全 文 ：不同种质类型广西莪术挥发油成分多样性研究
王建 ,赵应学
　第一作者　Tel:13217810893;E-mail:wjy893@sina.com
(广西中医学院药学院 , 南宁 530001)
摘要　目的:对不同种质类型广西莪术挥发油的成分分析 , 为选育优质的广西莪术新品种提供科学依据。 方法:采用 GC-MS
法对不同种质类型广西莪术的挥发油成分进行分离鉴定 ,归一化法测定其相对含量 , 比较挥发油中化学成分及有效成分相对
含量。结果:总共鉴定出 31种化合物 , 不同种质类型广西莪术既存在共有挥发油成分 , 又存在非共有挥发油成分 ,检出色谱峰
个数差别也较大。结论:不同种质类型广西莪术挥发油化学成分和组分相对百分含量差异较大 , 挥发油物质表现出丰富的多
样性。
关键词:广西莪术;不同种质类型;挥发油成分;GC-MS
中图分类号:R917 文献标识码:A 文章编号:0254-1793(2010)06-1072-04
Diversityofresearchofvolatileoilcomponentsofdiferenttypes
ofgermplasmCurcumakwangsiensis
WANGJian, ZHAOYing-xue
(ColegeofPharmacy, GuangxiTraditionalChineseMedicineUniversity, Nanning530001, China)
Abstract　Objective:DiferenttypesofgermplasmCurcumakwangsiensischemicalconstituentsofvolatileoilanal-
ysis, high-qualitybreedingofnewvarietiesinCurcumakwangsiensisprovideascientificbasis.Methods:GC-MS
methodfordiferenttypesofgermplasmCurcumakwangsiensisvolatileoilcomponentsoftheisolationandidentifica-
tion, determinationofnormalizedrelativecontent, andcomparedthechemicalconstituentsofvolatileoilandtherel-
ativecontentofactiveingredients.Results:ThediferenttypesofgermplasmCurcumakwangsiensis, thereareatotal
ofCurcumakwangsiensisvolatileoilandnon-existenceofatotalofvolatileoilcomposition, peakdetectionisalso
alargernumberofdiferences, atotalof31 compoundsidentified.Conclusion:Thediferenttypesofgermplasm
Curcumakwangsiensisvolatileoilcomponentsofthechemicalcompositionandtherelativepercentageofdiferent
content, volatileoil-richmaterialtodemonstratediversity.
Keywords:Curcumakwangsiensis;diferenttypesofgermplasm;volatileoilcomponents;GC-MS
　　广西莪术(CurcumakwangsiensisS.G.LeeetC.
F.Liang)为姜科姜黄属植物 , 以干燥根茎入药 ,其
味辛 、苦 ,性温 ,具有行气破血 、消积止痛的作用 。用
于癥瘕痞块 、淤血闭经 、食积胀痛 、早期宫颈癌 ,是临
床上较为常用的活血化瘀药物 [ 1] 。现代药理表明 ,
莪术油是 1种很有发展前途的抗肿瘤 、抗血栓和抗
病毒药物[ 2] 。广西莪术是广西主产地道药材 ,产区
面积大 ,近年来越来越多关于莪术挥发油成分研
究 [ 3 ～ 5] ,但相关研究更多注重的是产地方面的差
异 [ 5, 6] ,而未从种质类型方面遗传基础的差异进行
