小兴安岭野生香薷与藿香挥发油化学成分的分析

任恒鑫， 宗希明， 孙长海， 张舒婷， 冯国彬， 方洪壮

(佳木斯大学 药学院，黑龙江 佳木斯 154007)

小兴安岭野生香薷与藿香挥发油化学成分的分析

任恒鑫， 宗希明， 孙长海， 张舒婷， 冯国彬， 方洪壮*

(佳木斯大学 药学院，黑龙江 佳木斯 154007)

采用水蒸气蒸馏法提取小兴安岭野生香薷与蒮香地上部分挥发油并利用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)检测，通过自动质谱解卷积定性系统(AMDIS)结合程序升温保留指数(PTRIs)鉴定技术对GC-MS数据进行化学成分分析。在香薷与蒮香挥发油中鉴定出42种与41种化学成分，分别占总积分面积的92.80%与97.92%；香薷挥发油中主要成分为去氢香薷酮(58.17 %)和香薷酮(18.40 %)，蒮香挥发油中主要化成分为甲基胡椒醚(68.20 %)、柠檬烯(7.54 %)、甲基丁香酚(6.26%)及丁香烯(4.72%)，小兴安岭野生蒮香的化学型为甲基胡椒醚型。

香薷；蒮香；GC-MS；挥发油成分

香薷[Elsholtziaciliata(Thunb.) Hyland]与藿香[Agastacherugosa(Fisch. et Mey.) O. Ktze]是两种唇形科药用与芳香性植物，在我国境内广有分布，所富含挥发油部分具有多种生物活性与香用价值。长期以来，此两种植物的芳香油的化学组成一直受到关注。国内外多认为香薷挥发油中主要化学成分为去氢香薷酮和香薷酮[1-3]，藿香按其挥发油中的主要化学成分分为3种化学型，即甲基胡椒醚、甲基丁香醚及薄荷酮型[4-6]，但两植物的挥发油中主要化学成分也有其它不同的报道[7-12]。质谱自动解卷积定性系统(automated mass spectral deconvolution and identification system，AMDIS)[13-14]，是内嵌于质谱工作站的质谱分析软件，通过对质谱数据的处理可有效快捷地扣除背景干扰和解析出重叠峰，程序升温保留指数(temperature programmed retention indices，PTRIs)[15-16]，是化合物色谱行为的特征参数，两种技术联用可使气相色谱-质谱(GC-MS)的定性结果更为准确。香薷与藿香在小兴安岭地区野生资源虽极为丰富，但关于其挥发油成分的研究较为鲜见。为了理清香薷与藿香挥发油各种用途的物质基础，我们采用GC-MS获取了小兴安岭香薷与藿香挥发油数据，通过AMDIS结合PTRI对其定性定量分析，以期为地方的野生资源开发与利用提供参考。

1 材料及仪器

1.1 主要材料

香薷与藿香盛花期地上部分、2015年7月采于黑龙江省小兴安岭山区(北纬48°27′，东经129°33′)。正构烷烃C8～ C20混合对照品(上海安谱科学仪器有限公司)。正己烷(色谱纯)，无水硫酸钠(分析纯)。

1.2 主要仪器设备

Agilent 7890 /5975N 型气相色谱-质谱联用仪(美国安捷伦公司)；SY2000 旋转蒸发仪(上海亚容生化仪器厂)。

2 方 法

2.1 挥发油提取

香薷与藿香经阴干、粉碎后，各分别取样品粗粉约50 g，分别置于1 000 mL圆底烧瓶中，加入500 mL蒸馏水及适量沸石，振摇混匀，浸泡过夜。按中国药典挥发油测定甲法连接提取装置[17]，在挥发油提取器立管中加入适量蒸馏水和正己烷，加热回流提取6 h，收集正己烷部分，加适量无水硫酸钠除去水分，移至旋转蒸发仪中，50 ℃减压浓缩去除正己烷，称取重量。密封、避光冷藏。

2.2 仪器条件

HP-5MS(0.25 mm× 30 m×0.25 μm)石英毛细管柱，载气为氦气 (纯度>99.999%)，流速为1.0 mL/min，进样口温度为 280 ℃。样品挥发油的正己烷稀释液(1→500)与正构烷烃溶液分流模式进样，分流比为100∶1，进样量为1 μl。升温程序为初始柱温60 ℃，溶剂延迟3 min，以4 ℃/min升260 ℃，后运行10 min。电离方式EI源，电子能量70 eV，离子源温度为230 ℃，四级杆温度为150 ℃，质量范围35～450m/z，速度3.46次/s。

