野艾與家艾莖葉揮發(fā)油的GC-MS分析

黎文炎 - 張應(yīng)團(tuán) - 周大寨 - 李 偉

(1. 生物資源保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 恩施 445000；2. 湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 恩施 445000；3. 湖北民族學(xué)院林學(xué)園藝學(xué)院，湖北 恩施 445000)

野艾與家艾莖葉揮發(fā)油的GC-MS分析

黎文炎1,2LIWen-yan1,2張應(yīng)團(tuán)3ZHANGYing-tuan3周大寨1ZHOUDa-zhai1李 偉1,2LIWei1,2

(1. 生物資源保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 恩施 445000；2. 湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 恩施 445000；3. 湖北民族學(xué)院林學(xué)園藝學(xué)院，湖北 恩施 445000)

采用水蒸氣蒸餾法分別提取野艾與家艾莖、葉中的揮發(fā)油，用氣相色譜-質(zhì)譜法(GC/MS)對(duì)其揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，并分別比較家艾和野艾莖葉揮發(fā)油的化學(xué)成分的種類和含量差異。結(jié)果表明：艾蒿的莖葉揮發(fā)油中共分離出109種揮發(fā)性成分，野艾和家艾的莖葉中共有12種相同的揮發(fā)性成分，其中主要的揮發(fā)性成分是萜類化合物，家艾、野艾莖中萜類化合物含量分別為66.352%，51.473%，而家艾、野艾葉中萜類化合物含量約為74.336%，73.186%。通過(guò)主成分分析可知家艾和野艾莖葉的揮發(fā)性物質(zhì)主要是植酮、金合歡烯、蒎烯、桉葉油醇、樟腦、石竹烯、香葉烯。

家艾；野艾；揮發(fā)油；GC-MS；

目前藥理試驗(yàn)[1]表明中藥揮發(fā)油具有抗炎、抗過(guò)敏、抗微生物、抗突變、抗癌、驅(qū)蟲(chóng)等作用。揮發(fā)油在許多中藥里是不可缺少的有效成分，發(fā)揮著重要的治療作用，如生姜[2]、紫蘇[3]、辛夷[4]、紅花酢漿[5]等中藥材中所含有的揮發(fā)油都與人們的生活息息相關(guān)。

艾蒿(ArtemisiaargyiLevl. et Vant)是一種多年生草本植物，具有濃烈香氣，全草均可入藥[6]。目前主要報(bào)道的是其中揮發(fā)油成分的含量和種類[7-9]，也有對(duì)家艾和野艾揮發(fā)油成分含量比較的研究[10-11]，此外劉興等[12]研究了采收時(shí)間對(duì)艾蒿揮發(fā)油的影響。但是家艾和野艾不同部位的揮發(fā)性成分的種類和含量差異有多大還是未知，因此本試驗(yàn)主要將蘄艾進(jìn)行引種栽培，分別定義為野艾和家艾，采用水蒸氣蒸餾法提取家艾和野艾莖、葉中的揮發(fā)油，用GC/MS對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行分析，而后比較不同部位揮發(fā)油的化學(xué)成分的種類和含量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

野艾：蘄艾，產(chǎn)于湖北恩施；

家艾：蘄艾，在湖北恩施進(jìn)行引種栽培，人工繁殖。

1.2 試驗(yàn)試劑

無(wú)水硫酸鈉、乙醚：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.3 試驗(yàn)儀器

氮?dú)獯祾邇x：NAS-2型，合肥本森科學(xué)儀器有限公司；

紫外可見(jiàn)光光度計(jì)：UV765PC型，上海精密科學(xué)儀器有限公司；

臺(tái)式電熱鼓風(fēng)干燥箱：GZX-9023MBE型，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；

