玛咖挥发油及脂溶性化学成分对比研究＊

谈利红，冉海琳，王江瑞＊＊

（1.重庆医药高等专科学校 重庆 401331；2.重庆市食品药品检验检测研究院 重庆 401121）

玛咖挥发油及脂溶性化学成分对比研究＊

谈利红1，冉海琳2，王江瑞2＊＊

（1.重庆医药高等专科学校 重庆 401331；2.重庆市食品药品检验检测研究院 重庆 401121）

目的：为了对四川引种玛咖的质量评价提供科学依据，现对其挥发油及脂溶性成分进行分析对比。方法：本研究采用水蒸气蒸馏法和石油醚超声提取法分别提取玛咖中的挥发油和脂溶性成分，运用气相色谱-质谱联用（GC-MS）法对玛咖挥发油及脂溶性化学成分进行分离测定，结合质谱库检索系统对化合物进行结构鉴定，应用色谱峰面积归一化法计算各成分的相对百分含量。结果：经过结构鉴定，从玛咖挥发油中鉴定出22个挥发性化学成分，占98.85%的比例。脂溶性成分中鉴定出40个化学成分，占73.99%的比例。挥发油成分与脂溶性成分的差别较大，十二烷、喹啉、3-甲氧基苯甲醛、棕榈酸甲酯、亚油酸乙酯为两部分中共有的化合物。结论：首次对四川引种玛咖挥发油和脂溶性化学成分进行GC-MS对比分析，该研究为四川引种玛咖药物资源及其质量标准评价提供依据。

玛咖 挥发油 脂溶性成分 气相色谱-质谱联用

玛咖为十字花科（Brassicaceae）独行菜属（Lepidium）植物玛咖Lepidium meyenii Walp.的干燥根茎[1]，特产于南美洲秘鲁，有“秘鲁人参”佳誉之名。该植物最早用于解决人和牲畜的不育问题，同时增强人的免疫力，消除疲劳[2]，现代研究表明玛咖还具有调节内分泌功能[3]、预防前列腺肥大[4]、抗肿瘤[5]等药理作用。玛咖中主要成分为玛咖烯、玛咖酰胺、生物碱、芥子油苷及其分解产物异硫氰酸苄酯、甾醇、多酚类等物质[6,7]，其中的玛咖烯和玛咖酰胺具有促进性功能等功效。近年来，玛咖市场需求旺盛，四川、云南等地竞相引种[8]，但是引种玛咖由于环境的改变，其化学成分与含量差异较大，需要再次鉴别、测定。本研究采用水蒸气蒸馏法和石油醚超声提取法分别提取四川引种玛咖中的挥发油和脂溶性成分，运用GC-MS法对其化学成分进行分离鉴定，并对其数据进行比较研究，该研究能够为四川引种玛咖药物资源及其质量标准的评价提供科学依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器

7890A/5875C型气相色谱/质谱联用仪（美国Agilent公司）；Sartorius系列电子分析天平（德国赛多利斯公司）；KQ3200E型超声波清洗器（昆山舒美超声仪器有限公司）；UPT-II-10T优普系列超纯水器（成都优普电子产品有限公司）。

1.2 材料

玛咖药材（成都汇众成生物科技公司提供，批号：201403），产地四川，为国内引种药材，采集于2014年3月份，外观与萝卜类似，直径2-5 cm不等，表面为淡黄色，其粉末为淡黄色。经成都中医药大学药学院李敏教授鉴定为玛咖Lepidium meyenii Walp.的干燥根茎。

2 实验方法

2.1 挥发油成分提取

取玛咖粉末100.0 g置于2 000 mL烧瓶中，加10倍量的纯水，摇匀，按照2015版《中国药典》四部（通则2203）挥发油提取装置提取[9]，获得挥发油，过0.22 μm微孔滤膜，作为供试品。

2.2 脂溶性成分提取

取2.0 g玛咖药材粉碎成粗粉，加入石油醚（60-90℃）50 mL，浸渍过夜，超声（功率200 W频率40 KHz）2次，每次30 min，过滤，挥干，残渣加正己烷溶解，过0.22 μm微孔滤膜，作为供试品。

2.3 GC-MS分析条件

2.3.1 挥发油分析条件

色谱条件：HP-5 MS型石英毛细管色谱柱（30 mm×0.25 mm ×0.25 μm）；程序升温，初始温度50℃，保持2 min，然后以15℃·min-1速率升温至130℃，保持8 min，再以15℃·min-1速率升温至215℃，保持16 min；进样口温度270℃；载气为高纯度氦气，柱前压7.6 522 psi，载气流速1.0 mL·min-1；进样量1 μL；分流，分流比50：1，分流流量50 mL·min-1。

质谱条件：离子源为EI源；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 μA；溶剂延迟4 min；m/z范围40-550 amu。

