任恒鑫， 宗希明， 孫長(zhǎng)海， 張舒婷， 馮國(guó)彬， 方洪壯

(佳木斯大學(xué) 藥學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

小興安嶺野生香薷與藿香揮發(fā)油化學(xué)成分的分析

任恒鑫， 宗希明， 孫長(zhǎng)海， 張舒婷， 馮國(guó)彬， 方洪壯*

(佳木斯大學(xué) 藥學(xué)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(fā)油并利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)檢測(cè)，通過(guò)自動(dòng)質(zhì)譜解卷積定性系統(tǒng)(AMDIS)結(jié)合程序升溫保留指數(shù)(PTRIs)鑒定技術(shù)對(duì)GC-MS數(shù)據(jù)進(jìn)行化學(xué)成分分析。在香薷與蒮香揮發(fā)油中鑒定出42種與41種化學(xué)成分，分別占總積分面積的92.80%與97.92%；香薷揮發(fā)油中主要成分為去氫香薷酮(58.17 %)和香薷酮(18.40 %)，蒮香揮發(fā)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(xué)型為甲基胡椒醚型。

香薷；蒮香；GC-MS；揮發(fā)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(guó)境內(nèi)廣有分布，所富含揮發(fā)油部分具有多種生物活性與香用價(jià)值。長(zhǎng)期以來(lái)，此兩種植物的芳香油的化學(xué)組成一直受到關(guān)注。國(guó)內(nèi)外多認(rèn)為香薷揮發(fā)油中主要化學(xué)成分為去氫香薷酮和香薷酮[1-3]，藿香按其揮發(fā)油中的主要化學(xué)成分分為3種化學(xué)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(fā)油中主要化學(xué)成分也有其它不同的報(bào)道[7-12]。質(zhì)譜自動(dòng)解卷積定性系統(tǒng)(automated mass spectral deconvolution and identification system，AMDIS)[13-14]，是內(nèi)嵌于質(zhì)譜工作站的質(zhì)譜分析軟件，通過(guò)對(duì)質(zhì)譜數(shù)據(jù)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(shù)(temperature programmed retention indices，PTRIs)[15-16]，是化合物色譜行為的特征參數(shù)，兩種技術(shù)聯(lián)用可使氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)的定性結(jié)果更為準(zhǔn)確。香薷與藿香在小興安嶺地區(qū)野生資源雖極為豐富，但關(guān)于其揮發(fā)油成分的研究較為鮮見(jiàn)。為了理清香薷與藿香揮發(fā)油各種用途的物質(zhì)基礎(chǔ)，我們采用GC-MS獲取了小興安嶺香薷與藿香揮發(fā)油數(shù)據(jù)，通過(guò)AMDIS結(jié)合PTRI對(duì)其定性定量分析，以期為地方的野生資源開(kāi)發(fā)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(qū)(北緯48°27′，東經(jīng)129°33′)。正構(gòu)烷烴C8～ C20混合對(duì)照品(上海安譜科學(xué)儀器有限公司)。正己烷(色譜純)，無(wú)水硫酸鈉(分析純)。

1.2 主要儀器設(shè)備

Agilent 7890 /5975N 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫公司)；SY2000 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞容生化儀器廠)。

2 方 法

2.1 揮發(fā)油提取

香薷與藿香經(jīng)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(guò)夜。按中國(guó)藥典揮發(fā)油測(cè)定甲法連接提取裝置[17]，在揮發(fā)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(wú)水硫酸鈉除去水分，移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)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(xì)管柱，載氣為氦氣 (純度>99.999%)，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度為 280 ℃。樣品揮發(fā)油的正己烷稀釋液(1→500)與正構(gòu)烷烴溶液分流模式進(jìn)樣，分流比為100∶1，進(jìn)樣量為1 μl。升溫程序?yàn)槌跏贾鶞?0 ℃，溶劑延遲3 min，以4 ℃/min升260 ℃，后運(yùn)行10 min。電離方式EI源，電子能量70 eV，離子源溫度為230 ℃，四級(jí)桿溫度為150 ℃，質(zhì)量范圍35～450m/z，速度3.46次/s。

2.3 化學(xué)成分分析

在GC-MS工作站上，載入正構(gòu)烷烴混合對(duì)照品與揮發(fā)油GC-MS數(shù)據(jù)。在AMDIS模塊下用正構(gòu)烷烴對(duì)照品建立保留指數(shù)校正的文件；分析類型選為使用保留指數(shù)數(shù)據(jù)，最低匹配因子設(shè)為80，保留指數(shù)柱類型根據(jù)實(shí)驗(yàn)選為非極性柱，保留指數(shù)窗設(shè)為10；解卷積參數(shù)峰寬設(shè)為12，相鄰峰提取數(shù)設(shè)為2，分辨率、靈敏度及色譜峰形的要求均設(shè)為中等；目標(biāo)數(shù)據(jù)選用芳香物質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)行AMDIS程序，記錄數(shù)據(jù)解析結(jié)果與相應(yīng)組分的CAS號(hào)與色譜保留指數(shù)；對(duì)AMDIS未能解析的色譜峰，轉(zhuǎn)至于NIST質(zhì)譜庫(kù)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(shù)與NIST Chemical Web Book及文獻(xiàn)[18]中HP-5MS型柱保留指數(shù)值比較，以±5為接受限確定各色譜峰所對(duì)應(yīng)的化合物。定性分析后，對(duì)揮發(fā)油數(shù)據(jù)通過(guò)色譜工作站進(jìn)行自動(dòng)積分，按總離子流面積歸一化法獲取相對(duì)定量結(jié)果。

