菟丝子及其炮制品中挥发性成分比较及主成分分析

刘天琪 江汉美 田宇 刘金敏

中圖分类号 R284.1 文献标志码 A 文章编号 1001-0408（2022）06-0729-06

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2022.06.14

摘 要 目的 比较菟丝子及其炮制品中的挥发性成分，并进行主成分分析。方法 采用顶空固相微萃取-气质联用技术鉴定菟丝子及盐菟丝子、酒菟丝子中的挥发性成分，采用峰面积归一化法计算各成分的相对百分含量，采用SPSS 21.0软件进行主成分分析。结果 菟丝子及盐菟丝子、酒菟丝子中共鉴定出117种成分，其中菟丝子中有68种（相对百分含量为92.41%），包括植酮、2-甲氧基-3-（2-丙烯基）苯酚、正十五烷、β-石竹烯等;盐菟丝子中有60种（相对百分含量为89.41%），包括麦芽醇、2，3-二氢苯并呋喃、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚等;酒菟丝子中有58种（相对百分含量为87.02%），包括苯乙醇、β-石竹烯、大牻牛儿烯D等。菟丝子与盐菟丝子、酒菟丝子有24种共有成分，相对百分含量分别为38.56%、30.61%、33.07%;炮制后，共有49种新增成分，如糠醛、正己酸、氧化石竹烯等。主成分分析结果显示，前2个主成分的累计方差贡献率为100%;菟丝子挥发性成分的综合得分最高，其次为酒菟丝子，最后为盐菟丝子。结论 菟丝子中挥发性成分质量较好;其炮制品中的挥发性成分较菟丝子有所增加。

关键词 菟丝子;酒菟丝子;盐菟丝子;挥发性成分;主成分分析;顶空固相微萃取-气质联用技术

Comparison of volatile components and principal component analysis of Cuscuta chinensis and its processed products

LIU Tianqi，JIANG Hanmei，TIAN Yu，LIU Jinmin（School of Pharmacy， Hubei University of Chinese Medicine/Research and Development Center of Medicinal Plant in Hubei Province， Wuhan 430065， China）

ABSTRACT   OBJECTIVE To compare the volatile components of Cuscuta chinensis and its processed products， and to conduct principal component analysis （PCA）. METHODS The volatile components of C. chinensis， C. chinensis stir-frying with saltwater， C. chinensis stir-frying with wine were identified by headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography- mass spectrometry. The relative percentage of each component was calculated by area normalization method. The PCA was conducted by using SPSS 21.0 software. RESULTS A total of 117 compounds were identified from C. chinensis， C. chinensis stir-frying with saltwater and C. chinensis stir-frying with wine， of which 68 compounds were identified from C. chinensis （relative percentage of 92.41%）， such as phytone， 2-methoxy-3-（2-propenl） phenol， n-pentadecane， β-caryophyllene. Sixty compounds （relative percentage of 89.41%） were identified from C. chinensis stir-frying with saltwater， such as maltol， 2，3-dihydro- benzofuran， 4-vinyl-2-methoxyphenol. Fifty-eight compounds （relative percentage of 87.02%） were identified from C. chinensis stir-frying with wine， such as phenylethanol， β-caryophyllene， macrocarehe D. There were 24 common components in the three， and relative percentage of them were 38.56%， 30.61%， 33.07%， respectively. After processing， there were 49 new components， such as furfural， n-hexanoic acid， caryophyllene oxide. The results of PCA showed that the cumulative contribution rate of the former two principal components was 100%; comprehensive score of volatile components of C. chinensis was the highest， followed by C. chinensis stir-frying with wine and C. chinensis stir-frying with saltwater. CONCLUSIONS The quality of volatile components in C. chinensis is good; the volatile components in processed products are more than those in C. chinensis.

KEYWORDS   Cuscuta chinensis; Cuscuta chinensis stir-frying with wine; Cuscuta chinensis stir-frying with saltwater; volatile components; principal component analysis; headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry

菟丝子为旋花科植物南方菟丝子Cuscuta australis R. Br.或菟丝子Cuscuta chinensis Lam.的干燥成熟种子，味辛、甘，性平，归肝、肾、脾经，具有补益肝肾、固精缩尿、安胎、明目、止泻、消风祛斑之功效，用于临床治疗肝肾不足、腰膝酸软、阳痿遗精、遗尿尿频、肾虚胎漏、脾肾虚泻等[1]。现代研究表明，菟丝子含有挥发性类、黄酮类、甾体类和多糖类等成分，在治疗男性不育、糖尿病、卵巢早衰和抑制动脉粥样硬化等方面具有较好效果[2]。

