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新会茶枝柑果皮的挥发油指纹图谱建立和对比研究



全 文 :收稿日期:2014-06-15; 修订日期:2014-12-21
基金项目:国家自然科学基金(No. 81102804) ;
四川省教育厅课题(No. 10ZC051)
作者简介:欧小群(1989-) ,女(汉族) ,四川成都人,成都中医药大学在读
硕士研究生,主要从事中药新制剂、新剂型、新技术研究工作.
* 通讯作者简介:王 瑾(1983-) ,女(汉族) ,新疆乌鲁木齐人,成都中医
药大学助理研究员,硕士学位,主要从事中药学研究工作.
新会茶枝柑果皮的挥发油指纹图谱建立和对比研究
欧小群,王 瑾* ,杨秀梅,张 晨,谭茂兰
(成都中医药大学,四川 成都 611137)
摘要:目的 建立柑皮和陈皮挥发油的 GC - MS 指纹图谱,从整体角度对比分析挥发油的化学组成和相对含量的变化。
方法 采用 GC - MS法,结合中药色谱指纹图谱相似度评价软件 2004A版,分别建立 12 批次柑皮和 12 批次陈皮的挥发油
指纹图谱,并进行数据分析。结果 柑皮鉴定出 24 个共有峰,陈皮鉴定出 25 个共有峰,两者的差别在于柑皮含有香茅醛
而陈皮没有,陈皮含有对 -薄荷三烯、顺式 -对 -薄荷 - 2,8 -二烯醇而柑皮没有,陈皮中顺式 -香芹醇、反式 -香芹醇
和香芹酮的相对含量远高于柑皮;广陈皮挥发油中的主要成分有柠檬烯、萜品烯、2 -甲氨基 -苯甲酸甲酯和正十六酸,
柠檬烯含量最大。结论 香茅醛、对 -薄荷三烯和顺式 -对 -薄荷 - 2,8 -二烯醇可作为鉴别三年广陈皮的标准参考。
关键词:茶枝柑; 挥发油; 气相色谱 -质谱联用; 指纹图谱
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2015. 04. 051
中图分类号:R282. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2015)04-0895-03
Comparative study on GC - MS fingerprints of volatile oil in Citrus reticulata ' Chachi '
stored less than 3 years and more than 3 years
OU Xiao-qun,WANG Jin* ,YANG Xiu-mei,ZHANG Chen,TAN Mao-lan
(Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,Chengdu Sichuan,611137,China)
Abstract:Objective To establish the GC - MS fingerprints of volatile oil in Citrus reticulata 'Chachi' stored less than 3 years and
more than 3 years,and to capture the whole scope of the chemical compositions changing.Methods After determined by GC - MS,
all the samples were established fingerprints respectively by Similarity Evaluation System for Chromatographic Fingerprint of TCM
(2004A edition). Results Citrus reticulata 'Chachi' stored less than 3 years were identified 24 common peaks and ones more than
3 years 25. The difference was that Citrus reticulata ' Chachi' stored less than 3 years had citronellal rather than 1,3,8 - p - Men-
thatriene and p - Mentha - 2,8 - dieno,contrary to ones more than 3 years,trans - Carveol,cis - Carveol and Carvone in Citrus
reticulata 'Chachi' stored more than 3 years were more. The bases of Citrus reticulata 'Chachi'were Limonene,Terpinene,2 -(meth-
ylamino)benzoate,n - Hexadecanoic acid. Conclusion Citronellal,1,3,8 - p - Menthatriene and p - Mentha - 2,8 - dieno could
be standards to identified the Citrus reticulata ' Chachi' stored in 3 years.
