基于GC-MS密花香薷作為香薷代用品可能性探討

閆平 張彥 張杰 唐一梅 翟西峰 朱春浩 鄭婕 劉君如

香薷始載于《名醫(yī)別錄》是臨床常用中藥,被稱為“夏月之麻黃”,在中國(guó)大部分地區(qū)均有分布[1]。具有發(fā)汗解暑、行水散濕、溫胃調(diào)中之功,治夏月感寒飲冷、頭痛發(fā)熱、惡寒無(wú)汗、胸痞腹痛、嘔吐腹瀉、水腫腳氣等?！安颂K之類,是也。其氣香,其葉柔”,故在《食療本草》中被稱為“香柔”,在《千金方中》被稱為“香菜”,在《本草綱目》中被稱為“蜜蜂草”[2]?！侗静菥V目》記載：“香薷生山野間,荊湖南北、二川皆有之,汴、洛作圃種之,暑月亦作菜蔬。葉如茵陳,花茸紫,連邊成穗,凡四、五十房為一穗,如荊芥穗,別是一種香氣?！盵3]

《中華人民共和國(guó)藥典(一部)》中記載唇形科植物石香薷(Mosla chinensis Maxim.)或江香薷(Mosla chinensis‘Jiangxiangru')的干燥地上部分為香薷的基源[4]。而石香薷是石薺苧屬植物,并非香薷屬,江香薷并未在中國(guó)植物志中記載,為石香薷的栽培品種?，F(xiàn)在通常是將香薷屬植物香薷[Elsholtzia ciliate(Thunb.)Hyland]當(dāng)做中藥香薷的主要基源[5]。該種變種較復(fù)雜,有重圓齒、短苞柄、多枝、少花、疏穗等多個(gè)變種,歷史上常與唇形科石薺苧屬植物石香薷和香薷屬植物海州香薷[Elsholtzia splendens Nakai(Labiatae)]相混淆[3-7]。

密花香薷(Elsholizia densa Benth)同為香薷屬一年生草本植物,主要分布于河北、山西、陜西等北方大部分地區(qū)[8]。同樣歸肺、胃經(jīng),具有發(fā)汗解表、化濕和中、利水消腫的功效。在中國(guó)西北地區(qū)有消炎生肌、止血止癢、去腐生新的功效,在西藏、青海地區(qū)作為正品香薷的代用品[9]。藏醫(yī)用全草治培根病、胃病、梅毒性鼻炎、喉炎及寄生蟲病,外用治膿瘡及皮膚病。該藥具有特殊的芳香氣味,在西北還常作為蔬菜、茶葉等,是一種藥食兼用的植物[10]。

密花香薷作為西北地區(qū)習(xí)用藥,能否作為常用中藥香薷的代用品,本團(tuán)隊(duì)將用氣相色譜儀和質(zhì)譜儀聯(lián)用(Gas chromatography and Mass spectrum,GC-MS),利用氣相的高分辨率和質(zhì)譜的高靈敏度,對(duì)相同提取條件下提取的密花香薷與香薷揮發(fā)油進(jìn)行定性定量分析,以期闡明上述科學(xué)問(wèn)題,具體研究如下。

1 材料與方法

1.1 儀器

7890A-5975C氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀器(Agilent美國(guó)安捷倫)；KQ-250B型超聲清洗器(昆明市超聲儀器有限公司)；SQP電子天平(賽多利斯科學(xué)儀器有限公司)；BCD-301WD冰箱(海爾公司)MHA-1000數(shù)顯控溫電熱套(北京科偉永興儀器有限公司)；超純水儀(Barnstead MicroPure)Thermo Scientific賽默飛世爾科技；馬頭牌JYT-10架盤藥物天平(上海光正醫(yī)療儀器有限公司)；0.45 μm有機(jī)相微孔濾膜(上海密粒膜分離技術(shù)有限公司)；微量進(jìn)樣器(上海高鴿工貿(mào)有限公司)；移液槍(Eppendorf AG德國(guó)艾本德股份公司)；揮發(fā)油提取器(上海矩源機(jī)械設(shè)備有限公司)。

