广西和海南产丁香挥发油GC-MS分析

张荣光　曾境昱　陈山珊　李羿武　张毅彬　杨晓烨　张伟云

【摘 要】 目的：比较分析广西、海南丁香（Eugenia caryophyllata Thunb）花蕾挥发油中的化学成分。方法：水蒸气蒸馏法提取得到广西、海南丁香挥发油。使用气相色谱-质谱联用技术（Gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析丁香挥发油中化合物的种类;利用面积归一化法计算丁香挥发油中主要化合物的含量。结果：广西、海南丁香花蕾挥发油中分别含有47种和37种化合物。广西丁香挥发油的主要成分为丁香酚（C₁₀H₁₂O₂）、1-石竹烯（C₁₅H₂₄）、α-石竹烯（C₁₅H₂₄），其含量分別为57.62%、34.22%、4.77%;海南丁香花蕾挥发油中主要成分为丁香酚（C₁₀H₁₂O₂）、1-石竹烯（C₁₅H₂₄）、乙酸丁香酚酯（C₁₂H₁₄O₃），其含量分别为72.96%、19.60%、4.88%。广西、海南丁香挥发油含量最高的化合物均为丁香酚。结论：广西、海南两个产地的丁香含有的化合物的种类和含量既有相似性，也有一定的差异，本研究可为合理地指导开发利用广西、海南丁香资源提供一定的依据。

【关键词】 丁香;挥发油;GC-MS;比较分析

【中图分类号】P284.1 【文献标志码】 A【文章编号】1007-8517（2022）14-0039-06

Analysis of Volatile Oil of Clove Bud from Guangxi and Hainan by GC-MS

ZHANG Rongguang^1，2ZENG Jingyu¹CHEN Shanshan¹LI Yiwu¹ZHANG Yibin¹YANG Xiaoye¹ZHANG Weiyun^1*

1.Department of Pharmacy， Xiamen Medical College/Xiamen Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Bio-engineering， Fujian Province， Xiamen 361023，China;

2.College of Traditional Chinese Medicine， Shanghai University of Traditional Chinese Medicine in the Shanghai， Shanghai 201203， China

Abstract：Objective To compare and analyze the chemical constituents of volatile oil from flower buds of Eugenia caryophyllata Thunb in Guangxi and Hainan.Methods The essential oil of Guangxi and Hainan cloves was extracted by steam distillation.The compounds in the volatile oil of cloves were analyzed by gas chromatography mass spectrometry （GC-MS）.The content of main compounds in cloves volatile oil was calculated by area normalization method.Results There were 47 and 37 compounds in the volatile oil of cloves in Guangxi and Hainan， respectively.The main components of the volatile oil of Guangxi clove were eugenol （C₁₀H₁₂O₂）， 1-caryophyllene（C₁₅H₂₄）， α-caryophyllene（C₁₅H₂₄）， the contents of which were 57.62%， 34.22% and 4.77%， respectively.The main components of Hainan clove bud volatile oil were eugenol （C₁₀H₁₂O₂）， 1-caryophyllene （C₁₅H₂₄） and eugenol acetate （C₁₂H₁₄O₃）， and their contents were 72.96%， 19.60% and 4.88%， respectively.Eugenol was the highest content of volatile oil in Guangxi and Hainan cloves.Conclusion There were similarities and differences in the types and contents of compounds in cloves from Guangxi and Hainan.This study may provide a basis for reasonably guiding the development and utilization of clove resources in Guangxi and Hainan.

Key words：Eugenia caryophyllata Thunb; Volatile Oil; GC-MS; Comparative Analysis

丁香（Eugenia caryophyllata Thunb）为桃金娘科植物丁香的花蕾，俗称鸡舌香。在我国主要分布于广东、广西、云南、海南等地^[1]。丁香首次记载于南北朝刘宋雷敩的《雷公炮炙论》。宋朝苏颂在《本草图经》中也有记载当时国内仅广州有丁香分布。《本草通玄》记载丁香“温中健胃、大有神功”。《玉楸药解》记载其“尤善降逆，最止呕哕”。其性味温辛，入脾、胃、腎经，温中降逆、补肾助阳，可治疗中焦虚寒、纳少吐泻等症^[2]。丁香不仅局限于以上功效和应用，现代研究^[3]证实，丁香的药效和应用范围更加广泛。丁香可作为一种广谱抗菌药，广泛应用于感染性疾病，其主要（抑菌）成分或药效部位是丁香挥发油、有机酸、黄酮类、苷类等。

