不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油的化學(xué)成分及其抗氧化活性

羊　青， 晏小霞， 王茂媛， 王清隆， 王建榮， 王祝年*， 李萬蕊

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所，農(nóng)業(yè)部華南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，海南儋州571737；2.海南大學(xué)園藝園林學(xué)院，海南?？?70228）

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不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油的化學(xué)成分及其抗氧化活性

羊青1， 晏小霞1， 王茂媛1， 王清隆1， 王建榮1， 王祝年1*， 李萬蕊2

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所，農(nóng)業(yè)部華南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，海南儋州571737；2.海南大學(xué)園藝園林學(xué)院，海南海口570228）

摘要：目的 對不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油成分及其抗氧化活性進(jìn)行比較。方法 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）法對揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行分析，DPPH法對其抗氧化活性進(jìn)行測試。結(jié)果 四川、海南、泰國和越南產(chǎn)的姜黃揮發(fā)油中分別鑒定出31、33、26和25種化學(xué)成分，分別占總含有量的74.215％、66.618％、64.055％和66.748％。其中，共有成分11個，主要包括芳姜黃酮、α-姜黃酮、芳姜黃烯、姜烯、β-倍半水芹烯、β-紅沒藥烯、（+）-α-大西洋（萜）酮等。而且，4個產(chǎn)地的姜黃揮發(fā)油均表現(xiàn)出一定的抗氧化活性，依次為海南>四川>泰國>越南。結(jié)論 不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油的化學(xué)成分和抗氧化活性均有顯著差異。

關(guān)鍵詞：姜黃；揮發(fā)油；化學(xué)成分；抗氧化活性；GC-MS法；DPPH法

姜黃為姜科姜黃屬植物姜黃Curcuma longa L.的根莖，產(chǎn)自我國臺灣、福建、廣東、廣西、云南、西藏等地，而且在東亞及東南亞廣泛栽培［1］，為藥食兩用植物，目前已用于食品、香精、化妝品和醫(yī)藥等行業(yè)。中醫(yī)認(rèn)為，姜黃具有活血、散瘀、疏肝解郁的功效，可用于治療胸脅刺痛、閉經(jīng)、風(fēng)濕疼痛等［2］，其含有多種成分，主要為姜黃素類化合物和揮發(fā)油，此外還有糖、甾醇等，其中姜黃揮發(fā)油具有多種功效，如抑菌、抗炎、抗氧化、抗癌等［3-6］。目前，國內(nèi)對其化學(xué)成分的研究主要集中在國產(chǎn)姜黃上［7-10］，也有關(guān)于印尼和印度產(chǎn)者［9，11］，但鮮見泰國、越南等東南亞國家產(chǎn)者的報(bào)道。近年來，市場上東南亞進(jìn)口姜黃的價(jià)格遠(yuǎn)高于國產(chǎn)，這可能是由于其品質(zhì)不同所導(dǎo)致的，由于姜黃揮發(fā)油是姜黃的主要有效成分之一，故研究該成分含有量及藥理活性在國內(nèi)外的差異對姜黃品質(zhì)的評價(jià)具有一定參考價(jià)值。

本實(shí)驗(yàn)以四川（主產(chǎn)區(qū)）、海南、泰國、越南產(chǎn)的姜黃為對象，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）法對不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油的化學(xué)成分進(jìn)行分析，并采用DPPH法對其進(jìn)行體外抗氧化活性檢測，以期對該植物的品質(zhì)評價(jià)提供一定科學(xué)依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器 Agilent HP6890/5975C GC/MS聯(lián)用儀；ZB-5MSI 5％phenyl-95％dimethylpolysiloxane（30 m× 0.25 mm×0.25 μm）彈性石英毛細(xì)管柱；UV-2100紫外-可見分光光度計(jì)（日本島津公司）。

1.2 材料 姜黃根莖購自海南省儋州市兩院廣安堂藥品超市，產(chǎn)地分別為四川樂山、泰國和越南；海南產(chǎn)姜黃采自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南藥種質(zhì)圃，所有藥材經(jīng)中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所王祝年研究員鑒定，均為姜黃Curcuma longa L.的根莖。DPPH（美國Sigma公司）。無水乙醇為分析純（廣州化學(xué)試劑公司）。

