六種不同產(chǎn)區(qū)白芷藥材揮發(fā)性成分比較分析

張世洋，王 晶 ，盛永成 ，李生茂 ，潘 媛 ,*，敖 慧,*

（1. 成都中醫(yī)藥大學，四川 成都 610075；2. 川北醫(yī)學院，四川 南充 637000）

白芷是中醫(yī)臨床的常用藥，為傘形科植物白芷[Angelica dahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.ex Franch.et Sav.]或杭白芷[Angelica dahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.ex Franch.et Sav.var.dahurica cv.Hangbaizhi Yuan et Shan]的干燥根，具有解表散寒、祛風止痛、宣通鼻竅、燥濕止帶、消腫排膿的功效[1]。白芷藥材按照歷史產(chǎn)區(qū)主要分為4類，分別為杭白芷、川白芷、禹白芷及祁白芷。目前大多數(shù)學者認為傘形科植物白芷[Angelica dahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.ex Franch.et Sav.]為藥材禹白芷和祁白芷的原植物，杭白芷[Angelica dahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.ex Franch.et Sav.var.dahurica cv.Hangbaizhi Yuan et Shan]為川白芷和杭白芷的原植物。白芷為中醫(yī)常用藥，加上其適應能力強，近代許多地方對白芷進行引種栽培，形成了新的白芷產(chǎn)區(qū)，如安徽亳州、山東菏澤等?；?、環(huán)境、氣候、栽培方式、加工方式等不同，可使不同產(chǎn)地的白芷品質產(chǎn)生差異，因此對不同產(chǎn)地的白芷物質基礎進行研究具有深遠意義。白芷已被證明具有鎮(zhèn)痛、抗炎、抗病原微生物、抗腫瘤以及中樞興奮作用等作用[2-7]，除藥用之外，白芷在香料、食品、日用化工等方面都有廣泛的運用。當前對白芷揮發(fā)油的化學成分研究主要集中在對1～2產(chǎn)地品種的研究[8-10]，對多產(chǎn)地白芷揮發(fā)油的研究尚未見報道。本文選取了分別來源于四川、浙江、河北、河南、安徽、山東的白芷即川白芷、杭白芷、祁白芷、禹白芷、亳州白芷、山東白芷為研究對象，用水蒸氣蒸餾法提取6種不同產(chǎn)地的白芷揮發(fā)油，并用氣質聯(lián)用技術首次對6種不同產(chǎn)地的白芷揮發(fā)油進行比較分析，旨在進一步明確白芷物質基礎及其影響因素，以促進白芷藥材的質量提升和進一步開發(fā)利用。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

藥材來源：白芷均購自成都國際商貿(mào)城，經(jīng)成都中醫(yī)藥大學藥學院生藥系陳璐副教授鑒定購買的川白芷、杭白芷為植物杭白芷[Angelica dahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.ex Franch.et Sav.var.dahurica cv.Hangbaizhi Yuan et Shan]的干燥根，購買的祁白芷、禹白芷、亳州白芷、山東白芷為傘形科植物白芷[Angelica dahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.ex Franch.et Sav.]的干燥根。

正己烷（成都市科龍化工試劑廠產(chǎn)品，批號：2015111701）；無水硫酸鈉（成都市科龍化工試劑廠產(chǎn)品，批號：2015051801）；水為蒸餾水。

1.1.2 儀器與設備

揮發(fā)油提取器，ZDHW-20000型電熱套，HX-200型高速中藥粉碎機，Agilent7890A-5975C氣相色譜-質譜聯(lián)用儀，Agilent GC-MSD工作站，Sartorius BP211D AG電子天平。

1.2 方法

1.2.1 揮發(fā)油的提取

水蒸氣蒸餾法提?。悍謩e將藥材粉碎成干粉，過4號篩，稱量500 g藥材干粉，裝入10 000 mL水蒸氣蒸餾提取器中，加入10倍蒸餾水，用電熱套加熱至微沸，提取8 h，收集蒸餾液，加入適當無水硫酸鈉除去下部蒸餾水即得油狀提取物，密封后放置于4℃冰箱保存。提取率計算公式為：

