HS-SPME-GC-MS鑒別高良姜及大良姜

李錦周 楊紅兵 劉毅

摘要：采用頂空固相微萃?。℉S-SPME）技術(shù)萃取高良姜及大良姜中的揮發(fā)性成分，并用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行分析鑒定，再用面積歸一化法計(jì)算各成分的相對含量。結(jié)果表明，兩種藥材共檢測出128個峰，鑒定出69種成分。從高良姜中檢測到61個峰，鑒定出44種成分，占揮發(fā)性成分總量的91.52%，主要成分有桉葉油醇、1，2，4a，5，6，8a-六氫-4，7-二甲基-1-（1-甲基乙基）萘、α-松油醇、塞瑟爾烯、1-石竹烯、β-蒎烯、2-茨酮等。從大良姜中檢測到67個峰，鑒定出41種成分，占揮發(fā)性成分總量的78.29%，主要成分有β-倍半水芹烯、正十五烷、（E）-β-金合歡烯、1-石竹烯等。高良姜和大良姜在揮發(fā)性成分的組成和含量上有很大差異，兩者不能混用。

關(guān)鍵詞：高良姜;大良姜;頂空固相微萃取;氣相色譜-質(zhì)譜法;揮發(fā)性成分

中圖分類號：O657.7+2;S567.9 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）01-0135-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.01.030 ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract： The volatile components of Alpinia officinarum and Alpinia Galanga were extracted by headspace solid phase microextraction （HS-SPME）， and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）， and the relative content of each component was calculated by the method of area normalization. The results showed that 128 peaks were detected， and 69 compounds were identified in two medicinal materials. In Alpinia officinarum， 61 peaks were detected， and 44 components were identified， which is account for 91.52% of the total volatile components. The main substances were1，2，4a，5，6，8a-Hexahydro-4， 7-dimethyl-1-（1-methylethyl）naphthalene， Eucalyptol， alpha-Terpineol， Seychellene， 1-Caryophyllene， beta-Pinene， （1r，4r）-（+）-campho， etc. 67 peaks were detected， and 41 components were identified from Alpinia Galanga， which is account for 78.29% of the total volatile components; the main substances were β-Sesquiphellandrene， Pentadecane， （E）-b-Farnesene， l-Caryophyllene. Composition and content of volatile components. The Composition and content of volatile components in Alpinia officinarum and Alpinia Galanga are very different， and they can not be mixed together.

Key words： Alpinia officinarum; Alpinia Galanga; HS-SPME; GC-MS; volatile components

高良姜為姜科植物高良姜（Alpinia officinarum）的干燥根莖，性辛熱，歸脾胃二經(jīng)[1]。主要功效是暖胃止嘔，驅(qū)散寒冷和緩解疼痛。常用于胃冷痛、胃冷嘔吐、噯氣吞酸。主要生長于廣東、廣西、海南等地的山坡草地和灌木叢中[2]?，F(xiàn)代藥理研究表明高良姜具有抗氧化[3]、抗菌[4]、降血糖[5]、抗癌[6]、止嘔[7]、抗?jié)僛8]、促進(jìn)滲透[9]等作用。如《太平惠民和劑局方》中的二姜丸，由高良姜和干姜組成主治心腹疼痛、脘腹冷痛等。高良姜的化學(xué)成分主要有揮發(fā)油、黃酮類、二芳基庚烷類、苯丙素等成分。大良姜為姜科植物大高良姜（Alpinia galanga）的干燥根莖。性辛溫，歸胃經(jīng)，具有溫胃止痛的功效，常用于心胃氣痛，胃寒冷等癥狀。主要生長于中國臺灣、廣西、廣東、云南等地的灌木叢中或者山野溝谷蔭濕林下。其果實(shí)紅豆蔻在《海藥本草》《藥性論》等中有記載，而作為大良姜的根莖未曾在古本草中記載，在《中國藥典》中也無記載。

