苍术属药用植物挥发油成分的组分分析

韩邦兴 彭华胜 张 玲

（1.皖西学院生物与制药工程学院，安徽 六安 237012；2.安徽中医学院药学院，安徽 合肥 230031）

大别山及其东部丘陵是苍术属药用植物分布的重要区域，分布有白术、罗田苍术和苍术3种苍术属植物。苍术属植物的药用部位是根状茎，挥发油是其主要活性成分之一，具有解痉镇痛、抗炎、抗病毒等功效［1，2］。研究认为，大别山海拔650m以上的苍术与江苏茅山等地的苍术在挥发油组成方面存在明显差异［3，4］，而大别山区及其东部丘陵地带的苍术属药用植物性状随海拔高度变化呈现连续过渡［5］。对于该区域苍术属植物根状茎的挥发油成分的连续过渡性，目前尚未见报道。因此，本研究拟对大别山及其东部丘陵地区苍术属药用植物根状茎的挥发油组分进行研究，通过对挥发油组成、相对百分含量、以及苍术原植物和药材性状特点等进行分析，探讨上述地区苍术挥发油与性状之间是否存在连续过渡，旨在为该地区的苍术属药用植物的资源利用提供一定参考依据。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

无水硫酸钠：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；气质联用仪：Saturn 2200型，美国Varian公司。

1.2 材料

苍术属样品：实地采集14个（见表1），所有样品经安徽中医药大学彭华胜教授鉴定。

1.3 方法

1.3.1 挥发油的提取 样品洗净后于60℃左右干燥至恒重，粉碎，过20目筛，按2010版中国药典一部XD甲法提取挥发油［6］，并用无水硫酸钠脱水。

1.3.2 GC—MS条件

（1）GC条件：石英毛细管柱（CP5860，30m×0.25mm）；载气高纯氦；流速1.0mL/min；进样口温度220℃；程序升温：柱温50℃，以20℃/min升至100℃，再以6℃/min升至220℃；检测器FID；分流比：50∶1。

（2）MS条件：EI离子源，电离能量70eV，离子阱温度150℃，传输线温度280℃，电子倍增管电压2 400V［7］。

1.4 数据处理

所有数据运用SPSS 11.5软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 苍术属药用植物根状茎样品提取的挥发油颜色

14种来自于大别山及其东部丘陵地区苍术属药用植物根状茎样品提取的挥发油颜色见表1。由表1可知，3种苍术属根状茎中挥发油的颜色呈现淡黄色、橙黄色、红棕色及红褐色4种由浅至深的梯度变化。其中南京、巢湖、滁州、桐城等东部丘陵地区海拔300m以下地区的苍术挥发油显色深，为红棕色或红褐色；在大别山区，海拔600m左右的潜山逆水、岳西古坊等地的苍术挥发油颜色较浅，为淡黄色和橙黄色；随海拔升高，在海拔900m及以上区域的岳西明党山的苍术挥发油又显红棕色。白术的挥发油颜色最浅，显淡黄色。同地区栽培的苍术挥发油颜色因种质而异。

表1 样品来源及其挥发油的颜色Table 1 Sample source and the color of essential oil

茅苍术与白术挥发油颜色明显不同，历代本草［8］中记载白术断面为白色，苍术有朱砂点（朱砂点为苍术根状茎横切面上油室中红棕色挥发油）。白术、过渡类型、北苍术挥发油颜色较浅，而南苍术挥发油颜色较深。这与历代本草记载南苍术断面“朱砂点”一致。

2.2 苍术属药用植物根状茎样品提取的挥发油的主要化学成分

对不同产地的苍术样品进行挥发油成分分析，其总离子流色谱图见图1（选择C01样品的总离子流）。

根据计算机质谱数据库SATURN和NIST检索，对挥发油成分进行鉴定，并用峰面积归一化法计算各化合物的相对百分含量，结果见表2。

由表2可知，各样品挥发油中成分均以倍半萜、烯烃、芳烃、酮类等为主要化学结构类型。但不同样品挥发油中主要成分的相对含量具有明显的区别：南苍术挥发油（除C20外）中，倍半萜（苍术醇和苍术酮）＞烯烃＞芳烃＞酮类；汉苍术中，倍半萜（苍术醇和苍术酮）＞烯烃（芳烃、酮类极少）；北苍术中，倍半萜（苍术醇和苍术酮）＞芳烃＞烯烃＞酮类；白术中，倍半萜及其衍生物（苍术酮、羟基苍术酮和乙酰氧基苍术酮）＞芳烃＞烯烃＞酮类。

图1 苍术（C01）挥发油成分的总离子流图Figure 1 Chemical constituents of the essential oil of A.lancea （C01）total ion chromatogram

表2 14个样品挥发油中主要化学成分Table 2 Chemical constituents of the essential oil formAtractylodes plants o in 14samples

2.3 苍术属药用植物根状茎样品提取的挥发油成分聚类分析

采用SPSS 11.5统计软件对以上14个样品挥发油中主要化学成分进行聚类分析，结果见图2。

图2 样品挥发油主成分的聚类分析Figure 2 Cluster analysis of the chemical composition of essential oils of A.lancea

由图2可知，14个样品可以聚为四大类。白术单独聚为一类；江苏南京、安徽滁州、桐城、巢湖等江淮丘陵地区以及大别山潜山、岳西等地600m以下的苍术聚为一类，显示出大别山及东部丘陵海拔600m以下地区的苍术在挥发油组成上具有一致性；大别山900m以上的高海拔山区及西部的野生南苍术聚为一类；湖北栽培的北苍术聚为一类。