2.3 化学成分分析

在GC-MS工作站上，载入正构烷烃混合对照品与挥发油GC-MS数据。在AMDIS模块下用正构烷烃对照品建立保留指数校正的文件；分析类型选为使用保留指数数据，最低匹配因子设为80，保留指数柱类型根据实验选为非极性柱，保留指数窗设为10；解卷积参数峰宽设为12，相邻峰提取数设为2，分辨率、灵敏度及色谱峰形的要求均设为中等；目标数据选用芳香物质数据库。运行AMDIS程序，记录数据解析结果与相应组分的CAS号与色谱保留指数；对AMDIS未能解析的色谱峰，转至于NIST质谱库直接检索出匹配度大于80的化合物；将上述两种方法解析出的各组分的保留指数与NIST Chemical Web Book及文献[18]中HP-5MS型柱保留指数值比较，以±5为接受限确定各色谱峰所对应的化合物。定性分析后，对挥发油数据通过色谱工作站进行自动积分，按总离子流面积归一化法获取相对定量结果。

3 结果与讨论

3.1 香薷挥发油分析结果

所得香薷挥发油为淡黄色，与样品重量比的收率为0.67%。GC-MS检测的总离子流图如图1。化学组成分析共获取42种物质，占总积分面积的92.80%，见表1。其中来自香精香料库(F)有32种，来自NIST库(N)10种。由图1可知，在选定的色谱条件下，香薷挥发油中大部分物质在35 min前流出，结合表1可知，含量最大的两种物质分别为去氢香薷酮(58.17%)和香薷酮(18.40%)，占总成分的相对百分含量76%以上。另由表1可知，香薷挥发油中的化学成分可分为4类，以单萜类和倍半萜类化合物为最多，分别为18种(80.25%)和13种(9.09%)；芳香族与其它类较少，分别为6种(1.5%)和4种(1.96%)。

3.2 藿香挥发油分析结果

所得香薷挥发油为淡黄色，与样品重量比的收率为0.56%。GC-MS检测的总离子流图如图2。化学组成分析共获取41种物质，占总积分面积的97.92%，如表2。其中来自香精香料库(F)有27种，来自NIST库(N)14种。由图2可知，在选定的色谱条件下，40 min前藿香挥发油中大部分物质已流出，并分离较好。结合表2可知，含量最高的物质分别为去甲基胡椒醚(68.20%)，接下的为柠檬烯(7.54%)、甲基丁香酚(6.26%)及丁香烯(4.72%)，4种成分占总成分的相对百分含量86%以上。另由表1可知，香薷挥发油中的化学成分可分为4类，从数量上倍半萜类及单萜类化合物分别有18与9种，芳香族类与其它类均为7种；在百分含量上，以芳香族化合物为主(75.58%)，而单倍半萜与单萜较为接近，9.72%与8.84%，其它类仅占3.78%。

图1 香薷挥发油总离子流图

图2 藿香挥发油总离子流图表1 香薷挥发油化学成分

序号保留时间/min化合物及其类别CAS号保留指数相对含量/%数据库单萜类80.2514.92α-蒎烯80-56-89320.04F25.25莰烯79-92-59480.01F35.80桧烯3387-41-59740.01F46.18月桂烯123-35-39920.12F57.08对聚伞素99-87-610260.11F67.18柠檬烯138-86-310300.03F77.27桉叶油醇470-82-610330.14F88.02γ-松油烯99-85-410600.03F98.89α-异松油烯586-62-910900.01F109.24芳樟醇78-70-611022.35F1110.65樟脑76-22-211470.05F 1211.35熏衣草醇498-16-811690.47F1311.69松油烯-4-醇20126-76-511800.02F1412.15α-松油醇98-55-511950.06F

续表1

序号保留时间/min化合物及其类别CAS号保留指数相对含量/%数据库1512.57香薷酮488-05-1120618.40N1614.70香叶醛141-27-512740.02F1715.94去氢香薷酮6138-88-1130758.17N1816.40香叶酸甲酯2349-14-613270.22N倍半萜类9.091918.32β-波旁烯5208-59-313871.40N2019.39丁香烯87-44-514210.89F2119.69白菖烯17334-55-314310.17F2220.16香木兰烯489-39-414460.15F2320.45葎草烯6753-98-614553.87F2421.28吉马烯23986-74-514810.84N2521.42β-芹子烯17066-67-014860.10F2621.66(Z,E)-金合欢烯26560-14-514940.47N2722.06(E,E)-金合欢烯502-61-415070.54N2822.53δ-杜松烯483-76-115230.11F2923.70苦橙油醇7212-44-415620.04F3024.28丁香烯氧化物1139-30-615820.09F3125.04葎草烯环氧化物II19888-34-716070.33N3226.31α-杜松醇481-34-516520.09N芳香族类1.50335.55苯甲醛100-52-79620.01F346.10甲基庚烯酮110-93-09880.02F357.65苯乙醛122-78-110460.10F368.28苯乙酮98-86-210690.75F3717.53丁香酚97-53-013620.29F3831.88邻苯二甲酸二异丁酯84-69-518630.33N其它类1.96395.891-辛烯-3-醇3391-86-49790.75F406.063-辛酮106-68-39870.12F416.283-辛醇589-98-09950.55F4234.24棕榈酸57-10-319600.54F

