迷迭香干燥前后揮發(fā)油化學(xué)成分GC-MS 分析*

熊俊君 謝桂容 代秀秀 徐夢(mèng)甜 慕澤涇 田燕元 熊耀坤***

1（江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院，江西贛州 341000）

2（創(chuàng)新藥物與高效節(jié)能降耗制藥設(shè)備國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室，江西南昌 330004）

迷迭香（Rosmarinus officinalis L.） 也稱作油安草，系唇形科鼠尾草屬植物常綠小灌木，主產(chǎn)于我國(guó)廣西、云南、海南、湖南、福建、四川、貴州等省區(qū)。迷迭香是一種多用途的經(jīng)濟(jì)作物，可從中提取出抗氧化劑、提取迷迭香精油等。迷迭香的成分主要為酚酸類、黃酮類、萜類與揮發(fā)油類，其中揮發(fā)油類是其發(fā)揮藥效的主要部位，而揮發(fā)油中含量最大的α-蒎烯是揮發(fā)油的主要活性成分。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明迷迭香具有消除胃氣脹、增強(qiáng)記憶力、減輕頭痛癥狀等功效，臨床上用于治療心血管病、預(yù)防老年癡呆癥、高尿酸血癥以及呼吸系統(tǒng)等癥。在迷迭香加工處理過(guò)程中，一些不良的處理方式會(huì)導(dǎo)致加工后迷迭香質(zhì)量下降，例如干燥方法不合理所導(dǎo)致的迷迭香色澤發(fā)生劣變、揮發(fā)性成分遭到破壞以及有效成分發(fā)生分解，導(dǎo)致其藥效減弱。本試驗(yàn)?zāi)M迷迭香產(chǎn)地的加工方式，對(duì)迷迭香進(jìn)行干燥處理，采用水蒸氣蒸餾法提取干燥前后的迷迭香揮發(fā)油，應(yīng)用GC-MS 對(duì)提取出的揮發(fā)油進(jìn)行分離、分析及鑒定。通過(guò)SIMCA+P 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行主成分分析，探究干燥前后迷迭香揮發(fā)油各成分含量變化以及化學(xué)性質(zhì)上的差異。

1 材料與方法

1.1 材料

乙腈，色譜純，德國(guó)Merck 公司；甲醇，色譜純，賽默飛世爾科技有限公司；Milli-Q 超純水；無(wú)水硫酸鈉，西隴科學(xué)股份有限公司；乙酸乙酯，上海安譜試驗(yàn)科技股份有限公司；迷迭香，2017 年9月采購(gòu)并經(jīng)江西中醫(yī)藥大學(xué)慕澤涇研究員助理鑒定為迷迭香鮮藥材。

Agilent7890A/5975C 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS），美國(guó)安捷倫公司；SZ-93 自動(dòng)雙重純水蒸餾器，上海亞榮生化儀器廠；YHC-11002B 電子天平，瑞安市英衡電器有限公司；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；TG328A 型萬(wàn)分之一電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 藥材的干燥

按照2005 年版《云南省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，在夏、秋季采收迷迭香全草，除去雜質(zhì)，曬干，得到干燥藥材400 g。

1.2.2 揮發(fā)油提取

按2005 年版《云南省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》中提取揮發(fā)油的規(guī)定，稱取迷迭香200 g（鮮藥材按干燥前重量計(jì)算），置于圓底燒瓶中，加入600 mL 水，置于1 000 mL 電熱套中加熱至微沸，用揮發(fā)油提取器蒸餾提取5 h。取0.1 mL 提取出的迷迭香揮發(fā)油，用少量乙醚將析出的揮發(fā)油反復(fù)溶出。加入無(wú)水硫酸鈉干燥，靜置一夜，將揮發(fā)油經(jīng)0.45 μm 的微孔濾膜濾過(guò)，裝入樣品瓶中密封保存。

1.2.3 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(jì)45 min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊源分析（EI），電離能量70 eV，電子倍增管為1 905 V，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，接口溫度250 ℃，掃描范圍m/z 30～550 AMU，NIST11 質(zhì)譜庫(kù)。

