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Analysis of essential oil from 10 species of drugs of Alpinia officinarum by GC/MS

10味山姜属药物挥发油成分的气相-质谱联用分析



全 文 :书广 西 植 物 Guihaia 32(4):561-566                                2012年 7 月  
DOI:10.3969/j.issn.1000-3142.2012.04.026
10味山姜属药物挥发油成分的
气相-质谱联用分析
刘 磊,秦华珍*,王晓倩,余腾飞,刘 颖
(广西中医学院,南宁530001)
摘 要:采用水蒸气蒸馏法提取挥发油,用气相-质谱联用法(GC-MS),对高良姜等10味山姜属药物的挥发
油成分进行比较分析,了解亲缘关系、辛温药性与挥发油成分的关系。结果表明,10种挥发油中有9种含有桉
叶油醇。此外,γ-杜松烯、γ-萜品烯、芳樟醇、莰烯、石竹素、4-萜烯醇、4,7,10-Cycloundecatriene,1,1,4,8-tetra-
methyl-,cis,cis,cis-也是它们的主要成分。这说明山姜属药物辛温性味与挥发油成分具有一定的相关性。
关键词:山姜属;挥发油;化学成分;GC-MS
中图分类号:Q946  文献标识码:A  文章编号:1000-3142(2012)04-0561-06
* Analysis of essential oil from 10species of drugs
of Alpinia officinarumbyGC/MS
LIU Lei,QIN Hua-Zhen*,WANG Xiao-Qian,YU Teng-Fei,LIU Ying
(Guangxi Traditional Chinese Medical University,Nanning 530001,China)
Abstract:By analyzing the chemical composition of the essential oil of the Alpinia officinarum,the genetic relation-
ship and the connection between the pungent and warm nature and the essential oil in them were studied.Extract es-
sential oil components by steam distilation,then examined them by GC-MS.Among the 10types of naphtha,nine of
them contained eudesmol.In addition,γ-cadinene,γ-terpinene,linalool,camphene,pink element,4-terpenols,4,7,10-
Cycloundecatriene,1,1,4,8-tetramethyl-,cis,cis,cis-were the main components in them.There were certain associativi-
ties between the pungent and warm nature and the essential oil contained in the 10species of drugs of A.officinarum.
Key words:Alpinia herbal;essential oil;chemical components;GC-MS
  山姜属(Alpinia)系姜科植物,全世界约250
种,分布于亚洲热带地区,我国有46种,产西南部至
台湾(吴德邻等,1981)。该属植物普遍具有芳香气
味,具有重要的药用价值,通常有散寒止痛、暖胃止
呕、醒脾消食等功效,临床常用于脘腹冷痛、胃寒呕
吐、食积不化等症,其中高良姜、益智、红豆蔻、草豆
蔻等被收入中国药典。近年来山姜属药物挥发油成
分的研究多是对高良姜、大高良姜、益智、草豆蔻、红
豆蔻、艳山姜等单一味药、同一药的不同部位、不同
产地及具有一定亲缘关系的药材,以气相色谱-质
谱(GC-MS)联用技术对挥发油的化学成分进行分
离分析(周漩等,2006;钱浩泉等,2001;蔡明招等,
2003;罗秀珍等,2001;易美华等,2004;金宏等,
2009),亦有研究草豆蔻挥发油对大鼠醋酸性胃溃疡
的影响(吴珍等,2010);高良姜油对胃溃疡小鼠模型
血清一氧化氮(NO)、超氧化物歧化酶(SOD)及丙二
醛(MDA)的影响、抗实验性胃溃疡作用及其机制、
对胃溃疡小鼠模型血清胃动素、生长抑素、P物质、
* 收稿日期:2011-11-29  修回日期:2012-02-14
基金项目:广西研究生教育科研创新项目[Supported by the Innovation Project of Graduate Education Department of Guangxi(2009106001008M01)]
作者简介:刘磊(1984-),男,内蒙古通辽人,硕士研究生,主要从事重要功效与应用研究,(E-mail)270247936@qq.com。
*通讯作者:秦华珍,女,教授,研究方向为中药基础理论与中药药效研究,(E-mail)qinhuazhen@126.com。
血管活性肠肽的影响(王海燕等,2011a,b,c);艳山
姜挥发油抗炎镇痛的药理作用、艳山姜种子的粉末
中所含的挥发油对提升 HDL-C的活性进行研究
(陶玲等,2010),另有采用高效液相色谱方法对16
种山姜属植物中的8种活性成分进行分析(乔春峰
