野艾与家艾茎叶挥发油的GC-MS分析

黎文炎 - 张应团 - 周大寨 - 李 伟

(1. 生物资源保护与利用湖北省重点实验室，湖北 恩施 445000；2. 湖北民族学院生物科学与技术学院，湖北 恩施 445000；3. 湖北民族学院林学园艺学院，湖北 恩施 445000)

野艾与家艾茎叶挥发油的GC-MS分析

黎文炎1,2LIWen-yan1,2张应团3ZHANGYing-tuan3周大寨1ZHOUDa-zhai1李 伟1,2LIWei1,2

(1. 生物资源保护与利用湖北省重点实验室，湖北 恩施 445000；2. 湖北民族学院生物科学与技术学院，湖北 恩施 445000；3. 湖北民族学院林学园艺学院，湖北 恩施 445000)

采用水蒸气蒸馏法分别提取野艾与家艾茎、叶中的挥发油，用气相色谱-质谱法(GC/MS)对其挥发性成分进行分析，并分别比较家艾和野艾茎叶挥发油的化学成分的种类和含量差异。结果表明：艾蒿的茎叶挥发油中共分离出109种挥发性成分，野艾和家艾的茎叶中共有12种相同的挥发性成分，其中主要的挥发性成分是萜类化合物，家艾、野艾茎中萜类化合物含量分别为66.352%，51.473%，而家艾、野艾叶中萜类化合物含量约为74.336%，73.186%。通过主成分分析可知家艾和野艾茎叶的挥发性物质主要是植酮、金合欢烯、蒎烯、桉叶油醇、樟脑、石竹烯、香叶烯。

家艾；野艾；挥发油；GC-MS；

目前药理试验[1]表明中药挥发油具有抗炎、抗过敏、抗微生物、抗突变、抗癌、驱虫等作用。挥发油在许多中药里是不可缺少的有效成分，发挥着重要的治疗作用，如生姜[2]、紫苏[3]、辛夷[4]、红花酢浆[5]等中药材中所含有的挥发油都与人们的生活息息相关。

艾蒿(ArtemisiaargyiLevl. et Vant)是一种多年生草本植物，具有浓烈香气，全草均可入药[6]。目前主要报道的是其中挥发油成分的含量和种类[7-9]，也有对家艾和野艾挥发油成分含量比较的研究[10-11]，此外刘兴等[12]研究了采收时间对艾蒿挥发油的影响。但是家艾和野艾不同部位的挥发性成分的种类和含量差异有多大还是未知，因此本试验主要将蕲艾进行引种栽培，分别定义为野艾和家艾，采用水蒸气蒸馏法提取家艾和野艾茎、叶中的挥发油，用GC/MS对其化学成分进行分析，而后比较不同部位挥发油的化学成分的种类和含量。

1 材料与方法

1.1 试验材料

野艾：蕲艾，产于湖北恩施；

家艾：蕲艾，在湖北恩施进行引种栽培，人工繁殖。

1.2 试验试剂

无水硫酸钠、乙醚：分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.3 试验仪器

氮气吹扫仪：NAS-2型，合肥本森科学仪器有限公司；

紫外可见光光度计：UV765PC型，上海精密科学仪器有限公司；

台式电热鼓风干燥箱：GZX-9023MBE型，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；

数显恒温振荡器：SHY-2A型，江苏省金坛市友联仪器研究所；

低速台式离心机：KA-1000型，上海安亭科学仪器厂。

1.4 试验方法

1.4.1 材料预处理 将新鲜野艾和家艾晾干，茎和叶分别用粉碎机粉碎，分别放入洁净干燥的罐头瓶中密封保存备用。

1.4.2 提取挥发油 准确称取家艾和野艾茎叶粉末各10 g，用800 mL蒸馏水充分溶解后完全转入蒸馏烧瓶中，混匀，用电炉垫上石棉网加热，后进行蒸馏，取收集到的液体用乙醚萃取，震荡后静置，待其分层后用分液漏斗分离出上层乙醚相。在乙醚相中加入一勺无水硫酸钠静置，待其中的水分被完全吸收，用氮气吹扫仪吹掉乙醚，直到剩下最后1～2 mL时转入到专用的气质联用2 mL的小瓶中，备用[13]。