3 結(jié)果與討論

3.1 香薷揮發(fā)油分析結(jié)果

所得香薷揮發(fā)油為淡黃色，與樣品重量比的收率為0.67%。GC-MS檢測(cè)的總離子流圖如圖1?；瘜W(xué)組成分析共獲取42種物質(zhì)，占總積分面積的92.80%，見(jiàn)表1。其中來(lái)自香精香料庫(kù)(F)有32種，來(lái)自NIST庫(kù)(N)10種。由圖1可知，在選定的色譜條件下，香薷揮發(fā)油中大部分物質(zhì)在35 min前流出，結(jié)合表1可知，含量最大的兩種物質(zhì)分別為去氫香薷酮(58.17%)和香薷酮(18.40%)，占總成分的相對(duì)百分含量76%以上。另由表1可知，香薷揮發(fā)油中的化學(xué)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(fā)油分析結(jié)果

所得香薷揮發(fā)油為淡黃色，與樣品重量比的收率為0.56%。GC-MS檢測(cè)的總離子流圖如圖2。化學(xué)組成分析共獲取41種物質(zhì)，占總積分面積的97.92%，如表2。其中來(lái)自香精香料庫(kù)(F)有27種，來(lái)自NIST庫(kù)(N)14種。由圖2可知，在選定的色譜條件下，40 min前藿香揮發(fā)油中大部分物質(zhì)已流出，并分離較好。結(jié)合表2可知，含量最高的物質(zhì)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(duì)百分含量86%以上。另由表1可知，香薷揮發(fā)油中的化學(xué)成分可分為4類，從數(shù)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(fā)油總離子流圖

圖2 藿香揮發(fā)油總離子流圖表1 香薷揮發(fā)油化學(xué)成分

序號(hào)保留時(shí)間/min化合物及其類別CAS號(hào)保留指數(shù)相對(duì)含量/%數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(xù)表1

序號(hào)保留時(shí)間/min化合物及其類別CAS號(hào)保留指數(shù)相對(duì)含量/%數(shù)據(jù)庫(kù)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(huán)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(fā)油化學(xué)成分

續(xù)表2

序號(hào)保留時(shí)間/min化合物CAS號(hào)保留指數(shù)相對(duì)含量/%數(shù)據(jù)庫(kù)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(zhì)譜聯(lián)用數(shù)據(jù)的有力工具，該技術(shù)可解決色譜共流物重疊峰對(duì)定性的干擾，在提高分析的靈敏度的同時(shí)，增強(qiáng)了圖譜分析的準(zhǔn)確性和可靠性。但AMDIS現(xiàn)存在的問(wèn)題是相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)不完善，所使用的2005的香精香料數(shù)據(jù)庫(kù)僅收入了近千種有關(guān)化合物，如香薷中的高含量物質(zhì)香薷酮及去氫香薷酮不在其中，以至于揮發(fā)油中單萜與倍半萜類化合物的分析需手動(dòng)聯(lián)接其它數(shù)據(jù)庫(kù)。色譜保留指數(shù)可提高揮發(fā)油GC-MS定性分析的可靠性，能避免單純依據(jù)化合物與數(shù)據(jù)庫(kù)中的匹配度時(shí)誤判的發(fā)生，但其在國(guó)內(nèi)有關(guān)的數(shù)據(jù)分析中應(yīng)用的較少。

GC-MS測(cè)定與數(shù)據(jù)分析表明，小興安嶺山區(qū)野生香薷揮發(fā)油中的主要化學(xué)成分為去氫香薷酮和香薷酮，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；小興安嶺山區(qū)的野生植物蒮香揮發(fā)油中的化學(xué)成分甲基胡椒醚的相對(duì)百分含量高達(dá)68%以上，因此所涉及的蒮香樣品在化學(xué)型上可歸屬于甲基胡椒醚型。小興安嶺山區(qū)此兩種植物揮發(fā)油中化學(xué)組成與其它地區(qū)不同的原因，除了產(chǎn)地環(huán)境的因素外，還與原植物的認(rèn)定與數(shù)據(jù)分析有關(guān)。香薷與蒮香植物形態(tài)相近、屬下種類很多，加之同種多有異名，極易引發(fā)認(rèn)定錯(cuò)誤。在質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析時(shí)，由于一些化合物圖譜相似，不借助于色譜保留指數(shù)僅根據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的匹配度，有時(shí)會(huì)使化合物的定性呈現(xiàn)錯(cuò)誤；另外化學(xué)成分的同物異名的存在，鑒定時(shí)如不采用CAS編號(hào)也會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤發(fā)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(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(12541809)；佳木斯大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(13Z1201563)。

任恒鑫(1977—)，男，講師，研究方向?yàn)橹兴幏治?。E-mail: 56013832@qq.com

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

Q946.85

A

1006-9690(2017)01- 0030-05