基于GC-MS法分析比較四種蒼術(shù)和白術(shù)揮發(fā)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(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，遼寧 大連 116650)

2015年版《中國藥典》“蒼術(shù)”項(xiàng)下收錄的蒼術(shù)為菊科植物茅蒼術(shù)Atractylodeslancea(Thunb.)DC .或北蒼術(shù)Atractylodeschinensis(DC.)Koidz.的干燥根莖，具有燥濕健脾、祛風(fēng)散寒、明目等功效。“白術(shù)”項(xiàng)下收錄的白術(shù)為菊科植物白術(shù)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(shù)和關(guān)蒼術(shù)雖未被《中國藥典》收載，但是在民間，傳統(tǒng)上將分布于北方地區(qū)的關(guān)蒼術(shù)和朝鮮蒼術(shù)的根莖作為北蒼術(shù)藥用。但有研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)蒼術(shù)的化學(xué)成分與茅蒼術(shù)和北蒼術(shù)有較大差別，但與白術(shù)較相似，且在日本就是將關(guān)蒼術(shù)作為白術(shù)使用，對(duì)朝鮮蒼術(shù)的研究則較少。那么，關(guān)蒼術(shù)和朝鮮蒼術(shù)到底是該作為蒼術(shù)使用還是作為白術(shù)使用目前還不是很明確。蒼術(shù)和白術(shù)中均含有揮發(fā)油類成分，揮發(fā)油在抗胃潰瘍[2]、調(diào)節(jié)胃腸運(yùn)動(dòng)[3]、抗炎[4]、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗病毒、抗缺氧[5-6]以及治療泌尿生殖系統(tǒng)疾病等方面有顯著療效[7-8]，現(xiàn)代藥理研究逐漸向抗癌等熱點(diǎn)方向發(fā)展[9]。本文采用GC-MS技術(shù)分析茅蒼術(shù)、北蒼術(shù)、關(guān)蒼術(shù)、朝鮮蒼術(shù)和白術(shù)揮發(fā)油中化學(xué)成分的組成，從揮發(fā)油的角度明確四種蒼術(shù)和白術(shù)的異同。

1 材料與試劑

1.1 儀器

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國安捷倫科技有限公司)；揮發(fā)油提取裝置；電子調(diào)溫電熱套(天津市泰斯特儀器有限公司)；DF-20臺(tái)式連續(xù)投料粉碎機(jī)(溫嶺市林大機(jī)械有限公司)。

1.2 藥材

關(guān)蒼術(shù)A.japonica.和北蒼術(shù)A.Chinesis.采自遼寧寬甸，朝鮮蒼術(shù)A.coreana.采自遼寧清原，茅蒼術(shù)A.lancea.采自湖北英山，白術(shù)A.macrocephala.采自浙江新昌，以上植物均為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶栽培，均經(jīng)遼寧中醫(yī)藥大學(xué)中藥鑒定教研室李峰教授鑒定，分別為菊科植物茅蒼術(shù)、北蒼術(shù)、朝鮮蒼術(shù)、關(guān)蒼術(shù)和白術(shù)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(shí)驗(yàn)方法

2.1 揮發(fā)油提取

取四種蒼術(shù)和白術(shù)飲片，粉碎，過二號(hào)篩，按照《中華藥典》2010版一部揮發(fā)油測定(附錄X D)項(xiàng)下甲法提取揮發(fā)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(fā)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(shù)和白術(shù)揮發(fā)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(zhì)譜條件：離子源選用EI源，電子能量70ev，離子源溫度為200 ℃，質(zhì)量掃描范圍45～650 m/z；揮發(fā)油供試品進(jìn)樣量為1 μL。

2.3 揮發(fā)油成分分析

分別取四種蒼術(shù)和白術(shù)的揮發(fā)油供試品溶液各1 μL，按上述實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行GC-MS分析，得到四種蒼術(shù)和白術(shù)揮發(fā)油的總離子流圖，見圖1。

2.4 聚類分析

應(yīng)用HemL1.0軟件對(duì)四種蒼術(shù)和白術(shù)檢識(shí)出的化合物數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所得熱圖見圖2。

注：MCZ：茅蒼術(shù)；BCZ：北蒼術(shù)；GCZ：關(guān)蒼術(shù)；BZ：白術(shù)；CXCZ：朝鮮蒼術(shù)