1.4.3 挥发油成分的GC-MS测定

(1) 气相色谱条件：毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm，填料粒径 0.25 μm)；进样口温度 280 ℃；接口温度 250 ℃；载气为He，流速 0.8 mL/min；柱前压 53 kPa，不分流；程序升温：60 ℃保持 2 min，再以 2 ℃/min速度升至 280 ℃。

(2) 质谱条件：EI 电离方式：电子能量 70 eV；离子源温度 230 ℃；最高温度250 ℃，离子流 200 μA；四级杆温度150 ℃，最大温度200 ℃，扫描范围m/z50～500[14]。

(3) 质谱检索和数据处理：将GC-MS分析得到的总离子流图，运用质谱数据库NIST 05-Wiley标准谱库进行化合物检索，采用峰面积归一法确定相对含量。

1.4.4 主成分分析 采用SPSS 16.0软件对试验结果进行主成分分析[15]。

2 结果与分析

2.1 家艾与野艾茎叶挥发油含量

采用水蒸气蒸馏法提取制备家艾和野艾茎叶的挥发油，并用GC-MS进行检测，其总离子流图见图1～4，从检测到的成分中，筛选出匹配度80以上的化学成分列表比较见表1。

图1 家艾茎中挥发油的总离子流图

Figure 1 Total ion chromatograms of the volatile oil in stem of plantedArtemisiaargyiLevl. et Vant

图2 野艾茎中挥发油的总离子流图

Figure 2 Total ion chromatograms of the volatile oil in stem of wildArtemisiaargyiLevl. et Vant

图3 家艾叶中挥发油的总离子流图

Figure 3 Total ion chromatograms of the volatile oil in leaf of plantedArtemisiaargyiLevl. et Vant

图4 野艾叶中挥发油的总离子流图

Figure 4 Total ion chromatograms of the volatile oil in leaf of wildArtemisiaargyiLevl. et Vant

由表1可知，艾蒿的茎叶挥发油中共分离出109种挥发性成分，野艾和家艾的茎叶中共有12种相同的挥发性成分，分别是桉叶油醇、樟脑、α-蒎烯、β-石竹烯、β-金合欢烯、α-石竹烯、母菊薁、香叶烯、角鲨烯、氧化石竹烯、植酮和棕榈酸。此结果与前人的研究[6,10-12]有相似之处，如桉叶油醇、樟脑是艾蒿的共有成分，但母菊薁此种物质仅仅在本试验中检出，尤其是在家艾叶中含量非常高(44.869%)，而其他文献未见报道，但是孟慧[6]、朱亮峰[10]曾发现艾蒿中含有侧柏酮，但本试验中均未检出。这可能与试验材料的产地、采收时间、前处理方式有关。

2.2 家艾和野艾的茎叶挥发性物质的主成分分析

用SPSS 16.0软件对这12种相同成分进行主成分分析，结果见表3、4。由表3可知，可归为3种主成分，方差累积贡献率达到100%。由表4可知，与第一主成分相关性最强的是植酮、金合欢烯、蒎烯，其载荷系数分别为0.972，0.948，0.924，其次是桉叶油醇、樟脑、石竹烯、香叶烯；与第二主成分相关性最强的是棕榈酸和角鲨烯，载荷系数分别为0.927和0.907；与第三主成分相关性最强的是母菊薁，载荷系数达到0.940。由表3可知，第一主成分是家艾和野艾茎叶挥发性物质的主成分，其方差贡献率超过50%，因此结合表3、4可知，家艾和野艾茎叶的挥发性物质主要是植酮、金合欢烯、蒎烯、桉叶油醇、樟脑、石竹烯、香叶烯。

表1 家艾与野艾茎叶中挥发性成分含量差异比较Table 1 The difference of volatile component in stem and leaf from planted and wild Artemisia argyi Levl. et Vant %