Key words:Citrus reticulata 'Chachi'; Volatile oil; GC - MS; Fingerprints
陈皮为芸香科植物橘 Citrus reticulata Blanco 及其栽培变种
的干燥成熟果皮,有“广陈皮”和“陈皮”之分。广陈皮主要分布
在广州,是我国岭南地区著名传统中药材,为十大广药之一;陈皮
主要分布在福建、重庆、四川和浙江等地。广陈皮系芸香科柑橘
属茶枝柑 Citrus reticulata 'Chachi'的干燥成熟果皮[1],以广东江门
市新会地产出产最佳。根据采收时间和质量的不同,广陈皮分为
大红皮(红皮)、微红皮(黄皮)和柑青皮(青皮),其中大红皮是
指果皮基本着色,生理基本成熟,在农历小雪至小寒期间采收,此
时的红皮油室明显,油量最大[2],黄酮类含量较低,生物碱类成
分降低[3]。道地药材新会陈皮已经获得国家地理标志产品,根
据贮存年限的不同,在产地自然陈化三年及以上称为“陈皮”,三
年以内称为“柑皮”[4]。历代医家认为,陈皮药性燥烈,需要陈
用,可减其燥性。《雷公炮炙药性解》曰:“收藏又复陈久,则多历
梅夏而烈气全消,温中而无燥热之患,行气而无峻削之虞”;《本
草备要》曰:“陈则烈气消,无燥散之患”;医家张山雷亦云:“新会
皮,橘皮也,以陈年者辛辣之气稍和为佳,故曰陈皮”。
广陈皮挥发油具有促进胃液分泌、助消化和双向调节肠平滑
肌的作用,是广陈皮的主要有效物质之一[5]。本文拟研究广陈
皮中“柑皮”与“陈皮”是否不同,拟采用 GC - MS 技术建立其挥
发油指纹图谱,从整体角度对比研究挥发油的化学组成和相应的
含量变化,探索陈皮陈久良者的物质基础,分析陈皮的陈化原
理,为广陈品的质量控制提供科学依据。
1 仪器与试药
1. 1 仪器 BS200S型精密电子天平(d = 0. 001 g,max 200 g),挥
发油提取器(成都长征化玻有限公司) ,GC 5975C /MS 7890A 型
气相色谱 -质谱联用仪(美国 Agilent公司)。
1. 2 试药 正己烷,(色谱纯,Fisher公司) ,无水硫酸钠(分析纯,
成都科龙化工试剂厂)。课题组采集广陈皮 24 批,其中柑皮 12
批,陈皮 12 皮,经成都中医药大学中药标本中心卢先明教授鉴定
均来自广东新会茶枝柑(Citrus reticulata ' Chachi'),1 ~ 12 号样品
三年内柑皮;13 ~ 24 号为三年以上陈皮。样品采集信息见表 1。
2 方法与结果
2. 1 供试液制备 将广陈皮切成 5 mm ×5 mm宽的小块,称取 20
g,加 10 倍量水,用水蒸气蒸馏法提取 6 h,经无水硫酸钠干燥、过
滤,备用。取各样品挥发油 20 μl 用正己烷溶解稀释 50 倍,0. 22
μm微孔滤膜过滤后即为供试液。
2. 2 GC - MS测定条件 HP - 5MS石英毛细管色谱柱(0. 25 mm
×30 m,0. 25 μm);升温程序为:初始温度 60 ℃,第 1 阶段以
1℃ /min的速率上升到 80℃并保持 10 min,第 2 阶段以 10℃ /min
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2015 VOL. 26 NO. 4 时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 4 期
上升到 150℃,以 2℃ /min上升到 180℃,保持 5 min;载气为高纯
度 He,载气流量为 1 ml /min,进样量为 1 μl,分流比 10∶ 1。离子
源为 EI,电离电压,进样口温度 270℃,检测器温度 270℃,质量扫
描范围,m/z:30 ~ 550 amu,溶剂延迟 4 min,质谱检索标准谱库为
NIST MS search2. 0.
2. 3 指纹图谱方法学考察
2. 3. 1 精密度试验 取 1 号样品供试液,按照“2. 2”项下方法测
定,连续进样 6 次。结果显示:通过计算各色谱峰的相对保留时
间和相对峰面积的相对标准偏差,RSD 分别为 0. 150% 和
0. 649%。
2. 3. 2 稳定性实验 取 1 号样品制备供试液,分别在 0,8,16,24,
48,120h检测指纹图谱。结果显示:样品在 120h 内各色谱峰的
相对保留时间和相对保留面积比值 RSD 为 1. 069%和 0. 997%,
符合指纹图谱技术要求。
2. 3. 3 重复性实验 取 1 号样品,平行制备 6 份供试品溶液,分
别检测指纹图谱。结果显示:各共有峰的相对保留时间和相对峰
面积比值基本一致,RSD分别是 1. 012%和 1. 184%,符合指纹图
谱技术要求。
2. 4 样品指纹图谱检测和分析
2. 4. 1 指纹图谱的建立 将柑皮和陈皮挥发油的 GC - MS 图谱
转换后导入中药色谱指纹图相似度评价系统 2004A版,分别生成
