林下西洋山參與園地栽培西洋參的揮發(fā)性成分測定

林紅強(qiáng)，譚靜，王涵，吳福林，董慶海，李平亞，劉金平

（吉林大學(xué)藥學(xué)院天然藥物研究中心，長春 130021）

西洋參為五加科人參屬植物西洋參（PanaxquinquefoliumLinn.）的根，俗稱花旗參[1]，原產(chǎn)于北美，出口國際市場近300年[2]。西洋參性涼，味甘、微苦，歸心、肺、腎經(jīng)，具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、清熱生津之功效[3]。與園地栽培的西洋參不同，野生西洋參總皂苷含量更高[4]，且含有更多的三七皂苷R1和三七皂苷Rw2[5]。Wang JR等[6]發(fā)現(xiàn)，野生西洋參中人參皂苷Rd含量低于Rg1含量。由于掠奪性采挖，導(dǎo)致野生西洋參的資源驟然下降。為彌補(bǔ)野生西洋參資源的不足，“野生模擬”森林播種西洋參的方法應(yīng)運(yùn)而生，即在山林野生狀態(tài)下播種西洋參，使其在山林野生狀態(tài)下自然生長，以期待林下西洋山參可以作為野生西洋參的替代品[7]。隨著栽培技術(shù)的日益成熟，林下西洋山參的研究日益增多[8，9]，由于利益驅(qū)使，一些不法商販開始以西洋參的人工栽培品種冒充林下品種進(jìn)行銷售。本試驗擬采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HSSPME-GC-MS）技術(shù)對25年生林下西洋山參和6年園地栽培的西洋參進(jìn)行揮發(fā)性成分的測定和其化學(xué)組成的鑒定，目的是填補(bǔ)林下西洋山參揮發(fā)性成分研究的空白，同時也為2種不同生長環(huán)境的西洋參的鑒別提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

固相微萃取裝置、聚二甲基硅氧烷/聚乙烯苯（PDMS/DVB）萃取纖維頭（涂層厚度65m）（美國Supelco公司）；5975-6890N氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Agilent公司）；FA1104N型電子分析天平（上海菁華科技儀器有限公司）。

1.2 材料

新鮮25年生林下西洋山參和6年生園地栽培西洋參均采自吉林省撫松縣，由吉林大學(xué)天然藥物研究中心李平亞教授鑒定為林下西洋山參（Mountain-cult ivated americanginseng，McAG）和園地栽培西洋參（Garden-cultivated americanginseng，GcAG）。

2 方法

2.1 頂空固相微萃取技術(shù)與條件

取新鮮西洋參樣品各0.50g，精密稱定，置15mL頂空瓶中，PDMS/DVB固相微萃取頭于60℃下萃取60min，取出后立即將萃取針插入氣相色譜儀進(jìn)樣口，于260℃解吸3min，不分流進(jìn)樣。

2.2 氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析條件

G C條件 色譜柱：H P-3 5氣相毛細(xì)管柱（30m×0.25mm，0.25m）；進(jìn)樣口溫度：260℃；載氣：高純氦氣（純度99.99%）；流速：1mL/min；程序升溫：初始溫度60℃3min，以2℃/min升溫至120℃，而后將升溫速度控制在10℃/min至200℃，最后以15℃/min升溫至280℃。

MS條件 離子源：EI；離子源溫度：230℃；電子轟擊能量：70eV；采集模式：全掃描；質(zhì)量掃描范圍：m/z20～600；掃描速度：150u/s。

2.3 成分分析

3 結(jié)果與討論

從McAG和GcAG 2種西洋參樣品中共鑒定了89個化學(xué)成分，主要為萜類、酯類、酮類、醛類、烷烴和芳香烴類化合物。從結(jié)果可知，林下西洋山參中鑒定出的萜類成分均為倍半萜類化合物，含量可占總揮發(fā)性成分的84.16%；園地栽培西洋參中除含有4個單萜化合物外，其余萜類成分也均為倍半萜類化合物（占總成分的81.52%）；而其他各類成分的含量均較低。