研究 ,从广西莪术种内不同种质类型方面的研究也
未见报道。长期以来广西莪术的品种选育和改良未
受到应有的重视。作者在广西莪术种质资源调查时
发现 ,其栽培上存在品种混杂群体很不统一 ,种内变
异类型多 ,各株系内差异较小 ,各株系间差异较大等
现象 。本研究对不同种质类型广西莪术从产量 、挥
发油含量等方面进行考察的基础上 ,采用气相色谱
-质谱联用法 ,对其挥发油化学成分进行测定 ,以了
解各种质类型所含挥发油化学成分的差异 ,为选育
高产优质广西莪术新品种提供科学依据 。
1　仪器与材料
1.1　仪器 　Agilent6890N/5973NGC-MS联用仪
(美国安捷伦);FA1004型电子天平(上海精科天平
仪器厂);挥发油测定器 、回流提取装置 , TDL-4型
—1072— 药物分析杂志 ChinJPharmAnal2010, 30(6)DOI :10.16155/j.0254-1793.2010.06.022
离心机(上海安亭科学仪器厂)。
1.2　供试材料　实验用的不同种质类型广西莪术
单株材料 ,采自广西玉林 、兴业 、钦州 、灵山 、贵港 、桂
平 、平南 、青塘 、横县 、邕宁 、金秀等地 ,经过广西中医
学院刘寿养教授鉴定均为广西莪术(Curcumakwan-
gsiensisS.G.LeeetC.F.Liang)。按编号每个单株
繁殖成株系 ,集中种植在广西莪术适合种植地区—
广西南宁市仙葫区基地 ,并统一栽培管理 ,如此保证
了除了种质本身存在差异外其他条件(栽培基地条
件 、气候条件 、田间管理 、施肥种类 、施肥时间与数量
等)完全一致 ,即保证了非处理因素的一致性。本
实验经过两年株系繁殖(群体遗传基本稳定),从 75
个株系中根据植株群体外观整齐长势好 、单株产量
200g以上 ,每 100 g药材(鲜品)含挥发油 0.5 mL
以上的株系(根据折干率 ,鲜品与干品为 3∶1 ,而药
典规定的莪术油不得少于 1.5%,故选取挥发油 0.5
mL以上的株系),筛选出 15个不同种质种的株系
作为实验材料。
2　方法
2.1　单株产量考察　广西莪术药材采收后 ,每当选
株系取 5个完整莪术根茎(去除须根及块根),清净
泥沙稍晾干后 ,称鲜重结果见表 1。
表 1　不同种质类型广西莪术挥发油出油率
及颜色(单株药材重 x±s, n=5)
Tab1　Differenttypesofgermplasm, Curcuma
kwangsiensisoilyieldofvolatileoilsandcolor
(yieldperplantofmedicinalmaterials)
株系编号
(linesNo.)
单株药材重
(yieldper
plant)/g
得油率
(oilyield)
/%
挥发油颜色
(colorof
volatileoils)
B-61 476.8±1.27 0.70 淡黄(yelowish)
B-13 203.2±2.92 0.68 紫棕(violetbrown)
A-17 167.5±4.27 0.60 棕褐(brown)
B-22 614.6±18.82 0.60 灰白(gray)
B-91 204.8±5.79 0.60 棕色(brown)
A-28 311.4±4.54 0.80 棕黄(brownyelow)
A-81 129.4±3.83 0.90 紫色(purple)
B-97 326.8±4.37 1.10 淡紫(paecilomyces)
A-15 197.2±4.67 0.75 紫棕色(violetbrown)
B-94 104.7±1.83 0.60 紫色(purple)
B-2 245.6±9.78 0.67 黄紫(yelowpurple)
A-18 185.9±3.91 0.50 棕褐色(brown)
B-92 258.3±5.71 0.67 棕色(brown)
B-9 222.4±4.52 0.73 紫色(purple)
A-33 129.4±3.83 0.50 棕褐色(brown)
2.2　供试品溶液的制备　分别取广西莪术当选株
系的根茎洗净 、吹干 、切碎 ,称取 100 g加蒸馏水约
600 mL,按 2005年版中国药典一部附录Ⅹ D挥发油
测定法 ,水蒸气蒸馏法回流提取 7 h, 静置分层后读
取挥发油体积 ,并计算药材的得油率 ,结果见表 1。
向提取所得的挥发油样品中加入适量的无水硫酸
