菟絲子及其炮制品中揮發(fā)性成分比較及主成分分析

劉天琪 江漢美 田宇 劉金敏

中圖分類號 R284.1 文獻標(biāo)志碼 A 文章編號 1001-0408（2022）06-0729-06

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2022.06.14

摘 要 目的 比較菟絲子及其炮制品中的揮發(fā)性成分，并進行主成分分析。方法 采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)鑒定菟絲子及鹽菟絲子、酒菟絲子中的揮發(fā)性成分，采用峰面積歸一化法計算各成分的相對百分含量，采用SPSS 21.0軟件進行主成分分析。結(jié)果 菟絲子及鹽菟絲子、酒菟絲子中共鑒定出117種成分，其中菟絲子中有68種（相對百分含量為92.41%），包括植酮、2-甲氧基-3-（2-丙烯基）苯酚、正十五烷、β-石竹烯等;鹽菟絲子中有60種（相對百分含量為89.41%），包括麥芽醇、2，3-二氫苯并呋喃、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚等;酒菟絲子中有58種（相對百分含量為87.02%），包括苯乙醇、β-石竹烯、大牻牛兒烯D等。菟絲子與鹽菟絲子、酒菟絲子有24種共有成分，相對百分含量分別為38.56%、30.61%、33.07%;炮制后，共有49種新增成分，如糠醛、正己酸、氧化石竹烯等。主成分分析結(jié)果顯示，前2個主成分的累計方差貢獻率為100%;菟絲子揮發(fā)性成分的綜合得分最高，其次為酒菟絲子，最后為鹽菟絲子。結(jié)論 菟絲子中揮發(fā)性成分質(zhì)量較好;其炮制品中的揮發(fā)性成分較菟絲子有所增加。

關(guān)鍵詞 菟絲子;酒菟絲子;鹽菟絲子;揮發(fā)性成分;主成分分析;頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)

Comparison of volatile components and principal component analysis of Cuscuta chinensis and its processed products

LIU Tianqi，JIANG Hanmei，TIAN Yu，LIU Jinmin（School of Pharmacy， Hubei University of Chinese Medicine/Research and Development Center of Medicinal Plant in Hubei Province， Wuhan 430065， China）

ABSTRACT? ?OBJECTIVE To compare the volatile components of Cuscuta chinensis and its processed products， and to conduct principal component analysis （PCA）. METHODS The volatile components of C. chinensis， C. chinensis stir-frying with saltwater， C. chinensis stir-frying with wine were identified by headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography- mass spectrometry. The relative percentage of each component was calculated by area normalization method. The PCA was conducted by using SPSS 21.0 software. RESULTS A total of 117 compounds were identified from C. chinensis， C. chinensis stir-frying with saltwater and C. chinensis stir-frying with wine， of which 68 compounds were identified from C. chinensis （relative percentage of 92.41%）， such as phytone， 2-methoxy-3-（2-propenl） phenol， n-pentadecane， β-caryophyllene. Sixty compounds （relative percentage of 89.41%） were identified from C. chinensis stir-frying with saltwater， such as maltol， 2，3-dihydro- benzofuran， 4-vinyl-2-methoxyphenol. Fifty-eight compounds （relative percentage of 87.02%） were identified from C. chinensis stir-frying with wine， such as phenylethanol， β-caryophyllene， macrocarehe D. There were 24 common components in the three， and relative percentage of them were 38.56%， 30.61%， 33.07%， respectively. After processing， there were 49 new components， such as furfural， n-hexanoic acid， caryophyllene oxide. The results of PCA showed that the cumulative contribution rate of the former two principal components was 100%; comprehensive score of volatile components of C. chinensis was the highest， followed by C. chinensis stir-frying with wine and C. chinensis stir-frying with saltwater. CONCLUSIONS The quality of volatile components in C. chinensis is good; the volatile components in processed products are more than those in C. chinensis.