高良姜和大良姜在外形上十分相似，市面上有不少用較便宜的大良姜冒充高良姜。目前的文獻(xiàn)記載，高良姜和大良姜的鑒別方式主要有性狀、顯微和理化鑒別等。這些方法雖然較簡單且易操作，但對其鑒別存在局限性。也有采用紫外光譜鑒別[10]，但是操作較為繁瑣，因此，尋找新的鑒定高良姜和大良姜的方法顯得尤其重要。姜科植物中普遍含有較高含量的揮發(fā)油，目前國內(nèi)外對高良姜的揮發(fā)油研究較多，但至今無高良姜和大良姜揮發(fā)性成分的對比研究，本研究首次運(yùn)用HS-SPME-GC-MS技術(shù)對高良姜和大良姜揮發(fā)性成分進(jìn)行對比分析，旨在為高良姜和大良姜的鑒別提供科學(xué)指導(dǎo)，為進(jìn)一步開發(fā)利用高良姜和大良姜提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?藥材

高良姜藥材在武漢聚草堂藥業(yè)有限公司購買，大良姜藥材在玉林市玉州區(qū)亨達(dá)中藥材銷售部購買。經(jīng)湖北中醫(yī)藥大學(xué)生藥教研室老師鑒定，分別為姜科植物高良姜的干燥根莖和姜科植物大高良姜的干燥根莖。

1.2 ?儀器

手動固相微萃取進(jìn)樣裝置（德國，IKA公司）;Agilent6890/5973型氣相-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)聯(lián)用儀器（美國，Hewlett-Packard公司）;65 μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS/DVB）萃取纖維頭（美國，Supelco公司）;ALC-210.2型電子天平（北京，賽多里斯天平有限公司d=0.01 g），15 mL頂空瓶。

1.3 ?方法

1.3.1 ?頂空固相微萃取條件 ?綜合考慮藥物用量、提取溫度、提取時間和解析時間等因素。確定頂空固相微萃取最佳條件為：稱取高良姜粉末樣品0.6 g，置于15 mL頂空瓶中，插入裝有65 μm PDMS/DVB萃取纖維頭的手動進(jìn)樣器，在120 ℃下平衡10 min后，再壓縮手柄伸出萃取頭萃取15 min，取出立即插入氣相色譜儀器的進(jìn)樣口（230 ℃）解吸3 min，采取不分流進(jìn)樣的方法，每個樣品重復(fù)檢測2次。大良姜的試驗(yàn)條件同上。

1.3.2 ?GC-MS色譜與質(zhì)譜條件

1）GC條件。色譜柱為HP-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.2 mm，0.25 μm）;載高純He（99.999%）;流速1 mL/min;進(jìn)樣口溫度230 ℃。升溫程序從50 ℃開始，以10 ℃/min升至230 ℃。

2）MS條件。離子源EI源;離子源溫度230 ℃;四級桿溫度150 ℃;電離電壓70 eV;掃描質(zhì)量范圍35～550 amu。

2 ?結(jié)果與分析

按照上述試驗(yàn)條件，采用HS-SPME-GC-MS對高良姜和大良姜揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測分析，再經(jīng)過化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理以及面積歸一化法從各總離子流中計(jì)算各組分的相對百分含量，按照各峰的質(zhì)譜圖經(jīng)NIST08質(zhì)譜庫檢索從而確定各個組分。從高良姜中分離出了61種成分，占揮發(fā)油總量98.07%，鑒定出44種成分，占揮發(fā)油總量的91.52%。從大良姜中分離出了67種成分，占揮發(fā)油總量94.62%，鑒定出41種成分，占揮發(fā)油總量78.29%。兩者共有的成分16種，分別為 （1R）-（+）-α蒎烯、莰烯、桉葉油醇、萜品烯、萜品油烯、葑醇、異龍腦、4-萜烯醇、α-松油醇、Fenchyl acetate、α-Cubebene、1-石竹烯、Eudesma-3，7（11）-diene、Bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol，1，7，7-trimethyl-，2-acetate、1，7-Dimethyl-7-（4-methyl-3-pentenyl）-tricyclo[2.2.1.0（2，6）]heptane、Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene，2，6-dimethyl-6-（4-methyl-3-pentenyl）-。高良姜中含量最高的為桉葉油醇，占揮發(fā)油總量33.43%，還含有1，2，4a，5，6，8a-六氫-4，7-二甲基-1-（1-甲基乙基）萘、α-松油醇、塞瑟爾烯、1-石竹烯等成分。而大良姜中含量最高的為β-倍半水芹烯，占揮發(fā)油總量17.56%，主要還含有正十五烷、l-b-Bisabolene、（E）-β-金合歡烯、異丁子香烯等成分。兩者揮發(fā)油的成分和含量存在差異，具體結(jié)果見圖1、圖2及表1。

