不同产地花椒挥发油含量及组成成分比较研究

樊丹青，刘荣，杨丽，李雪莲，赵梓辰，刘友平

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不同产地花椒挥发油含量及组成成分比较研究

樊丹青，刘荣，杨丽，李雪莲，赵梓辰，刘友平

目的：比较研究不同产地花椒的挥发油含量和组成。方法：以水蒸气蒸馏法提取挥发油，挥发油测定器测定含量，采用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）检测，运用自动质谱退卷积定性系统（AMDIS）结合Kováts保留指数对其化学成分进行分析。结果：6批花椒的挥发油含量在1.52～3.410mL．100g-1。6批挥发油样品共鉴定出68个化合物，其中5批样品含量最高的化合物为芳樟醇，其含量在24.28～42.10%；1批样品含量最高的化合物为乙酸芳樟酯，其含量为32.52%。结论：不同产地的花椒在挥发油含量及组成上均存在一定差异。

]花椒；挥发油；含量；GC/MS；比较

花椒系芸香科植物花椒Zanthoxylum bungeanum Maxim．或青椒Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc.的干燥成熟果皮，具温中止痛，杀虫止痒的功效[1]。花椒的药用历史已有2000多年，除了作药用之外，古代还用于防腐、辟邪等。花椒具有药食两用的特性，广泛分布于我国四川、甘肃、陕西等地。花椒的主要化学成分有挥发油类、酰胺类、黄酮类、生物碱类、香豆素类、木脂素等，此外，还包括氨基酸、不饱和脂肪酸、萜类、矿物质等成分[2～3]。现代药理研究表明，花椒具有镇痛、抗炎、抗微生物、抗肿瘤、抗氧化等生物活性[4～10]。

花椒的产地不同则生长环境不同，其与生长环境相适应的过程中所产生的次生代谢产物在含量及组成结构上亦会存在一定差异。花椒挥发油是花椒中含量最高的次生代谢产物之一，是《中国药典》2010年版一部中花椒质量的定量指标。在挥发油成分定性方法学研究中，气-质化学工作站匹配的AMDIS (自动质谱退卷积定性系统)可对重叠峰中混合质谱图进行拆分，获得“纯净”的谱图信息，进而准确的对各物质定性。由于许多萜烯类化合物有着基本相同的质谱，因此，对挥发油成分的鉴定仅仅依靠MS是不够的。某一物质的保留行为是用该物质的保留值与标准物质的保留值之比来表示。测定相对保留值时，待测样品组分与参考物质都在同等的条件下层析。Kováts提出的保留指数是以一系列紧密相连的正构烷烃的测定结果作尺度来表述物质的保留行为。每个正烷烃对应时间点的保留指数为100n（n是正构烷烃的C原子数）[11]。参考保留指数对挥发油成分进行鉴定能得到更准确的结果。为了解不同产地花椒的挥发油含量和组成上的差异，本文对6个产地的花椒挥发油含量及其组成成分进行对比研究。以水蒸气蒸馏法提取挥发油，挥发油测定器测定含量，采用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）检测，运用AMDIS结合Kováts保留指数对其化学成分进行分析，并确定各化学成分的相对含量[11～12]。以期为花椒资源的进一步研究和开发提供参考。

1 材料

6批花椒分别于其产地购买。药材经成都中医药大学药学院严铸云教授鉴定，6批花椒均为芸香科植物花椒Z. bungeanum Maxim．的干燥成熟果皮。样品见表1。

表1 花椒样品编号、产地及采购时间

2 方法

2.1 挥发油的提取

取6批花椒粉末（过2号筛）各20g，分别置于500mL圆底烧瓶中，各加蒸馏水200mL，浸泡2h，照《中华人民共和国药典》2010版一部（附录XD）挥发油测定甲法蒸馏得到挥发油，待其冷却后读取读数并计算含量，收集之后以色谱纯正己烷稀释10倍并脱水后低温保存备用。

2.2 仪器与试剂

仪器：Agilent 7890A GC型气相色谱仪，Agilent 5975 MSD型质谱仪。试剂: C8-C20混合标准品为美国SIGMA公司提供（批号：0001443129），色谱纯正己烷为成都市科龙化工试剂厂提供（批号：20120330）。

2.3 测定条件

色谱柱HP-5MS 5%Phenyl Methyl Siloxane ( 0. 25 mm × 30 m × 0. 25μm)。程序升温50℃，以2℃．min-1的速率升至120℃，再以5℃．min-1的速率升至240℃，保持6 min。载气: He，流速1. 0 mL．min-1。分流比30∶1，气化温度180℃。溶剂延迟: 4.00 min。电离方式EI源，电子能量70 eV，离子源温度270℃，质量范围(m/z) : 50～600amu，扫描速度0.5s．dec-1。

