廣西和海南產丁香揮發(fā)油GC-MS分析

張榮光　曾境昱　陳山珊　李羿武　張毅彬　楊曉燁　張偉云

【摘 要】 目的：比較分析廣西、海南丁香（Eugenia caryophyllata Thunb）花蕾揮發(fā)油中的化學成分。方法：水蒸氣蒸餾法提取得到廣西、海南丁香揮發(fā)油。使用氣相色譜-質譜聯(lián)用技術（Gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析丁香揮發(fā)油中化合物的種類;利用面積歸一化法計算丁香揮發(fā)油中主要化合物的含量。結果：廣西、海南丁香花蕾揮發(fā)油中分別含有47種和37種化合物。廣西丁香揮發(fā)油的主要成分為丁香酚（C₁₀H₁₂O₂）、1-石竹烯（C₁₅H₂₄）、α-石竹烯（C₁₅H₂₄），其含量分別為57.62%、34.22%、4.77%;海南丁香花蕾揮發(fā)油中主要成分為丁香酚（C₁₀H₁₂O₂）、1-石竹烯（C₁₅H₂₄）、乙酸丁香酚酯（C₁₂H₁₄O₃），其含量分別為72.96%、19.60%、4.88%。廣西、海南丁香揮發(fā)油含量最高的化合物均為丁香酚。結論：廣西、海南兩個產地的丁香含有的化合物的種類和含量既有相似性，也有一定的差異，本研究可為合理地指導開發(fā)利用廣西、海南丁香資源提供一定的依據。

【關鍵詞】 丁香;揮發(fā)油;GC-MS;比較分析

【中圖分類號】P284.1 【文獻標志碼】 A【文章編號】1007-8517（2022）14-0039-06

Analysis of Volatile Oil of Clove Bud from Guangxi and Hainan by GC-MS

ZHANG Rongguang^1，2ZENG Jingyu¹CHEN Shanshan¹LI Yiwu¹ZHANG Yibin¹YANG Xiaoye¹ZHANG Weiyun^1*

1.Department of Pharmacy， Xiamen Medical College/Xiamen Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Bio-engineering， Fujian Province， Xiamen 361023，China;

2.College of Traditional Chinese Medicine， Shanghai University of Traditional Chinese Medicine in the Shanghai， Shanghai 201203， China

Abstract：Objective To compare and analyze the chemical constituents of volatile oil from flower buds of Eugenia caryophyllata Thunb in Guangxi and Hainan.Methods The essential oil of Guangxi and Hainan cloves was extracted by steam distillation.The compounds in the volatile oil of cloves were analyzed by gas chromatography mass spectrometry （GC-MS）.The content of main compounds in cloves volatile oil was calculated by area normalization method.Results There were 47 and 37 compounds in the volatile oil of cloves in Guangxi and Hainan， respectively.The main components of the volatile oil of Guangxi clove were eugenol （C₁₀H₁₂O₂）， 1-caryophyllene（C₁₅H₂₄）， α-caryophyllene（C₁₅H₂₄）， the contents of which were 57.62%， 34.22% and 4.77%， respectively.The main components of Hainan clove bud volatile oil were eugenol （C₁₀H₁₂O₂）， 1-caryophyllene （C₁₅H₂₄） and eugenol acetate （C₁₂H₁₄O₃）， and their contents were 72.96%， 19.60% and 4.88%， respectively.Eugenol was the highest content of volatile oil in Guangxi and Hainan cloves.Conclusion There were similarities and differences in the types and contents of compounds in cloves from Guangxi and Hainan.This study may provide a basis for reasonably guiding the development and utilization of clove resources in Guangxi and Hainan.

