中藥干姜揮發油化學成分的GC-MS分析 ①

張國裕，李淑賢

(佳木斯大學藥學院，黑龍江 佳木斯 154007)

干姜為植物姜(Zingiber officinale Rosc)的干燥根莖。其揮發油中含有姜烯、水芹烯等多種成分[1]。干姜中揮發油成分，含量都會根據產地、干燥程度、加工方法、炮制等多種因素的不同而受到一定的影響[2～3]。在此我們采用的是四川干姜。干姜性溫、辛，多用于溫中散寒、溫肺化飲，燥濕消痰、回陽通脈等效果。現代藥理和臨床研究表明，干姜在臨床的應用中在抗腫瘤、抗炎抑菌、鎮吐止嘔改善心血管系統和抗氧化等方面具有良好作用，但是其機制尚不明確[4]。對干姜揮發油成分的提取與分析對其在臨床上的應用，在與其他藥物配伍時能夠發揮更佳的療效提供一定的數據支撐。例如最早在《傷寒論》中提到的干姜黃芩黃連人參湯和半夏瀉心湯為黃連-干姜的配伍提供了一定的理論基礎，兩藥一寒一熱，相互制約，共奏調理腸胃，消痞除滿之效[5]。本文將闡述干姜揮發油中的化學成分的分析和鑒別兩個方面。

1 材料與儀器

7890A-5975C型氣相色譜-質譜聯用儀(美國安捷倫科技有限公司)；揮發油提取器(天津泰斯特儀器有限公司)；正己烷和無水硫酸鈉均為分析純(廣州化學試劑廠)；干姜藥材(購自佳木斯市藥材公司)，經佳木斯大學藥學院杜娟副教授鑒定，為干姜科植物姜(Zingiber officinale Rosc)的干燥根莖。

2 方法

2.1 揮發油成分的提取

將干姜樣品粉碎，過40目篩，精密稱取干姜粉末各50g，加8倍量蒸餾水浸泡12h，藥粉混合裝入1000mL圓底燒瓶中，參照《中國藥典》(2015版)一部附錄“揮發油提取法”甲法進行提取，連接揮發油測定器與回流冷凝管，然后進行水蒸氣蒸餾，并保持微沸約6h，至測定器中油量不再增加為止，停止加熱。按規定操作，用吸管取出揮發油，用無水硫酸鈉干燥，揮發油呈淡黃色的透明液體。

2.2 色譜條件

色譜柱：HP-5MS石英毛細管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；載氣為氦氣(99.999 %)；載氣流速為1.0mL/min；檢測器溫度250℃；無分流進樣；進樣口溫度260℃；柱溫采取程序升溫：起始溫度為60℃柱溫，恒溫3min，以5℃/min速率升至120℃，再以10℃/min速率升至260 ℃，恒溫15min；樣量1μL。

2.3 質譜條件

電離方式為電子轟擊離子源(EI)；電子能量為70eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四級桿溫度為150℃；質量掃描范圍為50～650amu；數據采集掃描模式為全掃描；溶劑延遲3min。

3 實驗結果

按照上述測試條件下通過采用GC-MS，獲得提取物的相關化學成分。對GC-MS聯用儀得到提取物中相應的色譜和質譜數據進行分析，通過對總離子流圖掃描得出的質譜圖，再結合NIST08譜庫、干姜揮發油相關文獻、人工分析確定其化學成分，采用峰面積歸一化法對其相對百分含量測定。干姜的總離子流圖(TIC)見圖1。干姜揮發油中主要化學成分分析見表1。

圖1 干姜揮發油的總離子流圖

表1 干姜揮發油化學成分分析

4 討論

應用GC-MS聯用技術分離鑒定，得到的質譜與數據庫進行檢索比對，結合相關的文獻，人工圖譜解析，從中鑒定出54種化合物成分，占總峰面積的57%，其主要成分為α-古蕓烯、β-柏木烯、羅漢柏烯、β-芹子烯、(1R)-(+)-反式-異檸檬烯、α-愈創木烯、正辛醛、正辛酸、α-水芹烯，分別占其揮發油總量的25.50%、12.40%、10.94%、6.57%、3.04%、2.03%、1.24%、1.19%、1.18%。在主要成分中大部分為萜類化合物，其中α-水芹烯、(1R)-(+)-反式-異檸檬烯屬于單環單萜類化合物，α-古蕓烯、β-柏木烯、羅漢柏烯、α-愈創木烯屬于倍半萜類化合物，β-芹子烯屬于雙環倍半萜類化合物。根據色譜數據顯示，在干姜揮發油的化學成分中相對含量高于0.1%的化學成分有69種。α-古蕓烯具有鎮靜心神，穩定情緒的功效。羅漢柏烯對祛風除濕，解毒療瘡有一定的作用。α-水芹烯是水芹烯的異構體，天然存在于桉葉油、月桂油、小茴香油、欖香油等植物油中。呈無色至微黃色油狀液體。α-水芹烯在主要成分中含量較少，但發現α-水芹烯對圓弧青霉和灰霉均存在不同濃度的抑制作用，α-水芹烯對圓弧青霉的最小抑菌濃度為170μL/L，最小殺菌濃度為180 μL/L[6]，而且α-水芹烯可以抑制人體肝腫瘤細胞的細胞增殖。細胞死亡的機制可能涉及壞死或自噬，但不涉及凋亡。對于α-水芹烯的研究不夠透徹，我們可利用化學全合成或半合成的方法對其進行結構改造，使其藥理作用得到加強，此數據可為后續干姜作為藥對的配伍研究提供一定理論基礎。