基于GC-MS法分析比較四種蒼術和白術揮發油成分的異同

逄 健，姜宇珺，馬善鵬，徐小穎，張北雪，才 謙

(遼寧中醫藥大學 藥學院，遼寧 大連 116650)

2015年版《中國藥典》“蒼術”項下收錄的蒼術為菊科植物茅蒼術Atractylodeslancea(Thunb.)DC .或北蒼術Atractylodeschinensis(DC.)Koidz.的干燥根莖，具有燥濕健脾、祛風散寒、明目等功效。“白術”項下收錄的白術為菊科植物白術AtractylodesmacrocephalaKoidz.的干燥根莖，具有健脾益氣、燥濕利水、止汗、安胎等功效[1]。朝鮮蒼術和關蒼術雖未被《中國藥典》收載，但是在民間，傳統上將分布于北方地區的關蒼術和朝鮮蒼術的根莖作為北蒼術藥用。但有研究發現，關蒼術的化學成分與茅蒼術和北蒼術有較大差別，但與白術較相似，且在日本就是將關蒼術作為白術使用，對朝鮮蒼術的研究則較少。那么，關蒼術和朝鮮蒼術到底是該作為蒼術使用還是作為白術使用目前還不是很明確。蒼術和白術中均含有揮發油類成分，揮發油在抗胃潰瘍[2]、調節胃腸運動[3]、抗炎[4]、鎮痛、鎮靜、抗病毒、抗缺氧[5-6]以及治療泌尿生殖系統疾病等方面有顯著療效[7-8]，現代藥理研究逐漸向抗癌等熱點方向發展[9]。本文采用GC-MS技術分析茅蒼術、北蒼術、關蒼術、朝鮮蒼術和白術揮發油中化學成分的組成，從揮發油的角度明確四種蒼術和白術的異同。

1 材料與試劑

1.1 儀器

氣相色譜-質譜聯用儀(美國安捷倫科技有限公司)；揮發油提取裝置；電子調溫電熱套(天津市泰斯特儀器有限公司)；DF-20臺式連續投料粉碎機(溫嶺市林大機械有限公司)。

1.2 藥材

關蒼術A.japonica.和北蒼術A.Chinesis.采自遼寧寬甸，朝鮮蒼術A.coreana.采自遼寧清原，茅蒼術A.lancea.采自湖北英山，白術A.macrocephala.采自浙江新昌，以上植物均為當地農戶栽培，均經遼寧中醫藥大學中藥鑒定教研室李峰教授鑒定，分別為菊科植物茅蒼術、北蒼術、朝鮮蒼術、關蒼術和白術的根及根莖。

1.3 試劑

無水硫酸鈉，其他試劑均為分析純。

2 實驗方法

2.1 揮發油提取

取四種蒼術和白術飲片，粉碎，過二號篩，按照《中華藥典》2010版一部揮發油測定(附錄X D)項下甲法提取揮發油，稱取本品50 g，置于圓底燒瓶中，加10倍量的水，加熱回流提取至揮發油器中油量不再增加，用無水硫酸鈉干燥，精密吸取四種蒼術和白術揮發油100 μL，分別置于5 mL量瓶中，采用正己烷稀釋至刻度，搖勻，備用。

2.2 GC-MS分析條件

色譜條件：DB-5MS柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，以高純氦為載氣，流速為1 000 μL/min。程序升溫：柱起始溫度為50 ℃，保持3 min，以10 ℃/min的升溫速率升至290 ℃；汽化室溫度：250 ℃。

