小興安嶺野生香薷與藿香揮發油化學成分的分析

任恒鑫， 宗希明， 孫長海， 張舒婷， 馮國彬， 方洪壯

(佳木斯大學 藥學院，黑龍江 佳木斯 154007)

小興安嶺野生香薷與藿香揮發油化學成分的分析

任恒鑫， 宗希明， 孫長海， 張舒婷， 馮國彬， 方洪壯*

(佳木斯大學 藥學院，黑龍江 佳木斯 154007)

采用水蒸氣蒸餾法提取小興安嶺野生香薷與蒮香地上部分揮發油并利用氣相色譜-質譜聯用法(GC-MS)檢測，通過自動質譜解卷積定性系統(AMDIS)結合程序升溫保留指數(PTRIs)鑒定技術對GC-MS數據進行化學成分分析。在香薷與蒮香揮發油中鑒定出42種與41種化學成分，分別占總積分面積的92.80%與97.92%；香薷揮發油中主要成分為去氫香薷酮(58.17 %)和香薷酮(18.40 %)，蒮香揮發油中主要化成分為甲基胡椒醚(68.20 %)、檸檬烯(7.54 %)、甲基丁香酚(6.26%)及丁香烯(4.72%)，小興安嶺野生蒮香的化學型為甲基胡椒醚型。

香薷；蒮香；GC-MS；揮發油成分

香薷[Elsholtziaciliata(Thunb.) Hyland]與藿香[Agastacherugosa(Fisch. et Mey.) O. Ktze]是兩種唇形科藥用與芳香性植物，在我國境內廣有分布，所富含揮發油部分具有多種生物活性與香用價值。長期以來，此兩種植物的芳香油的化學組成一直受到關注。國內外多認為香薷揮發油中主要化學成分為去氫香薷酮和香薷酮[1-3]，藿香按其揮發油中的主要化學成分分為3種化學型，即甲基胡椒醚、甲基丁香醚及薄荷酮型[4-6]，但兩植物的揮發油中主要化學成分也有其它不同的報道[7-12]。質譜自動解卷積定性系統(automated mass spectral deconvolution and identification system，AMDIS)[13-14]，是內嵌于質譜工作站的質譜分析軟件，通過對質譜數據的處理可有效快捷地扣除背景干擾和解析出重疊峰，程序升溫保留指數(temperature programmed retention indices，PTRIs)[15-16]，是化合物色譜行為的特征參數，兩種技術聯用可使氣相色譜-質譜(GC-MS)的定性結果更為準確。香薷與藿香在小興安嶺地區野生資源雖極為豐富，但關于其揮發油成分的研究較為鮮見。為了理清香薷與藿香揮發油各種用途的物質基礎，我們采用GC-MS獲取了小興安嶺香薷與藿香揮發油數據，通過AMDIS結合PTRI對其定性定量分析，以期為地方的野生資源開發與利用提供參考。

1 材料及儀器

1.1 主要材料

香薷與藿香盛花期地上部分、2015年7月采于黑龍江省小興安嶺山區(北緯48°27′，東經129°33′)。正構烷烴C8～ C20混合對照品(上海安譜科學儀器有限公司)。正己烷(色譜純)，無水硫酸鈉(分析純)。

1.2 主要儀器設備

Agilent 7890 /5975N 型氣相色譜-質譜聯用儀(美國安捷倫公司)；SY2000 旋轉蒸發儀(上海亞容生化儀器廠)。

2 方 法

2.1 揮發油提取

香薷與藿香經陰干、粉碎后，各分別取樣品粗粉約50 g，分別置于1 000 mL圓底燒瓶中，加入500 mL蒸餾水及適量沸石，振搖混勻，浸泡過夜。按中國藥典揮發油測定甲法連接提取裝置[17]，在揮發油提取器立管中加入適量蒸餾水和正己烷，加熱回流提取6 h，收集正己烷部分，加適量無水硫酸鈉除去水分，移至旋轉蒸發儀中，50 ℃減壓濃縮去除正己烷，稱取重量。密封、避光冷藏。

2.2 儀器條件

HP-5MS(0.25 mm× 30 m×0.25 μm)石英毛細管柱，載氣為氦氣 (純度>99.999%)，流速為1.0 mL/min，進樣口溫度為 280 ℃。樣品揮發油的正己烷稀釋液(1→500)與正構烷烴溶液分流模式進樣，分流比為100∶1，進樣量為1 μl。升溫程序為初始柱溫60 ℃，溶劑延遲3 min，以4 ℃/min升260 ℃，后運行10 min。電離方式EI源，電子能量70 eV，離子源溫度為230 ℃，四級桿溫度為150 ℃，質量范圍35～450m/z，速度3.46次/s。

