頂空固相微萃取氣質聯用分析干姜中揮發性成分

楊小金，王 奕*，盧金清

(1.武漢市中心醫院 藥學部，湖北 武漢 430014；2.湖北中醫藥大學，湖北 武漢 430065)

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頂空固相微萃取氣質聯用分析干姜中揮發性成分

楊小金1，王 奕1*，盧金清2

(1.武漢市中心醫院 藥學部，湖北 武漢 430014；2.湖北中醫藥大學，湖北 武漢 430065)

目的：分析干姜中揮發性成分的化學組成。方法：采用頂空固相微萃取法(HS-SPME)萃取干姜中揮發性成分，并用氣相色譜-質譜(GC-MS)聯用技術對干姜的揮發性成分進行分析。結果：從干姜中分離出51個色譜峰，鑒定了其中42個化合物，占揮發性成分總量的98.06%。干姜揮發性成分中含量最高為β-水芹烯(26.49%)和姜烯(15.61%)，其次為β-倍半水芹烯(6.84%)、(-)-莰烯(6.68%)、α-姜黃烯(5.66%)。結論：采用HS-SPME-GC-MS聯用技術分析干姜中的揮發性成分，為干姜揮發性成分的研究及開發利用提供了科學依據。

干姜；揮發性成分；頂空固相微萃取；氣相色譜-質譜聯用

干姜為姜科植物姜ZingiberoffcinaleRosc.的干燥根莖[1]，其性辛熱，歸脾、胃、心、肺、腎經，具有溫中散寒、回陽通脈、溫肺化飲等功效，主治脘腹冷痛、嘔吐泄瀉、肢冷脈微、寒飲喘咳等癥。干姜主產于四川、廣東、湖北等地，其作為藥食兼用的常用中藥，在我國具有悠久的應用歷史。藥理學研究表明干姜具有鎮痛消炎、抗血栓、抗凝血、降血脂、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化、抗變態反應、鎮吐、抗潰瘍、促消化、保肝、止咳、止瀉等作用[2-3]。干姜香氣濃郁，具有豐富的揮發性成分，其揮發油具有抗炎鎮痛、促進局部血液循環、改善心功能、抗缺氧、抗心衰等藥理作用[4-5]。為此，本文采用固相微技術(SPME)萃取干姜中的揮發性物質，并用氣相色譜-質譜(GC-MS)法對其揮發性化學成分進行分析。為干姜的開發與應用提供科學依據。

1 儀器與材料

6890/5973型氣相-質譜-計算機聯用儀(美國Hewlett-Packard公司)；手動固相微萃取進樣裝置(德國IKA公司)；ALC-210.2電子天平(德國Sartorius公司)；65μm 聚二甲基硅氧烷(PDMS/DVB)萃取纖維頭(美國Supelco公司)；頂空瓶(15mL)；干姜藥材來源于湖北天際中藥飲片有限公司，經湖北中醫藥大學生藥教研室鑒定為姜科植物姜ZingiberofficinaleRosc．的干燥根莖。

2 方法與結果

2.1 固相微萃取技術條件

取干姜樣品0.5g，剪碎，置于配有聚四氟乙烯膠墊的固相微萃取儀頂空瓶中，用帶有65μm PDMS/DVB萃取纖維頭的手動進樣器插入瓶內，100℃平衡10min，推出萃取頭頂空萃取10min，取出，立即插入色譜儀進樣口(溫度230℃)；解吸3min；進樣模式：不分流進樣。

2.2 GC-MS條件

色譜條件：HP-5MS石英毛細管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；程序升溫：初始溫度60℃，以5℃/min升溫至90℃，再以10℃/min升溫至180℃，保留2min；進樣口溫度：230℃；載氣：氦氣(99.999%)；載氣流速：0.8mL/min。質譜條件：離子源：EI源；離子源溫度：230℃；四級桿溫度：150℃；電子能量：70eV；倍增管電壓：1.2kV；接口溫度：280℃；質量范圍：35～550m/z。

2.3 結果

采用GC-MS聯用儀分析干姜揮發性化學成分，共分離出51個峰，經化學工作站數據處理系統及用面積歸一化法從其總離子流(圖1) 中計算了各組分的相對百分含量，按各峰的質譜圖經NIST譜庫檢索，并按各峰的質譜裂片圖與文獻資料核對，確定了其中42個組分，占揮發性成分的98.06%，結果見表1。

