水蒸气蒸馏提取与顶空进样GC-MS分析高良姜挥发性成分*

容 蓉 邱丽丽 张玉朋 巩丽丽

(山东中医药大学，济南 250355)

高良姜(AlpiniaofficinarumHance)系姜科植物，其干燥根茎，又称良姜，历年版的《中国药典》均有收载。高良姜主要产于广东、广西、云南、海南等省，广东徐闻县是我国高良姜道地性最强和最集中的产区。高良姜具温胃散寒、消食止痛之功效，主治脘腹冷痛、胃寒呕吐、嗳气吞酸等症[1]。药理研究发现，高良姜具有一定的抗氧化、降血糖、抗癌和促进渗透性等作用，对消化系统疾病也有一定的功效[2]。桂蜀华等发现高良姜挥发油还具有体外抗真菌活性的作用[3]。

理论上讲，决定中药寒热药性的主要依据是药效，决定药效的是中药所含物质成分。寒性、热性中药所以能调理热证、寒证，应具有相应的物质基础[4]。为认识确定高良姜药性的物质基础，笔者对高良姜挥发性成分进行了分析测定，分别采用水蒸气蒸馏法和顶空直接进样技术对高良姜挥发性成分进行了采集和GC-MS分析，并对分析结果进行了比较。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱-质谱联用仪：气相色谱仪为GC 6890型，质谱仪为MS 5975型，配有7683B自动进样器，7694E顶空进样器，色谱数据处理系统(MSD Chemstatation D.03.00.611)，美国安捷伦公司；

高良姜：产自广东省徐闻县；

实验所用试剂均为分析纯。

1.2 挥发性成分的提取

(1)水蒸气蒸馏法

精密称取高良姜粉末50 g，过380 μm(40目)筛，加蒸馏水500 mL和玻璃珠数粒，振摇混合后，按《中华人民共和国药典》2005年版(一部)附录XD挥发油测定法(甲法)连接装置[1]。自冷凝管上端加水至充满挥发油测定器的刻度部分，精密加入3 mL乙酸乙酯于挥发油测定器刻度上方，置电热套中加热提取6 h，至测定器中油量不再增加，停止加热，放置片刻，取出乙酸乙酯层。用乙酸乙酯溶解样品并转移至10 mL量瓶中，定容至刻度，用1 g无水Na2SO4干燥，取上清液作为挥发油供试液，用于GC-MS分析，进样量0.2 μL。

(2)顶空直接进样

精密称取高良姜粉末0.5 g，过380 μm(40目)筛，然后置于10 mL顶空瓶中密封，置于顶空进样器中。顶空进样条件：样品瓶加热温度为100℃，样品环温度为120℃，传输线温度为140℃，样品瓶加热时间40 min，样品环平衡时间0.05 min，进样时间1 min。

1.3 GC-MS分析条件

(1)色谱条件 色谱柱：Agilent HP-5 MS (30 m×250 μm，0.25 μm)；进样口温度：250℃；载气：氦气；柱流量：1.2 mL/min；挥发油程序升温条件：初始温度50℃，以2℃/min升至220℃，再以8℃/min升至280℃，保持5 min；顶空直接进样程序升温条件：初始温度50℃，以2℃/min升至110℃，再以1℃/min升至150℃，最后以8℃/min升到300℃，保持5 min。

(2)质谱条件 标准质谱调谐；离子源温度：230℃；全扫描数据采集模式；溶剂延迟时间：挥发油分析为2 min，顶空进样为0.1 min。

2 结果与讨论

2.1 实验结果

按1.3实验条件，采用GC-MS法对高良姜水蒸气蒸馏提取的挥发油和顶空直接进样的挥发性成分分别分析，以峰面积归一化法计算挥发油各组分相对含量。

采用化学工作站对各峰质谱图进行NIST标准谱库的检索，并参照相关文献[5]进行确认和人工谱图解析,查对有关质谱资料,从基峰相对丰度等几个方面进行直观比较,从而确定高良姜挥发性化学成分的结构,结果见表1。

表1 高良姜挥发性化学成分GC-MS分析结果

2.2 讨论

对高良姜挥发性成分的GC-MS分析结果表明：采用水蒸气蒸馏提取(简称SD法)的挥发油分离鉴定出31种化合物，其峰面积之和占总峰面积的69.7%；采用顶空直接进样(简称HS法)分析鉴定出31种化合物，占总峰面积的85.5%。两种提取方法鉴定出16种共有化合物，其中含量较高的有两种：桉油精(SD法和HS法中含量分别为26.76%和27.53%)以及α，α，4-甲基-3环己烯-1-甲醇(SD法和HS法中含量分别为6.88%和8.90%)。

SD法和HS法在中药挥发性成分分析上有一定的侧重。在高良姜挥发性成分分析中，有4种成分以SD法更利于检出：石竹烯(3.19%)，2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)-双环[3.1.1]庚-2-烯(3.94%)，(s)-6-乙烯基-6-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-(1-甲基亚乙基)-环己烯(3.06%)和(1s-顺-1,2,3,5,6,8a-六氢-4,7-二甲基-1-(1-甲基乙基-环己烯萘(2.85%)；HS法对以上成分检出含量很低，甚至无法检出。而HS法对2种成分检测到的含量较高：2-异丙烯基-4a,8-二甲基-1，2,3,4,4a,5,6,7-八氢萘(14.10%)和(-)-1,7二甲基-7-(4-甲基-3-戊烯基-三环[2.2.1.0(2,6)]庚烷(4.99%)，而SD法对二者的检出量很低。说明HS法在全面检测中药挥发性成分方面可以起到非常好的补充作用。

3 结语

实验首次采用HS法分析高良姜挥发性成分，在药材用量、样品制备、分析时间等方面，具有更加简单、快速、灵敏和无有机溶剂残留等优点。

与SD法提取挥发油相比，HS法分析检出的主要挥发性成分相同，但两种方法在部分成分分析方面具有一定的侧重性。故笔者建议，研究中药寒热药性的物质基础，若以GC-MS指纹图谱表征其挥发性成分，应以两种样品采集方法并用的模式为宜。

[1] 国家药典委员会.中国药典2005年版一部[S]．北京:化学工业出版社,2005:263，附录(56).

[2] 黄慧珍,杨丹.高良姜的化学成分及其药理活性研究进展[J].广东化工，2009，36(1):77-79.

[3] 桂蜀华,蒋东旭,袁捷.花椒、高良姜挥发油体外抗真菌活性研究[J].中国中医药信息杂志，2005,12(8):21-22.

[4] 欧阳兵,王鹏,王振国.关于中药寒热药性物质基础研究几个问题的讨论[J].山东中医药大学学报,2009,33(5):357-358.

[5] 努尔阿尼也·热合曼,热娜·卡斯木,早然木·尼亚孜,等.高良姜挥发油成分气相色谱质谱分析[J].新疆医科大学学报,2008,31(4):441-442.