等,2008)。依中药理论,该属药物性味为辛温,挥发
油是该属药物最主要的成分,但很少有人研究辛味
与哪些挥发油成分有关及相关程度。笔者采用气相
-质谱联用技术(GC-MS)对高良姜、大高良姜、山
姜、艳山姜、益智、红豆蔻、草豆蔻、小草蔻、建砂仁、
箭杆风等10味山姜属中药的挥发油成分进行了研
究,为亲缘关系、辛温性味与化学成分的相关性研究
提供依据。
1 实验材料
1.1样品
高良姜(产地广西,批号100610),红豆蔻(产地
广西,批 号 100628),草 豆 蔻 (产 地 广 西,批 号
100717),益智、大高良姜、小草蔻、艳山姜采自广西
上思十万大山,箭杆风采自广西桂林,山姜、建砂仁
采自福建三明,以上药材经本院中药鉴定学教研室
蔡毅教授鉴定为正品。
1.2试剂及仪器
乙醚、无水硫酸钠,均为分析纯,标准挥发油提
取器,HP-6890型气相色谱仪(安捷伦),HP-5973
型质谱仪(安捷伦),氢焰离子化检测器。
2 方法
2.1供试品溶液
取高良姜、大高良姜、山姜、艳山姜、益智、红豆
蔻、草豆蔻、小草蔻、建砂仁、箭杆风各300g,粉碎成
粗粉,分别放入5 000mL挥发油提取器中,加10倍
量的蒸馏水浸泡1h,连续回流6h至油量不再增加
为止,收集挥发油,用无水硫酸钠干燥得到具有特殊
浓郁香味的黄色或淡黄色透明挥发油。计算挥发油
含量(mL/g)。
2.2测定条件
色谱柱:毛细管色谱柱 HP5(5mL,30m×0.25
mm×0.25μm)。程序升温:见表1。质谱条件:载气为
He;柱流速为1mL/min;分流比为50∶1;进样量为1
μL;进样口温度230℃;接口温度280℃;电离源为EI;
电子能量70eV;扫描质量范围为20~500amu。
2.3挥发油成分的定性定量分析
用GC-MS联用仪分析鉴定,得总离子流色谱图。
表1 10味药物挥发油含量及升温程序
Table 1 The content of volatile oil and temperature rising process of the 10drugs
药名Drug name
挥发油Essential oil
颜色
Colour
含量(%)
Content
升温程序Temperature programing
高良姜Alpinia officinarum 淡黄 1.65 70℃
(3min)3℃/min 100℃(2min)10℃/min 120℃2℃/min 140℃(3min)
10℃/min 220℃
草豆蔻A.katsumadai 淡黄 0.94  70℃(3min)5℃/min 100℃(3min)3℃/min 135℃(5min)1℃/min 140℃
(10min)2℃/min 165℃10℃/min 220℃
红豆蔻A.galanga 黄色 0.42  80℃(3min)5℃/min 120℃(2min)2℃/min 135℃(12min)1℃/min 140℃
(3min)3℃/min 165℃(2min)10℃/min 220℃
益智A.oxyphylla 黄色 0.98  70℃2℃/min 80℃(3min)10℃/min 120℃(4min)15℃/min 180℃
艳山姜A.zerumbet 淡黄 1.15  70℃(3min)3℃/min 80℃(4min)6℃/min 105℃(3min)8℃/min 130℃2
℃/min 150℃(3min)10℃/min 180℃
小草蔻A.henryi 淡黄 0.75  70℃(3min)5℃/min 80℃(5min)4℃/min 110℃(3min)5℃/min 130℃(2
min)2℃/min 140℃(6min)4℃/min 180℃(3min)
建砂仁A.japonica 乳白 1.05  70℃(1min)2℃/min 80℃15℃/min 100℃(2min)6℃/min 140℃(3min)5
℃/min 180℃(2min)
箭杆风A.pumila 黄色 0.93  70℃(3min)3℃/min 80℃(5min)5℃/min 140℃(8min)8℃/min 220℃(2
min)10℃/min 260℃(2min))
山姜A.japonica 黄色 0.95  70℃2℃/min 80℃10℃/min 105℃(8min)5℃/min 120℃8℃/min 140℃
(8min)10℃/min 180℃(3min)
大高良姜A.galanga 淡黄 1.17  70℃(3min)3℃/min 90℃(3min)5℃/min 120℃(3min)3℃/min 140℃(3
min)3℃/min 180℃
265 广 西 植 物                  32卷
通过 HPMSD 化学工作站 Wiley275、NIST02.L、
NIST98.L标准质谱图库及计算机检索确认化学成分
(质谱峰对应结构的相似度均在80%以上)。按峰面
积归一化法对10味药物挥发油的质谱总离子流图
图1 高良姜的总离子流色谱图
Fig.1 Total ion chromatogram of Alpinia officinarum
图2 草豆蔻的总离子流色谱图
Fig.2 Total ion chromatogram of A.katsumadai
图3 红豆蔻的总离子流色谱图
Fig.3 Total ion chromatogram of A.galanga
进行计算,求得各化学成分在挥发油中的相对含量。
3 结果与分析
3.1挥发油的颜色、含量与总离子流色谱图
10味药物挥发油的颜色、含量及升温程序见表1,
总离子流色谱图见图1~图10。
3.2主要成分与相对含量
10种挥发油所含主要成分及相对含量见表2。
4 讨论
挥发油是大多辛味芳香中药的物质基础,但辛
味与哪些挥发油成分有关?其相关程度如何?很少
