹齡的火烙打洞沉香類型相近，即倍半萜類相對含量更高。常規(guī)打洞法的2份樣品S5和S6，其倍半萜相對含量與色酮相對含量相當，未占明顯優(yōu)勢。

樣品乙醚提取得率的大小反映了樣品油脂的多寡，結(jié)合乙醚提取得率，比較3種打洞法沉香發(fā)現(xiàn)，冷鐵打洞結(jié)香10個月（10 a樹齡）的沉香（S1）、火烙打洞沉香1年（S2～S4）和常規(guī)打洞結(jié)香4 a的沉香（S6），這5個樣品的油脂含量相當。而常規(guī)打洞結(jié)香1 a的沉香（S5），其油脂提取得率則明顯低于其他5個人工打洞樣品，說明常規(guī)打洞法所結(jié)沉香質(zhì)量略差。2批野生香的油脂提取得率均偏低，可能是因為野生香中的倍半萜類含量較多，色酮類含量較少，而通常倍半萜類的分子質(zhì)量較色酮類小，造成提取得率與人工香相比較低。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，火烙打洞法和冷鐵打洞法均好于常規(guī)打洞法。另外，本研究樣品中，采用相同的結(jié)香方法，結(jié)香時間越長，樹齡越大，倍半萜類成分和色酮類成分的相對含量越高，推測結(jié)香時間長短和樹齡高低對結(jié)香品質(zhì)的好壞有一定的影響，這對香農(nóng)采取打洞法結(jié)香具有一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻

[1] Naef R. The volatile and semi-volatile constituents of agarwood， the infected heartwood of Aquilaria species： a review[J]. Flavour Fragr J， 2011， 26： 73-87.

[2] 段宙位， 李維國， 竇志浩，等. 沉香葉黃酮類化合物的提取及其抗氧化活性[J]. 食品科學(xué)， 2015， 36（6）： 45-50.

[3] 張 爭， 楊 云， 魏建和，等. 白木香結(jié)香機制研究進展及其防御反應(yīng)誘導(dǎo)結(jié)香假說[J]. 中草藥， 2010， 41（1）： 156-159.

[4] 劉軍民，翟 明. 國產(chǎn)沉香資源開發(fā)利用及化學(xué)成分研究進展[J]. 中國新藥雜志， 2012， 21（1）： 48-51.

[5] 戴好富， 梅文莉. 沉香實用栽培和人工結(jié)香技術(shù)[M]. 北京： 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2015.

[6] 林 峰， 梅文莉， 吳 嬌，等. 人工結(jié)香法所產(chǎn)沉香揮發(fā)性成分的GC-MS分析[J]. 中藥材， 2010， 33（2）： 222-225.

[7] 陳曉穎， 高 英， 李衛(wèi)民. 不同結(jié)香方法與國產(chǎn)沉香揮發(fā)性化學(xué)成分的相關(guān)性研究[J]. 中國藥房， 2012， 23（11）： 1 017-1 020.

[8] 郭曉玲，田佳佳，高曉霞，等. 不同產(chǎn)區(qū)沉香藥材揮發(fā)油成分GC-MS分析[J]. 中藥材， 2009， 32（9）： 1 354-1 358.

[9] 楊德蘭， 梅文莉， 楊錦玲，等. GC-MS分析四種奇楠沉香中致香的倍半萜和2-（2-苯乙基）色酮類成分[J]. 熱帶作物學(xué)報，2014， 35（6）： 1 235-1 243.

[10] 梅文莉， 楊德蘭， 左文健， 等. 奇楠沉香中2-（2-苯乙基）色酮的GC-MS分析鑒定[J]. 熱帶作物學(xué)報， 2013， 34（9）： 1 819-1 824.

[11] 楊錦玲， 梅文莉， 董文化， 等. 三種越南產(chǎn)沉香GC-MS分析[J]. 熱帶作物學(xué)報， 2015， 36（8）： 1 498-1 504.

[12] Mei W L， Yang D L， Wang H， et al. Characterization and determination of 2-（2-phenylethyl） chromones in Agarwood by GC-MS[J]. Molecules， 2013， 18（10）： 12 324-12 345.

[13] Yang D L， Wang H， Guo Z K， et al. Fragrant agarofuran and eremophilane sesquiterpenes in agarwood ‘Qi-Nanfrom Aquilaria sinensis[J]. Phytochem Letters， 2014， 8： 121-125.

[14] 戴好富， 梅文莉. 海南藥用植物現(xiàn)代研究[M]. 北京： 中國科學(xué)技術(shù)出版社， 2007： 31-33.

[15] 劉軍民， 徐鴻華. 國產(chǎn)沉香研究進展[J]. 中藥材， 2005， 28（7）： 627-631.

[16] Chen H Q， Wei J H， Yang J S， et al. Chemical constituents of agarwood originating from the endemic genus Aquilaria plants[J]. Chem Biod， 2012， 9： 236-250.

[17] 梅文莉， 曾艷波， 劉 俊，等. 五批國產(chǎn)沉香揮發(fā)性成分的GC-MS分析[J]. 中藥材， 2007， 30（5）： 551-555.