GC-MS法比較紫蘇干燥前后揮發(fā)油化學(xué)成分的差異

熊耀坤， 劉志勇， 趙 雯， 胡吉賢， 周立分， 萬 娜， 胡建國

(1.江西中醫(yī)藥大學(xué) 大型精密儀器共享服務(wù)中心，南昌 330004；2.江西省食品檢驗(yàn)檢測研究院，南昌 330029)

0 引 言

紫蘇為唇形科植物紫蘇Perillafrutescens(L.)Britt的干燥葉(或帶嫩枝)，按照傳統(tǒng)既是食品又是中藥材中一種常用中藥，別名赤蘇、白蘇、皺紫蘇等。紫蘇主產(chǎn)于東南亞、臺灣、浙江、江西、湖南等中南部地區(qū)[1]。紫蘇味辛性溫，具有解表散寒、行氣和胃的功效，常用于治療風(fēng)寒感冒、咳嗽、妊娠嘔吐等癥，具有理氣寬中、安胎的功效，發(fā)汗力較強(qiáng)，臨床上多用于風(fēng)寒表癥[2-5]?，F(xiàn)代藥理研究表明：紫蘇有解熱鎮(zhèn)痛、抗凝血和止血、平喘、抗炎、局部抗癢、中度局麻、升高血糖、解魚蟹毒等作用[6-9]。其中，揮發(fā)油是其主要藥效部分，而揮發(fā)油中的紫蘇醛是其主要活性成分[10-13]。紫蘇在產(chǎn)地加工仍采用太陽曬干的方法，如采收期遇陰雨、多雨天不能及時采收則會引起紫蘇變質(zhì)腐爛的問題，同時，干燥的過程中普遍未進(jìn)行藥材的質(zhì)量控制，不良的干燥致使紫蘇色澤劣變、揮發(fā)性成分損失以及有效成分分解[14-16]。本實(shí)驗(yàn)?zāi)M了紫蘇產(chǎn)地加工干燥的方式進(jìn)行干燥，采用水蒸汽蒸餾法提取干燥前后揮發(fā)油，應(yīng)用GC-MS方法進(jìn)行分離和分析鑒定，探究在干燥前后揮發(fā)油含量及化學(xué)差異。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

(1) 材料。乙腈(色譜純，德國Merck公司)；甲醇(色譜純，賽默飛世爾科技有限公司)；Milli-Q超純水；其他試劑均為分析純；無水硫酸鈉(西隴科學(xué)股份有限公司)；乙酸乙酯(上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司)均為市售分析純。

紫蘇，2017年8月采購于湖南婁底，經(jīng)鑒定為P.frutescens(L.)Britt.的干燥葉(或帶嫩枝)。購買后，貯存于陰涼處備用。

(2) 儀器。Agilent7890A/5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) (美國安捷倫公司)；TG328A型萬分之一電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)；YHC-11002B電子天平(瑞安市英衡電器有限公司)；SZ-93自動雙重純水蒸餾器(上海亞榮生化儀器廠)；色譜柱為DB-5石英毛細(xì)管柱(0.25 μm×250 μm×30.0 m)；KDM型調(diào)溫電熱套(山東鄄城華魯電熱儀器有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

(1) 鮮藥材的干燥。按2015版《中國藥典》規(guī)定的方法[17]，在夏季枝葉茂盛時采收，取2 000 g新鮮紫蘇葉揀凈，除去雜質(zhì)，曬干，得到干燥藥材400 g。

(2) 揮發(fā)油提取。按2015版《中國藥典》提取揮發(fā)油的方法[18]，稱取紫蘇200 g(鮮藥材按干燥前重量計算)，加水600 mL于1 000 mL電熱套中，于揮發(fā)油提取器中提取5 h，將析出的揮發(fā)油用少量乙醚反復(fù)溶出，用無水硫酸鈉脫水過夜，并經(jīng)0.45 μm的微孔濾膜濾過，裝入樣品瓶中，密封保存。

(3) 氣相色譜-質(zhì)譜條件。氣相色譜條件：DB-5MS毛細(xì)石英管柱(30 m×250 μm×0.25 μm)，載氣He為恒流模式，柱流器為1.0 mL/min，平均線速為37 cm/s，進(jìn)樣量為1.0 μL，進(jìn)樣口為分流模式，分流比為10∶1，進(jìn)樣口溫度為250 ℃；升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0 ℃，以3 ℃/min升至150 ℃，再以10 ℃/min升至250 ℃，保持5 min，共計45 min。質(zhì)譜條件：電子轟擊源分析(EI)，電離能量為70 eV，電子倍增管為1 905 V，離子源溫度為230 ℃，四極桿溫度為150 ℃，接口溫度為250 ℃，掃描范圍m/z30～550 amu，NIST11質(zhì)譜庫。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化性質(zhì)表征

對干燥前后紫蘇揮發(fā)油的色澤、相對密度、pH值等理化性質(zhì)以及揮發(fā)油含量進(jìn)行測定和表征，結(jié)果見表1?？梢娫诟稍锴昂笞咸K揮發(fā)油鮮品比干品的密度大，干品中含油量比鮮品的含油量低0.21%，其他理化性質(zhì)無明顯變化。

表1 紫蘇藥材干燥前后理化性質(zhì)的變化

2.2 氣質(zhì)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)中通過對升溫程序進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，得到了(3)項下的色譜分離條件。如圖1所示，測得了化合