1.2 試劑

無(wú)水硫酸鈉、去離子水(西安醫(yī)學(xué)院藥效篩選平臺(tái)自制)、丙酮(色譜純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司,20150818)。密花香薷(Elsholizia densa Benth.)由西安醫(yī)學(xué)院生藥教研室張彥于2017年采自西安市長(zhǎng)安區(qū)大峪。香薷[Elsholtzia ciliate(Thunb.)Hyland]由張彥于2017年采自陜西眉縣蒿坪,二者均由西安醫(yī)學(xué)院汪興軍講師鑒定。

1.3 水蒸氣蒸餾的方法提取揮發(fā)油與GC-MS樣品處理

將干燥后的密花香薷與香薷全草粉碎過(guò)4號(hào)篩,分別稱取粉末50.0 g加入400 mL蒸餾水,浸泡2小時(shí),揮發(fā)油提取器提取3小時(shí),冷卻、靜置分層后將揮發(fā)油移取至樣品瓶,得均勻透明,具有特殊香味的揮發(fā)油0.20 mL,密封保存待用。

取無(wú)水硫酸鈉適量加入揮發(fā)油樣品瓶中除去水分,取揮發(fā)油100 μL至10 mL容量瓶,丙酮定容,得濃度為10 μL/mL的溶液,加無(wú)水硫酸鈉除水。取上述溶液500 μL至10 mL容量瓶,丙酮定容,得揮發(fā)油濃度為0.5 μL/mL,加無(wú)水硫酸鈉除水,0.45 μm有機(jī)相微孔濾膜過(guò)濾,終濾液供GC-MS檢測(cè)。

1.4 GC-MS檢測(cè)

1.4.1 色譜條件 色譜柱：HP-5MS石英毛細(xì)管(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣：氦氣；流速：1 mL/min；程度升溫：起始溫度50℃,保持2分鐘,以4℃/min升溫至 120℃,保留至 3分鐘,以3℃/min升溫至160℃,保留至5分鐘,以8℃/min升至270℃,保持3分鐘；進(jìn)樣口溫度：250℃；分離比：采用不分流進(jìn)樣和分流進(jìn)樣(10∶1)；進(jìn)樣量1 μL。 溶劑延遲：3 分鐘。

1.4.2 質(zhì)譜條件 標(biāo)準(zhǔn)EI源,電子能量70 eV,離子源溫度 230℃；四級(jí)桿溫度 150℃,接口溫度280℃；掃描質(zhì)量范圍35～500 m/z；將揮發(fā)油樣品過(guò)0.45 μm有機(jī)膜后,按上述條件進(jìn)行GC-MS測(cè)定,用NIST標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫(kù)進(jìn)行檢索,用峰面積歸一化法測(cè)定各成分的相對(duì)百分含量。

2 結(jié)果

2.1 密花香薷與香薷揮發(fā)油總離子流圖

密花香薷與香薷揮發(fā)油GC-MS總離子流圖見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 密花香薷揮發(fā)油GC-MS總離子流圖

圖2 香薷揮發(fā)油GC-MS總離子流圖

2.2 密花香薷與香薷揮發(fā)油成分的異同點(diǎn)比較

見(jiàn)表1、表2,共檢出7種共同成分,分別占密花香薷和香薷總揮發(fā)性成分的98.941%和98.630%。故密花香薷和香薷的主成分基本相同,密花香薷可作為香薷的代用品。在7種共有成分中含量最高的為β-去氫香薷酮,在密花香薷中高達(dá)15.408%,在香薷中高達(dá)16.007%,與有關(guān)的國(guó)內(nèi)外其它產(chǎn)地樣品的多數(shù)報(bào)道一致[11-14],該成分為具青草香氣的天然活性抑菌和抗氧化活性成分。該成分是香薷屬植物特征性成分,反之在石薺苧屬石香薷中該成分未見(jiàn)[15-17]。此外,香薷酮分別在密花香薷和香薷中占0.380%和1.370%,2,3,5,6-四甲基苯酚分別占4.153%和0.737%,同為香薷屬特征性成分[18]。香薷酮具有廣譜抗菌性,2,3,5,6-四甲基苯酚是合成維生素E的中間體,上述成分均可作為香薷質(zhì)量控制的主要指標(biāo)[19]。