2 方法

2.1 揮發(fā)油測定方法 采用水蒸氣蒸餾法，按《中國藥典》2010年版一部揮發(fā)油測定法（附錄XD甲法）提取揮發(fā)油［2］。姜黃干粉經(jīng)水蒸汽蒸餾6 h后收集揮發(fā)油，為黃色液體，含有量計(jì)算公式為揮發(fā)油含有量=［讀取的揮發(fā)油體積（mL）/姜黃粉末質(zhì)量（g）］×100％［12］。

2.2 GC-MS分析 GC條件為柱溫50℃（保留1 min），以5℃/min速率升至280℃，保持2 min；氣化室溫度250℃；載氣為高純He（99.999％）；載氣體積流量1.0 mL/min；進(jìn)樣量1 μL。

MS條件為EI電離方式（離子源），電子能量70 eV；離子源溫度230℃；電子倍增器電壓1 871 V；質(zhì)量掃描范圍20～550 amu，掃描方式為全掃描。

通過HPMSD化學(xué)工作站，結(jié)合Nist05和Wiley質(zhì)譜圖庫進(jìn)行鑒定，峰面積歸一化法計(jì)算各化學(xué)成分在揮發(fā)油中的相對含有量。

2.3 抗氧化活性測試 無水乙醇將姜黃揮發(fā)油配制成5個質(zhì)量濃度梯度（3、6、12、25、50 mg/mL），將DPPH配制成6.5×10-5mol/L溶液，在試管1中加入2.5 mL DPPH溶液及0.5 mL無水乙醇，混勻；在試管2中加入2.5 mL DPPH溶液及0.5 mL供試品溶液，混勻；在試管3中加入2.5 mL無水乙醇及0.5 mL供試品溶液，混勻。各試管反應(yīng)30 min后，在517 nm波長下測定吸光度值（Ao、Ai、Aj），同法配制各個梯度，每個吸光度平行3次，每個梯度測試3組，取平均值，計(jì)算相應(yīng)的DPPH清除率，計(jì)算公式為清除率=［1 -（Ai-Aj）/Ao］×100％。

以DPPH清除率為縱坐標(biāo)，供試品溶液質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標(biāo)得到曲線，計(jì)算出DPPH清除率達(dá)50％時樣品的質(zhì)量濃度，即半數(shù)清除率（IC50）。

3 結(jié)果與討論

3.1 不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油的化學(xué)成分 提取四川、海南、泰國和越南產(chǎn)姜黃中的揮發(fā)油，對提取時間、粉碎粒度、料液比、浸泡時間4個因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，優(yōu)選出最佳提取工藝參數(shù)。將揮發(fā)油進(jìn)行GC-MS分析，測得不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油的總離子流圖（圖1）。結(jié)果，不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油均為黃色液體，其中四川和海南產(chǎn)者顏色較淺，而泰國和越南產(chǎn)者較深，均具有典型的姜黃氣味，含有量分別為8.0％、7.0％、9.5％、9.0％，均符合《中國藥典》中姜黃揮發(fā)油含有量不得少于7.0％的規(guī)定［2］，其中泰國產(chǎn)者含有量最高，其次是越南，而且國產(chǎn)均低于進(jìn)口。從市場價(jià)格上看，東南亞進(jìn)口姜黃的價(jià)格遠(yuǎn)高于國內(nèi)市場，可能與揮發(fā)油含有量有關(guān)。