Key words：Eugenia caryophyllata Thunb; Volatile Oil; GC-MS; Comparative Analysis

丁香（Eugenia caryophyllata Thunb）為桃金娘科植物丁香的花蕾，俗稱雞舌香。在我國主要分布于廣東、廣西、云南、海南等地^[1]。丁香首次記載于南北朝劉宋雷敩的《雷公炮炙論》。宋朝蘇頌在《本草圖經》中也有記載當時國內僅廣州有丁香分布。《本草通玄》記載丁香“溫中健胃、大有神功”?！队耖彼幗狻酚涊d其“尤善降逆，最止嘔噦”。其性味溫辛，入脾、胃、腎經，溫中降逆、補腎助陽，可治療中焦虛寒、納少吐瀉等癥^[2]。丁香不僅局限于以上功效和應用，現(xiàn)代研究^[3]證實，丁香的藥效和應用范圍更加廣泛。丁香可作為一種廣譜抗菌藥，廣泛應用于感染性疾病，其主要（抑菌）成分或藥效部位是丁香揮發(fā)油、有機酸、黃酮類、苷類等。

丁香揮發(fā)油中主要含有丁香酚類、石竹烯類等化學成分^[4]。丁香花蕾油中的有效成分或有效部位具有抗氧化^[5]、阻抑微生物生長與繁殖^[6]、抗炎^[7]等作用。丁香酚（C₁₀H₁₂O₂）作為花蕾油的主要活性物質之一，其化學結構是官能團1-丙烯基取代的O-羥基苯甲醚^[8]。丁香酚具有非常優(yōu)良的抑菌效果，經常被廣泛應用，抑菌原理可能是能夠破壞蛋白質的結構和功能，從而改變細胞膜的結構，進而影響細胞質膜控制物質進出細胞的能力^[9]，以達到抑菌的效果。

丁香揮發(fā)油能夠顯著抑制細菌及真菌，其中對白色念珠菌及枯草芽孢桿菌的抑菌作用最強^[3]。丁香揮發(fā)油體外應用，具有顯著地抗金黃色葡萄球菌的生理活性;且對金葡菌等的抗菌效果要優(yōu)于化學防腐劑苯甲酸鈉和山梨酸鉀^[10]。除單獨用藥外，丁香同其他抗菌藥物聯(lián)合應用，可以發(fā)揮更好地抑菌作用。與吡啶酮酸類藥物聯(lián)合服用可協(xié)同發(fā)揮抗金葡菌的活性，且不易產生耐藥性。因此在臨床治療金葡菌感染的相關疾病時，可減少吡啶酮酸類藥物的用量以降低耐藥性的發(fā)生概率^[11]。

丁香揮發(fā)油也可作為一種效果良好的透皮吸收促進劑，有研究^[12]發(fā)現(xiàn)，丁香揮發(fā)油在動物皮膚刺激性實驗中提示其安全性較好;并以丹參酮ⅡA為模型藥物進行透皮吸收促進作用研究， 結果^[13]表明丁香揮發(fā)油能夠促進丹參酮ⅡA穿透皮膚;并且對磷酸川芎嗪透皮貼劑的促滲作用顯著，故雞舌香油可用于某些外用膏劑的輔料，通過促進藥物跨黏膜屏障的吸收，達到愈合創(chuàng)面或治療疾病的目的。

我國丁香資源分布廣泛、種類及數(shù)量都十分豐富。丁香藥食兩用，其花蕾揮發(fā)油在藥品、食品等方面均有廣泛應用。而產地是影響藥物發(fā)揮藥效作用的一個重要因素，產地不同，揮發(fā)油的成分及含量可能不同。為更加合理地指導開發(fā)利用廣西、海南丁香藥用資源，本試驗通過水蒸氣蒸餾法提取廣西、海南丁香揮發(fā)油;用GC-MS法比較分析廣西丁香、海南丁香花蕾揮發(fā)油中的化學成分，為今后學者研究廣西、海南丁香的藥效物質基礎或相關質量標準的制定打下基礎，以期達到合理地指導開發(fā)利用這兩種產地丁香的目的。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 QEY-300 g高速粉碎機（浙江屹立工貿有限公司生產）;一號（10目）標準藥篩（浙江省紹興上虞華豐五金儀器有限公司生產）;KQ-500超聲波清洗器（江蘇省昆山市超聲儀器有限公司生產）;智能數(shù)顯電熱套（上海力辰邦西儀器科技有限公司生產）;GC-MS聯(lián)用儀（Agilent科技有限公司，美國，型號：7890B/7000）。