取上述揮發(fā)油10 μL溶于1 mL正己烷，加入適當無水硫酸鈉除水后用微孔濾膜過濾，裝入進樣瓶，為氣相色譜-質譜（GC-MS）測定樣品。

1.2.2 白芷揮發(fā)油成分分析

GC-MS工作條件：色譜柱型號HP-5MS毛細管質譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm)；載氣為氦氣，體積流量1.0℃/min；采取程序升溫，初始溫度60℃，以10℃/min升至170℃保持3 min，以5℃/min升至290℃保持3 min；分流進樣，分流比20∶1；進樣量1 μL；掃描模式：全掃描；電離方式 EI，電子能量70 eV，離子源溫度230℃。

定量定性方法：各色譜峰對應的質譜圖經(jīng)聯(lián)用儀的計算機譜庫檢索進行定性，質譜數(shù)據(jù)為NIST14譜庫。各組分的相對含量是根據(jù)總離子流圖由計算機采用峰面積歸一法計算獲得。

1.2.3 聚類分析

將樣本化學成分導入SPSS13.0軟件，采用Complete linkage法進行聚類，利用平方歐式距離作為樣品的測定。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

采用安捷倫工作站進行揮發(fā)油成分分析，SPSS軟件和Excel軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 揮發(fā)油的提取結果

川白芷、杭白芷、祁白芷、禹白芷、亳州白芷和山東白芷分別獲得 0.25、0.10、0.15、0.10、0.15、0.14 mL油狀液體，有刺激性。提取率分別為0.05%、0.02%、0.03%、0.02%、0.03%、0.028%。

2.2 揮發(fā)油成分分析結果

揮發(fā)油經(jīng)GC-MS分離分析的總離子流圖如圖1所示，通過NIST14質譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索和人工解析，并采用峰面積歸一化法測定各組分相對百分含量，將各化合物積分面積列表，共計111種化合物，結果見表1。

圖1 白芷揮發(fā)油總離子流程圖Fig.1 The total ionic flow diagram of Baizhi from six different habitats

表1 6種產(chǎn)地白芷揮發(fā)油成分分析Table 1 Analysis of volatile oil composition of Baizhi from six different habitats

續(xù)表1 6種產(chǎn)地白芷揮發(fā)油成分分析Continue table 1 Analysis of volatile oil composition of Baizhi from six different habitats

續(xù)表1 6種產(chǎn)地白芷揮發(fā)油成分分析Continue table 1 Analysis of volatile oil composition of Baizhi from six different habitats

續(xù)表1 6種產(chǎn)地白芷揮發(fā)油成分分析Continue table 1 Analysis of volatile oil composition of Baizhi from six different habitats

由表1可見，通過GC-MS共鑒定出111個揮發(fā)油成分，其中川白芷57個，杭白芷51個，亳州白芷45個，祁白芷30個，山東白芷32個，禹白芷39個，分別占各自揮發(fā)油總量的91.15%、88.28%、92.78%、93.38%、94.65%、92.32%。共有成分11個，分別占川白芷的65.69%，杭白芷的57.72%，亳州白芷的63.56%，祁白芷的75.68%，山東白芷的74.05%，禹白芷的68.89%，在白芷揮發(fā)油中含量最高的為醇類化合物和烯類化合物，醇類化合物分別占川白芷的55.11%、杭白芷的42.84%、亳州白芷的53.58%、祁白芷的68.37%、山東白芷的63.22%、禹白芷的57.68%。烯類化合物分別占川白芷的20.98%、杭白芷的21.15%、亳州白芷的23.04%、祁白芷的12.04%、山東白芷的10.52%、禹白芷的16.11%。6種產(chǎn)地的白芷揮發(fā)油中含量最高的物質均為十二醇與十四醇，杭白芷的十二醇與十四醇含量均低于其它5種產(chǎn)地的白芷。祁白芷、山東白芷和禹白芷的烯類化合物、酮類化合物、醛類化合物以及烷烴類化合物含量均低于其余3種產(chǎn)地的白芷。

2.3 聚類分析

六種不同產(chǎn)區(qū)白芷藥材揮發(fā)性化學成分聚類分析結果如圖2所示，結果顯示，杭白芷單獨聚為一類，其余5種聚為一類，這5種當中川白芷與亳州白芷聚為一類，祁白芷、禹白芷、山東白芷聚為一類。

圖2 6種產(chǎn)地白芷揮發(fā)油化學成分聚類結果Fig.2 Clustering results of the constituents of essential oil of Baizhi from six different regions