丁香挥发油中主要含有丁香酚类、石竹烯类等化学成分^[4]。丁香花蕾油中的有效成分或有效部位具有抗氧化^[5]、阻抑微生物生长与繁殖^[6]、抗炎^[7]等作用。丁香酚（C₁₀H₁₂O₂）作为花蕾油的主要活性物质之一，其化学结构是官能团1-丙烯基取代的O-羟基苯甲醚^[8]。丁香酚具有非常优良的抑菌效果，经常被广泛应用，抑菌原理可能是能够破坏蛋白质的结构和功能，从而改变细胞膜的结构，进而影响细胞质膜控制物质进出细胞的能力^[9]，以达到抑菌的效果。

丁香挥发油能够显著抑制细菌及真菌，其中对白色念珠菌及枯草芽孢杆菌的抑菌作用最强^[3]。丁香挥发油体外应用，具有显著地抗金黄色葡萄球菌的生理活性;且对金葡菌等的抗菌效果要优于化学防腐剂苯甲酸钠和山梨酸钾^[10]。除单独用药外，丁香同其他抗菌药物联合应用，可以发挥更好地抑菌作用。与吡啶酮酸类药物联合服用可协同发挥抗金葡菌的活性，且不易产生耐药性。因此在临床治疗金葡菌感染的相关疾病时，可减少吡啶酮酸类药物的用量以降低耐药性的发生概率^[11]。

丁香挥发油也可作为一种效果良好的透皮吸收促进剂，有研究^[12]发现，丁香挥发油在动物皮肤刺激性实验中提示其安全性较好;并以丹参酮ⅡA为模型药物进行透皮吸收促进作用研究， 结果^[13]表明丁香挥发油能够促进丹参酮ⅡA穿透皮肤;并且对磷酸川芎嗪透皮贴剂的促渗作用显著，故鸡舌香油可用于某些外用膏剂的辅料，通过促进药物跨黏膜屏障的吸收，达到愈合创面或治疗疾病的目的。

我国丁香资源分布广泛、种类及数量都十分丰富。丁香药食两用，其花蕾挥发油在药品、食品等方面均有广泛应用。而产地是影响药物发挥药效作用的一个重要因素，产地不同，挥发油的成分及含量可能不同。为更加合理地指导开发利用广西、海南丁香药用资源，本试验通过水蒸气蒸馏法提取广西、海南丁香挥发油;用GC-MS法比较分析广西丁香、海南丁香花蕾挥发油中的化学成分，为今后学者研究广西、海南丁香的药效物质基础或相关质量标准的制定打下基础，以期达到合理地指导开发利用这两种产地丁香的目的。

1 仪器与试药

1.1 仪器 QEY-300 g高速粉碎机（浙江屹立工贸有限公司生产）;一号（10目）标准药筛（浙江省绍兴上虞华丰五金仪器有限公司生产）;KQ-500超声波清洗器（江苏省昆山市超声仪器有限公司生产）;智能数显电热套（上海力辰邦西仪器科技有限公司生产）;GC-MS联用仪（Agilent科技有限公司，美国，型号：7890B/7000）。

1.2 试药 广西丁香花蕾购自漳州吉安堂药店;海南丁香花蕾购自北京本草方源药业公司，二者经厦门大学药学院陈全成副教授鉴定为丁香（Eugenia caryophyllata Thunb），两种产地的丁香外观均无肉眼可见的明显差异。无水硫酸钠购自上海Macklin公司;甲醇（色谱级，≥99.9%）购自上海Macklin公司。