2020年版《中国药典》（一部）收载的菟丝子炮制品为盐菟丝子[1]，此外其酒制品也较为常用[3]。菟丝子经炮制后，其有效成分及含量均发生变化，使得菟丝子的性味和疗效也发生改变[4-5]。由于菟丝子富含油脂，故挥发性成分是菟丝子的主要成分，具有一定的药理作用，如麦芽醇具有补肾固精、补益肝肾的功效，石竹烯可止痛，棕榈酸可抗肿瘤、降血脂[6]。目前，关于菟丝子的研究主要为黄酮类成分，对其挥发性成分研究不夠深入，如裴学军等[6]从5个不同产地15批菟丝子中共鉴定出52种挥发性成分，但分析不够全面。本研究通过使用食盐和黄酒两种常用辅料，分析炮制方法对菟丝子挥发性成分的影响。

固相微萃取（solid phase microextraction，SPME）技术作为一种新颖的样品前处理与富集技术，因操作简单、费用低廉，成为最常用的样品前处理方法之一[7]。顶空固相微萃取-气质联用（headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技术已被广泛用于医药行业的质量分析领域，常应用于不同药用部位、不同基原、不同产地中药材的质量分析和不同混伪品挥发性成分的差异分析，其提取效果、所得色谱及成分信息、精密度等方面均优于高效液相色谱、气相色谱等其他方法[8]。主成分分析（principal component analysis，PCA）可以通过对数据进行降维、变量提取与压缩处理并确定中药资源的分类，从而获得可用于中药分析鉴别的有效信息[9]。基于此，本研究拟采用HS-SPME-GC-MS技术鉴别菟丝子及其炮制品（盐菟丝子、酒菟丝子）中的挥发性成分，同时进行PCA，以分析炮制方法对菟丝子挥发性成分的影响，旨在从挥发性成分的角度为其临床合理应用提供科学依据。

1 材料

1.1 主要仪器

本研究所用主要仪器有C-MAG HS-4型手动SPME进样装置（德国IKA公司），6890/5973型气相色谱-质谱联用仪（美国Agilent公司），顶空瓶（规格15 mL）、65 μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（polydimethylsiloxane/divinylbenzene，PDMS/DVB）萃取纤维头（美国Supelco公司），ALC-210.2型电子天平（北京赛多利斯天平有限公司）等。

1.2 主要药品与试剂

菟丝子药材（批号20200913）于2020年11月购自国药控股湖北有限公司，经湖北中医药大学生药学教研室杨红兵教授鉴定为旋花科植物菟丝子C. chinensis Lam.的干燥成熟种子;食盐（批号C20190807L7乙C）购自湖北盐业集团有限公司;黄酒（批号20200311，酒精度11度）购自十堰天香黄酒有限公司;水为超纯水。

2 方法与结果

2.1 菟丝子炮制品的制备

取菟丝子药材，除去杂质，洗净，干燥，得净菟丝子。取净菟丝子，加入药材量2%的食盐，参照2020年版《中国药典》（四部）通则“0213盐炙法”炒至微鼓起，即得盐菟丝子[10]。取净菟丝子，加入药材量30%的黄酒，闷润9 h，再于100 ℃下烘制60 min，即得酒菟丝子[11]。取净菟丝子适量，粉碎，过40目筛，备用。

2.2 萃取条件考察

2.2.1 取样量 分别精密称取净菟丝子粉末0.40、0.60、0.80、1.00、1.20 g，置于顶空瓶中，插入装有PDMS/DVB萃取纤维头的手动进样装置，于60 ℃下加热平衡10 min，再压缩手柄伸出PDMS/DVB萃取纤维头萃取20 min，取出后立即插至气相色谱-质谱联用仪进样口中解吸3 min，按“2.3”项下色谱与质谱条件进样测定，记录峰面积。以色谱峰的总峰面积为指标，考察不同取样量对菟丝子挥发性成分萃取效果的影响（图1A）。结果显示，当取样量为0.60 g时，色谱峰的总峰面积最大，故选择取样量为0.60 g。

2.2.2 萃取温度 精密称取净菟丝子粉末0.60 g，置于顶空瓶中，插入装有PDMS/DVB萃取纤维头的手动进样装置，分别于40、60、80、100、120 ℃下加热平衡10 min，再压缩手柄伸出PDMS/DVB萃取纤维头萃取20 min，取出后立即插至气相色谱-质谱联用仪进样口中解吸3 min，按“2.3”项下色谱与质谱条件进样测定，记录峰面积。以色谱峰的总峰面积为指标，考察不同萃取温度对菟丝子挥发性成分萃取效果的影响（图1B）。结果显示，当萃取温度为60 ℃时，色谱峰的总峰面积最大，故选择萃取温度为60 ℃。

