GC-MS法比較紫蘇干燥前后揮發油化學成分的差異

熊耀坤， 劉志勇， 趙 雯， 胡吉賢， 周立分， 萬 娜， 胡建國

(1.江西中醫藥大學 大型精密儀器共享服務中心，南昌 330004；2.江西省食品檢驗檢測研究院，南昌 330029)

0 引 言

紫蘇為唇形科植物紫蘇Perillafrutescens(L.)Britt的干燥葉(或帶嫩枝)，按照傳統既是食品又是中藥材中一種常用中藥，別名赤蘇、白蘇、皺紫蘇等。紫蘇主產于東南亞、臺灣、浙江、江西、湖南等中南部地區[1]。紫蘇味辛性溫，具有解表散寒、行氣和胃的功效，常用于治療風寒感冒、咳嗽、妊娠嘔吐等癥，具有理氣寬中、安胎的功效，發汗力較強，臨床上多用于風寒表癥[2-5]。現代藥理研究表明：紫蘇有解熱鎮痛、抗凝血和止血、平喘、抗炎、局部抗癢、中度局麻、升高血糖、解魚蟹毒等作用[6-9]。其中，揮發油是其主要藥效部分，而揮發油中的紫蘇醛是其主要活性成分[10-13]。紫蘇在產地加工仍采用太陽曬干的方法，如采收期遇陰雨、多雨天不能及時采收則會引起紫蘇變質腐爛的問題，同時，干燥的過程中普遍未進行藥材的質量控制，不良的干燥致使紫蘇色澤劣變、揮發性成分損失以及有效成分分解[14-16]。本實驗模擬了紫蘇產地加工干燥的方式進行干燥，采用水蒸汽蒸餾法提取干燥前后揮發油，應用GC-MS方法進行分離和分析鑒定，探究在干燥前后揮發油含量及化學差異。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

(1) 材料。乙腈(色譜純，德國Merck公司)；甲醇(色譜純，賽默飛世爾科技有限公司)；Milli-Q超純水；其他試劑均為分析純；無水硫酸鈉(西隴科學股份有限公司)；乙酸乙酯(上海安譜實驗科技股份有限公司)均為市售分析純。

紫蘇，2017年8月采購于湖南婁底，經鑒定為P.frutescens(L.)Britt.的干燥葉(或帶嫩枝)。購買后，貯存于陰涼處備用。

(2) 儀器。Agilent7890A/5975C型氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS) (美國安捷倫公司)；TG328A型萬分之一電子天平(北京賽多利斯儀器系統有限公司)；YHC-11002B電子天平(瑞安市英衡電器有限公司)；SZ-93自動雙重純水蒸餾器(上海亞榮生化儀器廠)；色譜柱為DB-5石英毛細管柱(0.25 μm×250 μm×30.0 m)；KDM型調溫電熱套(山東鄄城華魯電熱儀器有限公司)。

1.2 實驗方法

(1) 鮮藥材的干燥。按2015版《中國藥典》規定的方法[17]，在夏季枝葉茂盛時采收，取2 000 g新鮮紫蘇葉揀凈，除去雜質，曬干，得到干燥藥材400 g。

(2) 揮發油提取。按2015版《中國藥典》提取揮發油的方法[18]，稱取紫蘇200 g(鮮藥材按干燥前重量計算)，加水600 mL于1 000 mL電熱套中，于揮發油提取器中提取5 h，將析出的揮發油用少量乙醚反復溶出，用無水硫酸鈉脫水過夜，并經0.45 μm的微孔濾膜濾過，裝入樣品瓶中，密封保存。

(3) 氣相色譜-質譜條件。氣相色譜條件：DB-5MS毛細石英管柱(30 m×250 μm×0.25 μm)，載氣He為恒流模式，柱流器為1.0 mL/min，平均線速為37 cm/s，進樣量為1.0 μL，進樣口為分流模式，分流比為10∶1，進樣口溫度為250 ℃；升溫程序為初始溫度60 ℃，以3 ℃/min升至150 ℃，再以10 ℃/min升至250 ℃，保持5 min，共計45 min。質譜條件：電子轟擊源分析(EI)，電離能量為70 eV，電子倍增管為1 905 V，離子源溫度為230 ℃，四極桿溫度為150 ℃，接口溫度為250 ℃，掃描范圍m/z30～550 amu，NIST11質譜庫。

2 結果與分析

2.1 理化性質表征

對干燥前后紫蘇揮發油的色澤、相對密度、pH值等理化性質以及揮發油含量進行測定和表征，結果見表1。可見在干燥前后紫蘇揮發油鮮品比干品的密度大，干品中含油量比鮮品的含油量低0.21%，其他理化性質無明顯變化。