2 方法

2.1 广西、海南丁香花蕾挥发油提取方法 称取广西丁香花蕾药材100 g，粉碎，过一号标准药筛后置于2000 mL圆底烧瓶，向瓶中加入8倍量药材的蒸馏水及适量沸石，静置1 h，让溶剂充分浸润、渗透丁香花蕾药材。将圆底烧瓶置于超声波清洗器，超声20 min/次，频率20 kHz， 共计3次。水蒸气蒸馏法150 ℃提取丁香挥发油，溶液始沸，开始计时，共计6 h。收集丁香挥发油于50 mL离心管。向丁香挥发油中加入适量无水硫酸钠，静置过夜，除去挥发油中残留水分。分别取丁香挥发油和色谱级甲醇适量，经0.22 μm微孔滤膜过滤。吸取丁香挥发油100 μL和甲醇700 μL于1.5 mL样品瓶，振摇均匀，溶液澄清透明，无肉眼可见杂质，即得广西丁香花蕾挥发油样品溶液。海南丁香花蕾挥发油提取方法和样品溶液制备方法同广西丁香花蕾挥发油提取方法和制备方法。

2.2 GC-MS联用仪分析 丁香挥发油气相色谱的色谱柱为HP-5MS 石英毛细管柱（50 m×0.2 mm×0.25 μm），氦气（99.999%）作为载气，流速为1.0 mL·min^-1，检测器温度为250 ℃，进样口温度为250 ℃，无分流进样。设置初始柱温为50 ℃，恒温5 min， 以10 ℃·min^-1的速率升至130 ℃，以2 ℃·min^-1速率升至150 ℃;最后以5 ℃·min^-1速率升至180 ℃，进样量为1 μL。质谱采用电子轰击离子源，电子能量70 eV，倍增管电压1.2 kV，传输线温度280 ℃，离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，质量扫描范围35～550 m/z，数据采集扫描模式为全扫描。

将上述得到的广西、海南丁香花蕾挥发油样品溶液分别进样GC-MS联用仪，使用Agilent Mass Hunter Qualitative-Analysis B.06.00（AgtQual）分析软件分别对广西、海南丁香花蕾挥发油离子流图（Total ion chromatogram， TIC）中的各色谱峰经扫描得到质谱图，将各化合物的质谱图在NIST MS 谱库进行检索，并查阅相关文献资料确定所分离出的化合物具体的信息参数（分子式、化合物名称等）;使用AgtQual软件，采用面积归一化法测定化合物含量。

3 结果

水蒸气蒸馏法提取得到的丁香花蕾挥发油呈无色透明状，香嗅气味浓郁。广西、海南丁香挥发油总离子流色谱图（TIC）如图1所示。经GC-MS分析，广西丁香花蕾挥发油主要含47个化学成分、海南丁香花蕾挥发油主要含37个化学成分。广西、海南丁香花蕾挥发油含有相同化合物31种，见表1;广西丁香花蕾挥发油还含有另外16种化合物，见表2;海南丁香花蕾挥发油还含有另外6种化合物，见表3。广西丁香花蕾挥发油中相对百分含量较高的化合物为丁香酚（57.62%），1-石竹烯（34.22%），α-石竹烯（4.77%），乙酸丁香酚酯（2.14%），水杨酸甲酯（0.66%），α-法尼烯（0.59%）。海南丁香花蕾挥发油中相对百分含量较高的化合物为丁香酚（72.96%），1-石竹烯（19.60%），乙酸丁香酚酯（4.88%），1，4，7-Cycloundecatriene， 1，5，9，9-tetramethyl-， Z， Z， Z （2.56%）。

4 讨论

本课题采用水蒸气蒸馏法提取得到的广西、海南丁香花蕾挥发油，通过GC-MS分析，广西、海南丁香挥发油中分别含有47种和37种化学成分，其中两种产地丁香共有的化学成分为31种，但含量均有差异，两种丁香挥发油中主要化合物的出峰时间均集中在18～23 min，主要是酚酸、烯烃、酯类及（烯）酮类化合物。广西、海南丁香挥发油中的主要化学成分分别是丁香酚（57.62%）、1-石竹烯（34.22%）、α-石竹烯（4.77%）和丁香酚（72.96%）、1-石竹烯（19.60%）、乙酸丁香酚酯（4.88%）。兩种来源的丁香挥发油中含量最高的化学成分均为丁香酚。与现有文献报道相比较，邱琴等^[14]用水蒸气蒸馏法提取广东丁香挥发油中的主要化合物为丁香酚（80.33%），其次为酯类和醇类化合物;蔡君龙等^[15]采用顶空固相微萃取法提取广东、广西丁香挥发油化学成分含量由高到低依次为丁香酚（含量>99%）、（-）-α-芹子烯、罗勒烯和丁香酚（含量>98%）、（-）-α-芹子烯、亚麻三烯。由此，广东、广西、海南地区的丁香挥发油中含量最高的化学成分均为丁香酚，而丁香酚是丁香发挥药理作用最主要的有效成分，也是现行版《中国药典》中控制丁香质量的指标检测成分，所以分析不同产区丁香挥发油中丁香酚的含量对于丁香药材的具体应用及质量把控具有重要意义。