2.4 苍术属药用植物根状茎样品提取的挥发油主成分比较

苍术属药用植物的挥发油具有解痉镇痛、抗炎等功效，苍术醇、苍术酮是挥发油主要有效成分［1－4］。因此，选取苍术挥发油中主成分苍术醇、苍术酮进行比较，结果见图3。

图3 14个样品挥发油苍术醇与苍术酮的含量Figure 3 Contents of hinesol and atractylone of essential oil components in 14samples

由图3可知，不同产地南苍术挥发油中苍术醇与苍术酮的总和都在60%以上；北苍术挥发油中两种成分总和稍低，为41.59%；白术挥发油中两者之和最小，仅为20.09%。

运用SPSS 11.5统计软件对14个样品挥发油中苍术醇、苍术酮相对含量进行正态性检验，结果显示Shapiro－Wike统计量分别为0.962（P＝0.777＞0.05）和0.923（P＝0.239＞0.05），说明14个样品中苍术醇、苍术酮相对含量服从正态分布，成连续性变化。

图4 14个样品中苍术醇含量和海拔高度之间的散点图及拟合曲线Figure 4 The scatter diagram and curve fitting between hinesol content and altitude in 14samples

图5 14个样品中苍术酮含量和海拔高度之间的散点图及拟合曲线Figure 5 The scatter diagram and curve fitting between atractylone content and altitude in 14samples

对14个样品挥发油中主成分苍术醇、苍术酮相对含量和海拔高度做散点图和拟合曲线，结果见图4、5。由图4、5可知，按海拔高度可将采样地分为3个区域：300m以下、600～800m和900m以上。苍术醇、苍术酮相对含量与海拔之间具有一定规律性，除白术类型外，不同区域样品的苍术醇含量随海拔高度的增加而增加；苍术酮含量随海拔高度的增加而降低。

运用SPSS 11.5统计软件对苍术醇含量和海拔进行回归分析，苍术醇含量和海拔高度之间的关系模型为：Y＝0.09×exp（X/162.4）＋ 36.88（Y为苍术醇相对百分含量，%；X为海拔高度，m；R2＝0.971 9）；对苍术酮含量和海拔进行回归分析，苍术酮含量和海拔高度之间的关系模型为：Y＝ －0.68×exp（X/253.4）＋35.87（Y为苍术酮相对百分含量，%；X为海拔高度，m；R2＝0.980 8）。两个模型均通过显著性检验（P≤0.05）。

利用Excel软件对各样品挥发油中主成分苍术醇、苍术酮相对含量的比值排序后做折线图，见图6。

图6 14个样品挥发油中苍术醇与苍术酮的比值Figure 6 The Line chart of Ratio of hinesol content andatracty lone content in 14samples

由图6可知，生长于低海拔丘陵地带的苍术挥发油中，苍术醇与苍术酮的比例几乎相当，而生长于高海拔山区的苍术挥发油中，苍术醇与苍术酮的比例相差很大，最大的可达到19.38倍。北苍术中苍术醇的含量低于苍术酮，而白术挥发油中几乎不含苍术醇。

对于南苍术，由西向东，随着海拔的逐渐降低，苍术醇与苍术酮的比值呈现连续降低的趋势：C07－2（海拔1 000m，比值为19.38）→C07－1（海拔930m，比值为18.20）→C09（海拔700m，比值为12.40）→C08（海拔633m，比值为2.63）→C06（海拔600m，比值为1.72）→C04（海拔220m，比值为1.22）→C02（海拔200m，比值为1.01）→C01（海拔20m，比值为0.71）。对于北苍术，此比值降为0.64和0.09。白术中则降至最低，为0.04。

3 结论

本研究结果显示，白术、过渡类型、北苍术挥发油颜色较浅，而南苍术挥发油颜色较深，这与历代本草记载南苍术断面“朱砂点”一致。从挥发油主成分聚类图可以看出，挥发油成分的聚类结果与药用植物性状也有一定关系：低海拔的苍术为阳生环境，根状茎连珠状横走，断面朱砂点明显；高海拔的罗田苍术为林下阴生环境，根状茎多垂直向下生长，有明显的如意头，断面朱砂点不明显。挥发油主成分聚类分析结果支持胡世林等［9］将罗田苍术命名为亚种，也与传统将大别山区与低海拔的苍术分别称为“汉苍”与南苍术相一致。但本研究未能更大范围内采集样品，不能探讨邻近地区乃至全中国的术属的挥发油情况，后期将在更大量样品的基础上进一步分析术属的挥发油及性状等方面的关系。

1 欧阳臻，江涛涛，缪亚东，等.苍术的化学成分、道地性和药理活性研究进展［J］.时珍国医国药，2006，17（17）：1 936～1 938.

2 吉力，敖平，潘炯光，等.苍术挥发油的气相色谱—质谱联用分析［J］.中国中药杂志，2001，26（3）：182～185.

3 郭兰萍，刘俊英，吉力，等.茅苍术道地药材的挥发油组成特征分析［J］.中国中药杂志，2002，27（11）：814～819.

4 郭兰萍，黄璐琦，胡娟，等.基于生物信息分析的苍术挥发油成分变异及其化学型的划分［J］.资源科学，2008，30（5）：770～777.

5 彭华胜，王德群.安徽省术属药用植物过渡类群的居群生物学研究［J］.中国中药杂志，2007，32（9）：793～797.

6 中华人民共和国药典委员会.中华人民共和国药典［S］.一部.北京：化学工业出版社，2010：附录XD：63.

7 张玲，徐国兵，彭华胜，等.木瓜类药材中挥发油成分的GC—MS分析［J］.中药材，2009，32（4）：535～538.

8 叶显纯.本草经典补遗［M］.上海：上海中医药大学出版社，1997：486.

9 胡世林，冯雪锋，王玠，等.中国苍术属一新亚种［J］.植物分类学报，2001，39（1）：84～86.