瑪咖揮發(fā)油及脂溶性化學(xué)成分對比研究＊

談利紅，冉海琳，王江瑞＊＊

（1.重慶醫(yī)藥高等專科學(xué)校 重慶 401331；2.重慶市食品藥品檢驗(yàn)檢測研究院 重慶 401121）

瑪咖揮發(fā)油及脂溶性化學(xué)成分對比研究＊

談利紅1，冉海琳2，王江瑞2＊＊

（1.重慶醫(yī)藥高等專科學(xué)校 重慶 401331；2.重慶市食品藥品檢驗(yàn)檢測研究院 重慶 401121）

目的：為了對四川引種瑪咖的質(zhì)量評價提供科學(xué)依據(jù)，現(xiàn)對其揮發(fā)油及脂溶性成分進(jìn)行分析對比。方法：本研究采用水蒸氣蒸餾法和石油醚超聲提取法分別提取瑪咖中的揮發(fā)油和脂溶性成分，運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）法對瑪咖揮發(fā)油及脂溶性化學(xué)成分進(jìn)行分離測定，結(jié)合質(zhì)譜庫檢索系統(tǒng)對化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，應(yīng)用色譜峰面積歸一化法計(jì)算各成分的相對百分含量。結(jié)果：經(jīng)過結(jié)構(gòu)鑒定，從瑪咖揮發(fā)油中鑒定出22個揮發(fā)性化學(xué)成分，占98.85%的比例。脂溶性成分中鑒定出40個化學(xué)成分，占73.99%的比例。揮發(fā)油成分與脂溶性成分的差別較大，十二烷、喹啉、3-甲氧基苯甲醛、棕櫚酸甲酯、亞油酸乙酯為兩部分中共有的化合物。結(jié)論：首次對四川引種瑪咖揮發(fā)油和脂溶性化學(xué)成分進(jìn)行GC-MS對比分析，該研究為四川引種瑪咖藥物資源及其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評價提供依據(jù)。

瑪咖 揮發(fā)油 脂溶性成分 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

瑪咖為十字花科（Brassicaceae）獨(dú)行菜屬（Lepidium）植物瑪咖Lepidium meyenii Walp.的干燥根莖[1]，特產(chǎn)于南美洲秘魯，有“秘魯人參”佳譽(yù)之名。該植物最早用于解決人和牲畜的不育問題，同時增強(qiáng)人的免疫力，消除疲勞[2]，現(xiàn)代研究表明瑪咖還具有調(diào)節(jié)內(nèi)分泌功能[3]、預(yù)防前列腺肥大[4]、抗腫瘤[5]等藥理作用。瑪咖中主要成分為瑪咖烯、瑪咖酰胺、生物堿、芥子油苷及其分解產(chǎn)物異硫氰酸芐酯、甾醇、多酚類等物質(zhì)[6,7]，其中的瑪咖烯和瑪咖酰胺具有促進(jìn)性功能等功效。近年來，瑪咖市場需求旺盛，四川、云南等地競相引種[8]，但是引種瑪咖由于環(huán)境的改變，其化學(xué)成分與含量差異較大，需要再次鑒別、測定。本研究采用水蒸氣蒸餾法和石油醚超聲提取法分別提取四川引種瑪咖中的揮發(fā)油和脂溶性成分，運(yùn)用GC-MS法對其化學(xué)成分進(jìn)行分離鑒定，并對其數(shù)據(jù)進(jìn)行比較研究，該研究能夠?yàn)樗拇ㄒN瑪咖藥物資源及其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的評價提供科學(xué)依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

7890A/5875C型氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Agilent公司）；Sartorius系列電子分析天平（德國賽多利斯公司）；KQ3200E型超聲波清洗器（昆山舒美超聲儀器有限公司）；UPT-II-10T優(yōu)普系列超純水器（成都優(yōu)普電子產(chǎn)品有限公司）。

1.2 材料

瑪咖藥材（成都匯眾成生物科技公司提供，批號：201403），產(chǎn)地四川，為國內(nèi)引種藥材，采集于2014年3月份，外觀與蘿卜類似，直徑2-5 cm不等，表面為淡黃色，其粉末為淡黃色。經(jīng)成都中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院李敏教授鑒定為瑪咖Lepidium meyenii Walp.的干燥根莖。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 揮發(fā)油成分提取