數(shù)顯恒溫振蕩器：SHY-2A型，江蘇省金壇市友聯(lián)儀器研究所；

低速臺(tái)式離心機(jī)：KA-1000型，上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 材料預(yù)處理 將新鮮野艾和家艾晾干，莖和葉分別用粉碎機(jī)粉碎，分別放入潔凈干燥的罐頭瓶中密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.2 提取揮發(fā)油 準(zhǔn)確稱取家艾和野艾莖葉粉末各10 g，用800 mL蒸餾水充分溶解后完全轉(zhuǎn)入蒸餾燒瓶中，混勻，用電爐墊上石棉網(wǎng)加熱，后進(jìn)行蒸餾，取收集到的液體用乙醚萃取，震蕩后靜置，待其分層后用分液漏斗分離出上層乙醚相。在乙醚相中加入一勺無(wú)水硫酸鈉靜置，待其中的水分被完全吸收，用氮?dú)獯祾邇x吹掉乙醚，直到剩下最后1～2 mL時(shí)轉(zhuǎn)入到專用的氣質(zhì)聯(lián)用2 mL的小瓶中，備用[13]。

1.4.3 揮發(fā)油成分的GC-MS測(cè)定

(1) 氣相色譜條件：毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm，填料粒徑 0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度 280 ℃；接口溫度 250 ℃；載氣為He，流速 0.8 mL/min；柱前壓 53 kPa，不分流；程序升溫：60 ℃保持 2 min，再以 2 ℃/min速度升至 280 ℃。

(2) 質(zhì)譜條件：EI 電離方式：電子能量 70 eV；離子源溫度 230 ℃；最高溫度250 ℃，離子流 200 μA；四級(jí)桿溫度150 ℃，最大溫度200 ℃，掃描范圍m/z50～500[14]。

(3) 質(zhì)譜檢索和數(shù)據(jù)處理：將GC-MS分析得到的總離子流圖，運(yùn)用質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)NIST 05-Wiley標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)進(jìn)行化合物檢索，采用峰面積歸一法確定相對(duì)含量。

1.4.4 主成分分析 采用SPSS 16.0軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行主成分分析[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 家艾與野艾莖葉揮發(fā)油含量

采用水蒸氣蒸餾法提取制備家艾和野艾莖葉的揮發(fā)油，并用GC-MS進(jìn)行檢測(cè)，其總離子流圖見(jiàn)圖1～4，從檢測(cè)到的成分中，篩選出匹配度80以上的化學(xué)成分列表比較見(jiàn)表1。

圖1 家艾莖中揮發(fā)油的總離子流圖

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

圖2 野艾莖中揮發(fā)油的總離子流圖

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

圖3 家艾葉中揮發(fā)油的總離子流圖

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

圖4 野艾葉中揮發(fā)油的總離子流圖

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

由表1可知，艾蒿的莖葉揮發(fā)油中共分離出109種揮發(fā)性成分，野艾和家艾的莖葉中共有12種相同的揮發(fā)性成分，分別是桉葉油醇、樟腦、α-蒎烯、β-石竹烯、β-金合歡烯、α-石竹烯、母菊薁、香葉烯、角鯊烯、氧化石竹烯、植酮和棕櫚酸。此結(jié)果與前人的研究[6,10-12]有相似之處，如桉葉油醇、樟腦是艾蒿的共有成分，但母菊薁此種物質(zhì)僅僅在本試驗(yàn)中檢出，尤其是在家艾葉中含量非常高(44.869%)，而其他文獻(xiàn)未見(jiàn)報(bào)道，但是孟慧[6]、朱亮峰[10]曾發(fā)現(xiàn)艾蒿中含有側(cè)柏酮，但本試驗(yàn)中均未檢出。這可能與試驗(yàn)材料的產(chǎn)地、采收時(shí)間、前處理方式有關(guān)。