1.2.4 主成分分析

迷迭香鮮品組和干品組所獲得的揮發(fā)油經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)分析，對(duì)總離子流色譜圖中的各峰進(jìn)行掃描，得到相應(yīng)的質(zhì)譜圖。經(jīng)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)NIST11 庫(kù)檢索，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，結(jié)合各成分的保留時(shí)間，確定迷迭香干鮮兩組揮發(fā)油的成分及其歸屬。利用SIMCA+P 軟件，對(duì)迷迭香藥材鮮品和干品所提揮發(fā)油的成分相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA 分析，得出其對(duì)應(yīng)的3D-Plo[M1]圖和樣品主成分的載荷圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化性質(zhì)表征

經(jīng)測(cè)量迷迭香干燥前后所得揮發(fā)油密度、含油量、pH 值及觀察色澤等，對(duì)其理化性質(zhì)進(jìn)行表征，結(jié)果如表1 所示。由表1 可知，迷迭香干燥前后鮮品和干品的揮發(fā)油密度一致，而含油量鮮品高于干品0.20%左右，其余理化性質(zhì)沒有明顯變化。

表1 迷迭香藥材干燥前后理化性質(zhì)的變化

2.2 氣質(zhì)結(jié)果分析

本試驗(yàn)系統(tǒng)地優(yōu)化了迷迭香鮮品在干燥過(guò)程中的升溫程序并以1.2.3 節(jié)的色譜分離條件進(jìn)行分離，分離結(jié)果如下頁(yè)圖1 所示。從分離結(jié)果可以看出，迷迭香揮發(fā)油各組分得到較好的分離，各峰獨(dú)立分布，且各峰的峰形分布好。通過(guò)質(zhì)譜掃描各峰得到質(zhì)譜圖后在計(jì)算機(jī)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行檢索（質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)，NIST11 庫(kù)），查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，結(jié)合各成分的保留時(shí)間，明確了迷迭香干鮮兩組揮發(fā)油的成分及其歸屬。在默認(rèn)的積分設(shè)置下，鑒定出迷迭香鮮品、干品揮發(fā)油的成分均為29 個(gè)，詳細(xì)結(jié)果如表2 所示。表2 中各化合物的鑒定結(jié)果匹配度都大于85%。本文只報(bào)道在默認(rèn)積分設(shè)置下、經(jīng)過(guò)歸一化計(jì)算得出在迷迭香揮發(fā)油中相對(duì)含量大于0.2%（總含量大于90%） 的化合物的試驗(yàn)結(jié)果。

根據(jù)氣質(zhì)數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出，干燥前后的迷迭香揮發(fā)油各成分及其含量都有明顯變化。通過(guò)相似度評(píng)價(jià)軟件的分析得出迷迭香鮮品、干品揮發(fā)油的峰值差別較小。物質(zhì)含量的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，迷迭香鮮品、干品揮發(fā)油中含量大于5%的化合物有：alp a-pinene（α-蒎烯），鮮品和干品的含量分別為22.40%和21.42%；eucalyptol（桉葉油醇），鮮品和干品中含量分別為18.73%和17.61%；endo-borneol（2-茨醇），鮮品含量為5.14%，干品含量為5.17%；（-）-verbenone-（1s） -（馬鞭草烯醇），鮮品含量為14.43%，干品含量為15.08%；這4 種化合物在鮮品中總含量為60.70%，在干品中總含量為59.28%。

主要成分α-蒎烯在鮮品中含量為22.40%，在干品中含量為21.42%，減少了0.98%；桉葉油醇在鮮品中含量為18.73%，在干品中含量為17.61%，降低了1.12%，推測(cè)迷迭香在干燥過(guò)程中可能發(fā)生了某些化學(xué)反應(yīng)或是物理變化，致使α-蒎烯和桉葉油醇的含量減少。2-茨醇干品相比鮮品含量增加了0.04%；馬鞭草烯醇干品相比鮮品含量增加了0.65%。由此含量變化推測(cè)，干燥過(guò)程中發(fā)生了某種酶促反應(yīng)使得以上主成分發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。除了以上幾種主成分以外，綜合整體的物質(zhì)含量數(shù)據(jù)，迷迭香揮發(fā)油中其他組分在干燥前后含量沒有發(fā)生較大的變化。

