基于化學成分的國產姜黃屬植物分類學研究

解放軍第302醫院（100039）朱姍薇 李永利 夏暉 鄭緋 潘一敏 劉峰群

1 前言

姜黃屬(Curcuma L.)為熱帶亞洲區系成分，全世界約70種，我國記錄約20個分類群（含種、變種、栽培變種和可疑種等），常用中藥郁金、姜黃和莪術分別來源于該屬多種植物[1]。本文對國產姜黃屬不同產地不同部位及不同年份來源的34個材料的姜黃素類和揮發油類成分進行了定量分析，建立了基于此分析結果的聚類譜系圖，直觀地展示了姜黃屬不同分類群不同部分不同產地的化學差異及不同分類群的親緣關系，為探討姜黃屬植物的化學差異性及其分類學意義提供了一定的參考。

2 化學成分分析

2.1 材料、儀器與試藥 研究用材料共34個樣品，來源于姜黃屬（Curcuma L.）11個分類群種的不同產地不同部位不同時期。均由中藥研究所肖小河研究員鑒定，見附表。儀器：751 G型分光光度計，上海分析儀器廠。薄層鋪板器，四川省中藥研究所。美國Beckman公司Biosys 510型高效液相色譜法，包括125/126泵，166檢測器。試藥：姜黃素對照品，購自中國藥品生物制品檢定所。硅膠G，購自青島海洋化工廠。乙腈為色譜純，水為重蒸水，其余試劑均為分析純。

2.2 姜黃素類成分的含量測定 姜黃素（Curcumin）或總姜黃素（Curcuminoids）含量測定過去多采用在420 nm左右波長處測定吸收度的方法[2][3]。但該方法專一性較差，易受其它黃色素干擾，且不甚穩定。根據姜黃素類化合物在非水酸性介質中能與硼酸生成桔紅色絡合物并在512nm波長處有最大吸收度的特點[4]，采用薄層層析-分光光度法測定了樣品地下部分姜黃素和總姜黃素的含量，另用高效液相色譜法測定了姜黃素的含量。

①色譜條件 美國Beckman公司Ultraspherc-ODS柱(4.6250mm，5m)；流動相為乙腈:水(含9.6%冰醋酸)45∶55；流速1ml/min；檢測波長：254nm；靈敏度：0.05AUFS。

②標準曲線的建立 總姜黃素的標準曲線 精密稱取姜黃素標準品0.04g置100 mL容量瓶中，加甲醇溶解并稀釋至刻度。精密吸取姜黃素標準溶液0mL、0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL分別于10mL刻度試管中，加入1.2M硼酸甲醇液1.00mL，濃硫酸–冰醋酸(1∶1)3 mL，搖勻在室溫放置10 min。再用甲醇稀釋至8mL。以無姜黃素標準液者為空白，在512 nm波長處進行比色測定，得吸收度–百分含量標準曲線：Y=0.3838X–0.0026，相關系數r=0.9993。姜黃素的標準曲線 精密稱取姜黃素對照品5mg置10 mL容量瓶中，用甲醇溶解，稀釋至刻度。吸取0.5mL用甲醇定容于5mL容量瓶中，配制成0.05mg/mL的甲醇溶液。精密進樣1、2、5、10、15和20 L，以所得姜黃素色譜峰的面積值與進樣量（g）作圖，求得回歸方程為Y=0.1823 X-0.0806，r=0.9992，方法精密度試驗結果為CV=1.63%(n=5)。

③樣品測定及結果 總姜黃素的測定：稱取一定量的樣品細粉(過60目)于100 mL容量瓶中，加入甲醇適量浸漬1小時，然后以甲醇稀釋至刻度，混勻，放置過夜。精密吸取浸提液1mL于10mL試管中，余下按標準曲線項下方法測定吸收度，并計算總姜黃素含量，結果見附表。平均加樣回收率為99.5%（n=3）。姜黃素的測定：稱取1g樣品，用95%乙醇回流提取2次，每次20mL提取1小時，過濾，合并濾液，減壓回收乙醇，浸膏用水20 mL溶解加于已預處理好的D101大孔吸附樹脂(20g)，先用200 mL水沖洗，再用300 mL無水乙醇洗至無色，回收乙醇，然后定溶于10mL的容量瓶中。精密吸取5L注入液相色譜儀，依上述色譜條件進行測定，結果見附表，方法精密度試驗結果為CV=1.63%(n=5)。

