李鐵純，侯冬巖，回瑞華，刁全平

(鞍山師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 鞍山 114007)

生姜和良姜都為姜科植物(Zingiberaceae)的根莖,是多年生草本植物.生姜和良姜在我國栽培地域很廣,山東、浙江、四川、廣西、廣東、云南、貴州等省區(qū)產(chǎn)量較高.這兩種植物的根莖都用做傳統(tǒng)中藥，用于治療脾胃虛寒、腹痛吐瀉、吐衄崩漏、陽虛失血等，并且是營養(yǎng)豐富的藥食兼用的天然產(chǎn)物.有關(guān)生姜和良姜的揮發(fā)油活性成分已有報道[1-6].本文采用同時蒸餾萃取(SDE)法提取生姜和良姜中揮發(fā)油，并用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對其揮發(fā)性化學(xué)成分進行分析.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

HP 6890-5973型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、SDE裝置(自制)、R2-201型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海中科機械研究所)；無水硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等均為分析純.

生姜和良姜樣品:購于山東.

1.2 同時蒸餾-萃取樣品

分別取100 g粉碎的生姜和良姜置于1 000 mL圓底燒瓶中,加入400 mL去離子水，振蕩均勻后接至SDE裝置的一端,溫度控制在100 ℃，保持沸騰.另取100 mL重蒸乙醚置于另一單頸圓底燒瓶中,接在SDE裝置的另一端,以恒溫水浴加熱燒瓶,在40 ℃下連續(xù)萃取5 h[7].生姜和良姜揮發(fā)油的乙醚萃取液用無水硫酸鈉脫水,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去乙醚,得到黃色透明液體,收率分別為生姜5.48%，良姜6.58%.

1.3 氣相色譜-質(zhì)譜測定

色譜條件 色譜柱：HP-5彈性石英毛細管柱30 m×0.25 mm×0.25 μm;升溫程序：初始溫度60 ℃,以5 ℃/min升至200 ℃；汽化溫度230 ℃；進樣量：0.2 μL；溶劑延遲：3 min；載氣(He)流量：1 mL/min；分流比：20∶1.

質(zhì)譜條件 離子源：電子轟擊(EI)；離子源溫度：230 ℃；電子能量：70 eV；發(fā)射電流：34.6 μA;電子倍增器電壓：1 200 V；接口溫度230 ℃；質(zhì)量范圍：20～500 m/z.

1.4 測定方法

分別取生姜和良姜同時蒸餾-萃取揮發(fā)油樣品各0.2 μL，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進行分析鑒定.通過G1701BA化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，檢索NIST98譜圖庫，并分別與八峰索引及EPA/NIH質(zhì)譜圖集的標準譜圖進行對照、復(fù)合，再結(jié)合有關(guān)文獻進行人工譜圖解析[8,9]，鑒定揮發(fā)油的各個化學(xué)成分，再通過G1701BA化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按面積歸一化法進行定量分析，分別求得各化學(xué)成分在揮發(fā)油中的相對百分含量.

2 結(jié)果與討論

2.1 測定結(jié)果

按1.3測定方法進行實驗，兩種樣品揮發(fā)油的總離子流圖如圖1、2所示.

圖1 生姜揮發(fā)油總離子流圖 圖2 良姜揮發(fā)油總離子流圖

2.2 結(jié)果討論

由圖1可知，生姜揮發(fā)油總離子流圖中分離出30個峰，鑒定出30種化合物分別為：2-庚醇0.44%;1，7，7-三甲基三環(huán)[2.2.1.2,6]庚烷0.64%;α-蒎烯7.95%;茨烯22.03%;β-蒎烯0.82%;α-水芹烯1.12%;β-水芹烯25.98%;4-蒈烯0.42%;1,7,7-三甲基雙環(huán)[2.2.1]-2-庚酮0.50%;冰片3.95%;α-松油醇6.45%;癸醛1.03%;3-乙烯基-1,2-二甲基-1,4-環(huán)己二烯1.49%;香葉醛2.18%;3,7-二甲基-1,6-辛二烯基-3-醇0.72%;3,7-二甲基-2,6-辛二烯2.04%;4-甲基-1-(1,5-二甲基-4-己烯基)苯3.18%;2-甲基-5-(1,5-二甲基-4-己烯基)-1,3-環(huán)己二烯3.91%;異喇叭烯1.10%;1-甲基-4-(5-甲基-1-亞甲基-4-己烯基)環(huán)己烯2.66%;丁化羥基甲苯0.61%;6-亞甲基-3-(1,5-二甲基-4-己烯基)環(huán)己烯2.87%;4-乙烯基-α,α,4-三甲基-3-(1-甲基乙烯基)環(huán)己烷甲醇0.40%;3,7,11-三甲基-1,6,10-十二碳三烯醇0.59%;羅漢柏烯0.90%;4-二甲基-α-(4-甲基-3-戊烯基)-3-環(huán)己醇1.37%;3-亞甲基-對-孟烯薄菏烯0.67%;三甲基-8-亞甲基-2-萘甲醇0.34%;α-雪松烯0.68%;十八烷0.61%;十九烷0.79%.