圖1 干姜揮發性成分總離子流

3 討論

實驗結果表明，干姜中的揮發性成分主要包括單萜及倍半萜、烯烴、醛類、醇類、酯類、酮類及脂肪烴類化合物。其中β-水芹烯(26.49%)和姜烯(15.61%)含量最高，其次為β-倍半水芹烯(6.84%)、(-)-莰烯(6.68%)、α-姜黃烯(5.66%)和β-沒藥烯(4.60%)，上述化合物的含量占揮發性成分總量的65.88%。β-水芹烯具有特異香氣，是一種重要的食用香料和高級香料的中間體，同時也是一種具有生物活性的天然殺蟲劑[6]；姜烯主要分布于姜科植物根莖和姜科姜黃屬植物中，具有多種生物活性，如抗病毒、抗潰瘍和抗生育等，廣泛應用于化妝品和香料工業[7]。

將表1中干姜的化學成分與相關文獻[8-10]進行對比發現，本次實驗所鑒定的化合物數量、成分及相對含量與文獻報道均不相同，在實驗中測得β-水芹烯的相對含量遠高于文獻值，另外首次從該植物揮發性成分中發現相關文獻中未報道的成分有2-茨醇、(-)-α-蓽澄茄油烯、順式檸檬醛、δ-欖香烯、2-蒈烯、香葉醇和γ-萜品烯。化學成分及含量的差異可能與揮發性成分的提取方法、固相微萃取的條件等相關。固相微萃取(SPME)技術是一種新型的樣品前處理技術，其萃取效果受萃取纖維頭、萃取溫度、萃取時間和樣品的取樣量等萃取條件的影響[11]，本實驗前期對萃取條件進行了考察，最終確定了實驗中的萃取條件。

與傳統的水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法相比，頂空固相微萃取技術具有加熱時間短、萃取速度快、選擇性好、富集效率高、樣品取樣量少等優點，其無需溶劑，對環境污染小，可作為樣品中揮發性成分快速分析鑒定的首選方法。

[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[S].I部.北京：中國醫藥科技出版社: 2010：13-14.

[2] 張明發,蘇曉玲,沈雅琴.干姜現代藥理研究概述[J].中國中醫藥科技,1996,3(2):46-48.

[3] 營大禮.干姜化學成分及藥理作用研究進展[J].中國藥房,2008,19(18):1435-1436.

[4] 龍全江,徐雪琴.干姜化學成分、藥理作用及加工炮制研究文獻分析[J].現代中藥研究與實踐,2015,29(1):82-83.

[5] 歐立娟,孫曉萍,劉啟德,等.干姜、陳皮提取物對大鼠心肌缺血的影響[J].中藥材,2009,32(11):1723-1726.

表1 干姜揮發性化學成分

[6] 任宇紅,王宇曉.β-水芹烯的微波合成[J].林產化工通訊,2002,36(1):7-8.

[7] 王莉.從姜精油中快速分離姜烯[J].國外醫藥·植物藥分冊,1999,14(5):208.

[8] 趙宏冰,王志輝,何芳,等.姜不同炮制品的揮發油成分GC-MS分析[J].中藥材,2015,38(4):723-726.

[9] 袁觀富,韋杰,鄭二麗,等.干姜和鮮姜水溶性風味物質的GC-MS研究[J].安徽農業科學,2014,42(34):12304-12306.

[10] 夏文,胡占興,張明,等.姜酚膠丸與干姜的揮發油成分GC-MS對比分析[J].中南藥學,2015,13(5):521-524.

[11] 談金輝,劉文涵.新型的樣品前處理技術——固相微萃取[J].理化檢驗——化學分冊,2005,41(10):783.

(責任編輯：魏 曉)

Analysis of the Volatile Constituents of Rhizoma Zingiberis by HS-SPME Combined with GC-MS

Yang Xiaojin1,Wang Yi1*,Lu Jinqing2

(1.The Pharmaceutical Department of Wu Han Center Hospital,Wu Han 430014,China； 2.Hubei University of Chinese Medicine,Wu Han 430065,China)

Objective:To analyze the compositions of volatile constituents in Rhizoma Zingiberis.Methods:The volatile constituents were extracted with headspace solid phase micro extraction(HS-SPME),and their contents and names were confirmed by GC-MS.Results:51 compounds were identified from Rhizoma Zingiberis and 42 of them were separated.The later made up 98.06% of the total amount.The main components obtained from Rhizoma Zingiberis were β-Phellandrene( 26.49%),Zingiberene(15.61%),β-Sesquiphellandrene(6.84%),(-)-Camphene(6.68%)and α-Curcumene(5.66%).Conclusion:The compounds in Rhizoma Zingiberis were confirmed in this study which will provide scientific evidence for the development of Rhizoma Zingiberis.

Rhizoma Zingiberis；Volatile Components；HS-SPME；GC-MS

2015-08-28

楊小金(1988-)，男，武漢市中心醫院藥師，研究方向為中藥制劑。

王奕(1967-)，女，武漢市中心醫院主任藥師，研究方向為醫院藥學。E-mail：wangyi199922@163.com

R284.1

A

1673-2197(2015)23-0021-03

10.11954/ytctyy.201523009