2.4 数据处理

数据分析在ACPI Uniprocessor PC计算机［AMD Sempron( tm) 145 Processor 处理器］上进行，所分辨的质谱在 NIST08 标准谱库中检索。结果见表2。C8-C20混合标准品总离子流程图见图1，花椒样品总离子流程图见图2。

图1 C8-C20混合标准品

图2 花椒挥发油总离子流图

3 结果

3.1 挥发油含量

采用挥发油测定器所提取的6批花椒挥发油，为有浓烈香味的淡黄色半透明油状液体。6批花椒的挥发油含量见表2。

表2 6批花椒挥发油含量（n=3）

3.2 挥发油化学成分的鉴定

本文应用Agilent 7890A GC数据分析与 AMDIS软件对谱图进行分析，并结合Kováts保留指数，通过比对各成分化合物与C8-C20混合标准品的相对保留时间依次对6批样品进行分析。解析后的所有色谱峰采用总体积积分和归一化法得到各组分的鉴定结果(表3)，6批次的花椒挥发油样品共鉴定68个化合物，为总化合物的96%以上。

表3 6批花椒挥发油化学成分及相对含量

39 32.025 乙酸香叶酯 Geranyl acetate C12H20 O2 2.98 1.62 2.59 1.62 1.91 1.82 40 33.460 石竹烯 Caryophyllen e C15H240.21 0.71 0.94 0.51 0.34 0.36 41 35.468 α- 石竹烯 alpha.-Caryop hyllene C15H240.23 0.59 0.76 0.44 0.29 0.37 42 36.825 (1α,4aβ,8a α ) 1,2,3,4,4a,5,6 ,8a-八氢-7-甲基-4-亚甲基-1-异丙基-萘Naphthalene, 1,2,3,4,4a,5,6 ,8a-octahydro -7-methyl-4-methylene-1-(1-methylethy l)-, (1.alpha.,4a.a lpha.,8a.alph a.)-C15H24- - 0.22 0.21- 0.07 43 36.950 大根香叶烯D Germacrene D C15H240.23 0.84 1.29 0.52 0.66 0.61 44 37.662 甘香烯 Elixene C15H240.07 0.18 0.33 0.30 0.21 0.17 45 37.932 α-衣兰油烯 α -Muurolene C15H240.11 0.07 0.60 0.40 0.27 0.24 46 38.458 ɣ-杜松烯 ɣ-Cadinene C15H240.24 0.32 1.36 1.15 0.42 0.47 47 38.901 δ-杜松烯 δ-Cadinene C15H240.43 0.63 2.15 2.23 1.11 0.85 48 39.583 α-去氢菖蒲烯alpha.-Calaco rene C15H20- - 0.17 0.51 - -49 39.933 榄香醇 Elemol C15H260.09 0.07 - 0.37 0.13 0.15 O 50 40.031 大根香叶烯B Germacrene B C15H240.34 0.57 0.54 0.15 0.41 0.52 51 40.531 反-橙花叔醇 trans-Nerolid ol C15H26 O 0.05 0.17 0.88 1.77 0.35 0.32 52 40.835 斯巴醇 Spathulenol C15H24O 0.06 0.12 0.89 2.18 0.68 0.27 53 40.946 环氧石竹烯 Caryophyllen e oxide C15H24 O - 0.18 0.50 0.63 0.22 0.27 54 41.621 十六烷 Hexadecane C16H34- - 0.15 0.26 - -55 41.820 环氧化蛇麻烯Ⅱ1,5,5,8-Tetra methyl-12-ox abicyclo[9.1.0 ]dodeca-3,7-d iene C15H24 O - 0.13 0.560.49 0.20 0.18 56 41.911 (-)-斯巴醇 (-)-Spathulen ol C15H24 O - - 0.21 0.20 0.09 -57 42.461 库贝醇 Cubenol C15H26O - - 0.22 0.70 0.12 0.08 58 42.579 g-桉叶油醇 g-Eudesmol C15H26O - - 0.19 0.39 - 0.08 59 42.856 τ-杜松醇 tau.-Cadinol C15H26O 0.13 0.37 1.03 2.69 0.83 0.44 60 43.083 β-桉叶油醇 β-Eudesmol C15H26O 0.07 0.17 0.56 1.81 0.43 0.23 61 43.254 α-杜松醇 α-Cadinol C15H26O 0.09 0.41 0.79 1.95 0.77 0.45 62 44.139 α-甜没药醇 α-Bisabolol C15H26O 0.18 0.27 1.87 - 0.59 1.08 63 44.2174,8a-二甲基-6-异丙烯基-1,2,3,5,6,7,8, 8a-八氢萘-2-醇6-Isopropenyl -4,8a-dimethy l-1,2,3,5,6,7,8 ,8a-octahydro -naphthalen-2-ol C15H24 O - 0.10 - 1.20 - -64 45.128 金合欢醇 Farnesol C15H26O - 0.10 0.27 - 0.17 0.16 65 47.886 金合欢醇乙酸酯Farnesol, acetate C17H28 O2 - 0.28 1.38 0.63 0.19 0.10 66 50.178 西柏烯 Cembrene C20H32- - 0.13 1.21 - -67 50.313 顺-9 - 十六碳烯酸cis-9-Hexadec enoic acid C16H30 O2 - - - 0.32 - -68 50.782 棕榈酸 Palmitic acid C16H32O2 - - 1.71 1.25 - -