圖2良姜揮發(fā)油中，色譜分離出35個峰，鑒定出35種化合物為：2-甲基丁酸-丙酯1.06%;1,7,7-三甲基三環(huán)[2.2.1.2,6]庚烷0.19%;2-甲基-5-異丙基雙環(huán)[3.1.0]-2-己烯0.24%;三甲基雙環(huán)[3.1.1]-2-庚烯6.88%;β-蒎烯7.44%;茨烯7.40%;6,6-二甲基-2-亞甲基雙環(huán)[3.1.1]庚0.86%;2-甲基-2-甲基丙基丁酸酯0.50%;3-甲基-2-甲基丙基丁酸酯0.22%;2-甲基-2-甲基丁基丙酸酯0.24%;2-甲基-丙酸-2-甲基丁基酯0.34%;蒈烯0.71%;1-甲基-4-異丙基苯0.45%;桉葉油51.51%;1-甲基-4-異丙基-1,4-環(huán)己二烯0.67%;4-蒈烯0.59%;異戊酸戊酯2.44%;1,7,7-三甲基雙環(huán)[2.2.1]-2-庚酮0.25%;2,3,3-三甲基雙環(huán)[2.2.1]-2-庚醇0.26%;1,7,7-三甲基雙環(huán)[2.2.1]-2庚醇0.88%;4-甲基-1-異丙基-3-環(huán)己烯醇1.99%;松油醇8.25%;葑基乙酸酯0.29%;石竹烯0.78%;2,6-二甲基-(4-甲基-3-戊烯基)雙環(huán)[3.1.1]-2-庚烯0.43%;苯丙酸甲酯0.29%;4-甲基-1-亞甲基-7-(1-甲基亞甲基)-十氫化萘0.24%;法呢烯0.80%;7-甲基-4-亞甲基-1-異丙基-1,2,3,4,4,5,6,8-八氫化萘1.24%;4,7-二甲基-1-異丙基-1,2,3,5,6,8-六氫化萘0.32%;1-乙烯基-1-甲基2-異丙基-4-(1-甲基亞甲基)環(huán)己烷0.23%;1,8-二甲基-7-異丙基-1,2,3,5,6,7,8,8-八氫化萘0.22%;1,7-二甲基-4-異丙基-1,4-橋亞甲基-1H-八氫化茚0.67%;4,8-二甲基-2-(1-甲基亞甲基)-1,2,4,4,5,6,8-八氫化萘0.32%;α-反-佛手柑醇0.40%.

生姜揮發(fā)油中鑒定出30種化合物,主要成分為：蒎烯(8.77%)、茨烯(22.03%)、水芹烯(25.98%)和α-松油醇(6.45%).而良姜揮發(fā)油中鑒定出35種化合物,主要成分為：蒎烯(7.40%)、茨烯(7.40%)、桉葉油(51.51%)和松油醇(8.25%).

在生姜和良姜揮發(fā)性成分中，主要為萜烯類及其含氧衍生物.萜類化合物是存在于植物界的一類化合物，其生物活性是多方面的，如在生姜和良姜揮發(fā)油中的主要萜類化合物、蒎烯、茨烯、水芹烯、桉葉油和松油醇等活性有效成分，分別具有抗菌、抗病毒、驅(qū)蟲等作用.

本文采用水蒸氣蒸餾-溶劑萃取法提取了生姜和良姜揮發(fā)油，收率分別為：2.80%和3.35%.同時采用蒸餾-萃取法提取生姜和良姜揮發(fā)油，收率分別為5.48%，6.58%.由此可知提取揮發(fā)油收率的高低與實驗方法有關(guān).同時蒸餾-萃取法提取生姜和良姜的揮發(fā)油比水蒸氣蒸餾-溶劑萃取法提取生姜和良姜的揮發(fā)油收率提高了近一倍，但是化合物組分卻有所減少，這是由于同時蒸餾-萃取法溫度、壓力較高使一些化合物分解造成的.

通過對生姜和良姜的揮發(fā)油化學(xué)成分和相對百分含量的分析及評價，將對開發(fā)及綜合利用生姜和良姜提供科學(xué)依據(jù).