質譜條件：離子源選用EI源，電子能量70ev，離子源溫度為200 ℃，質量掃描范圍45～650 m/z；揮發油供試品進樣量為1 μL。

2.3 揮發油成分分析

分別取四種蒼術和白術的揮發油供試品溶液各1 μL，按上述實驗條件進行GC-MS分析，得到四種蒼術和白術揮發油的總離子流圖，見圖1。

2.4 聚類分析

應用HemL1.0軟件對四種蒼術和白術檢識出的化合物數據進行處理，所得熱圖見圖2。

注：MCZ：茅蒼術；BCZ：北蒼術；GCZ：關蒼術；BZ：白術；CXCZ：朝鮮蒼術

表1 四種蒼術和白術揮發油化學成分分析結果

續表1

續表1

續表1

3 實驗結果

各色譜峰經氣質工作站NIST質譜數據庫系統和標準圖庫檢索，并參照相關文獻進一步確認揮發油的化學成分，按色譜峰面積歸一化法計算各成分的相對百分含量，結果顯示，茅蒼術揮發油成分以茅術醇和β-桉葉醇為主，二者相對含量分別為33.427%、34.368%，共占揮發油的67.79%；北蒼術揮發油成分以β-桉葉醇、蒼術酮和奈嵌苯酮為主，三者相對含量分別為 10.847%、19.938%、17.925%，共占揮發油的48.71%；朝鮮蒼術揮發油成分以β-欖香烯和奈嵌苯酮為主，二者相對含量分別為14.946%、60.62%，共占揮發油的75.57%；關蒼術揮發油成分以蒼術酮和2(3H)-Naphthalenone，4，4a，5，6，7，8-hexahydro-4a，5-dimethyl-3-(1-methylethylidene)-，(4ar-cis)為主，二者相對含量分別為48.427%、11.883%，共占揮發油的60.26%；白術揮發油成分以蒼術酮為主，相對含量占揮發油的49.73%。結果見表1。

4 討論

采用GC-MS法分析四種蒼術和白術的揮發油化學成分，對得到的化合物進行總結比較。四種蒼術和白術揮發油中共鑒定出74個化合物：茅蒼術揮發油中共鑒定出25個化合物，其中9個化學成分在其余藥材揮發油中未檢出；北蒼術揮發油中共鑒定出32個化合物，其中10個化學成分在其余藥材揮發油中未檢出；朝鮮蒼術揮發油中共鑒定出24個化合物，其中9個化學成分在其余藥材揮發油中未檢出；關蒼術揮發油中共鑒定出31個化合物，其中14個化學成分在其余藥材揮發油中未檢出；白術揮發油中共鑒定出18個化合物，其中5個化學成分在其余藥材揮發油中未檢出。四種蒼術和白術的揮發油成分具有一定的相似性，其中組成和含量上的差別可能是四種蒼術和白術功效差異的原因之一。

本實驗通過水蒸氣蒸餾法提取揮發油，在揮發油的提取過程中可發現北蒼術和朝鮮蒼術的揮發油顏色明顯深于其他三種術類藥材，北蒼術呈現棕黃色，朝鮮蒼術呈現深棕色，而其他蒼術和白術的揮發油呈橙黃色，顏色不同反映出各揮發油中化學成分組成及各成分比例的不同。通過GC-MS法首次從北蒼術和朝鮮蒼術揮發油中分析鑒定出奈嵌苯酮類化合物。奈嵌苯酮為黃棕色物質，是一種高效的Ⅱ型光敏劑，可用于醫藥、染料或者機能性高分子及有機感光材料的重要中間體[10]。經查閱相關文獻和資料[11-12]，以萘嵌苯酮為母核的Phenylphenalenone類植物抗毒素對多種香蕉病害有防治作用，可進一步研究其作為植物殺蟲劑的藥用價值。

應用HemL1.0軟件對四種蒼術和白術檢識出的化合物數據進行聚類分析，結果表明，關蒼術和白術的揮發油成分更相似，朝鮮蒼術自成一組，與其他四種藥材有明顯區別，這可能與萘嵌苯酮在朝鮮蒼術揮發油中占比過高有關。

5 結論

本實驗從揮發油組成和含量上明確了茅蒼術、北蒼術、關蒼術、朝鮮蒼術和白術具有一定的相似性，其中組成和含量上的差別可能是四種蒼術和白術功效差異的原因之一。