广陈皮柑皮的指纹图谱(图 1 - A)和广陈皮“陈皮”的指纹图谱
(图 1 - B),对应共有峰见图 2 - A,图 2 - B。以上指纹图谱建立方
法均采用中位数法,时间窗宽度为 0. 5min,通过软件计算相似度。
结果见表 1。相似度均大于 0. 9,符合指纹图谱技术要求。
A.广陈皮“柑皮”;B.广陈皮“陈皮”
图 1 广陈皮挥发油指纹图谱
备注:图谱中 6、7 号峰由于相对峰面积较大均显示为平头峰
A.广陈皮“柑皮”;B.广陈皮“陈皮”
图 2 柑皮和陈皮挥发油的对照图谱
表 1 柑皮和陈皮的采集信息及挥发油的指纹图谱相似度
样品编号 采集时间 试验时间 相似度 样品编号 采集时间 试验时间 相似度
GP - 1 2011 - 12 2014 - 01 0. 990 CP - 1 2010 - 12 2014 - 01 0. 938
GP - 2 2013 - 12 2014 - 01 0. 987 CP - 2 2010 - 12 2014 - 01 0. 932
GP - 3 2013 - 12 2014 - 01 0. 990 CP - 3 2009 - 12 2014 - 01 0. 974
GP - 4 2013 - 12 2014 - 01 0. 952 CP - 4 2009 - 12 2014 - 01 0. 989
GP - 5 2013 - 12 2014 - 01 0. 976 CP - 5 2009 - 12 2014 - 01 0. 992
GP - 6 2013 - 12 2014 - 01 0. 984 CP - 6 2004 - 12 2014 - 01 0. 988
GP - 7 2012 - 12 2014 - 01 0. 987 CP - 7 2004 - 12 2014 - 01 0. 984
GP - 8 2013 - 12 2014 - 01 0. 981 CP - 8 2004 - 12 2014 - 01 0. 999
GP - 9 2013 - 12 2014 - 01 0. 979 CP - 9 2004 - 12 2014 - 01 1. 000
GP - 10 2012 - 12 2014 - 01 0. 982 CP - 10 1999 - 12 2014 - 01 0. 993
GP - 11 2013 - 12 2014 - 01 0. 992 CP - 11 1999 - 12 2014 - 01 0. 979
GP - 12 2013 - 12 2014 - 01 0. 980 CP - 12 1999 - 12 2014 - 01 0. 966
2. 4. 2 指纹图谱匹配信息 根据中药色谱指纹图谱相似度评价
系统 2004A 的匹配数据分析可知,柑皮指纹图谱相似度大于
0. 95,陈皮指纹图谱相似度大于 0. 93。柑皮共含有 25 个共有峰
(参图 2 - A),陈皮共含有 26 个共有峰(参图 2 - B) ,总量均达总
峰面积的 90%以上,为广陈皮挥发油的主要成分;柑皮和陈皮共
有 24 个峰。将图谱经 NIST MS Search 2. 0 自动检索、人工核对和
文献对比后鉴定出 27 种化合物,采用面积归一化法计算平均相
对百分含量。结果见表 2。
2. 4. 3 指纹图谱共有峰分析 从表 2 可知,柠檬烯、萜品烯、2 -
甲氨基 -苯甲酸甲酯和正十六酸是广陈皮中最主要成分,占总含
量的 70%以上,其中柠檬烯含量最大,与前期研究相同[6 ~ 8];共
有的 24 种化合物中,单萜烯 7 种,含氧化合物 15 种,总单萜烯的
含量远大于总含氧化合物,其中 α -蒎烯、月桂烯、柠檬烯和萜品
烯的相对含量均大于 1%;含氧化合物中的代表性成分是 2 -甲
氨基 -苯甲酸甲酯和正十六酸,相对含量仅次于柠檬烯。另外,
图中 22 号峰经 AMDIS软件处理后为同一化合物 2 -甲氨基 -苯
甲酸甲酯,因色谱峰裂分出现类似重叠峰现象,不影响试验结果。
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时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 4 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2015 VOL. 26 NO. 4
表 2 柑皮和陈皮共有峰检索结果及其相对百分含量
峰号 保留时间 化合物 分子式 分子量
平均相对百分含量 /%
柑皮 陈皮
1 5. 436 α -蒎烯 α - Pinene C10H16 136 1. 52 1. 89
2 6. 965 β -蒎烯 β - Pinene C10H16 136 0. 50 0. 46
3 7. 685 月桂烯 Myrcene C10H16 136 1. 72 1. 43
4 8. 315 辛醛 Octanal C8H16O 128 0. 17 0. 20