表1 四種蒼術(shù)和白術(shù)揮發(fā)油化學(xué)成分分析結(jié)果

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

各色譜峰經(jīng)氣質(zhì)工作站NIST質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)圖庫檢索，并參照相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)一步確認(rèn)揮發(fā)油的化學(xué)成分，按色譜峰面積歸一化法計(jì)算各成分的相對(duì)百分含量，結(jié)果顯示，茅蒼術(shù)揮發(fā)油成分以茅術(shù)醇和β-桉葉醇為主，二者相對(duì)含量分別為33.427%、34.368%，共占揮發(fā)油的67.79%；北蒼術(shù)揮發(fā)油成分以β-桉葉醇、蒼術(shù)酮和奈嵌苯酮為主，三者相對(duì)含量分別為 10.847%、19.938%、17.925%，共占揮發(fā)油的48.71%；朝鮮蒼術(shù)揮發(fā)油成分以β-欖香烯和奈嵌苯酮為主，二者相對(duì)含量分別為14.946%、60.62%，共占揮發(fā)油的75.57%；關(guān)蒼術(shù)揮發(fā)油成分以蒼術(shù)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(duì)含量分別為48.427%、11.883%，共占揮發(fā)油的60.26%；白術(shù)揮發(fā)油成分以蒼術(shù)酮為主，相對(duì)含量占揮發(fā)油的49.73%。結(jié)果見表1。

4 討論

采用GC-MS法分析四種蒼術(shù)和白術(shù)的揮發(fā)油化學(xué)成分，對(duì)得到的化合物進(jìn)行總結(jié)比較。四種蒼術(shù)和白術(shù)揮發(fā)油中共鑒定出74個(gè)化合物：茅蒼術(shù)揮發(fā)油中共鑒定出25個(gè)化合物，其中9個(gè)化學(xué)成分在其余藥材揮發(fā)油中未檢出；北蒼術(shù)揮發(fā)油中共鑒定出32個(gè)化合物，其中10個(gè)化學(xué)成分在其余藥材揮發(fā)油中未檢出；朝鮮蒼術(shù)揮發(fā)油中共鑒定出24個(gè)化合物，其中9個(gè)化學(xué)成分在其余藥材揮發(fā)油中未檢出；關(guān)蒼術(shù)揮發(fā)油中共鑒定出31個(gè)化合物，其中14個(gè)化學(xué)成分在其余藥材揮發(fā)油中未檢出；白術(shù)揮發(fā)油中共鑒定出18個(gè)化合物，其中5個(gè)化學(xué)成分在其余藥材揮發(fā)油中未檢出。四種蒼術(shù)和白術(shù)的揮發(fā)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(shù)和白術(shù)功效差異的原因之一。

本實(shí)驗(yàn)通過水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油，在揮發(fā)油的提取過程中可發(fā)現(xiàn)北蒼術(shù)和朝鮮蒼術(shù)的揮發(fā)油顏色明顯深于其他三種術(shù)類藥材，北蒼術(shù)呈現(xiàn)棕黃色，朝鮮蒼術(shù)呈現(xiàn)深棕色，而其他蒼術(shù)和白術(shù)的揮發(fā)油呈橙黃色，顏色不同反映出各揮發(fā)油中化學(xué)成分組成及各成分比例的不同。通過GC-MS法首次從北蒼術(shù)和朝鮮蒼術(shù)揮發(fā)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(zhì)，是一種高效的Ⅱ型光敏劑，可用于醫(yī)藥、染料或者機(jī)能性高分子及有機(jī)感光材料的重要中間體[10]。經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)和資料[11-12]，以萘嵌苯酮為母核的Phenylphenalenone類植物抗毒素對(duì)多種香蕉病害有防治作用，可進(jìn)一步研究其作為植物殺蟲劑的藥用價(jià)值。

應(yīng)用HemL1.0軟件對(duì)四種蒼術(shù)和白術(shù)檢識(shí)出的化合物數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明，關(guān)蒼術(shù)和白術(shù)的揮發(fā)油成分更相似，朝鮮蒼術(shù)自成一組，與其他四種藥材有明顯區(qū)別，這可能與萘嵌苯酮在朝鮮蒼術(shù)揮發(fā)油中占比過高有關(guān)。

5 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)從揮發(fā)油組成和含量上明確了茅蒼術(shù)、北蒼術(shù)、關(guān)蒼術(shù)、朝鮮蒼術(shù)和白術(shù)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(shù)和白術(shù)功效差異的原因之一。