钠 ,除去样品中的水分 , 1000r·min-1离心 5min,取
上层莪术挥发油约 0.02g,精密称定 ,置 10mL棕色
量瓶中 ,加重蒸甲醇稀释并定容至刻度 ,摇匀 ,即得。
2.3　GC-MS测定条件 　色谱柱:HP-5MS弹性
石英毛细管柱(5% PhenylMethylSiloxane, 30 m×
0.25 mm×0.25 μm)。升温程序初始 60 ℃,以 10
℃· min-1升温至 100 ℃,再以 4 ℃· min-1升温至
108 ℃,保持 2 min,以 4 ℃· min-1升温至 156 ℃,
保持 10 min,以 20 ℃· min-1升温至 280℃,保持 2
min;汽化温度 250 ℃,检测器温度 280 ℃;载气为高
纯 He;载气流量 1mL·min-1;进样量 1 μL;分流比
10∶1;溶剂延迟 3 min。
质谱条件:电子轰击 (EI)电离源 ,电子能量 70
eV,离子源温度 230 ℃,四级杆温度 150 ℃;扫描质
量范围 m/z45 ～ 500,图谱库为 NIST02.L和 WILEY
275.L。
3　结果与分析
3.1　GC-MS法分析不同种质广西莪术成分　将不
同种质类型广西莪术挥发油按上述 GC-MS条件检
测 ,得到总离子流各主要色谱峰的质谱图 ,选用 NIST
02.L和 WILEY275.L标准谱库 ,匹配度 SI>90进行
检索 ,结合有关文献进行人工检索和解析 ,确认各化
合物 ,通过 HPMSD工作站数据处理系统 ,按峰面积归
一化法计算各化合物在挥发油中的相对百分含量。
总共鉴定了 31种主要化合物 ,结果见表 2。
3.2　由不同种质类型广西莪术挥发油的成分比
较　由表 2可知 ,不同种质类型的广西莪术挥发油
成分既有共有成分 ,又有各自特征性成分 ,其组分相
对百分含量不同。检出 5个共有成分樟脑 、δ-榄香
烯 、β -榄香烯 、苯并呋喃 、吉马酮 。A-33图谱与其
他图谱比较相应的峰 ,出峰时间延时(见图 1),但 5
个共有成分峰明显 。各自特征性成分 B-91、A-15
检出莪术烯 、δ-瑟林烯 , A-28检出吉马烯 -A、沉
香醇 , A-81检出 β -水芹烯 、α-松油醇 , A-17、A
-18检出异莪术醇 , A-81、A-28、B-97检出莪术
二酮和异莪术二酮。由此可见 ,不同种质类型广西
莪术的挥发油成分存在明显差异 。
—1073—药物分析杂志 ChinJPharmAnal2010, 30(6)
表 2　不同种质类型广西莪术挥发油成分分析
Tab2　DifferenttypesofgermplasmCurcumakwangsiensischemicalconstituentsofvolatileoilanalysis
序号
(No.)
分子式
(formula)
化合物
(compounds)
样品相对峰面积比值(ratioofrelativepeakarea)
B-61 B-9 A-15 B-13 B-94 B-2 A-18 B-92 A-33 A-17 B-22 B-91 A-28 A-81 B-97
1 C10H16 β -蒎烯(β-pinene) 0.16 - 0.11 - 0.30 - - 0.22 - 0.32 0.20 - 0.43 - -
2 C10H16 β -月桂烯(β-myrcene) 0.13 - - - - 0.10 0.14 - - - - - 0.12 0.52 -
3 C10H16 莰烯(camphene) - - 0.41 - - - - - 0.32 - - - - - -
4 C10H16 水芹烯(β-phelandrene) - - - - 0.10 - 0.07 0.11 - 0.15 - - - 0.27 0.15
5 C10H16 3-蒈烯(3-carene) - - - - 0.53 - 0.13 0.28 0.13 0.40 - - - 0.26 -
6 C10H16 D-柠檬烯(D-limonene) 0.44 0.23 0.20 0.29 - 0.25 - 0.51 0.31 0.71 0.22 0.25 0.61 1.49 0.60
7 C10H18O 桉油精(eucalyptol) 1.03 1.48 1.00 2.29 5.19 1.57 0.22 0.51 - 0.54 6.26 1.59 9.07 20.68 11.08