取瑪咖粉末100.0 g置于2 000 mL燒瓶中，加10倍量的純水，搖勻，按照2015版《中國藥典》四部（通則2203）揮發(fā)油提取裝置提取[9]，獲得揮發(fā)油，過0.22 μm微孔濾膜，作為供試品。

2.2 脂溶性成分提取

取2.0 g瑪咖藥材粉碎成粗粉，加入石油醚（60-90℃）50 mL，浸漬過夜，超聲（功率200 W頻率40 KHz）2次，每次30 min，過濾，揮干，殘?jiān)诱和槿芙猓^0.22 μm微孔濾膜，作為供試品。

2.3 GC-MS分析條件

2.3.1 揮發(fā)油分析條件

色譜條件：HP-5 MS型石英毛細(xì)管色譜柱（30 mm×0.25 mm ×0.25 μm）；程序升溫，初始溫度50℃，保持2 min，然后以15℃·min-1速率升溫至130℃，保持8 min，再以15℃·min-1速率升溫至215℃，保持16 min；進(jìn)樣口溫度270℃；載氣為高純度氦氣，柱前壓7.6 522 psi，載氣流速1.0 mL·min-1；進(jìn)樣量1 μL；分流，分流比50：1，分流流量50 mL·min-1。

質(zhì)譜條件：離子源為EI源；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；電子能量70 eV；發(fā)射電流34.6 μA；溶劑延遲4 min；m/z范圍40-550 amu。

2.3.2 脂溶性成分分析條件

程序升溫，初始溫度50℃，以10℃·min-1速率升溫至150℃，再以1℃·min-1速率升溫至180℃，保持3 min，以1℃·min-1速率升溫至200℃，再以3℃·min-1速率升溫至270℃，保持5 min；進(jìn)樣口溫度270℃；載氣為高純度氦氣，柱前壓9.7 853 psi，載氣流速1.0 mL·min-1；進(jìn)樣量1 μL；分流，分流比100：1，分流流量120 mL·min-1。

質(zhì)譜條件：同揮發(fā)油項(xiàng)下條件。

定性分析：通過NIST11.L標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫結(jié)合有關(guān)質(zhì)譜圖文獻(xiàn)解析，確認(rèn)瑪咖揮發(fā)油及脂溶性化學(xué)成分，并且按峰面積歸一化法進(jìn)行計(jì)算求出各化學(xué)成分的峰面積相對百分含量。

3 瑪咖揮發(fā)油及脂溶性成分的化學(xué)成分分析

各組化學(xué)成分分別見圖1和圖2；各百分含量分別見表1和表2。

圖1 瑪卡揮發(fā)油化學(xué)成分GC-MS總離子流色譜圖

圖2 瑪卡脂溶性化學(xué)成分GC-MS總離子流色譜圖

4 結(jié)果與討論

從瑪咖揮發(fā)油中共檢測出27個化合物，見圖1，鑒定出22個化合物，占總揮發(fā)油的98.85%，其主要成分為吲哚（69.16%）、異硫氰酸芐酯（13.90%）和3-甲氧基苯乙腈（8.80%），占揮發(fā)油總量的92.93%。瑪咖脂溶性中共檢測出65個化合物，見圖2，鑒定出40個化合物，占總脂溶性成分的73.99%，主要成分為棕櫚酸甲酯（8.80%）、亞油酸甲酯（30.66%），亞麻酸甲酯（10.92%），亞油酸乙酯（2.29%）和油酸甲酯（4.15%），占總脂溶性成分的76.79%。經(jīng)鑒定發(fā)現(xiàn)，十二烷（Dodecane）、喹啉（Quinoline）、3-甲氧基苯甲醛（3-Methoxybenzaldehyde）、棕 櫚 酸 甲 酯（Hexadecanoic acid,methyl ester）、亞油酸乙酯（Linoleic acid ethyl ester）為兩部分中共有的化合物。