2.2 家艾和野艾的莖葉揮發(fā)性物質(zhì)的主成分分析

用SPSS 16.0軟件對(duì)這12種相同成分進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見(jiàn)表3、4。由表3可知，可歸為3種主成分，方差累積貢獻(xiàn)率達(dá)到100%。由表4可知，與第一主成分相關(guān)性最強(qiáng)的是植酮、金合歡烯、蒎烯，其載荷系數(shù)分別為0.972，0.948，0.924，其次是桉葉油醇、樟腦、石竹烯、香葉烯；與第二主成分相關(guān)性最強(qiáng)的是棕櫚酸和角鯊烯，載荷系數(shù)分別為0.927和0.907；與第三主成分相關(guān)性最強(qiáng)的是母菊薁，載荷系數(shù)達(dá)到0.940。由表3可知，第一主成分是家艾和野艾莖葉揮發(fā)性物質(zhì)的主成分，其方差貢獻(xiàn)率超過(guò)50%，因此結(jié)合表3、4可知，家艾和野艾莖葉的揮發(fā)性物質(zhì)主要是植酮、金合歡烯、蒎烯、桉葉油醇、樟腦、石竹烯、香葉烯。

表1 家艾與野艾莖葉中揮發(fā)性成分含量差異比較Table 1 The difference of volatile component in stem and leaf from planted and wild Artemisia argyi Levl. et Vant %

續(xù)表1

化學(xué)成分家艾葉野艾葉家艾莖野艾莖化學(xué)成分家艾葉野艾葉家艾莖野艾莖丁酸香葉酯2.6790.633母菊薁(母菊蘭烯)44.8690.2520.9102.273肉豆蔻酸0.6020.5570.4163,3-二甲基聯(lián)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棕櫚酸甲酯0.2110.1050.155廣藿香烷0.1463,7,11,15-四甲基-1-十六碳烯-3-醇0.211棕櫚酸(十六烷酸)3.7032.2595.18622.480正二十烷0.0690.503亞油酸甲酯(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葉綠醇2.0600.9320.716a-亞麻酸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角鯊烯(酸)0.0890.0660.2581.000二十九烷0.236

表2 家艾和野艾莖葉中揮發(fā)性物質(zhì)的種類和數(shù)量比較Table 2 The kinds and quantities comparison of violate components of different stems and leaves

表3 主成分的特征值和貢獻(xiàn)率Table 3 Eigenvalue and contribution rate of principle components

表4 主成分的載荷矩陣Table 4 The loading matirx of principal components

3 結(jié)論

恩施田間采集的家艾莖葉中含有的揮發(fā)性化學(xué)成分種類與野艾相差較大，家艾和野艾不同部位揮發(fā)油種類也不同，如松油烯、松油醇在家艾和野艾的葉中均含有，但是莖中無(wú)；而佛術(shù)烯、淚柏醚等只在家艾和野艾的莖中含有，葉中無(wú)。在家艾和野艾相同的化學(xué)成分中，家養(yǎng)的和野生的含量也有差別，如可用于調(diào)配胡椒等食用香精的石竹烯，在家艾莖中含量最高。此外家艾葉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，在野艾和家艾莖中均不含有。同時(shí)用作乳化劑、潤(rùn)濕劑、穩(wěn)定劑的棕櫚酸甲酯在家艾葉中的含量顯著高于野艾的，因此家艾對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)以及食品領(lǐng)域都有一定的經(jīng)濟(jì)意義。

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基金項(xiàng)目：河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目(編號(hào)：ZW2014037)

作者簡(jiǎn)介：李春光，男，河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心工程師。

通信作者：張玉海(1978-)，男，中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院高級(jí)工程師，碩士。E-mail:yancaozhangyuhai@126.com

收稿日期：2016-12-29

作者簡(jiǎn)介：李燦，女，江南大學(xué)在讀碩士研究生。

通信作者：鐘芳(1972—)，女，江南大學(xué)教授，博導(dǎo)。 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

國(guó)家民委指導(dǎo)性項(xiàng)目(編號(hào)：14HBZ015)

黎文炎，男，湖北民族學(xué)院在讀本科生。

李偉(1975-)，男，湖北民族學(xué)院副教授，碩士。 E-mail：754727485@qq.com

2017-01-07

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.04.030