3 ?討論

3.1 ?高良姜揮發(fā)性成分分析

從圖1和表1可以看出，運(yùn)用頂空固相微萃取技術(shù)結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用法，從高良姜中分離鑒定的成分中含量最高的為桉葉油醇（33.43%），然后依次為1， 2，4a，5，6，8a-六氫-4，7-二甲基-1-（1-甲基乙基）萘（6.42%）、α-松油醇（6.23）、塞瑟爾烯（5.61%）、Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene，2，6-dimethyl-6-（4-methyl-3-pentenyl）-（5.44%）、1-石竹烯（4.39%）、β-蒎烯（2.96%）、2-茨酮（2.40%）等。其中含量最高的桉葉油醇具有抗菌、殺蟲等作用[11]。α-松油醇具有抗大腸桿菌的作用[12]。1-石竹烯對腦缺血再灌注大鼠血腦屏障有保護(hù)作用。β-蒎烯的衍生物具有抑菌和抗腫瘤的作用;2-茨酮具有消炎的作用等，高良姜提取物有較強(qiáng)的抗氧化能力[13]，作用強(qiáng)于抗環(huán)血酸。

3.2 ?大良姜揮發(fā)性成分分析

從圖2和表1可以看出，運(yùn)用頂空固相微萃取技術(shù)結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用法，從大良姜中分離鑒定出的成分中含量最高的為β-倍半水芹烯（17.56%），其次依次為正十五烷（12.11%）、l-b-Bisabolene（10.4%）、桉葉油醇（8.03%）、Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene，2，6-dimethyl-6-（4-methyl-3-pentenyl）-（7.17%）、（E）-β-金合歡烯（5.32%）、1-石竹烯（2.40%）、異丁子香烯（2.35%）、甲基丁香酚（1.51%）等成分。其中大良姜含量最高的β-倍半水芹烯，含量較多的正十五烷、l-b-Bisabolene、（E）-β-金合歡烯在高良姜中都沒有。

3.3 ?揮發(fā)性成分的對比分析

從圖1、圖2和表1可以看出，高良姜和大良姜的揮發(fā)性成分都較多，共有成分有16種，高良姜的共有成分占揮發(fā)油總量61.45%，大良姜占22.22%，共有成分估計(jì)是兩者藥用相似的原因，但大良姜只占其少部分，說明二者的藥理作用存在很大區(qū)別，不能混用，通過揮發(fā)性成分的種類和數(shù)量能更準(zhǔn)確地鑒別高良姜和大良姜。

對比高良姜和大良姜各自的主要揮發(fā)性成分和含量，高良姜中桉葉油醇和α-松油醇含量均遠(yuǎn)高于大良姜，桉葉油醇為高良姜的主要揮發(fā)性成分且有較強(qiáng)的促進(jìn)滲透作用，α-松油醇對引起腹瀉的大腸桿菌有較好的抑制作用，在聯(lián)合用藥中，高良姜中的藥用成分能更好的被人體吸收，能更好的發(fā)揮復(fù)方藥物的作用。大良姜因其促進(jìn)滲透作用物質(zhì)含量較低，較高良姜存在一定劣勢。此外，大良姜中的甲基丁香酚有鎮(zhèn)痛、抗炎作用。楊華等[14]對小鼠疼痛刺激的研究表明，甲基丁香酚的鎮(zhèn)痛機(jī)制與激動GABAA受體、抑制NO水平有關(guān)。大良姜中含有桉葉油醇、α-松油醇、甲基丁香酚等成分，但含量較低存在局限。

高良姜和大良姜在外觀上雖有一定的差別，僅憑性狀等鑒別有時無法鑒定結(jié)果，會給臨床藥用造成一定的影響，而采用HS-SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)鑒定出的高良姜和大良姜的主要揮發(fā)性成分有很大的差異，高良姜的主要揮發(fā)性成分為桉葉油醇等，大良姜主要揮發(fā)性成分為β-倍半水芹烯等。運(yùn)用頂空固相微萃取和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)能很好的鑒別出高良姜和大良姜，也可為今后高良姜和大良姜的開發(fā)利用提供參考。

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