6批花椒挥发油中，其中5批花椒挥发油中含量最高的化合物均为芳樟醇，其含量在24.28～42.10%之间；其含量次之的化合物均为乙酸芳樟酯，其含量在7.95～26.50%之间。仅B6挥发油中含量最高的化合物为乙酸芳樟酯，其含量为32.52%；含量次之的化合物为芳樟醇，其含量为29.90%。

4 讨论

在本实验样品总离子流谱图（TIC）中，某些峰对应的匹配物具有几乎相同的质谱，仅仅依据MS无法准确鉴定。如保留时间为24.313min的峰，质谱检索报告给出的匹配度最高的两个匹配物为甲酸芳樟酯和邻氨基苯甲酸芳樟酯，其匹配度均达90以上。通过AMDIS“提纯”之后再于NIST谱库检索后发现其匹配度最高的是邻氨基苯甲酸芳樟酯，其次是乙酸芳樟酯；邻氨基苯甲酸芳樟酯的保留指数为2157，乙酸芳樟酯的保留指数为1272。根据C8-C20混合标准品的保留时间来计算，保留时间为24.313min的化合物的保留指数应该是1267，与乙酸芳樟酯的保留指数十分接近，据此推断，此化合物为乙酸芳樟酯。说明在分析鉴定中药挥发油的组成成分的过程中，运用AMDIS的提纯质谱图的功能并通过比对各个化合物的保留指数，能较为准确的对各物质进行鉴定。由实验结果可知，6批花椒挥发油在含量（1.773～3.410mL．100g-1）和组成成分上均显示出较大的差异。基于此，在下一步研究中将加大样本量，对全国多个产地的花椒进行挥发油含量及组成成分的对比研究，为进一步完善花椒药材质量标准并更好的开发利用花椒资源提供参考。

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（责任编辑:胡慧玲）

Analysis on volatile oil of Zanthoxylum bungeanum Maxim. from different origin

/FAN Dan-qing, LIU Rong ,YANG Li ,LIXue-lian , ZHAO Zi-chen , LIU You-ping//(Pharmacy College, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; The Ministry of Education Key Laboratory of Standardization of Chinese Herbal Medicine; State Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources Co-founded by Sichuan Province and MOST, Chengdu 611137, China)

Objective: Study on volatile oil composition and content of Zanthoxylum bungeanum Maxim. from different origin. Method: The volatile oil was extracted by steam-stilling method.The chemical constituents of the volatile oil were detected by GC-MS and analyzed by AMDIS combined with Kováts retention index. Result: The volatile oil content of 6 batches of Zanthoxylum bungeanum Maxim. was between 1.524 mL．100g-1and 3.410 mL．100g-1. 68 compounds in the volatile oils of six batches were identifed. The highest level compound of fve batches of Zanthoxylum bungeanum Maxim. was linalool of 24.28 %～ 42.10%. The highest level compound of another batch of Zanthoxylum bungeanum Maxim. was linalyl acetate of 32.52%. Conclusion: The content and composition of volatile oil of Zanthoxylum bungeanum Maxim. of different origin is different.

Zanthoxylum bungeanum Maxim.; volatile oil; content; GC-MS; comparative

R 284

A

1674-926X(2014)02-004-04

《中国药典》2015版增修订项目

成都中医药大学药学院 中药材标准化教育部重点实验室 中药资源系统研究与开发利用省部共建国家重点实验室培育基地，四川 成都 611137

樊丹青，在读硕士，从事中药化学成分与质量标准化研究

Tel:13540638680 Email:fandanqinggod@126.com

刘友平，研究员，博士生导师，从事中药质量标准化及药效物质基础研究

Tel:028-61800158 Email:lyp@cdutcm.edu.cn

2013-10-12