表1 紫蘇藥材干燥前后理化性質的變化

2.2 氣質結果分析

實驗中通過對升溫程序進行系統優化，得到了(3)項下的色譜分離條件。如圖1所示，測得了化合

(a) 紫蘇鮮品中揮發油

圖1 紫蘇藥材干燥前后揮發油成分GC-MS總離子流圖

1-(1s)-2,6,(,6-Trimethylbicyclo[3.1.1]hept-2-ene(蒎烯)，2-beta-pinene(beta-蒎烯)，3-D-Limonene(雙戊烯)，4-1,6-Octadien-3-ol, 3,7-dimethyl- (芳樟醇)，5-(-)-perillaldehyde(紫蘇醛)，6-anethole(茴香腦)，7-1-cyclohexene-1-methanol, 4-(1-methylethenyl)-(紫蘇醇)，8-caryophyllene(α-律草烯)，9-Docosatetraenoic acid，10-germacrened(兒烯)，11-4,6-Octadien-2-one,3-methyl-,[s-(e,e)]-(9cl)，12-caryophyllene oxide(石竹素)

物各成分較好的分離，峰形分布也較好。各峰經質譜掃描后得到相應的質譜圖，再經過計算機質譜數據系統檢索(質譜數據庫：NIST11庫)，同時結合保留時間及相關文獻資料，確定其成分歸屬。在默認的積分設置下，鮮品紫蘇揮發油中檢測到22個化學成分，干品紫蘇揮發油中檢測到27個化學成分，證明在干燥的過程中有新的揮發油成分生成。結果見表2，該表中所給出的各種化合物的鑒定結果，其所對應的匹配度均大于85%。相對含量為默認積分設置下的歸一化所得的相應的計算結果。

表2 紫蘇藥材干燥前后化學成分和相對含量的變化

實驗的氣質數據顯示，紫蘇干燥前后揮發油成分以及相對含量都有較明顯的變化，再根據相似度評價軟件進行分析，發現鮮品和干品峰值相差較大，從物質含量數據結果顯示：揮發油中的主要成分紫蘇醛在鮮品中含量為52.50%，干品中含量為43.08%，減少了9.42%；茴香腦在鮮品中含量為2.87%，在干品中含量為12.75%，增加了9.88%。α-律草烯在鮮品和干品中含量分別為10.78%和9.54%；雙戊烯在鮮品和干品中分別為17.82%和16.19%。4種物質總含量在鮮品中為85.74%，在干品中為77.95%，結果表明干燥前后揮發油中主要化學成分含量和組成發生了明顯變化，推測在干燥的過程中，因為加熱揮發或發生了某些化學或物理變化，使得其含量在干燥前后發生了改變。干品中含有5種獨有成分，經鑒定為y-對甲氧基苯甲醛，含量為0.09%；α-畢橙茄醇，含量為0.09%；3,7,11,15-四甲基已烯-1-醇(葉綠醇)，其含量為0.11%；4-烯丙基苯甲醚，其含量為0.07%等。推測在干燥的過程中發生了某些化學或物理變化，產生新的化學成分。

3 討 論

通過對不同批次的干燥前后紫蘇中含有的揮發油成分進行GC-MS所得氣質譜的特有屬性進行分析，紫蘇干燥前后其揮發油化學成分及含量均發生顯著變化，將實驗所得的數據進行對比，表明干品中揮發油的含量要低于鮮品。其中紫蘇揮發油的主要成分紫蘇醛，茴香腦，雙戊烯均發生不同降低或升高。干燥過程是個升溫過程，溫度的升高可能會導致易揮發的成分的揮發，可能造成揮發油總含量的降低，因此，應加強對紫蘇產地加工干燥過程的質量控制并進行干燥工藝優化，通過變溫干燥，低溫干燥或緩蘇干燥等干燥方法，防止揮發性活性成分的損失，保障藥材的品質。

實驗中測得所用鮮品揮發油鑒定的成份為22個，而干品中成分為27個，干品中主要藥效成分紫蘇醛要比鮮品中低9.42%，干品中茴香腦要比鮮品中高9.88%。鮮品中α-律草烯要比干品中高1.24%，此外，干品中有5種獨有成分，包括為y-對甲氧基苯甲醛含量為0.09%，Α-畢橙茄醇其含量為0.09%，3,7,11,15-四甲基已烯-1-醇(葉綠醇)含量為0.11%等。以上情況表明在干燥過程中紫蘇揮發油發生了某些物理或化學反應，由于加熱發生氧化還原反應或是酶促反應，使紫蘇醛含量降低9.42%，茴香腦的含量增加9.88%，推測兩者之間在干燥過程中發生相互轉化，具體的反應機理仍需進一步實驗進行驗證。