2.3 揮發油類成分的測定 稱取樣品粗粉(過10目篩)30g，照中國藥典2005版一部附錄XD揮發油測定項下的甲法操作，以水蒸氣蒸餾法提取8h，收集揮發油部分，經無水硫酸鈉脫水后，密封、暗處冷藏。計算揮發油含量，結果見附表。

附圖 基于姜黃素類成分和揮發油的定量分析結果的聚類譜系圖

3 聚類分析

采用聚類分析方法，建立基于姜黃素類成分和揮發油的定量分析結果的聚類譜系圖，見附圖。聚類分析采用SAS8.01統計軟件計算，方法參見《Windows SAS 6.12&8.0 實用統計分析教程》一書，除特別說明外，計算時采用系統默認參數。由聚類譜系圖可見34個材料能明顯劃分為3類。第1類：包括1、2、3、4、5、30、31、32、33和34號材料，即不同產地不同年份的姜黃C. longa的根莖(姜黃藥材)。從有效組分看，源于C. longa根莖的姜黃藥材含量最高，其揮發油含量7%，總姜黃素含量2%。由于姜黃素類見光不穩定，故貯藏時間長，含量下降明顯，揮發油亦有損失。但不同產地及不同栽培方式的姜黃藥材含量差異不顯著。第2類：包括7、8和24號材料，即川姜黃C. longa cv. sichuanensis (川郁金C. sichuanensis)、川郁金C. longa cv. chuanyujin (川郁金C. chuanyujin) 和印尼莪術C. xanthorrhiza的根莖，揮發油含量5%～7%，姜黃素0.2%～0.5%。第3類：包括6、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、25、26、27、28和29號材料，該類揮發油均在4%以下(僅6號姜黃須根達4.25%)，姜黃素含量均在0.1%以下，甚至難以檢出。

4 小結與討論

4.1 姜黃素類化合物主要有姜黃素、去甲氧基姜黃素和雙去甲氧基姜黃素[5]，三者的甲醇溶液的最大吸收度分別為424nm、418nm和412nm，三條曲線交叉點為418nm，大多采用在420或418nm波長處測定姜黃素含量，并在此基礎上換算出總姜黃素含量。本文利用姜黃素類化合物在非水酸性介質中能與硼酸生成桔紅色絡合物并在518nm波長處有最大吸收度的性質，專一性強，能避免其它黃色素的干擾，穩定性好，所測結果比直接在420nm左右波長處測定能更真實地反映了各樣品的實際姜黃素或總姜黃素含量。

4.2 姜黃素類化合物在姜黃屬植物種間差異懸殊[6]。最高為姜黃C.longa根莖，含量均在2%以上；其次為印尼莪術C. xanthorrhiza、川姜黃C.longa cv.sichuanensis（川郁金C. sichuanensis）和川郁金C.longa cv.chuyujin（川郁金C. chuyujin），其含量為0.2%～0.5%；其余種類低于0.1%。同一種類不同部位姜黃素含量差異亦十分顯著，C.longa的根莖均在2%以上，須根為0.488%，塊根僅0.023%。此外，產地及貯存期不同，姜黃素含量亦不同。姜黃素遇光易分解，藥材貯存期長，其姜黃素含量明顯下降。

附表 姜黃屬34個材料的姜黃素類成分含量（%）

4.3 對姜黃屬不同產地不同部位及不同年份來源的34個材料的姜黃素類和揮發油類成分進行了定量分析[7]，建立了基于此分析結果的聚類譜系圖，直觀地展示了姜黃屬不同分類群不同部分不同產地的化學差異及不同分類群的親緣關系，探討了姜黃屬植物化學的差異性及其分類學意義。從這兩大類成分看，11個分類群的根莖的有效組分含量可劃為三個水平：姜黃C.longa>川郁金C.longa cv.Sichuanensis，黃白絲郁金C.longa cv.Chuanyujin，印尼莪術C.xanthorrhiza>其他類群；同一分類群的含量：根莖>須根>塊根；貯藏時間長，含量下降明顯。因此，姜黃素類化合物的含量可作為姜黃屬植物的鑒別及藥用的重要參考指標。