2.2.3 萃取时间 精密称取净菟丝子粉末0.60 g，置于顶空瓶中，插入装有PDMS/DVB萃取纤维头的手动进样装置，于60 ℃下加热平衡10 min，再压缩手柄伸出PDMS/DVB萃取纤维头分别萃取5、10、15、20、25 min，取出后立即插至气相色谱-质谱联用仪进样口中解吸3 min，按“2.3”项下色谱与质谱条件进样测定，记录峰面积。以色谱峰的总峰面积为指标，考察不同萃取时间对菟丝子挥发性成分萃取效果的影响（图1C）。结果显示，当萃取时间为25 min时，色谱峰的总峰面积最大，故选择萃取时间为25 min。

2.2.4 解吸时间 精密称取净菟丝子粉末0.60 g，置于顶空瓶中，插入装有PDMS/DVB萃取纤维头的手动进样装置，于60 ℃下加热平衡10 min，再压缩手柄伸出PDMS/DVB萃取纤维头萃取25 min，取出后立即插至气相色谱-质谱联用仪进样口中分别解吸1、2、3、4、5 min，按“2.3”项下色谱与质谱条件进样测定，记录峰面积。以色谱峰的总峰面积为指标，考察不同解吸时间对菟丝子挥发性成分萃取效果的影响（图1D）。结果显示，当解吸时间为3 min时，色谱峰的总峰面积最大，故选择解吸时间为3 min。

2.2.5 萃取条件的确定 综合上述结果，本研究确定最终的萃取条件为：取净菟丝子粉末0.60 g，置于顶空瓶中，插入装有PDMS/DVB萃取纤维头的手动进样装置，于60 ℃下加热平衡10 min，再压缩手柄伸出PDMS/DVB萃取纤维头萃取25 min，取出后立即插至气相色谱-质谱联用仪进样口中解吸3 min。

2.3 色谱与质谱条件

2.3.1 色谱条件 色谱柱为HP-5MS石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）;升温程序为初始温度50 ℃，以5 ℃/min升至100 ℃，再以15 ℃/min升至180 ℃，最后以180 ℃保持3 min;载气为高纯度氦气（99.999%）;流速为0.8 mL/min;进样口温度为230 ℃;进样方式为不分流进样;进样量为0.60 g。

2.3.2 质谱条件 离子源为电子轰击离子源;离子源温度为230 ℃;电子能量为70 eV;四极杆温度为150 ℃;扫描范围为m/z 35～550。

2.4 菟丝子及其炮制品的挥发性成分分析

取净菟丝子及其炮制品，按“2.2.5”项下方法萃取，再按“2.3”项下色谱与质谱条件进样，得菟丝子及其炮制品挥发性成分的总离子流图（图2），采用峰面积归一化法计算各成分的相对百分含量，并与NIST08质谱数据库（相似度为80%以上）进行对比、鉴定，结果见表1。由表1可知，菟丝子中共鉴定出68种成分，总相对百分含量为92.41%，含量最高的为植酮（10.25%），其次为2-甲氧基-3-（2-丙烯基）苯酚（8.49%）、正十五烷（5.59%）、β-石竹烯（4.55%）等;盐菟丝子中共鉴定出60种成分，总相对百分含量为89.41%，含量最高的为麦芽醇（13.44%），其次为2，3-二氢苯并呋喃（4.72%）、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚（4.32%）等;酒菟丝子中共鉴定出58种成分，总相对百分含量为87.02%，含量最高的为苯乙醇（13.22%），其次为β-石竹烯（4.96%）、大牻牛儿烯D（4.23%）、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚（3.63%）等;49种成分为炮制后新增成分，如糠醛、正己酸、氧化石竹烯等。

2.5 菟丝子及其炮制品中挥发性成分种类和相对百分含量分析

根据表1所得成分信息，将菟丝子及其炮制品中挥发性成分分为9类，包括醛类、烯类、烷类等（表2）。其中，菟丝子中相对百分含量最高的是烯类成分，为20.98%。经炮制后，盐菟丝子和酒菟丝子中的烯类成分相对百分含量均有所下降，分别为8.97%、18.75%;醛类和醇类成分的相对百分含量均有所增加，分别升高到17.76%、15.38%（盐菟絲子）和13.61%、16.73%（酒菟丝子）。这可能与烯烃在高温下经氧化反应生成醛和醇有关[12]，表明菟丝子及其炮制品的主要挥发性成分种类和含量存在一定差异。