1.2 試藥 廣西丁香花蕾購自漳州吉安堂藥店;海南丁香花蕾購自北京本草方源藥業(yè)公司，二者經廈門大學藥學院陳全成副教授鑒定為丁香（Eugenia caryophyllata Thunb），兩種產地的丁香外觀均無肉眼可見的明顯差異。無水硫酸鈉購自上海Macklin公司;甲醇（色譜級，≥99.9%）購自上海Macklin公司。

2 方法

2.1 廣西、海南丁香花蕾揮發(fā)油提取方法 稱取廣西丁香花蕾藥材100 g，粉碎，過一號標準藥篩后置于2000 mL圓底燒瓶，向瓶中加入8倍量藥材的蒸餾水及適量沸石，靜置1 h，讓溶劑充分浸潤、滲透丁香花蕾藥材。將圓底燒瓶置于超聲波清洗器，超聲20 min/次，頻率20 kHz， 共計3次。水蒸氣蒸餾法150 ℃提取丁香揮發(fā)油，溶液始沸，開始計時，共計6 h。收集丁香揮發(fā)油于50 mL離心管。向丁香揮發(fā)油中加入適量無水硫酸鈉，靜置過夜，除去揮發(fā)油中殘留水分。分別取丁香揮發(fā)油和色譜級甲醇適量，經0.22 μm微孔濾膜過濾。吸取丁香揮發(fā)油100 μL和甲醇700 μL于1.5 mL樣品瓶，振搖均勻，溶液澄清透明，無肉眼可見雜質，即得廣西丁香花蕾揮發(fā)油樣品溶液。海南丁香花蕾揮發(fā)油提取方法和樣品溶液制備方法同廣西丁香花蕾揮發(fā)油提取方法和制備方法。

2.2 GC-MS聯(lián)用儀分析 丁香揮發(fā)油氣相色譜的色譜柱為HP-5MS 石英毛細管柱（50 m×0.2 mm×0.25 μm），氦氣（99.999%）作為載氣，流速為1.0 mL·min^-1，檢測器溫度為250 ℃，進樣口溫度為250 ℃，無分流進樣。設置初始柱溫為50 ℃，恒溫5 min， 以10 ℃·min^-1的速率升至130 ℃，以2 ℃·min^-1速率升至150 ℃;最后以5 ℃·min^-1速率升至180 ℃，進樣量為1 μL。質譜采用電子轟擊離子源，電子能量70 eV，倍增管電壓1.2 kV，傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，質量掃描范圍35～550 m/z，數(shù)據采集掃描模式為全掃描。

將上述得到的廣西、海南丁香花蕾揮發(fā)油樣品溶液分別進樣GC-MS聯(lián)用儀，使用Agilent Mass Hunter Qualitative-Analysis B.06.00（AgtQual）分析軟件分別對廣西、海南丁香花蕾揮發(fā)油離子流圖（Total ion chromatogram， TIC）中的各色譜峰經掃描得到質譜圖，將各化合物的質譜圖在NIST MS 譜庫進行檢索，并查閱相關文獻資料確定所分離出的化合物具體的信息參數(shù)（分子式、化合物名稱等）;使用AgtQual軟件，采用面積歸一化法測定化合物含量。