续表1

化学成分家艾叶野艾叶家艾茎野艾茎化学成分家艾叶野艾叶家艾茎野艾茎丁酸香叶酯2.6790.633母菊薁(母菊兰烯)44.8690.2520.9102.273肉豆蔻酸0.6020.5570.4163,3-二甲基联苯1.507菲0.214正十八烷0.0790.0476,10,14-三甲基-2-十五烷酮(植酮)1.3851.0622.3181.84117-三十五碳烯0.081正十九烷0.114棕榈酸甲酯0.2110.1050.155广藿香烷0.1463,7,11,15-四甲基-1-十六碳烯-3-醇0.211棕榈酸(十六烷酸)3.7032.2595.18622.480正二十烷0.0690.503亚油酸甲酯(9,12-十八烷二烯酸甲酯)0.097二十一烷0.4030.0460.204二十五烷0.087叶绿醇2.0600.9320.716a-亚麻酸1.2500.2601.388三十烷0.1621-二十六(碳)烯0.1352,6,10,14-四甲十六烷0.823正二十三烷0.6751-氯二十七碳烷0.228角鲨烯(酸)0.0890.0660.2581.000二十九烷0.236

表2 家艾和野艾茎叶中挥发性物质的种类和数量比较Table 2 The kinds and quantities comparison of violate components of different stems and leaves

表3 主成分的特征值和贡献率Table 3 Eigenvalue and contribution rate of principle components

表4 主成分的载荷矩阵Table 4 The loading matirx of principal components

3 结论

恩施田间采集的家艾茎叶中含有的挥发性化学成分种类与野艾相差较大，家艾和野艾不同部位挥发油种类也不同，如松油烯、松油醇在家艾和野艾的叶中均含有，但是茎中无；而佛术烯、泪柏醚等只在家艾和野艾的茎中含有，叶中无。在家艾和野艾相同的化学成分中，家养的和野生的含量也有差别，如可用于调配胡椒等食用香精的石竹烯，在家艾茎中含量最高。此外家艾叶中含有一些特殊的成分，如α-法尼烯、β-瑟林烯、β-倍半水芹烯、橙花叔醇、喇叭茶醇，在野艾和家艾茎中均不含有。同时用作乳化剂、润湿剂、稳定剂的棕榈酸甲酯在家艾叶中的含量显著高于野艾的，因此家艾对于工业生产以及食品领域都有一定的经济意义。

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基金项目：河南中烟工业有限责任公司科技项目(编号：ZW2014037)

作者简介：李春光，男，河南中烟工业有限责任公司技术中心工程师。

通信作者：张玉海(1978-)，男，中国烟草总公司郑州烟草研究院高级工程师，硕士。E-mail:yancaozhangyuhai@126.com

收稿日期：2016-12-29

作者简介：李灿，女，江南大学在读硕士研究生。

通信作者：钟芳(1972—)，女，江南大学教授，博导。 E-mail：fzhong@jiangnan.edu.cn

收稿日期：2017-02-05

GC-MS Analysis of Volatile Oil Compositions from Wild and DomesticArtemisiaargyiLevl. et Vant

(1.HubeiKeyLaboratoryofBiologicalResourcesProtectionandUtilization(HubeiUniversityforNationalities),Enshi,Hubei445000,China; 2.CollegeofBiologicalScienceandTechnology,HubeiUniversityforNationalities,Enshi,Hubei445000,China; 3.CollegeofForestryandHorticulture,HubeiUniversityforNationalities,Enshi,Hubei445000,China)

The volatile oil of domestic and wildArtemisiaargyiLevl. et Vant was extracted with steam distillation, and the chemical compositions were analysed by GC-MS, the chemical composition difference of the volatile oil between the domestic and wildA.argyiLevl. et Vant were compared as well. The results showed that 109 kinds of volatile components were isolated from the stems and leaves ofA.argyiLevl. et Vant, and the domestic and wildArtemisiaargyiLevl. et Vant shared 12 kinds of volatile components. The main volatile components were terpenoid, and their total contents in the stems of domestic and wildArtemisiaargyiLevl. et Vant was 66.352% and 51.473% respectively. While the total contents of terpenoid in the leaves of domestic and wildA.argyiLevl. et Vant were 74.336% and 73.186%, respectively. Trough the principle component analyses, the main volatile chemicals of domestic and wildA.argyiLevl. et Vant were the plant ketone, farnesene, pinene, eucalyptus oil, camphor, caryophyllene, and myrcene.

domesticArtemisiaargyiLevl. et Vant; wildArtemisiaargyiLevl. et Vant; volatile oil; GC-MS

国家民委指导性项目(编号：14HBZ015)

黎文炎，男，湖北民族学院在读本科生。

李伟(1975-)，男，湖北民族学院副教授，硕士。 E-mail：754727485@qq.com

2017-01-07

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.04.030