2.6 菟丝子及其炮制品中共有挥发性成分分析

菟丝子与其炮制品有24个共有成分，这些共有成分在菟丝子、盐菟丝子、酒菟丝子中的相对百分含量分别为38.56%、30.61%、33.07%。各共有成分含量存在一定差异，如植酮在菟丝子中的相对百分含量为10.25%，在盐菟丝子中为0.84%，在酒菟丝子中为1.73%;β-石竹烯在菟丝子中的相对百分含量为4.55%，在盐菟丝子中为2.35%，在酒菟丝子中为4.96%。

2.7 菟丝子及其炮制品挥发性成分的PCA

由表1可见，菟丝子及其炮制品中挥发性成分鉴定结果数据呈离散状态。采用SPSS 21.0软件对菟丝子及其炮制品中9类挥发性成分的相对百分含量进行PCA，得主成分的特征值及其方差贡献率（表3）和各类成分的主成分特征向量及载荷矩阵（表4）。由表3、表4可知，第1主成分的方差贡献率为86.031%，主要反映烯类、酯类、吡嗪类成分的变异信息，且与烯类和酯类成分呈正相关，与吡嗪类成分呈负相关;第2主成分的方差贡献率为13.969%，主要反映醇类和酮类成分的变异信息，且与酮类成分呈正相关，与醇类成分呈负相关;2个主成分的累计方差贡献率为100%，表明前2个主成分能反映样品的整体信息。

以这2个主成分代替9类成分所表达的信息进行综合评价，得到各主成分得分：主成分1得分（F1）=0.355X1-0.151X2+0.047X3+0.291X4-0.306X5+0.332X6-0.350X7+0.225X8-0.309X9，主成分2得分（F2）=0.137X1-0.809X2+0.884X3+0.522X4-0.466X5+0.339X6-0.206X7-0.695X8-0.453X9，综合得分=F1+F2（综合得分越高，表示菟丝子挥发性成分的质量越好[6]），综合得分及排序见表5。结果显示，第1主成分得分最高的是酒菟丝子，第2主成分得分最高的是菟丝子;综合得分最高的是菟丝子，其次是酒菟丝子，最后是盐菟丝子。

3 讨论

本研究结果显示，菟丝子及盐菟丝子、酒菟丝子中共有挥发性成分117种，其中共有成分24种，其相对百分含量分别占菟丝子、酒菟丝子和盐菟丝子挥发性成分总量的38.56%、30.61%、33.07%。在炮制过程中，菟丝子在高温和辅料（食盐、黄酒）的作用下，既可以产生新的挥发性成分，也可以发生降解，使其挥发性成分减少[13]，因此菟丝子及其炮制品中挥发性成分的种类和含量存在一定差异。

在两种炮制品中，有11种共有成分的相对百分含量增加，分别为2-甲基丁醛、2，5-二甲基吡嗪、5-甲基呋喃醛、反式-2-辛烯醛、2-乙基-3，6-二甲基吡嗪、壬醛、反式-2-壬醛、癸醛、对甲氧基苯甲醛、2-甲基萘、2-丁基-2-辛烯醛;6种共有成分的相对百分含量降低，分别为1-辛烯-3-醇、（E）-β-金合欢烯、δ-杜松烯、二氢猕猴桃内酯、正十六烷、植酮;另有5种共有成分[（±）-δ-榄香烯、（-）-α-荜澄茄油烯、（-）-α-蒎烯、β-榄香烯、β-石竹烯]在盐菟丝子中的相对百分含量降低，但在酒菟丝子中的相对百分含量增加;2种共有成分（苯乙醛、2-乙酰基吡咯）在盐菟丝子中的相对百分含量增加，但在酒菟丝子中的相对百分含量降低。研究表明，癸醛、对甲氧基苯甲醛等成分具有抗菌作用[14-15]，β-石竹烯、植酮具有抗氧化作用[16-17]，β-榄香烯具有抗氧化、抗凝血和抗血栓等作用[18]，提示经炮制后，菟丝子的抗菌作用可能加强，但抗氧化作用可能不如菟丝子。有49种成分为炮制后新增成分，如糠醛、正己酸、氧化石竹烯等。氧化石竹烯具有抗炎、抗肿瘤、平喘和镇咳作用[19]，提示经炮制后，新增的挥发性成分可能会改变菟丝子的药性和药理作用。PCA结果显示，菟丝子挥发性成分的综合得分最高，其次为酒菟丝子，最后为盐菟丝子，表明菟丝子中挥发性成分质量优于两种炮制品。

综上所述，菟丝子中挥发性成分质量较好，其炮制品中的挥发性成分较菟丝子有所增加。

（感谢江汉美导师对本文的指导）

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（收稿日期：2021-09-25 修回日期：2022-01-24）

（编辑：陈 宏）