3 討論

通過GC-MS鑒定出6種不同產(chǎn)地白芷揮發(fā)油成分當中含量最高的種類為醇類，其中含量最高的化合物為十二醇，與李玲等[11]、楊祖金等[12]的報道一致。但其與揮發(fā)油成分鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗炎、抗過敏等作用有無關系尚未見報道，值得進一步研究。馬逾英等[10]報道亳州白芷揮發(fā)油主要成分為9-十六碳烯酸十四烷酯（11.40%）、2-氯乙基亞油（10.69%）、9,12-十八二烯酸乙酯（7.28%）。張強等[13]報道杭白芷揮發(fā)油中含量最高的為壬基環(huán)丙烷(44.8%)、α-蒎烯（14.1%）、十四醇（5.1%），造成這些差異的原因可能與藥材的產(chǎn)地、基原、加工方式、提取方式以及檢索譜庫的不同有關。

化學成分聚類分析結果顯示，杭白芷與其他白芷揮發(fā)油組成區(qū)別較大，如其十二醇、十四醇含量明顯低于其他白芷，因此單獨為一類。川白芷與杭白芷在歷史上出現(xiàn)過互相引種的情況，遂寧縣志[14]記載“明朝時期遂寧出了四大家族，……從浙江帶回種籽，種植逐年擴大”，表明川白芷最初引種自浙江，袁昌齊[15]的研究則表明歷史上杭州的白芷出現(xiàn)斷檔，又從四川引種進行栽培。由此可見，川白芷和杭白芷在歷史上存在種子互用的事實，其原植物相同。郭丁丁[16]依據(jù)基因遺傳相似度，將栽培白芷中的杭白芷與其它白芷分開，單獨聚為一類。本研究聚類分析結果將杭白芷單獨聚為一類，說明其與其他產(chǎn)地白芷（特別是同基原川白芷）揮發(fā)油成分不同。此外，杭白芷的揮發(fā)油提取率也遠低于其他地方白芷。既往產(chǎn)地調研表明，杭州歷史上的杭白芷主產(chǎn)地已有30多年未栽種白芷，其杭白芷的產(chǎn)區(qū)發(fā)生了轉移，且栽種面積小，一般自產(chǎn)自銷[17-18]。杭州除使用本地的白芷外，還從四川、安徽引進白芷使用。杭白芷原產(chǎn)地的種植減少以及產(chǎn)地的轉移，會導致白芷種質資源質量改變，而異地引種的操作會導致種質混雜。杭白芷種質資源可能存在一定退化現(xiàn)象。這或許是杭白芷揮發(fā)油化學成分與其他白芷區(qū)別較大的原因。此外，本研究表明，引種自祁白芷的亳州白芷與祁白芷揮發(fā)油組成差別較大，與川白芷更為接近?？赡芘c四川和安徽同處長江以南，生產(chǎn)加工方式、氣候條件、栽培條件較為類似有關。王娜等[19]研究表明，不同產(chǎn)地的白芷移栽到四川遂寧白芷種質資源圃中，經(jīng)過一個生產(chǎn)周期后除興安白芷性征差異大外，其余各地白芷外觀上無明顯的區(qū)別，且香豆素含量都比之前升高，說明地域、種植、加工方式會對白芷化學成分產(chǎn)生影響。而同一基原，同樣出自北方的祁白芷、山東白芷、禹白芷揮發(fā)油化學成分較為類似，說明基原和（或）產(chǎn)地對白芷的揮發(fā)油成分有一定影響。因此，白芷的揮發(fā)油成分可能受產(chǎn)地、基原、氣候、栽培、加工、種質資源質量等多方面的影響。但有學者綜合分子遺傳學的分析和形態(tài)、解剖、化學等結果，提出現(xiàn)有4大商品白芷應屬于同一種[20]。結合本研究結果，筆者認為基原對化學成分的影響可能并不大。而產(chǎn)地、氣候、栽培、加工、種質資源質量等對白芷揮發(fā)油成分有一定影響。

4 結論

上述試驗結果表明，醇類化合物（十二醇、十四醇為主）是川白芷、杭白芷、祁白芷、禹白芷、亳州白芷、山東白芷等六種不同產(chǎn)地的白芷揮發(fā)油主要成分。各地白芷揮發(fā)油組成有一定區(qū)別。相比于基原因素，白芷揮發(fā)油組成與產(chǎn)地、氣候、栽培、加工、種質資源質量等因素關系可能更為密切。