(a) 紫蘇鮮品中揮發(fā)油

圖1 紫蘇藥材干燥前后揮發(fā)油成分GC-MS總離子流圖

1-(1s)-2,6,(,6-Trimethylbicyclo[3.1.1]hept-2-ene(蒎烯)，2-beta-pinene(beta-蒎烯)，3-D-Limonene(雙戊烯)，4-1,6-Octadien-3-ol, 3,7-dimethyl- (芳樟醇)，5-(-)-perillaldehyde(紫蘇醛)，6-anethole(茴香腦)，7-1-cyclohexene-1-methanol, 4-(1-methylethenyl)-(紫蘇醇)，8-caryophyllene(α-律草烯)，9-Docosatetraenoic acid，10-germacrened(兒烯)，11-4,6-Octadien-2-one,3-methyl-,[s-(e,e)]-(9cl)，12-caryophyllene oxide(石竹素)

物各成分較好的分離，峰形分布也較好。各峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后得到相應(yīng)的質(zhì)譜圖，再經(jīng)過計算機(jī)質(zhì)譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索(質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫：NIST11庫)，同時結(jié)合保留時間及相關(guān)文獻(xiàn)資料，確定其成分歸屬。在默認(rèn)的積分設(shè)置下，鮮品紫蘇揮發(fā)油中檢測到22個化學(xué)成分，干品紫蘇揮發(fā)油中檢測到27個化學(xué)成分，證明在干燥的過程中有新的揮發(fā)油成分生成。結(jié)果見表2，該表中所給出的各種化合物的鑒定結(jié)果，其所對應(yīng)的匹配度均大于85%。相對含量為默認(rèn)積分設(shè)置下的歸一化所得的相應(yīng)的計算結(jié)果。

表2 紫蘇藥材干燥前后化學(xué)成分和相對含量的變化

實(shí)驗(yàn)的氣質(zhì)數(shù)據(jù)顯示，紫蘇干燥前后揮發(fā)油成分以及相對含量都有較明顯的變化，再根據(jù)相似度評價軟件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)鮮品和干品峰值相差較大，從物質(zhì)含量數(shù)據(jù)結(jié)果顯示：揮發(fā)油中的主要成分紫蘇醛在鮮品中含量為52.50%，干品中含量為43.08%，減少了9.42%；茴香腦在鮮品中含量為2.87%，在干品中含量為12.75%，增加了9.88%。α-律草烯在鮮品和干品中含量分別為10.78%和9.54%；雙戊烯在鮮品和干品中分別為17.82%和16.19%。4種物質(zhì)總含量在鮮品中為85.74%，在干品中為77.95%，結(jié)果表明干燥前后揮發(fā)油中主要化學(xué)成分含量和組成發(fā)生了明顯變化，推測在干燥的過程中，因?yàn)榧訜釗]發(fā)或發(fā)生了某些化學(xué)或物理變化，使得其含量在干燥前后發(fā)生了改變。干品中含有5種獨(dú)有成分，經(jīng)鑒定為y-對甲氧基苯甲醛，含量為0.09%；α-畢橙茄醇，含量為0.09%；3,7,11,15-四甲基已烯-1-醇(葉綠醇)，其含量為0.11%；4-烯丙基苯甲醚，其含量為0.07%等。推測在干燥的過程中發(fā)生了某些化學(xué)或物理變化，產(chǎn)生新的化學(xué)成分。

3 討 論

通過對不同批次的干燥前后紫蘇中含有的揮發(fā)油成分進(jìn)行GC-MS所得氣質(zhì)譜的特有屬性進(jìn)行分析，紫蘇干燥前后其揮發(fā)油化學(xué)成分及含量均發(fā)生顯著變化，將實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，表明干品中揮發(fā)油的含量要低于鮮品。其中紫蘇揮發(fā)油的主要成分紫蘇醛，茴香腦，雙戊烯均發(fā)生不同降低或升高。干燥過程是個升溫過程，溫度的升高可能會導(dǎo)致易揮發(fā)的成分的揮發(fā)，可能造成揮發(fā)油總含量的降低，因此，應(yīng)加強(qiáng)對紫蘇產(chǎn)地加工干燥過程的質(zhì)量控制并進(jìn)行干燥工藝優(yōu)化，通過變溫干燥，低溫干燥或緩蘇干燥等干燥方法，防止揮發(fā)性活性成分的損失，保障藥材的品質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)中測得所用鮮品揮發(fā)油鑒定的成份為22個，而干品中成分為27個，干品中主要藥效成分紫蘇醛要比鮮品中低9.42%，干品中茴香腦要比鮮品中高9.88%。鮮品中α-律草烯要比干品中高1.24%，此外，干品中有5種獨(dú)有成分，包括為y-對甲氧基苯甲醛含量為0.09%，Α-畢橙茄醇其含量為0.09%，3,7,11,15-四甲基已烯-1-醇(葉綠醇)含量為0.11%等。以上情況表明在干燥過程中紫蘇揮發(fā)油發(fā)生了某些物理或化學(xué)反應(yīng)，由于加熱發(fā)生氧化還原反應(yīng)或是酶促反應(yīng)，使紫蘇醛含量降低9.42%，茴香腦的含量增加9.88%，推測兩者之間在干燥過程中發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，具體的反應(yīng)機(jī)理仍需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。