GC-MS法分析有氧和充氮加熱條件下吉馬酮和莪術二酮的化學變化

宋 珅， 崔小兵， 陳建偉， 劉 曉

(南京中醫藥大學中藥學一級學科，江蘇 南京 210023)

溫郁金CurcumawenyujinY.H. Chen et C. Ling 主產于浙江省,為姜科Zingiberaceae姜黃屬Curcuma植物，是常用中藥材莪術的來源之一[1]。中醫認為莪術具有行氣破血、消積止痛的功能，主治癥瘕痞塊、瘀血經閉、食積脹痛以及早期宮頸癌。溫郁金每年冬至前后采收，為了防止藥材在貯藏中出現發霉、腐爛的現象，溫郁金都要在產地經過蒸或煮至透心再晾干[2]。根據揮發油的性質,在這樣的加工、貯藏過程中的溫郁金的揮發油類成分定會受到影響，研究表明鮮品溫郁金(即未經加工的藥材)中的莪術二酮和吉馬酮的量明顯高于加工溫莪術及貯藏一年的陳品溫莪術[3-4]。吉馬酮[5]、莪術二酮[6]均為倍半萜類物質，吉馬酮熔點為56～57 ℃，莪術二酮熔點為61.5～62 ℃，均為熔點較低的化合物。已經有報道證明：吉馬酮具有抗腫瘤作用[7]，且在高溫條件下能轉變為β-欖烯酮[8]。莪術二酮具有抗血栓形成作用和抗凝血作用[9]，可以抑制Caco-2細胞的CYP3A4酶[10]，微生物轉化方面的研究已表明利用黑曲霉素(Aspergillusniger)[11-12]及刺囊毛霉(Mucorspinosus)[13]可以使莪術二酮羥基化或環氧化，雅致小克銀漢霉(Cunninghamella elegans AS3.2028)可使莪術二酮的十碳環外碳碳雙鍵發生環氧化[14]。但在加工貯藏中吉馬酮與莪術二酮的化學變化目前未見報道。由于氣相色譜與質譜聯用結合了色譜與質譜的優點，既發揮色譜法的高分離能力，又發揮了質譜法的高鑒別能力[15]，且適合揮發性成分的鑒別。為探究這兩種成分在溫莪術加工、貯藏中含有量下降的原因,本實驗通過人工模擬溫郁金的加工過程，使用GC-MS技術檢測過程中莪術二酮和吉馬酮的變化。研究表明在人工模擬溫莪術的加工過程中,莪術二酮表現出較好的穩定性,而吉馬酮表現為易分解,易被氧化。由此證明溫莪術在加工、貯藏中的化學成分變化并不完全是由于化學成分的揮發，還有可能是因為其在加工貯藏過程中性質不穩定發生化學變化而導致的，且莪術揮發油的主要成分在加工、貯藏過程中會出現相互轉化的現象。該研究為探析溫莪術在加工、貯藏中的化學成分變化規律提供了理論論據。

1 儀器與試藥

Agilent6890/5975B型氣-質聯用分析儀，G1701DAD.03.00.611工作站，NIST05標準質譜檢索庫； BT125電子天平(賽多利斯科學儀器有限公司)；EPED超純水系統(南京易普達易科技發展有限公司)；恒溫水浴箱( HH-S 金壇市醫療儀器廠)。

吉馬酮(批號20110924，純度98%)、莪術二酮(批號20110611，純度98%)均購自上海源葉生物科技有限公司。乙腈為色譜純(美國Merck公司),甲醇為色譜純(上海凌峰化學試劑有限公司), 超純水(自制)，其余試劑均為分析純。

2 方法

2.1 GC-MS檢測條件 HP-5MS色譜柱(0.25 mm×30 m, 0.25 μm),載氣為氦氣,電離方式EI,離子源溫度200 ℃,電子能量70 eV,接口溫度250 ℃,發射電流150 μA,質量范圍35～455 aum,掃描周期0.4 s。數據處理系統Xcalibur1.2,圖譜庫NIST05。程序升溫:啟始溫度140 ℃,保持3 min;然后以2 ℃/min升溫至180 ℃,再以4 ℃/min升至260 ℃后，保持5 min。柱壓53 kPa,體積流量1.0 mL/min;進樣量0.2 μL;分流比20∶1。