广西、海南丁香挥发油中也分别单独含有一些化学成分，但是含量较低，这些非共有的化学成分能否作为鉴别丁香药材产地的依据或是发挥其相应的药理作用，均需要后续学者做进一步的试验探究和分析讨论。

现代研究证实，丁香挥发油具有多种药理学效应，应用范围广泛，具有抗炎、抑菌等药效学作用，并且是一种非常具有潜力的渗透促进剂，可作为药物制剂的附加剂。此外，其挥发油也可用于食品保鲜等。但是产地的不同或采收、加工时间的不同，所得到的丁香挥发性成分的组成和含量可能会有一定的差异，进而影响到丁香的具体应用。因此要充分发挥丁香挥发油的药理作用，挖掘其化学成分的潜在研究和应用价值，就需要运用现代科技手段和方法鉴别丁香挥发油的化学成分、分析其相对含量，以期达到充分利用广西、海南丁香药用资源的目的。

参考文献

[1]林进能. 天然食用香料生产与应用[M].北京：中国轻工业出版社， 1991：258.

[2]国家药典委员会. 中华人民共和国药典（一部）[M]. 北京：中国医药科技出版社，2010：4.

[3]陈吼， 果秋婷， 张小飞. 丁香挥发油的提取动力学过程及其抑菌活性研究[J]. 杨凌职业技术学院学报， 2018， 17 （3）：17-21.

[4]金宏， 公衍玲，赵文英. 丁香挥发油GC-MS特征指纹图谱[J]. 青岛科技大学学报（自然科学版），2007 （2）：110-112.

[5]JORGE M A， SANDRA M D S， MANUELA E P， et al. Chemical composition and in vitro antimicrobial， antifungal and antioxidant properties of essential oils obtained from some herbs widely used in Portugal[J]. Food Control， 2013， 32 （2）：371-378.

[6]KARUPPIAH P， RAJARAM S. Antibacterial effect of Allium sativum cloves and Zingiber officinale rhizomes against multiple-drug resistant clinical pathogens[J]. Asian Pac J Trop Biomed， 2012， 2 （8）：597-601.

[7]李京津， 宋平. 丁香含漱法在治疗口腔溃疡中的妙用[J]. 内蒙古中医药， 2014， 33 （25）：63-64.

[8]MALLAVARAPU G R， RAMESH S， CHANDRASEKHARA R S， et al. Investigation of the essential oil of cinnamon leaf grown at Bangalore and Hyderabad[J]. Flavour and Fragrance Journal， 1995 （4）：239-242.

[9]BRIOZZO J， NUEZ L， CHIRIFE J， et al. Antimicrobial activity of clove oil dispersed in a concentrated sugar solution[J]. The Journal of applied bacteriology， 1989， 66（1）：69-75.

[10]李咏梅. 南药源提取物食品抗菌应用研究进展[J]. 现代食品， 2020 （20）：61-65.

[11]梁小雪， 高鸣乡， 邱敏， 等. 丁香挥发油联合喹诺酮类抗生素抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌作用研究[J]. 中草药， 2020， 51 （23）：5998-6005.

[12]杨娜. 丁香精油的促透皮吸收作用研究[J]. 广东化工， 2020， 47 （18）：65-67.

[13]罗红梅， 马云淑， 黄金娥， 等. 丁香等3种挥发油对磷酸川芎嗪贴剂的促渗作用[J]. 中国医院药学杂志， 2013， 33 （13）：1032-1035.

[14]邱琴，崔兆杰，赵怡. 丁香挥发油化学成分的GC-MS分析[J]. 中药材， 2003 （1）：25-26.

[15]蔡君龙， 卢金清， 黎强， 等. 不同产地丁香挥发性成分分析[J]. 植物科学学报， 2015， 33 （2）：251-258.

（收稿日期：2021-11-04 编辑：陶希睿）