通過對瑪咖揮發(fā)油與脂溶性成分的對比分析，發(fā)現(xiàn)兩部分化學(xué)成分差別較大，揮發(fā)油主要含有烷烴、含氮化合物，而脂溶性成分中主要含有醇類、脂肪酸、脂肪酸酯類、烯烴等化合物。其中瑪咖揮發(fā)油中的吲哚類化合物含量高達(dá)69.16%，可能是由瑪咖中芥子油苷、生物堿等成分裂解而來。而其中的異硫氰酸芐酯含量較高（13.90%），是重要的抗腫瘤和預(yù)防腫瘤的活性成分，具有不同程度的防癌、抗癌作用。異硫氰酸酯類化合物對多種腫瘤，如肺癌、乳腺癌、直腸癌等實(shí)體腫瘤和血液腫瘤等，具有明顯的抗癌活性[10，11]。異硫氰酸芐酯是芐基芥子油苷的衍生物，芐基芥子油苷是瑪咖的有效成分之一，能作為睪丸酮增強(qiáng)劑，還能改善學(xué)習(xí)記憶和男性的性能力[12,13]。瑪咖脂溶性成分中含有豐富的亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸等多種脂肪酸，其中的亞油酸乙酯在醫(yī)學(xué)上具有降低膽固醇和血脂，防治動脈粥樣硬化的作用。

表1 瑪咖揮發(fā)油化學(xué)成分及其含量

近年來瑪咖逐漸成為國際上矚目的保健品，對瑪咖的研究也在逐步擴(kuò)大，本研究采用GC-MS法將瑪咖揮發(fā)油及脂溶性成分較好地分離，其分離效果好，靈敏度高，鑒別能力強(qiáng)。通過分析瑪咖中的揮發(fā)油及脂溶性成分，為四川引種瑪咖藥物資源及其研究提供了科學(xué)的依據(jù)，也為以后開發(fā)瑪咖的相關(guān)保健品提供理論依據(jù)。鑒于瑪咖中揮發(fā)油和脂溶性成分分別有不同的功效，可以在以后的開發(fā)中分別研究。

本研究組還對四川、云南、西藏、新疆四種不同產(chǎn)地瑪咖的重金屬含量和ITS2序列進(jìn)行了相應(yīng)的測定（另文報(bào)道），重金屬實(shí)驗(yàn)表明4種不同產(chǎn)地瑪咖藥材中銅、鉛、鉻3種重金屬元素含有量均在《藥用植物及制劑進(jìn)出口行業(yè)綠色標(biāo)準(zhǔn)》的限量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)[14]，均符合規(guī)定，但云南瑪咖、西藏瑪咖、新疆瑪咖中鎘元素含有量均超標(biāo)，其原因可能是因?yàn)樵?個地區(qū)的土壤中鎘元素含有量較高所致，或者可能是由于過量施加農(nóng)藥化肥導(dǎo)致鎘元素超標(biāo)[15,16]。

隨著中藥現(xiàn)代化的發(fā)展，人們對中藥中重金屬的含有量越來越重視。瑪咖藥材作為各個保健品的主要原料，受到許多研究人員和企業(yè)的關(guān)注，并且我國云南、新疆等地區(qū)近幾年來相繼引進(jìn)瑪咖這一品種，更應(yīng)該控制其中的重金屬含有量，從而滿足各國對瑪咖質(zhì)量與安全的限量要求，加快我國瑪咖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。四種產(chǎn)區(qū)瑪咖的ITS2序列完全一樣，結(jié)合現(xiàn)有的序列基因庫得出該四種均為十字花科（Brassicaceae）獨(dú)行菜屬（Lepidium）植物瑪咖Lepidium meyeniiWalp.的干燥根莖。為了區(qū)別其他十字花科外形相似的藥材，在以后研究中還繼續(xù)對諸如芫根、蘿卜等十字花科的藥材進(jìn)行分子鑒定，為區(qū)別瑪咖與其他藥材提供充分有力依據(jù)。

表2 瑪咖脂溶性化學(xué)成分及其含量

1 Len J.The Maea(Lepidium meyenii):a little known food plant of peru.Economic Botany,1964,18(2):122-127.

2 Gustavo F,Gonzales.Ethnobiology and Ethnopharmacology ofLepidium meyenii(Maca),a Plant from the Peruvian Highlands.Evid Based Complement Alternat Med,2012,11(14):1-10.