2.3 化學成分分析

在GC-MS工作站上，載入正構烷烴混合對照品與揮發油GC-MS數據。在AMDIS模塊下用正構烷烴對照品建立保留指數校正的文件；分析類型選為使用保留指數數據，最低匹配因子設為80，保留指數柱類型根據實驗選為非極性柱，保留指數窗設為10；解卷積參數峰寬設為12，相鄰峰提取數設為2，分辨率、靈敏度及色譜峰形的要求均設為中等；目標數據選用芳香物質數據庫。運行AMDIS程序，記錄數據解析結果與相應組分的CAS號與色譜保留指數；對AMDIS未能解析的色譜峰，轉至于NIST質譜庫直接檢索出匹配度大于80的化合物；將上述兩種方法解析出的各組分的保留指數與NIST Chemical Web Book及文獻[18]中HP-5MS型柱保留指數值比較，以±5為接受限確定各色譜峰所對應的化合物。定性分析后，對揮發油數據通過色譜工作站進行自動積分，按總離子流面積歸一化法獲取相對定量結果。

3 結果與討論

3.1 香薷揮發油分析結果

所得香薷揮發油為淡黃色，與樣品重量比的收率為0.67%。GC-MS檢測的總離子流圖如圖1?；瘜W組成分析共獲取42種物質，占總積分面積的92.80%，見表1。其中來自香精香料庫(F)有32種，來自NIST庫(N)10種。由圖1可知，在選定的色譜條件下，香薷揮發油中大部分物質在35 min前流出，結合表1可知，含量最大的兩種物質分別為去氫香薷酮(58.17%)和香薷酮(18.40%)，占總成分的相對百分含量76%以上。另由表1可知，香薷揮發油中的化學成分可分為4類，以單萜類和倍半萜類化合物為最多，分別為18種(80.25%)和13種(9.09%)；芳香族與其它類較少，分別為6種(1.5%)和4種(1.96%)。

3.2 藿香揮發油分析結果

所得香薷揮發油為淡黃色，與樣品重量比的收率為0.56%。GC-MS檢測的總離子流圖如圖2?；瘜W組成分析共獲取41種物質，占總積分面積的97.92%，如表2。其中來自香精香料庫(F)有27種，來自NIST庫(N)14種。由圖2可知，在選定的色譜條件下，40 min前藿香揮發油中大部分物質已流出，并分離較好。結合表2可知，含量最高的物質分別為去甲基胡椒醚(68.20%)，接下的為檸檬烯(7.54%)、甲基丁香酚(6.26%)及丁香烯(4.72%)，4種成分占總成分的相對百分含量86%以上。另由表1可知，香薷揮發油中的化學成分可分為4類，從數量上倍半萜類及單萜類化合物分別有18與9種，芳香族類與其它類均為7種；在百分含量上，以芳香族化合物為主(75.58%)，而單倍半萜與單萜較為接近，9.72%與8.84%，其它類僅占3.78%。

圖1 香薷揮發油總離子流圖

圖2 藿香揮發油總離子流圖表1 香薷揮發油化學成分

序號保留時間/min化合物及其類別CAS號保留指數相對含量/%數據庫單萜類80.2514.92α-蒎烯80-56-89320.04F25.25莰烯79-92-59480.01F35.80檜烯3387-41-59740.01F46.18月桂烯123-35-39920.12F57.08對聚傘素99-87-610260.11F67.18檸檬烯138-86-310300.03F77.27桉葉油醇470-82-610330.14F88.02γ-松油烯99-85-410600.03F98.89α-異松油烯586-62-910900.01F109.24芳樟醇78-70-611022.35F1110.65樟腦76-22-211470.05F 1211.35熏衣草醇498-16-811690.47F1311.69松油烯-4-醇20126-76-511800.02F1412.15α-松油醇98-55-511950.06F

續表1

序號保留時間/min化合物及其類別CAS號保留指數相對含量/%數據庫1512.57香薷酮488-05-1120618.40N1614.70香葉醛141-27-512740.02F1715.94去氫香薷酮6138-88-1130758.17N1816.40香葉酸甲酯2349-14-613270.22N倍半萜類9.091918.32β-波旁烯5208-59-313871.40N2019.39丁香烯87-44-514210.89F2119.69白菖烯17334-55-314310.17F2220.16香木蘭烯489-39-414460.15F2320.45葎草烯6753-98-614553.87F2421.28吉馬烯23986-74-514810.84N2521.42β-芹子烯17066-67-014860.10F2621.66(Z,E)-金合歡烯26560-14-514940.47N2722.06(E,E)-金合歡烯502-61-415070.54N2822.53δ-杜松烯483-76-115230.11F2923.70苦橙油醇7212-44-415620.04F3024.28丁香烯氧化物1139-30-615820.09F3125.04葎草烯環氧化物II19888-34-716070.33N3226.31α-杜松醇481-34-516520.09N芳香族類1.50335.55苯甲醛100-52-79620.01F346.10甲基庚烯酮110-93-09880.02F357.65苯乙醛122-78-110460.10F368.28苯乙酮98-86-210690.75F3717.53丁香酚97-53-013620.29F3831.88鄰苯二甲酸二異丁酯84-69-518630.33N其它類1.96395.891-辛烯-3-醇3391-86-49790.75F406.063-辛酮106-68-39870.12F416.283-辛醇589-98-09950.55F4234.24棕櫚酸57-10-319600.54F