3 結果

水蒸氣蒸餾法提取得到的丁香花蕾揮發(fā)油呈無色透明狀，香嗅氣味濃郁。廣西、海南丁香揮發(fā)油總離子流色譜圖（TIC）如圖1所示。經GC-MS分析，廣西丁香花蕾揮發(fā)油主要含47個化學成分、海南丁香花蕾揮發(fā)油主要含37個化學成分。廣西、海南丁香花蕾揮發(fā)油含有相同化合物31種，見表1;廣西丁香花蕾揮發(fā)油還含有另外16種化合物，見表2;海南丁香花蕾揮發(fā)油還含有另外6種化合物，見表3。廣西丁香花蕾揮發(fā)油中相對百分含量較高的化合物為丁香酚（57.62%），1-石竹烯（34.22%），α-石竹烯（4.77%），乙酸丁香酚酯（2.14%），水楊酸甲酯（0.66%），α-法尼烯（0.59%）。海南丁香花蕾揮發(fā)油中相對百分含量較高的化合物為丁香酚（72.96%），1-石竹烯（19.60%），乙酸丁香酚酯（4.88%），1，4，7-Cycloundecatriene， 1，5，9，9-tetramethyl-， Z， Z， Z （2.56%）。

4 討論

本課題采用水蒸氣蒸餾法提取得到的廣西、海南丁香花蕾揮發(fā)油，通過GC-MS分析，廣西、海南丁香揮發(fā)油中分別含有47種和37種化學成分，其中兩種產地丁香共有的化學成分為31種，但含量均有差異，兩種丁香揮發(fā)油中主要化合物的出峰時間均集中在18～23 min，主要是酚酸、烯烴、酯類及（烯）酮類化合物。廣西、海南丁香揮發(fā)油中的主要化學成分分別是丁香酚（57.62%）、1-石竹烯（34.22%）、α-石竹烯（4.77%）和丁香酚（72.96%）、1-石竹烯（19.60%）、乙酸丁香酚酯（4.88%）。兩種來源的丁香揮發(fā)油中含量最高的化學成分均為丁香酚。與現(xiàn)有文獻報道相比較，邱琴等^[14]用水蒸氣蒸餾法提取廣東丁香揮發(fā)油中的主要化合物為丁香酚（80.33%），其次為酯類和醇類化合物;蔡君龍等^[15]采用頂空固相微萃取法提取廣東、廣西丁香揮發(fā)油化學成分含量由高到低依次為丁香酚（含量>99%）、（-）-α-芹子烯、羅勒烯和丁香酚（含量>98%）、（-）-α-芹子烯、亞麻三烯。由此，廣東、廣西、海南地區(qū)的丁香揮發(fā)油中含量最高的化學成分均為丁香酚，而丁香酚是丁香發(fā)揮藥理作用最主要的有效成分，也是現(xiàn)行版《中國藥典》中控制丁香質量的指標檢測成分，所以分析不同產區(qū)丁香揮發(fā)油中丁香酚的含量對于丁香藥材的具體應用及質量把控具有重要意義。

廣西、海南丁香揮發(fā)油中也分別單獨含有一些化學成分，但是含量較低，這些非共有的化學成分能否作為鑒別丁香藥材產地的依據或是發(fā)揮其相應的藥理作用，均需要后續(xù)學者做進一步的試驗探究和分析討論。

現(xiàn)代研究證實，丁香揮發(fā)油具有多種藥理學效應，應用范圍廣泛，具有抗炎、抑菌等藥效學作用，并且是一種非常具有潛力的滲透促進劑，可作為藥物制劑的附加劑。此外，其揮發(fā)油也可用于食品保鮮等。但是產地的不同或采收、加工時間的不同，所得到的丁香揮發(fā)性成分的組成和含量可能會有一定的差異，進而影響到丁香的具體應用。因此要充分發(fā)揮丁香揮發(fā)油的藥理作用，挖掘其化學成分的潛在研究和應用價值，就需要運用現(xiàn)代科技手段和方法鑒別丁香揮發(fā)油的化學成分、分析其相對含量，以期達到充分利用廣西、海南丁香藥用資源的目的。

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（收稿日期：2021-11-04 編輯：陶希睿）