3654期        刘磊等:10味山姜属药物挥发油成分的气相-质谱联用分析
图4 益智的总离子流色谱图
Fig.4 Total ion chromatogram of A.oxyphylla
图5 艳山姜的总离子流色谱图
Fig.5 Total ion chromatogram of A.zerumbet
图6 小草蔻的总离子流色谱图
Fig.6 Total ion chromatogram of A.henryi
有人进行研究。笔者从药用植物的亲缘关系入手,
选择10味具有辛香气味的山姜属药物,采用 GC-
MS法对这10味中药挥发油的成分进行研究,结果
显示:在10味药物的挥发油中,有9种挥发油含有
桉叶油醇。虽然本研究未能从艳山姜挥发油中检测
到桉叶油醇,但据资料报道,桉叶油醇也是艳山姜挥
发油的主要成分(吴万征等,2005)。桉叶油醇在高
良姜、建砂仁、大高良姜、山姜、箭杆风、小草蔻挥发
油中的含量也较多。由此推测,桉叶油醇是这10味
山姜属药物辛香气味的主要物质基础。另外,有7
种挥发油含有γ-杜松烯、γ-萜品烯、芳樟醇、莰烯、石
竹素、4-萜烯醇、4,7,10-Cycloundecatriene,1,1,4,
8-tetramethyl-,cis,cis,cis-;6种含有δ-杜松烯、蒎
烯、香树烯、Β-瑟林烯、B-榄香烯;5种含有7-甲基1,
4-亚甲基-1-异丙基(1α,4aα,8aα)八氢萘、(-)-α-荜澄
茄萜、Α-毕橙茄醇、左旋乙酸冰片酯、α-檀香烯、α-香
465 广 西 植 物                  32卷
图7 建砂仁的总离子流色谱图
Fig.7 Total ion chromatogram of A.japonica
图8 箭杆风的总离子流色谱图
Fig.8 Total ion chromatogram of A.pumila
图9 山姜的总离子流色谱图
Fig.9 Total ion chromatogram of A.japonica
图10 大高良姜的总离子流色谱图
Fig.10 Total ion chromatogram of A.galanga
5654期        刘磊等:10味山姜属药物挥发油成分的气相-质谱联用分析
表2 10种挥发油所含的主要成分及相对含量
Table 2  The main components and respective contents of the 10types of volatile oil
化合物名称
Compounds name
相对含量 Relative content(%)
高良姜 草豆蔻 红豆蔻 益智 艳山姜 小草蔻 建砂仁 箭杆风 山姜 大高良姜
桉叶油醇 37.74  0.67  0.12  0.23 - 3.09  32.89  3.5  6.29  29.93
γ-杜松烯 3.80  5.82  0.05 - 3.12  1.19  0.49 - 0.38 -
γ-萜品烯 0.74 - - 14.14  0.36  0.21  1.39 - 0.06  0.54
芳樟醇 - 1.03  0.99  3.77  1  2.96  0.32 - 0.15 -
莰烯 7.71 - - 0.31  2.17  2.79  0.54  2.26  2.9 -
石竹素 - 11.17  16.98 - 3.15  1.94  2.28 - 1.18  1.02
4-萜烯醇 1.73  0.6 - 3.08  1.55  1.3 - - 0.94  2.18
4,7,10-Cycloundecatriene,1,1,4,8-
tetramethyl-,cis,cis,cis-
0.87  3.75 - 0.34  0.78  0.28  2.31 - - 0.26
δ-杜松烯 0.99  2.5 - - 4.94  1.06  0.42  2.45 - -
蒎烯 4.77 - - 1.62  5.77 - 6.61 - 2.05  4.06
香树烯 - - 1.17 - 0.58  0.25  0.28  0.63  0.07 -
Β-瑟林烯 0.86  0.69  0.098 - - 0.25 - 6.62 - 0.8
B-榄香烯 - 0.21  0.54  0.13  0.26 - - - 0.03  2.14
7-甲基 1,4-亚 甲 基-1-异 丙 基 (1α,
4aα,8aα)八氢萘
1.02 - 0.47 - 0.48 - 0.07  0.16 - -
(-)-α-荜澄茄萜 - - 0.43  0.15  0.55 - 1.09  0.72 - -
Α-毕橙茄醇 0.47  0.98  1.13 - 5.22 - - - - 0.78
左旋乙酸冰片酯 - 0.17  0.09 - 0.1  0.44 - - 0.33 -
α-檀香烯 0.51 - - - 0.1 - - 0.67  0.3  0.36
α-香柠檬烯 2.19  1.95 - - 0.33 - - - 0.14  7.3
萜品油烯 1.24 - - 0.86 - 0.33  0.48 - - 0.17
反式石竹烯 - 7.88  13.45  0.09  1.54 - 1.8 - - -
β-蒎烯 0.77 - - 2.5 - 0.18 - 3.5 - 0.44
1,3,3-三甲基双环[2.2.1]-庚-2-醇 0.83 - 0.04 - 0.33  3.67 - - 0.49 -
柠檬烯、萜品油烯、反式石竹烯、β-蒎烯、1,3,3-三甲
基双环[2.2.1]-庚-2-醇。由此也可以推测,这些成
分可能也是这10味山姜属药物辛香气味的重要物
质基础。至于这些成分与性味、功效的关系如何,有
待于进行药效学的研究以获知。
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