KEYWORDS? ?Cuscuta chinensis; Cuscuta chinensis stir-frying with wine; Cuscuta chinensis stir-frying with saltwater; volatile components; principal component analysis; headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry

菟絲子為旋花科植物南方菟絲子Cuscuta australis R. Br.或菟絲子Cuscuta chinensis Lam.的干燥成熟種子，味辛、甘，性平，歸肝、腎、脾經(jīng)，具有補益肝腎、固精縮尿、安胎、明目、止瀉、消風(fēng)祛斑之功效，用于臨床治療肝腎不足、腰膝酸軟、陽痿遺精、遺尿尿頻、腎虛胎漏、脾腎虛瀉等[1]。現(xiàn)代研究表明，菟絲子含有揮發(fā)性類、黃酮類、甾體類和多糖類等成分，在治療男性不育、糖尿病、卵巢早衰和抑制動脈粥樣硬化等方面具有較好效果[2]。

2020年版《中國藥典》（一部）收載的菟絲子炮制品為鹽菟絲子[1]，此外其酒制品也較為常用[3]。菟絲子經(jīng)炮制后，其有效成分及含量均發(fā)生變化，使得菟絲子的性味和療效也發(fā)生改變[4-5]。由于菟絲子富含油脂，故揮發(fā)性成分是菟絲子的主要成分，具有一定的藥理作用，如麥芽醇具有補腎固精、補益肝腎的功效，石竹烯可止痛，棕櫚酸可抗腫瘤、降血脂[6]。目前，關(guān)于菟絲子的研究主要為黃酮類成分，對其揮發(fā)性成分研究不夠深入，如裴學(xué)軍等[6]從5個不同產(chǎn)地15批菟絲子中共鑒定出52種揮發(fā)性成分，但分析不夠全面。本研究通過使用食鹽和黃酒兩種常用輔料，分析炮制方法對菟絲子揮發(fā)性成分的影響。

固相微萃?。╯olid phase microextraction，SPME）技術(shù)作為一種新穎的樣品前處理與富集技術(shù)，因操作簡單、費用低廉，成為最常用的樣品前處理方法之一[7]。頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用（headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技術(shù)已被廣泛用于醫(yī)藥行業(yè)的質(zhì)量分析領(lǐng)域，常應(yīng)用于不同藥用部位、不同基原、不同產(chǎn)地中藥材的質(zhì)量分析和不同混偽品揮發(fā)性成分的差異分析，其提取效果、所得色譜及成分信息、精密度等方面均優(yōu)于高效液相色譜、氣相色譜等其他方法[8]。主成分分析（principal component analysis，PCA）可以通過對數(shù)據(jù)進行降維、變量提取與壓縮處理并確定中藥資源的分類，從而獲得可用于中藥分析鑒別的有效信息[9]?；诖耍狙芯繑M采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)鑒別菟絲子及其炮制品（鹽菟絲子、酒菟絲子）中的揮發(fā)性成分，同時進行PCA，以分析炮制方法對菟絲子揮發(fā)性成分的影響，旨在從揮發(fā)性成分的角度為其臨床合理應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料

1.1 主要儀器

本研究所用主要儀器有C-MAG HS-4型手動SPME進樣裝置（德國IKA公司），6890/5973型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Agilent公司），頂空瓶（規(guī)格15 mL）、65 μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（polydimethylsiloxane/divinylbenzene，PDMS/DVB）萃取纖維頭（美國Supelco公司），ALC-210.2型電子天平（北京賽多利斯天平有限公司）等。

1.2 主要藥品與試劑

菟絲子藥材（批號20200913）于2020年11月購自國藥控股湖北有限公司，經(jīng)湖北中醫(yī)藥大學(xué)生藥學(xué)教研室楊紅兵教授鑒定為旋花科植物菟絲子C. chinensis Lam.的干燥成熟種子;食鹽（批號C20190807L7乙C）購自湖北鹽業(yè)集團有限公司;黃酒（批號20200311，酒精度11度）購自十堰天香黃酒有限公司;水為超純水。