5 8. 929 蒈烯 Carene C10H16 136 0. 24 0. 10
6 9. 664 柠檬烯 Limonene C10H16 136 59. 09 59. 88
7 11. 373 α -萜品烯 α - Terpinene C10H16 136 13. 42 8. 00
8 11. 352 异松油烯 Terpinolene C10H16 136 0. 72 0. 50
9 14. 521 芳樟醇 Linalool C10H18O 154 0. 59 0. 20
10 15. 025 对 -薄荷三烯 1,3,8 - p - Menthatriene C10H14 134 - 0. 13
11 15. 961 顺式 -对 -薄荷 - 2,8 -二烯醇 p - Mentha - 2,8 - dienol C10H16O 152 - 0. 25
12 18. 839 香茅醛 Citronellal C10H18O 154 0. 11 -
13 20. 728 萜品烯醇 Terpineol C10H18O 154 0. 67 0. 81
14 22. 167 α -萜品醇 α - Terpineol C10H18O 154 1. 01 1. 24
15 23. 786 癸醛 Decanal C10H20O 156 0. 21 0. 53
16 25. 765 顺式 -香芹醇 trans - Carveol C10H16O 152 0. 07 0. 13
17 27. 035 反式 -香芹醇 cis - Carveol C10H16O 152 0. 06 0. 34
18 27. 867 香芹酮 Carvone C10H14O 150 0. 19 1. 32
19 31. 802 紫苏醛 Perillaldehyde C10H14O 152 0. 09 0. 11
20 35. 750 百里香酚 Thymol C10H14O 134 0. 75 0. 83
21 36. 200 香芹酚 Carvacrol C10H14O 150 0. 20 0. 31
22 39. 078 2 -甲氨基 -苯甲酸甲酯 2 -(methylamino)benzoate C9H11NO2 165 7. 63 8. 37
23 40. 847 古芸烯 Gurjunene C15H24 204 0. 11 0. 26
24 41. 237 α -金合欢烯 α - farnesene C15H24 204 0. 50 0. 59
25 42. 946 氧化石竹烯 Caryophyllene oxide C15H24O 220 0. 03 0. 53
26 47. 623 α -甜橙醛 α - Sinensal C15H22O 218 0. 73 0. 74
27 54. 999 正十六酸 n - Hexadecanoic acid C16H32O2 256 3. 45 2. 98
总量 93. 78 92. 13
2. 4. 4 柑皮和陈皮的指纹图谱的比较分析 结合图 2 和表 2 可
看出,柑皮共有峰没有 10 号峰(对薄荷三烯)和 11 号峰(对 -薄
荷 - 2,8 -二烯醇),陈皮共有峰没有 12 号峰(香茅醛) ,结合三
种化合物存在性的差异,课题组认为有必要分析每一年储果皮中
三种化合物的变化规律,以确定三种化合物是否可作为区别柑皮
和陈皮的基础物质和陈皮三年储存期的分界标准。陈皮中 16 号
峰(顺式 -香芹醇)、17 号峰(反式 -香芹醇)、18 号峰(香芹酮)
的相对含量分别是柑皮的 1. 85 倍、5. 67 倍和 6. 94 倍(图 2 中可
明显看出),可能由于 α -萜品烯的大量减少,经过复杂化学变化
氧化成香芹酮和香芹醇,但转化机理还有待进一步研究。传统上
认为,陈皮在“陈化”过程中,挥发性成分多已挥发,使得其它成
分能更好地发挥药理作用[9],但课题组发现,试验过程中陈皮的
油量总体要比柑皮少 0. 5%(ml /g)左右,萜品烯大量减少而其他
单萜烯和一些含氧化合物的增加,说明陈化过程中挥发性成分挥
发使得陈皮油量减少,但陈皮内部化合物种类有所增加,表明陈
皮的陈化与挥发油的变化有紧密联系,但具体变化规律有待进一
步研究。
3 小结
本研究通过建立指纹图谱初步分析了以三年储存时间为界
点的柑皮和陈皮的区分点,一方面为陈皮“陈久良者”提供了物
质基础,为进一步开展谱效学奠定良好基础;另一方面通过分析
化学成分的变化原理为陈皮的陈化过程提供科学依据,为柑皮和
陈皮的鉴定找到了新的出发点,再者建立了柑皮和陈皮的共有峰
模式,可作为广陈皮的质量控制标准方法之一。此外,前期研究
多集中于黄酮类成分变化作为评价和鉴定广陈皮质量的方
法[10 ~ 12],本研究首次采用 GC - MS 技术建立广陈皮挥发油的指
纹图谱,为广陈皮的质量标准提供新的参考。
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