林下西洋山參總離子流圖中共出現(xiàn) 68個色譜峰，鑒定出其中54個化學(xué)成分，占總揮發(fā)性成分的97.04%。在鑒定出的化合物中，含量較高的包括（E）--金合歡烯（66.09%）、-沒藥烯（3.98%）、-烯（3.44%）、3-羥基-2-丁酮（2.36%）、辛醛（2.21%）、苯甲醛（1.78%）、蒎烯（1.70%）、白菖烯（1.55%）、-人參烯（1.48%）和順式--沒藥烯（1.39%）等，同時，還檢測到 3-羥基-2-丁酮（2.36%）、3，3，7，7-四甲基-5（-2-甲基-1-丙烯基）-三環(huán)〔4.1.0.0（2，4）〕庚烷（2.00%）、順式--沒藥烯（1.39%）、-廣藿香烯（0.82%）和姜黃烯（0.76%）等29個特有成分（占總成分的10.30%），這些特有成分在園地栽培西洋參中未檢測到。

園地栽培西洋參中共出現(xiàn)76個色譜峰，鑒定出其中60個化學(xué)成分，占總揮發(fā)性成分的85.99%。其中，含量較高的成分有（E）--金合歡烯（50.30%）、-沒藥烯（12.24%）、-倍半水芹烯（5.35%）、白菖烯（2.98%）、二氫姜黃素（2.94%）、-烯（1.43%）等，同時，也檢測到二氫姜黃素（2.94%）、（+）--長葉蒎烯（0.68%）-新丁香三環(huán)烯（0.59%）和（Z）--金合歡烯（0.48%）等35個特有成分（占總成分的8.18%），這些特有成分在林下西洋山參中未檢測到。

在McAG和GcAG中還鑒定出（E）--金合歡烯（McAG：66.09%；GcAG:50.30%）、-沒藥烯（McAG：3.98%；GcAG:12.24%）、-蓽澄茄烯（McAG：3.44%；GcAG：1.43%）和白菖烯（McAG：1.55%；GcAG：2.98%）等 25個共有成分（占總成分的 86.74%、77.81%）。2種樣品的成分分析結(jié)果見表1，二者的總離子流圖見圖1、圖2。

表1 林下西洋山參和園地栽培西洋參樣品的揮發(fā)性成分的鑒定結(jié)果Tab.1 Volatile components of McAG and GcAG

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

圖1 林下西洋山參揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.1 Total ion current of volatile components in McAG

圖2 園地栽培西洋參揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.2 Total ion current of volatile components in GcAG

4 討論

本研究首次采用 HS-SPME-GC-MS法對25年生林下西洋山參和6年生園地栽培西洋參中的揮發(fā)性成分進(jìn)行了研究。

對于揮發(fā)性成分，2種西洋參的共同點在于：1）揮發(fā)性成分均以倍半萜類化合物成分為主，其中（E）--金合歡烯的含量均最高，與文獻(xiàn)報道的其它參的主要揮發(fā)性成分相似[10～12]。2）均含有（E）--金合歡烯（McAG：66.09%，GcAG：50.30%）、-沒藥烯（McAG：3.98%，GcAG：12.24%）、-蓽澄茄烯（McAG：3.44%，GcAG：1.43%）和白菖烯（McAG：1.55%，GcAG：2.98%）等25個共有成分，分別占McAG、GcAG總成分的86.74%和77.81%。

2種西洋參的不同點在于：1）25生林下西洋山參中未檢測到單萜類化合物，6年生園地栽培西洋參中檢測到4個單萜類化合物。2）McAG中鑒定出3-羥基-2-丁酮（2.36%）、3，3，7，7-四甲基-5（-2-甲基-1-丙烯基）-三環(huán)〔4.1.0.0(2，4)〕庚烷（2.00%）、順式--沒藥烯（1.39%）、-廣藿香烯（0.82%）和姜黃烯（0.76%）等29個特有成分，占總成分的10.30%。3）GcAG中鑒定出二氫姜黃素（2.94%）、（+）--長葉蒎烯（0.68%）-新丁香三環(huán)烯（0.59%）和(Z)--金合歡烯（0.48%）等35個特有成分，占總成分的8.18%。

另根據(jù)文獻(xiàn)報道，倍半萜類化合物具有較好的抗腫瘤、抗炎、抗菌消炎、抗神經(jīng)毒性等藥理作用[13]，（E）--金合歡烯又可作為大量物種的報警信息素[14]，可對這些化合物進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究。

通過測定McAG和GcAG的揮發(fā)性成分，填補(bǔ)了McAG中揮發(fā)性成分研究的空白，各差異性成分可為鑒別二者所需的特征性化合物提供理論支持與參考。