2 方法與結(jié)果

2.1 菟絲子炮制品的制備

取菟絲子藥材，除去雜質(zhì)，洗凈，干燥，得凈菟絲子。取凈菟絲子，加入藥材量2%的食鹽，參照2020年版《中國藥典》（四部）通則“0213鹽炙法”炒至微鼓起，即得鹽菟絲子[10]。取凈菟絲子，加入藥材量30%的黃酒，悶潤9 h，再于100 ℃下烘制60 min，即得酒菟絲子[11]。取凈菟絲子適量，粉碎，過40目篩，備用。

2.2 萃取條件考察

2.2.1 取樣量 分別精密稱取凈菟絲子粉末0.40、0.60、0.80、1.00、1.20 g，置于頂空瓶中，插入裝有PDMS/DVB萃取纖維頭的手動進樣裝置，于60 ℃下加熱平衡10 min，再壓縮手柄伸出PDMS/DVB萃取纖維頭萃取20 min，取出后立即插至氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進樣口中解吸3 min，按“2.3”項下色譜與質(zhì)譜條件進樣測定，記錄峰面積。以色譜峰的總峰面積為指標(biāo)，考察不同取樣量對菟絲子揮發(fā)性成分萃取效果的影響（圖1A）。結(jié)果顯示，當(dāng)取樣量為0.60 g時，色譜峰的總峰面積最大，故選擇取樣量為0.60 g。

2.2.2 萃取溫度 精密稱取凈菟絲子粉末0.60 g，置于頂空瓶中，插入裝有PDMS/DVB萃取纖維頭的手動進樣裝置，分別于40、60、80、100、120 ℃下加熱平衡10 min，再壓縮手柄伸出PDMS/DVB萃取纖維頭萃取20 min，取出后立即插至氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進樣口中解吸3 min，按“2.3”項下色譜與質(zhì)譜條件進樣測定，記錄峰面積。以色譜峰的總峰面積為指標(biāo)，考察不同萃取溫度對菟絲子揮發(fā)性成分萃取效果的影響（圖1B）。結(jié)果顯示，當(dāng)萃取溫度為60 ℃時，色譜峰的總峰面積最大，故選擇萃取溫度為60 ℃。

2.2.3 萃取時間 精密稱取凈菟絲子粉末0.60 g，置于頂空瓶中，插入裝有PDMS/DVB萃取纖維頭的手動進樣裝置，于60 ℃下加熱平衡10 min，再壓縮手柄伸出PDMS/DVB萃取纖維頭分別萃取5、10、15、20、25 min，取出后立即插至氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進樣口中解吸3 min，按“2.3”項下色譜與質(zhì)譜條件進樣測定，記錄峰面積。以色譜峰的總峰面積為指標(biāo)，考察不同萃取時間對菟絲子揮發(fā)性成分萃取效果的影響（圖1C）。結(jié)果顯示，當(dāng)萃取時間為25 min時，色譜峰的總峰面積最大，故選擇萃取時間為25 min。

2.2.4 解吸時間 精密稱取凈菟絲子粉末0.60 g，置于頂空瓶中，插入裝有PDMS/DVB萃取纖維頭的手動進樣裝置，于60 ℃下加熱平衡10 min，再壓縮手柄伸出PDMS/DVB萃取纖維頭萃取25 min，取出后立即插至氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進樣口中分別解吸1、2、3、4、5 min，按“2.3”項下色譜與質(zhì)譜條件進樣測定，記錄峰面積。以色譜峰的總峰面積為指標(biāo)，考察不同解吸時間對菟絲子揮發(fā)性成分萃取效果的影響（圖1D）。結(jié)果顯示，當(dāng)解吸時間為3 min時，色譜峰的總峰面積最大，故選擇解吸時間為3 min。

2.2.5 萃取條件的確定 綜合上述結(jié)果，本研究確定最終的萃取條件為：取凈菟絲子粉末0.60 g，置于頂空瓶中，插入裝有PDMS/DVB萃取纖維頭的手動進樣裝置，于60 ℃下加熱平衡10 min，再壓縮手柄伸出PDMS/DVB萃取纖維頭萃取25 min，取出后立即插至氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進樣口中解吸3 min。