8 C10H18O 沉香醇(linaool) - - - - - - - - - - - - 0.59 - -
9 C10H16O 樟脑(camphor) 4.24 3.11 2.05 3.56 1.06 2.83 2.83 9.37 3.94 5.53 0.65 2.97 1.59 8.62 1.82
10 C10H18O 异龙脑(isoborneol) - 1.19 0.91 1.36 - 1.13 0.69 1.49 1.02 1.29 - 1.16 0.71 1.44 -
11 C10H18O 龙脑(borneol) - 0.58 0.27 0.51 - 0.39 0.54 0.53 - - 0.50 - - 0.58 0.83
12 C10H18O 4-松油醇(4-terpineol) - - - - - - - - - - 0.16 - 0.23 0.36 0.28
13 C10H18O α-松油醇(α-terpineol) - - - - - - - - - - - - 0.43 0.78 -
14 C15H24 δ-榄香烯(δ-elemene) 0.61 0.94 0.79 1.04 0.94 0.89 0.94 1.31 1.51 1.68 0.46 0.94 0.41 0.72 0.45
15 C15H24 β -榄香烯(β-elemene) 1.63 3.63 3.32 3.45 4.24 3.41 2.41 4.26 4.15 5.14 1.16 3.56 2.57 2.87 2.38
16 C15H24 α-石竹烯(α-caryophylene) 2.82 - - - - - - 0.30 - - 2.60 - - - -
17 C15H24 吉马烯-D(germacrene-D) 1.00 1.62 1.49 1.65 1.67 1.81 1.37 - 2.05 2.60 0.70 1.57 0.97 1.06 -
18 C10H8 萘(naphthalene) 0.84 0.48 0.19 - - - - - - 0.29 0.40 - 0.28 - -
19 C10H18O 苯丙呋喃(benzofuran) 3.51 12.98 14.88 12.92 12.91 12.45 9.27 14.44 19.53 16.74 9.73 12.62 4.54 8.48 5.09
20 C15H24 吉马烯-A(germacrene-A) - - - - 0.42 - - - - - - - 0.57 - -
21 C15H24 吉马烯-B(germacrene-B) - 1.15 1.12 - 0.26 - 1.01 - 1.74 2.39 - 1.15 1.14 0.57 -
22 C15H21O β -榄香烯酮(β-elemenone) - - - - 0.68 - - - - - - - - - -
23 C15H24 γ-榄香烯(γ-elemene) 1.08 - - 1.30 1.90 1.05 - - 0.27 - 3.76 - - - 1.32
24 C15H24 γ-古芸稀(γ-gurjunene) 0.24 - - 0.47 - - 0.28 - - - - - - - -
25 C21H20O6 异莪术醇(isocurcumenol) - - - - - - 5.01 - - 4.23 - - - - -
26 C15H24 δ-瑟林烯(δ-selinene) 0.40 - 0.62 - 0.56 0.45 - - - - - 0.39 - - -
27 C15H24 莪术烯(curzerene) - - 4.58 - - - - - - - - 5.62 - - -
28 C15H22O 吉马酮(germacrone) 7.85 12.99 9.22 13.45 11.02 11.83 7.92 6.70 6.92 6.18 14.81 13.75 11.31 3.71 11.36
29 C15H24O2 莪术二酮(curdione) - - - - - - - - - - - - 30.56 7.14 30.53
30 C15H20o2 呋喃二烯(furanodiene) - - - - - - - - 5.64 - 3.80 - 2.11 - -
31 C15H24O2 新莪术二酮(neocurdione) - - - - - - - - - - - - 3.98 4.18 4.16