表2 蒮香挥发油化学成分

续表2

序号保留时间/min化合物CAS号保留指数相对含量/%数据库2021.84α-依兰烯31983-22-915000.02N2122.06(E,E)-金合欢烯502-61-415070.23N2222.53δ-杜松烯483-76-115220.26F2324.14桉油烯醇77171-55-215760.22N2424.28丁香烯氧化物1139-30-615810.35F2525.95τ-依兰油醇19912-62-016400.13N2626.30α-杜松醇481-34-516520.28N2726.41百秋李醇5986-55-01656<0.01F芳香族类75.58285.55苯甲醛100-52-79620.01F297.66苯乙醛122-78-110470.02F3012.39甲基胡椒醚140-67-0120268.20F3114.40胡椒酚501-92-812650.54N3217.50丁香酚97-53-013610.53F3318.98甲基丁香醚93-15-214086.26F3432.01水杨酸苄酯118-58-118680.02F其它类3.78355.901-辛烯-3-醇3391-86-49791.24F366.073-辛酮106-68-39870.17F379.35壬醛124-19-611060.01F389.93乙酸-3-辛醇酯4864-61-311230.29N3927.90十五醛2765-11-91710<0.01N4034.26棕榈酸57-10-319600.89F4137.65植物醇150-86-721241.18F

3.3 讨论

AMDIS是分析色谱-质谱联用数据的有力工具，该技术可解决色谱共流物重叠峰对定性的干扰，在提高分析的灵敏度的同时，增强了图谱分析的准确性和可靠性。但AMDIS现存在的问题是相应的数据库不完善，所使用的2005的香精香料数据库仅收入了近千种有关化合物，如香薷中的高含量物质香薷酮及去氢香薷酮不在其中，以至于挥发油中单萜与倍半萜类化合物的分析需手动联接其它数据库。色谱保留指数可提高挥发油GC-MS定性分析的可靠性，能避免单纯依据化合物与数据库中的匹配度时误判的发生，但其在国内有关的数据分析中应用的较少。

GC-MS测定与数据分析表明，小兴安岭山区野生香薷挥发油中的主要化学成分为去氢香薷酮和香薷酮，与有关的国内外其它产地样品的多数报道一致；小兴安岭山区的野生植物蒮香挥发油中的化学成分甲基胡椒醚的相对百分含量高达68%以上，因此所涉及的蒮香样品在化学型上可归属于甲基胡椒醚型。小兴安岭山区此两种植物挥发油中化学组成与其它地区不同的原因，除了产地环境的因素外，还与原植物的认定与数据分析有关。香薷与蒮香植物形态相近、属下种类很多，加之同种多有异名，极易引发认定错误。在质谱数据分析时，由于一些化合物图谱相似，不借助于色谱保留指数仅根据与数据库的匹配度，有时会使化合物的定性呈现错误；另外化学成分的同物异名的存在，鉴定时如不采用CAS编号也会导致错误发生。

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Chemical Composition Analysis ofElsholtziaciliateandAgatacherugosaEssential Oil from Xiao Hinggan Mountains

Ren Hengxin, Zong Ximing,Sun Changhai, Zhang Shuting ,Feng Guobin,Fang Hongzhuang*

(College of Pharmacy, Jamusi University, Jamusi 154007, China)

The essential oil ofElsholtziaciliateandAgatacherugosaaerial parts grossing in Xiao Hinggan Mountains were obtained by stem distillation and detected by GCMS. The GC-MS data of essential oil was processed using automated mass spectral deconvolution and identification system (AMDIS) and temperature programmed retention indices (PTRIs) identification techniques. The chemical composition analysis result showed 42 and 41 compounds were identified, accounted 92.80% and 97.92% of chromatography total integral area of essential oil fromE.ciliateandA.rugosa, respectively. The predominant components ofE.ciliateessential oil were dehydroelsholtzia ketone (58.17%) and elsholtzia ketone (18.16%), while the main components ofA.rugosaessential oil were esdragol (68.20%), limonene (7.54%), methyl eugenol (6.26%), and caryophyllene (4.72%). Its suggested the chemotype ofA.rugosasample collected from Xiao Hinggan Mountains belongs to esdragol type.

Elsholtziaciliate;Agatacherugosa；GC-MS; essential oil composition

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.01.009

2016-07-12

黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12541809)；佳木斯大学科学技术研究项目(13Z1201563)。

任恒鑫(1977—)，男，讲师，研究方向为中药分析。E-mail: 56013832@qq.com

*通讯作者： 方洪壮(1956—)，男，教授，研究方向为计算药物分析。E-mail: fhz-chjms@163.com

Q946.85

A

1006-9690(2017)01- 0030-05