4個產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油中共鑒定出50種化合物，其中四川、海南、泰國和越南產(chǎn)者分別鑒定出31、33、26和25種，分別占總含有量的74.215％、66.618％、64.055％和66.748％，主要均為倍半萜和單萜類化合物，具體見表1。其中，共有成分11個，主要為芳姜黃酮、α-姜黃酮、芳姜黃烯、姜烯、β-倍半水芹烯、β-紅沒藥烯、（+）-α-大西洋（萜）酮等。國內(nèi)（四川和海南）產(chǎn)者成分較為相近，共有成分為30種，而國外（泰國和越南）產(chǎn)者為22種。姜黃揮發(fā)油中的特征性成分為姜黃酮，包括芳姜黃酮、α-姜黃酮和β-姜黃酮，國內(nèi)（四川和海南）產(chǎn)者均檢測出芳姜黃酮和α-姜黃酮，但未檢測出β-姜黃酮，總姜黃酮含有量分別為57.863％和44.053％；國外（泰國和越南）產(chǎn)者均檢測出3種姜黃酮成分，總姜黃酮含有量分別為53.984％和56.458％。比較國內(nèi)廣西、江西、貴州等地姜黃揮發(fā)油的化學(xué)成分發(fā)現(xiàn)，貴州、四川和海南產(chǎn)者成分較為相似，主要為芳姜黃酮、α-姜黃酮、β-紅沒藥烯、姜烯和芳姜黃烯等；泰國和越南產(chǎn)者的主要成分為芳姜黃酮、α-姜黃酮、β-姜黃酮、羅勒烯和石竹烯氧化物等。從姜黃油特征性成分姜黃酮的相對含有量來看，4個產(chǎn)地都很高，即均具有較好的品質(zhì)。國產(chǎn)與進(jìn)口姜黃揮發(fā)油化學(xué)成分的差異較大，故可根據(jù)不同要求來選擇藥材原料，另外不同產(chǎn)地該成分的組分及含有量也有顯著差異，可能與各地氣候環(huán)境、土壤狀況、日照強(qiáng)度、栽培條件等因素有關(guān)［13］。

圖1　不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油GC-MS總離子流圖

表1　不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油的化學(xué)成分及相對含有量

續(xù)表1　

3.2 不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油的抗氧化活性（圖2） 由圖可知，4個產(chǎn)地?fù)]發(fā)油均表現(xiàn)出一定的抗氧化活性，清除率均隨著其質(zhì)量濃度的升高而增大，IC50值分別為31.1、21.7、33.9和39.3 mg/mL，即海南產(chǎn)者IC50值最小，抗氧化能力最強(qiáng)，其次是四川、泰國，而越南最弱。國產(chǎn)姜黃揮發(fā)油的抗氧化活性均高于進(jìn)口，與其含有量成反比關(guān)系，并且與揮發(fā)油主要成分芳姜黃酮的相對含有量也成反比關(guān)系，可能是多成分共同作用的結(jié)果，具體需作進(jìn)一步分析。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用水蒸氣蒸餾法提取四川、海南、泰國和越南4個產(chǎn)地的姜黃揮發(fā)油，GC-MS法對其化學(xué)成分進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油的含有量及成分差異較大，國產(chǎn)低于東南亞進(jìn)口。其中，四川和海南產(chǎn)者分別鑒定出31和33種成分，而且較為相近，共有成分為30種；泰國和越南產(chǎn)者分別鑒定出26和25種成分，共有成分為22種，與國產(chǎn)差異較大，表明產(chǎn)地對姜黃揮發(fā)油成分的影響很大。采用DPPH法對其進(jìn)行抗氧化活性測試，發(fā)現(xiàn)4個產(chǎn)地的姜黃揮發(fā)油均表現(xiàn)出一定抗氧化活性，清除率均隨其質(zhì)量濃度的升高而增大。其中，活性最強(qiáng)的是海南，其次是四川、泰國，而越南最弱。

圖2　不同產(chǎn)地姜黃揮發(fā)油對DPPH自由基的清除活性

綜上所述，國產(chǎn)姜黃揮發(fā)油的含有量低于東南亞進(jìn)口，但化學(xué)成分種類更多，而且抗氧化活性也更強(qiáng)。由于姜黃揮發(fā)油的含有量與其化學(xué)成分種類及抗氧化活性不具有一致性，故對其品質(zhì)的評價(jià)需進(jìn)行多方面研究。

致謝 本工作得到貴州省中國科學(xué)院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力支持，特此致謝！

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［醫(yī)院藥房］

*通信作者：王祝年（1962—），男，研究員，從事藥用植物資源研究與開發(fā)。Tel：（0898）23300639

作者簡介：羊 青（1987—），女，碩士，助理研究員，從事藥用植物資源研究與開發(fā)。Tel：（0898）23300226，E-mail：yangqinghnu @163.com

基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)部熱帶作物種質(zhì)資源保護(hù)項(xiàng)目（16RZZY-101）；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（1630032015019）

收稿日期：2015-04-03

doi：10.3969/j.issn.1001-1528.2016.05.051

中圖分類號：R284.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1001-1528（2016）05-1188-04