表2 迷迭香藥材干燥前后化學(xué)成分及其相對(duì)含量的變化

2.3 主成分分析

以試驗(yàn)中所得到的迷迭香揮發(fā)油成分的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)SIMCA+P 軟件進(jìn)行PCA 分析，得到對(duì)應(yīng)的3D-Plo[M1]圖以及樣品主成分的載荷圖。如下頁(yè)圖2 所示，迷迭香新鮮組樣品和干燥組樣品在Num軸方向和t[1]軸方向上存在的差別，可看出兩組樣品大概的分布規(guī)律，新鮮組數(shù)據(jù)和干燥組數(shù)據(jù)分別屬于不相同的象限內(nèi)，兩組樣品數(shù)據(jù)之間有一部分是相互交叉重疊的，這說(shuō)明了在干燥前后，迷迭香樣品中發(fā)生了一定的成分變化，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)分布圖象在一定范圍內(nèi)分布不同。

由表2 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖3 的數(shù)據(jù)之間的時(shí)間關(guān)聯(lián)性可知，在載荷圖中，干燥迷迭香的差異性成分位于第四象限，而新鮮迷迭香的差異成分位于第一象限，由載荷圖的坐標(biāo)軸含義及表2 中變化率大小可知，圖中的分布點(diǎn)越靠近Y 軸，表明其在新鮮組和干燥組的差異性越小，數(shù)值越接近，差異性越大，值越遠(yuǎn)；成分某一越接近X 軸說(shuō)明其含量越高，越遠(yuǎn)離X 軸則表明含量越低。主成分分析中第一主成分α-蒎烯的含量為22.40%，第二主成分桉葉油醇含量為18.73%，累計(jì)貢獻(xiàn)值為41.13%，組間差異和組內(nèi)差異均較大。

圖1 迷迭香藥材干燥前后揮發(fā)油成分GC-MS 總離子流圖

圖2 干燥前后迷迭香揮發(fā)油主成分分析3D-Plo[M1]圖

圖3 干燥前后迷迭香揮發(fā)油主成分分析載荷圖

3 討論

選取3 個(gè)批次的迷迭香進(jìn)行試驗(yàn)，用GC-MS檢測(cè)其干燥前后所提煉的揮發(fā)油成分，以所得氣質(zhì)譜進(jìn)行特有屬性分析，測(cè)得所用迷迭香鮮品與干品揮發(fā)油鑒定的成分均為29 個(gè)，其中主要成分α-蒎烯在鮮品、干品中含量分別為22.40%、21.42%，干品較鮮品減少了0.98%；桉葉油醇在鮮品和干品中的含量分別為18.73%和17.61%，降低了1.12%；2-茨醇在鮮品含量為5.14%，干品中含量為5.17%，增加了0.03%；馬鞭草烯醇的鮮品和干品的含量分別為14.43%和15.08%，增加了0.65%。對(duì)比各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)迷迭香在干燥前后所得的揮發(fā)油化學(xué)成分和含量均有顯著變化，證明其鮮品中揮發(fā)油的含量高于干品。其中的主要成分α-蒎烯、桉葉油醇、馬鞭草烯醇、2-茨醇等均發(fā)生不同程度的升降變化。藥材干燥是一個(gè)升溫過(guò)程，極大可能會(huì)破壞迷迭香中的揮發(fā)性成分，導(dǎo)致?lián)]發(fā)油總含量減少。以上各現(xiàn)象說(shuō)明迷迭香的揮發(fā)油成分在干燥時(shí)不可避免地發(fā)生了些許物理或化學(xué)反應(yīng)，因升溫破壞其內(nèi)部成分分子結(jié)構(gòu)則可能引發(fā)氧化還原反應(yīng)或酶促反應(yīng)，此外，還需通過(guò)更多試驗(yàn)來(lái)推測(cè)證明迷迭香所含成分在干燥過(guò)程中相互轉(zhuǎn)化的途徑及機(jī)理。

綜上，應(yīng)更加有針對(duì)性地提高迷迭香產(chǎn)地加工干燥過(guò)程的質(zhì)量，同時(shí)對(duì)其干燥工藝進(jìn)行改進(jìn)，多采用變溫、低溫或緩蘇等干燥方法，盡量在干燥過(guò)程中減少揮發(fā)性活性成分的損失，保證藥材的質(zhì)量。