表2 蒮香揮發油化學成分

續表2

序號保留時間/min化合物CAS號保留指數相對含量/%數據庫2021.84α-依蘭烯31983-22-915000.02N2122.06(E,E)-金合歡烯502-61-415070.23N2222.53δ-杜松烯483-76-115220.26F2324.14桉油烯醇77171-55-215760.22N2424.28丁香烯氧化物1139-30-615810.35F2525.95τ-依蘭油醇19912-62-016400.13N2626.30α-杜松醇481-34-516520.28N2726.41百秋李醇5986-55-01656<0.01F芳香族類75.58285.55苯甲醛100-52-79620.01F297.66苯乙醛122-78-110470.02F3012.39甲基胡椒醚140-67-0120268.20F3114.40胡椒酚501-92-812650.54N3217.50丁香酚97-53-013610.53F3318.98甲基丁香醚93-15-214086.26F3432.01水楊酸芐酯118-58-118680.02F其它類3.78355.901-辛烯-3-醇3391-86-49791.24F366.073-辛酮106-68-39870.17F379.35壬醛124-19-611060.01F389.93乙酸-3-辛醇酯4864-61-311230.29N3927.90十五醛2765-11-91710<0.01N4034.26棕櫚酸57-10-319600.89F4137.65植物醇150-86-721241.18F

3.3 討論

AMDIS是分析色譜-質譜聯用數據的有力工具，該技術可解決色譜共流物重疊峰對定性的干擾，在提高分析的靈敏度的同時，增強了圖譜分析的準確性和可靠性。但AMDIS現存在的問題是相應的數據庫不完善，所使用的2005的香精香料數據庫僅收入了近千種有關化合物，如香薷中的高含量物質香薷酮及去氫香薷酮不在其中，以至于揮發油中單萜與倍半萜類化合物的分析需手動聯接其它數據庫。色譜保留指數可提高揮發油GC-MS定性分析的可靠性，能避免單純依據化合物與數據庫中的匹配度時誤判的發生，但其在國內有關的數據分析中應用的較少。

GC-MS測定與數據分析表明，小興安嶺山區野生香薷揮發油中的主要化學成分為去氫香薷酮和香薷酮，與有關的國內外其它產地樣品的多數報道一致；小興安嶺山區的野生植物蒮香揮發油中的化學成分甲基胡椒醚的相對百分含量高達68%以上，因此所涉及的蒮香樣品在化學型上可歸屬于甲基胡椒醚型。小興安嶺山區此兩種植物揮發油中化學組成與其它地區不同的原因，除了產地環境的因素外，還與原植物的認定與數據分析有關。香薷與蒮香植物形態相近、屬下種類很多，加之同種多有異名，極易引發認定錯誤。在質譜數據分析時，由于一些化合物圖譜相似，不借助于色譜保留指數僅根據與數據庫的匹配度，有時會使化合物的定性呈現錯誤；另外化學成分的同物異名的存在，鑒定時如不采用CAS編號也會導致錯誤發生。

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Chemical Composition Analysis ofElsholtziaciliateandAgatacherugosaEssential Oil from Xiao Hinggan Mountains

Ren Hengxin, Zong Ximing,Sun Changhai, Zhang Shuting ,Feng Guobin,Fang Hongzhuang*

(College of Pharmacy, Jamusi University, Jamusi 154007, China)

The essential oil ofElsholtziaciliateandAgatacherugosaaerial parts grossing in Xiao Hinggan Mountains were obtained by stem distillation and detected by GCMS. The GC-MS data of essential oil was processed using automated mass spectral deconvolution and identification system (AMDIS) and temperature programmed retention indices (PTRIs) identification techniques. The chemical composition analysis result showed 42 and 41 compounds were identified, accounted 92.80% and 97.92% of chromatography total integral area of essential oil fromE.ciliateandA.rugosa, respectively. The predominant components ofE.ciliateessential oil were dehydroelsholtzia ketone (58.17%) and elsholtzia ketone (18.16%), while the main components ofA.rugosaessential oil were esdragol (68.20%), limonene (7.54%), methyl eugenol (6.26%), and caryophyllene (4.72%). Its suggested the chemotype ofA.rugosasample collected from Xiao Hinggan Mountains belongs to esdragol type.

Elsholtziaciliate;Agatacherugosa；GC-MS; essential oil composition

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.01.009

2016-07-12

黑龍江省教育廳科學技術研究項目(12541809)；佳木斯大學科學技術研究項目(13Z1201563)。

任恒鑫(1977—)，男，講師，研究方向為中藥分析。E-mail: 56013832@qq.com

*通訊作者： 方洪壯(1956—)，男，教授，研究方向為計算藥物分析。E-mail: fhz-chjms@163.com

Q946.85

A

1006-9690(2017)01- 0030-05