2.2 對照品溶液的制備 精密稱取吉馬酮1.23 mg，莪術二酮1.52 mg，分別置1 mL量瓶中加甲醇溶解、定容，用0.22 μm微孔濾膜濾過，即得。

2.3 樣品溶液的制備

2.3.1 充氮保護下樣品溶液的制備 精密稱取吉馬酮1.45 mg，莪術二酮1.64 mg，分別置于安瓿瓶中，充氮后封口，吉馬酮放于100 ℃水浴鍋中加熱2 h，再放在40 ℃水浴鍋中加熱30 h，取出。莪術二酮放于100 ℃水浴鍋中加熱10 h，再放在40 ℃水浴鍋中加熱40 h，取出打開安瓿瓶，加甲醇溶解分解物，將溶液移入1 mL量瓶中定容，用0.22 μm微孔濾膜濾過，即得。

2.3.2 有氧情況下樣品溶液的制備 精密稱取吉馬酮1.23 mg，莪術二酮1.17 mg，分別置于安砵瓶中，封口，放于100 ℃水浴鍋中加熱10 h，再放在40 ℃水浴鍋中加熱18 h，取出。打開安砵瓶，加甲醇溶解分解物，將溶液移入1 mL量瓶中定容，用0.22 μm微孔濾膜濾過，即得。

3 結果

吉馬酮對照品，充氮保護后的分解產物、有氧條件下的分解產物的GC-MS總離子流圖(TIC)見圖1，莪術二酮對照品、充氮保護后的分解產物、有氧條件下的分解產物的GC-MS總離子流圖(TIC)見圖2，通過GC-MS分析,檢索NISTVersion 1.7圖譜庫,并結合有關文獻的譜圖解析，以質譜離子峰面積歸一化法測得每個檢出成分的相對百分含有量,見表1、表2。

4 討論與小結

圖1 吉馬酮對照品(a)、充氮保護后的分解產物(b)、有氧條件下的分解產物(c)GC-MS圖譜

經GC-MS的圖譜鑒定，對照品吉馬酮的峰出現在20 min左右，充氮保護下吉馬酮被部分保留下來,相對含量為41.69%，還有一部分吉馬酮產生了相對含量為12.38%的2，3-二氫-2,2,5,6-4甲基香豆酮及相對含量為12.04%的順式-2,7-單二烯等物質。其中2,3-二氫-2,2,5,6-4甲基香豆酮在加工后的溫莪術揮發油中可被檢測出來[4]。有氧條件下吉馬酮被破壞的較劇烈在GC-MS條件下完全檢測不到，且被氧化：出現了相對含量為28.47% 的1，6-二甲基-9-(1-甲基亞乙基)-5，12-雙氧三環[9.1.0.0(4,6)]烷-9-酮，相對含量為18.91%的3，4-二氫-4，4，5，7，8-五甲基-6-香豆素醇，相對含量為14.39%的7-環己基-2,3-二氫-2-甲基-香豆酮等物質。吉馬酮經GC-MS測定的化合物在有氧和無氧條件下共有20種，在充氮保護的條件下，吉馬酮產生15個成分，而在有氧條件下，吉馬酮產生7個化學成分，其中共有成分僅有3種，說明吉馬酮性質不穩定，容易發生化學變化。可見吉馬酮在有氧和缺氧的條件下，發生化學變化產生的化學成分差異很大。根據這部分實驗可以推測：在缺氧條件下，即溫莪術藥材內部吉馬酮易被保留，而與氧氣接觸的藥材表面吉馬酮易被分解。

圖2 莪術二酮對照品(a)、充氮保護后的分解產物(b)、有氧條件下的分解產物(c)GC-MS圖譜

表1 經GC-MS檢測在有氧及無氧條件下吉馬酮的分解物

表2 經GC-MS檢測在有氧及無氧條件下莪術二酮的分解物

莪術二酮經GC-MS測定的化合物在有氧和無氧條件下共有8種。其中莪術二酮在充氮保護下相對百分含有量為64.15%，有氧條件下相對含量為46.43%，并且莪術二酮在充氮保護下產生了新莪術二酮，在有氧條件下產生了γ-欖香烯，可見溫莪術中揮發性物質在加工及貯藏條件下可互相轉化。莪術二酮在充氮保護及有氧條件下均產生了：環己烷，1-乙基-2-丙基十四烯(充氮保護相對含量為13.31%及有氧條件下為22.76%)，3，7-二甲基-6-辛烯醛(充氮保護相對含量為10.46%及有氧條件下為19.07%)。由此可以看出，莪術二酮在充氮保護和有氧的環境中，性質都較吉馬酮穩定，不易發生化學變化，在缺氧條件下即溫莪術藥材內部比在有氧條件下即藥材表面更穩定。

通過以上實驗可以觀察到：吉馬酮、莪術二酮化學性質不同，吉馬酮易被氧化，在有氧條件下二者都會被破壞。溫莪術的傳統加工方法：整個煮制，可以使藥材中的吉馬酮和莪術二酮在缺氧的條件下得以更好的保存。

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