2.3.2 脂溶性成分分析条件

程序升温，初始温度50℃，以10℃·min-1速率升温至150℃，再以1℃·min-1速率升温至180℃，保持3 min，以1℃·min-1速率升温至200℃，再以3℃·min-1速率升温至270℃，保持5 min；进样口温度270℃；载气为高纯度氦气，柱前压9.7 853 psi，载气流速1.0 mL·min-1；进样量1 μL；分流，分流比100：1，分流流量120 mL·min-1。

质谱条件：同挥发油项下条件。

定性分析：通过NIST11.L标准质谱图库结合有关质谱图文献解析，确认玛咖挥发油及脂溶性化学成分，并且按峰面积归一化法进行计算求出各化学成分的峰面积相对百分含量。

3 玛咖挥发油及脂溶性成分的化学成分分析

各组化学成分分别见图1和图2；各百分含量分别见表1和表2。

图1 玛卡挥发油化学成分GC-MS总离子流色谱图

图2 玛卡脂溶性化学成分GC-MS总离子流色谱图

4 结果与讨论

从玛咖挥发油中共检测出27个化合物，见图1，鉴定出22个化合物，占总挥发油的98.85%，其主要成分为吲哚（69.16%）、异硫氰酸苄酯（13.90%）和3-甲氧基苯乙腈（8.80%），占挥发油总量的92.93%。玛咖脂溶性中共检测出65个化合物，见图2，鉴定出40个化合物，占总脂溶性成分的73.99%，主要成分为棕榈酸甲酯（8.80%）、亚油酸甲酯（30.66%），亚麻酸甲酯（10.92%），亚油酸乙酯（2.29%）和油酸甲酯（4.15%），占总脂溶性成分的76.79%。经鉴定发现，十二烷（Dodecane）、喹啉（Quinoline）、3-甲氧基苯甲醛（3-Methoxybenzaldehyde）、棕 榈 酸 甲 酯（Hexadecanoic acid,methyl ester）、亚油酸乙酯（Linoleic acid ethyl ester）为两部分中共有的化合物。

通过对玛咖挥发油与脂溶性成分的对比分析，发现两部分化学成分差别较大，挥发油主要含有烷烃、含氮化合物，而脂溶性成分中主要含有醇类、脂肪酸、脂肪酸酯类、烯烃等化合物。其中玛咖挥发油中的吲哚类化合物含量高达69.16%，可能是由玛咖中芥子油苷、生物碱等成分裂解而来。而其中的异硫氰酸苄酯含量较高（13.90%），是重要的抗肿瘤和预防肿瘤的活性成分，具有不同程度的防癌、抗癌作用。异硫氰酸酯类化合物对多种肿瘤，如肺癌、乳腺癌、直肠癌等实体肿瘤和血液肿瘤等，具有明显的抗癌活性[10，11]。异硫氰酸苄酯是苄基芥子油苷的衍生物，苄基芥子油苷是玛咖的有效成分之一，能作为睾丸酮增强剂，还能改善学习记忆和男性的性能力[12,13]。玛咖脂溶性成分中含有丰富的亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、肉豆蔻酸等多种脂肪酸，其中的亚油酸乙酯在医学上具有降低胆固醇和血脂，防治动脉粥样硬化的作用。

表1 玛咖挥发油化学成分及其含量

近年来玛咖逐渐成为国际上瞩目的保健品，对玛咖的研究也在逐步扩大，本研究采用GC-MS法将玛咖挥发油及脂溶性成分较好地分离，其分离效果好，灵敏度高，鉴别能力强。通过分析玛咖中的挥发油及脂溶性成分，为四川引种玛咖药物资源及其研究提供了科学的依据，也为以后开发玛咖的相关保健品提供理论依据。鉴于玛咖中挥发油和脂溶性成分分别有不同的功效，可以在以后的开发中分别研究。

本研究组还对四川、云南、西藏、新疆四种不同产地玛咖的重金属含量和ITS2序列进行了相应的测定（另文报道），重金属实验表明4种不同产地玛咖药材中铜、铅、铬3种重金属元素含有量均在《药用植物及制剂进出口行业绿色标准》的限量标准内[14]，均符合规定，但云南玛咖、西藏玛咖、新疆玛咖中镉元素含有量均超标，其原因可能是因为该3个地区的土壤中镉元素含有量较高所致，或者可能是由于过量施加农药化肥导致镉元素超标[15,16]。