3 Gonzales G F,valerio L G Jr.Medicinal plants from Peru:a review of plants as potential agents against cancer.Anticancer Agents Med Chem,2006,6(5):429-444.

4 杜萍,單云,孫卉,等.云南瑪咖營養(yǎng)成分分析.食品科學(xué),2010,31(24):352-354.

5 Valentov A K,Frcek J,Ulrichová J.Yacon(Smallanthus sonchifolius)and maca(Lepidium meyenii),traditional Andean crops as new functional foods on the European market.Chem Listy,2001,95:594-601.

6 Dini A,Migliuolo G,Rastrelli L,et a1.Chemical composition of Lepidum meyenii.Food Chem,1994,49(4):347-349.

7 Gonzales G F,Miranda S,Nieto J,et al.Red maca(Lepidium meyenii)reduced prostate size in rats.Reprod Biol Endocrinol,2005,3(1):5-26.

8 張靜,李慧,周雯,等.瑪咖粉對小鼠的抗疲勞作用及其機(jī)制研究.衛(wèi)生研究,2013,42(6):1046-1049.

9 國家藥典委員會主編.中華人民共和國藥典(2015年版).北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2015.

10蔣少紅,馬旭東.異硫氰酸酯化合物的抗癌作用及其機(jī)制研究進(jìn)展.中國新藥與臨床雜志,2008,27(9):710-713.

11周霆,高寧.異硫氰酸酯類化合物的抗癌作用機(jī)制研究進(jìn)展.解放軍藥學(xué)學(xué)報(bào),2013,29(6):562-566.

12肖偉,彭勇,許利嘉,等.秘魯特產(chǎn)藥用植物瑪咖研究的新進(jìn)展.世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2007,9(3):108-112.

13艾中,程愛芳,孟際勇,等.國產(chǎn)瑪咖芥子油苷的組分分析和含量測定.食品科技,2012,37(4):182-186.

14 GB/T5009,藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).2004.

15羅小莉,楊金蓉,李汝佳,等.中藥中重金屬元素測定的研究進(jìn)展.實(shí)用醫(yī)藥雜志,2009,26(5):61-63.

16楊云,劉洋洋,陳波.不同來源沉香藥材中重金屬含量及其安全性分析.中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2013,19(20):72-76.

GC-MSAnalysis on Essential Oil and Liposoluble Constituents of Lepidium Meyenii Walp.

Tan Lihong1,Ran Hailin2,Wang Jiangrui2
(1.Department of Traditional Chinese Medicine of Chongqing Medical College,Chongqing 401331,China;2.Chongqing Institute for Food and Drug Control,Chongqing 401121,China)

In order to provide scientific basis for quality evaluation of Lepidium meyenii Walp.in Sichuan province,the extracted constituents of essential oil and petroleum ether were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS),respectively.The volatile oil and fat soluble components were extracted by the steam distillation and petroleum ether ultrasonic.They were isolated and identified by GC-MS.The structures were identified in combination with database search system of MS.The relative content of every compound was determined by normalization method.The results showed that a total of 22 compounds were identified in volatile oil(98.85%)and 40 compounds were identified in liposoluble constituents(73.99%).There were significant differences of components and relative percentage contents of volatile oil and fat-soluble components.Dodecane,quinoline,3-methoxybenzaldehyde,palmitic acid methyl ester and ethyl linoleate were the same compositions.Comparative analysis was conducted on volatile oil and liposoluble constituents by GC-MS for the first time.The results provided references for herbal resource investigation and quality standard evaluation of Maca.

Lepidium meyenii Walp.,volatile oil,lipophilic constituents,GC-MS

10.11842/wst.2017.07.025

R917

A

2017-05-09

修回日期：2017-06-08

＊ 重慶市科委社會民生科技創(chuàng)新專項(xiàng)(cstc2015shmszxl20008)，負(fù)責(zé)人:曹緯國。

＊＊ 通訊作者：王江瑞，碩士，檢驗(yàn)員，主要研究方向：中藥化學(xué)成分和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究。

（責(zé)任編輯：陳 寧，責(zé)任譯審：王 晶）