合计(total) 25.98 40.38 41.16 42.29 41.78 38.16 32.83 40.03 47.53 48.19 45.41 45.57 68.24 63.73 70.05
注(note):经计算机检索鉴定 , SI>90;-:表示未检出(SI>90detectedbycomputer;-:undetected)
3.3　不同种质类型广西莪术有效成分比较　据文
献报道莪术油具有抗肿瘤 、抗病毒等作用 ,其中抗肿
瘤活性成分为 β -榄香烯 、莪术酮 、莪术醇 、莪术二
酮等[ 7] 。由表 2可知 15种不同种质类型广西莪术
挥发油均检出 β -榄香烯。另外只有 A-28、 A-
97、 A-81中检出莪术二酮 ,分别占挥发油总量 A
-28为 30.56%、A-97为 30.53%、 A-81为
7.14%。而 A-28、A-97相对含量很高。莪术酮
与莪术醇在以上 15种不同种质类型广西莪术中均
未检出 。经过对有效成分分析 ,有利于以有效成分
为选育目标 ,选育优质新品种 。
4　讨论
实验所用各种质材料虽来自不同产地 ,但集中
种植于基地 ,其外界的环境条件和栽培条件一致 ,这
样可以消除因产地不同而产生的差异。故本实验结
果在挥发油颜色 、各成分的相对百分含量及化学组
成等方面表现的差异 ,实为各种质之间自身的遗传
基础差异 。本研究结果表明 ,不同种质类型广西莪
术挥发油颜色 、各成分的相对百分含量及化学组成
差异明显 ,说明不同种质类型广西莪术的挥发油类
—1074— 药物分析杂志 ChinJPharmAnal2010, 30(6)
图 1　15种不同种质类型广西莪术挥发油色谱图
Fig1　Chromatogramsofvolatileoilfrom 15differenttypesofgermplasm
Curcumakwangsiensis
A.樟脑(camphor)　B.δ-榄香烯(δ-elemene)　C.β -榄香烯(β
-elemene)　D.苯并呋喃(benzofuran)　E.吉马酮(germacrone)
1.B-91　2.B-94　 3.B-13　 4.B-22　 5.B-97　 6.A-17　
7.A-28　 8.B-92　 9.A-18　 10.A-33　11.A-15　 12.A-81
　 13.B-61　14.B-9　15.B-2
物质存在丰富多样性 ,也为广西莪术的品质选育提
供了物质基础。
广西莪术药材挥发油物质存在质量差异实际包
含有种质遗传差异和外界环境差异 2个方面(也包
括产地),本实验结果是在排除了外界环境条件差
异的情况下 ,不同种质类型所表现出的差异 ,这种差
异实际上反映的是不同种质类型之间遗传差异 ,且
遗传差异十分明显 。由此可见 ,在实际应用中不能
只重产地而忽视种质 。但很多研究是以不同产地差
异为研究对象[ 5, 8, 9] ,从而提示莪术油制剂生产企业
建立原料基地时 ,既要固定产地 ,又要有固定种质 ,
才能保证原料与制剂质量的稳定。在广西莪术生产
上要注重优良新品种的选育和应用 ,才能从根本上
解决因种质不同所带来莪术油中的化学成分的差
异 ,进一步保证药材原材料与制剂的质量稳定优良 。
由表 1可知 ,从单株药材重看出 ,不同种质类型
单株药材重量表现出较大差异 ,同一种质单株产量
也表现出一定差异;从挥发油看出 ,不同种质类型挥
发油含量及颜色也不同。结合单株药材产量 、挥发
油的含量可以进行选择 ,从中可选出高产高含油量
的株系:B-61, B-22, A-28, B-97。从表 2可知 ,
不同种质类型广西莪术在挥发油成分种类及相对百
分含量上表现出丰富多样性。本实验以抗肿瘤有效
成分 β -榄香烯 、莪术二酮的相对百分含量 ,再结合
指标性成分吉马酮相对百分含量 、单株产量 、挥发油
的含量进行综合选择 ,得出 A-28、B-97为最优良
种质 。
经过对广西莪术不同种质类型挥发油化学成分
进行测定 ,有利于以挥发油中有效成分为育种目标
选育优质新品种。因此本研究为选育优质广西莪术
新品种提供科学依据。
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(本文于 2009年 7月 6日收到)
—1075—药物分析杂志 ChinJPharmAnal2010, 30(6)