随着中药现代化的发展，人们对中药中重金属的含有量越来越重视。玛咖药材作为各个保健品的主要原料，受到许多研究人员和企业的关注，并且我国云南、新疆等地区近几年来相继引进玛咖这一品种，更应该控制其中的重金属含有量，从而满足各国对玛咖质量与安全的限量要求，加快我国玛咖产业的发展。四种产区玛咖的ITS2序列完全一样，结合现有的序列基因库得出该四种均为十字花科（Brassicaceae）独行菜属（Lepidium）植物玛咖Lepidium meyeniiWalp.的干燥根茎。为了区别其他十字花科外形相似的药材，在以后研究中还继续对诸如芫根、萝卜等十字花科的药材进行分子鉴定，为区别玛咖与其他药材提供充分有力依据。

表2 玛咖脂溶性化学成分及其含量

1 Len J.The Maea(Lepidium meyenii):a little known food plant of peru.Economic Botany,1964,18(2):122-127.

2 Gustavo F,Gonzales.Ethnobiology and Ethnopharmacology ofLepidium meyenii(Maca),a Plant from the Peruvian Highlands.Evid Based Complement Alternat Med,2012,11(14):1-10.

3 Gonzales G F,valerio L G Jr.Medicinal plants from Peru:a review of plants as potential agents against cancer.Anticancer Agents Med Chem,2006,6(5):429-444.

4 杜萍,单云,孙卉,等.云南玛咖营养成分分析.食品科学,2010,31(24):352-354.

5 Valentov A K,Frcek J,Ulrichová J.Yacon(Smallanthus sonchifolius)and maca(Lepidium meyenii),traditional Andean crops as new functional foods on the European market.Chem Listy,2001,95:594-601.

6 Dini A,Migliuolo G,Rastrelli L,et a1.Chemical composition of Lepidum meyenii.Food Chem,1994,49(4):347-349.

7 Gonzales G F,Miranda S,Nieto J,et al.Red maca(Lepidium meyenii)reduced prostate size in rats.Reprod Biol Endocrinol,2005,3(1):5-26.

8 张静,李慧,周雯,等.玛咖粉对小鼠的抗疲劳作用及其机制研究.卫生研究,2013,42(6):1046-1049.

9 国家药典委员会主编.中华人民共和国药典(2015年版).北京:中国医药科技出版社,2015.

10蔣少红,马旭东.异硫氰酸酯化合物的抗癌作用及其机制研究进展.中国新药与临床杂志,2008,27(9):710-713.

11周霆,高宁.异硫氰酸酯类化合物的抗癌作用机制研究进展.解放军药学学报,2013,29(6):562-566.

12肖伟,彭勇,许利嘉,等.秘鲁特产药用植物玛咖研究的新进展.世界科学技术-中医药现代化,2007,9(3):108-112.

13艾中,程爱芳,孟际勇,等.国产玛咖芥子油苷的组分分析和含量测定.食品科技,2012,37(4):182-186.

14 GB/T5009,药用植物及制剂进出口绿色行业标准.2004.

15罗小莉,杨金蓉,李汝佳,等.中药中重金属元素测定的研究进展.实用医药杂志,2009,26(5):61-63.

16杨云,刘洋洋,陈波.不同来源沉香药材中重金属含量及其安全性分析.中国实验方剂学杂志,2013,19(20):72-76.

GC-MSAnalysis on Essential Oil and Liposoluble Constituents of Lepidium Meyenii Walp.

Tan Lihong1,Ran Hailin2,Wang Jiangrui2
(1.Department of Traditional Chinese Medicine of Chongqing Medical College,Chongqing 401331,China;2.Chongqing Institute for Food and Drug Control,Chongqing 401121,China)

In order to provide scientific basis for quality evaluation of Lepidium meyenii Walp.in Sichuan province,the extracted constituents of essential oil and petroleum ether were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS),respectively.The volatile oil and fat soluble components were extracted by the steam distillation and petroleum ether ultrasonic.They were isolated and identified by GC-MS.The structures were identified in combination with database search system of MS.The relative content of every compound was determined by normalization method.The results showed that a total of 22 compounds were identified in volatile oil(98.85%)and 40 compounds were identified in liposoluble constituents(73.99%).There were significant differences of components and relative percentage contents of volatile oil and fat-soluble components.Dodecane,quinoline,3-methoxybenzaldehyde,palmitic acid methyl ester and ethyl linoleate were the same compositions.Comparative analysis was conducted on volatile oil and liposoluble constituents by GC-MS for the first time.The results provided references for herbal resource investigation and quality standard evaluation of Maca.

Lepidium meyenii Walp.,volatile oil,lipophilic constituents,GC-MS

10.11842/wst.2017.07.025

R917

A

2017-05-09

修回日期：2017-06-08

＊ 重庆市科委社会民生科技创新专项(cstc2015shmszxl20008)，负责人:曹纬国。

＊＊ 通讯作者：王江瑞，硕士，检验员，主要研究方向：中药化学成分和质量标准研究。

（责任编辑：陈 宁，责任译审：王 晶）