2.3 色譜與質(zhì)譜條件

2.3.1 色譜條件 色譜柱為HP-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）;升溫程序為初始溫度50 ℃，以5 ℃/min升至100 ℃，再以15 ℃/min升至180 ℃，最后以180 ℃保持3 min;載氣為高純度氦氣（99.999%）;流速為0.8 mL/min;進樣口溫度為230 ℃;進樣方式為不分流進樣;進樣量為0.60 g。

2.3.2 質(zhì)譜條件 離子源為電子轟擊離子源;離子源溫度為230 ℃;電子能量為70 eV;四極桿溫度為150 ℃;掃描范圍為m/z 35～550。

2.4 菟絲子及其炮制品的揮發(fā)性成分分析

取凈菟絲子及其炮制品，按“2.2.5”項下方法萃取，再按“2.3”項下色譜與質(zhì)譜條件進樣，得菟絲子及其炮制品揮發(fā)性成分的總離子流圖（圖2），采用峰面積歸一化法計算各成分的相對百分含量，并與NIST08質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫（相似度為80%以上）進行對比、鑒定，結(jié)果見表1。由表1可知，菟絲子中共鑒定出68種成分，總相對百分含量為92.41%，含量最高的為植酮（10.25%），其次為2-甲氧基-3-（2-丙烯基）苯酚（8.49%）、正十五烷（5.59%）、β-石竹烯（4.55%）等;鹽菟絲子中共鑒定出60種成分，總相對百分含量為89.41%，含量最高的為麥芽醇（13.44%），其次為2，3-二氫苯并呋喃（4.72%）、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚（4.32%）等;酒菟絲子中共鑒定出58種成分，總相對百分含量為87.02%，含量最高的為苯乙醇（13.22%），其次為β-石竹烯（4.96%）、大牻牛兒烯D（4.23%）、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚（3.63%）等;49種成分為炮制后新增成分，如糠醛、正己酸、氧化石竹烯等。

2.5 菟絲子及其炮制品中揮發(fā)性成分種類和相對百分含量分析

根據(jù)表1所得成分信息，將菟絲子及其炮制品中揮發(fā)性成分分為9類，包括醛類、烯類、烷類等（表2）。其中，菟絲子中相對百分含量最高的是烯類成分，為20.98%。經(jīng)炮制后，鹽菟絲子和酒菟絲子中的烯類成分相對百分含量均有所下降，分別為8.97%、18.75%;醛類和醇類成分的相對百分含量均有所增加，分別升高到17.76%、15.38%（鹽菟絲子）和13.61%、16.73%（酒菟絲子）。這可能與烯烴在高溫下經(jīng)氧化反應(yīng)生成醛和醇有關(guān)[12]，表明菟絲子及其炮制品的主要揮發(fā)性成分種類和含量存在一定差異。

2.6 菟絲子及其炮制品中共有揮發(fā)性成分分析

菟絲子與其炮制品有24個共有成分，這些共有成分在菟絲子、鹽菟絲子、酒菟絲子中的相對百分含量分別為38.56%、30.61%、33.07%。各共有成分含量存在一定差異，如植酮在菟絲子中的相對百分含量為10.25%，在鹽菟絲子中為0.84%，在酒菟絲子中為1.73%;β-石竹烯在菟絲子中的相對百分含量為4.55%，在鹽菟絲子中為2.35%，在酒菟絲子中為4.96%。

2.7 菟絲子及其炮制品揮發(fā)性成分的PCA

由表1可見，菟絲子及其炮制品中揮發(fā)性成分鑒定結(jié)果數(shù)據(jù)呈離散狀態(tài)。采用SPSS 21.0軟件對菟絲子及其炮制品中9類揮發(fā)性成分的相對百分含量進行PCA，得主成分的特征值及其方差貢獻率（表3）和各類成分的主成分特征向量及載荷矩陣（表4）。由表3、表4可知，第1主成分的方差貢獻率為86.031%，主要反映烯類、酯類、吡嗪類成分的變異信息，且與烯類和酯類成分呈正相關(guān)，與吡嗪類成分呈負(fù)相關(guān);第2主成分的方差貢獻率為13.969%，主要反映醇類和酮類成分的變異信息，且與酮類成分呈正相關(guān)，與醇類成分呈負(fù)相關(guān);2個主成分的累計方差貢獻率為100%，表明前2個主成分能反映樣品的整體信息。