密花香薷與香薷的不同成份僅占揮發(fā)油的1%左右,差異較小。其中所含的芳樟醇、石竹烯等均有良好藥理作用。如芳樟醇有鎮(zhèn)痛,石竹烯有抗腫瘤和腦保護(hù)等作用[20]。

3 討論

3.1 本研究結(jié)論

《中華人民共和國(guó)藥典(一部)》(2015版)將石薺苧屬而非香薷屬植物石香薷及中國(guó)植物志中未查閱到的栽培品種江香薷作為香薷的基源,并規(guī)定用氣相色譜法測(cè)定揮發(fā)油中麝香草酚與香荊芥酚的總量作為質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn),本研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這是錯(cuò)誤的。建議在藥典下一輪修訂時(shí),將香薷及其變種作為香薷的主要基源。密花香薷作為中國(guó)北方分布較廣,在西北地區(qū)有一定民間用藥習(xí)慣的民間藥、民族藥其主成分與同屬植物香薷基本相同,含量相近,可作為其另一個(gè)基源。此外,海州香薷在中國(guó)被長(zhǎng)期當(dāng)做藥材香薷的基源植物,能否作為另一個(gè)植物基源有待進(jìn)一步研究。

在密花香薷與香薷揮發(fā)性成分中測(cè)得主成分為β-去氫香薷酮與香薷酮,與文獻(xiàn)報(bào)道相符。這些可作為植物的鑒別,對(duì)香薷屬化學(xué)分類具有一定的參考價(jià)值和意義。亦可作為香薷屬植物內(nèi)在質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的考核指標(biāo),為該屬資源的開發(fā)利用提供借鑒。香薷與密花香薷均有發(fā)汗解表,化濕和中,利水消腫的功效,可能與其揮發(fā)性成分中均含有β-去氫香薷酮與香薷酮等成分有關(guān),以上成分均有良好的抗菌抗炎等藥理活性。

表1 密花香薷與香薷共有成分

表2 密花香薷與香薷不同成分

3.2 討論

本研究創(chuàng)新性的通過(guò)GC-MS對(duì)兩種香薷屬植物揮發(fā)性成分做以比較,闡明其植物基源與成分之間的相關(guān)性,有一定科研價(jià)值。但本研究還存在不足,本團(tuán)隊(duì)僅從揮發(fā)性成分的角度對(duì)密花香薷與香薷進(jìn)行了對(duì)比分析,尚未對(duì)兩者其他成分如黃酮、有機(jī)酸、生物堿等進(jìn)行比較。此外還需要對(duì)兩者進(jìn)行抗氧化抗炎等藥理藥效的實(shí)驗(yàn),從而進(jìn)一步確認(rèn)密花香薷代替香薷的可行性。

本團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)市售香薷來(lái)源復(fù)雜,實(shí)際生產(chǎn)中所用品種與藥典規(guī)定差別較大。本次檢測(cè)的結(jié)果與文獻(xiàn)進(jìn)行對(duì)比之后發(fā)現(xiàn),并未檢出他人報(bào)道的麝香草酚、香荊芥酚、愈創(chuàng)木酚等成分[5,8,15-16]。原因可能因?yàn)閷?shí)驗(yàn)所用得藥材由于采集的時(shí)間、地點(diǎn)、儲(chǔ)存方式等不同而造成的差異。另外,可能是植物基源選擇時(shí)與本實(shí)驗(yàn)有差異,種源不同、產(chǎn)地不同、采收時(shí)間不同和試驗(yàn)方法不同等從而導(dǎo)致成分的差異[8,14,16,18]。中國(guó)約有香薷屬植物33種,并有15變種及5變型,其中僅香薷及其變種就達(dá)7種[20],呼吁加大對(duì)香薷屬植物的系統(tǒng)研究,以供《中華人民共和國(guó)藥典(一部)》(2020版)修訂。

在采集過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)人員發(fā)現(xiàn)香薷比密花香薷的香氣要濃郁。在對(duì)比分析時(shí)發(fā)現(xiàn),香薷中存在0.2%左右的芳樟醇,密花香薷中并未檢出。芳樟醇作為一種具鈴蘭香味芳香劑,具有濃郁的香氣,常用于調(diào)配香精與合成香料,是香薷香氣較為濃郁的主要原因[21]。