以這2個主成分代替9類成分所表達的信息進行綜合評價，得到各主成分得分：主成分1得分（F1）=0.355X1-0.151X2+0.047X3+0.291X4-0.306X5+0.332X6-0.350X7+0.225X8-0.309X9，主成分2得分（F2）=0.137X1-0.809X2+0.884X3+0.522X4-0.466X5+0.339X6-0.206X7-0.695X8-0.453X9，綜合得分=F1+F2（綜合得分越高，表示菟絲子揮發(fā)性成分的質(zhì)量越好[6]），綜合得分及排序見表5。結(jié)果顯示，第1主成分得分最高的是酒菟絲子，第2主成分得分最高的是菟絲子;綜合得分最高的是菟絲子，其次是酒菟絲子，最后是鹽菟絲子。

3 討論

本研究結(jié)果顯示，菟絲子及鹽菟絲子、酒菟絲子中共有揮發(fā)性成分117種，其中共有成分24種，其相對百分含量分別占菟絲子、酒菟絲子和鹽菟絲子揮發(fā)性成分總量的38.56%、30.61%、33.07%。在炮制過程中，菟絲子在高溫和輔料（食鹽、黃酒）的作用下，既可以產(chǎn)生新的揮發(fā)性成分，也可以發(fā)生降解，使其揮發(fā)性成分減少[13]，因此菟絲子及其炮制品中揮發(fā)性成分的種類和含量存在一定差異。

在兩種炮制品中，有11種共有成分的相對百分含量增加，分別為2-甲基丁醛、2，5-二甲基吡嗪、5-甲基呋喃醛、反式-2-辛烯醛、2-乙基-3，6-二甲基吡嗪、壬醛、反式-2-壬醛、癸醛、對甲氧基苯甲醛、2-甲基萘、2-丁基-2-辛烯醛;6種共有成分的相對百分含量降低，分別為1-辛烯-3-醇、（E）-β-金合歡烯、δ-杜松烯、二氫獼猴桃內(nèi)酯、正十六烷、植酮;另有5種共有成分[（±）-δ-欖香烯、（-）-α-蓽澄茄油烯、（-）-α-蒎烯、β-欖香烯、β-石竹烯]在鹽菟絲子中的相對百分含量降低，但在酒菟絲子中的相對百分含量增加;2種共有成分（苯乙醛、2-乙?；量┰邴}菟絲子中的相對百分含量增加，但在酒菟絲子中的相對百分含量降低。研究表明，癸醛、對甲氧基苯甲醛等成分具有抗菌作用[14-15]，β-石竹烯、植酮具有抗氧化作用[16-17]，β-欖香烯具有抗氧化、抗凝血和抗血栓等作用[18]，提示經(jīng)炮制后，菟絲子的抗菌作用可能加強，但抗氧化作用可能不如菟絲子。有49種成分為炮制后新增成分，如糠醛、正己酸、氧化石竹烯等。氧化石竹烯具有抗炎、抗腫瘤、平喘和鎮(zhèn)咳作用[19]，提示經(jīng)炮制后，新增的揮發(fā)性成分可能會改變菟絲子的藥性和藥理作用。PCA結(jié)果顯示，菟絲子揮發(fā)性成分的綜合得分最高，其次為酒菟絲子，最后為鹽菟絲子，表明菟絲子中揮發(fā)性成分質(zhì)量優(yōu)于兩種炮制品。

綜上所述，菟絲子中揮發(fā)性成分質(zhì)量較好，其炮制品中的揮發(fā)性成分較菟絲子有所增加。

（感謝江漢美導(dǎo)師對本文的指導(dǎo)）

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（收稿日期：2021-09-25 修回日期：2022-01-24）

（編輯：陳 宏）