四批通体香沉香药材的挥发油成分分析

刘洋洋，杨 云，林 波，张 争

（1.中国医学科学院＆北京协和医学院 药用植物研究所海南分所 海南省南药资源保护与开发重点实验室，海南万宁571533；2.中国医学科学院＆北京协和医学院药用植物研究所，北京100193）

《中国药典》记载沉香药材具有行气止痛、温中止呕、纳气平喘之功效，可用于治疗胸腹胀闷疼痛、胃寒呕吐呃逆、肾虚气逆喘急等症［1］。沉香也是名贵天然香料，可用于制作高级香水、香精和化妆品。沉香原料远销中东、欧美、日韩等国家和地区，长期供不应求，价格日益上涨［2］。白木香［Aquilaria sinensis（Lour.）Spreng］是我国目前生产沉香的唯一植物来源，野生资源主要分布于广东、海南等地。因伐树取香，目前野生白木香资源几乎被破坏殆尽。而健康的栽培白木香树不能产生沉香，只是在偶然受到外界的生物或非生物伤害后才能在树体中积累树脂，缓慢形成沉香［3］。

针对全世界野生沉香资源濒临灭绝、沉香形成机理不清、缺乏产业化结香技术等问题，魏建和等提出“白木香防御反应诱导结香假说”［4］，并开发了“通体结香技术”（whole－tree agarwood－inducing technique，Agar－Wit），所产沉香又称为通体香。采用“通体结香技术”极大地提高了沉香产量，且结香6个月的通体香沉香药材可满足《中国药典》的要求［5］，结香20个月的沉香品质不低于野生沉香［6］。

苄基丙酮和倍半萜类化合物被认为是沉香挥发油的主要成分［2］。1963年，印度学者Maheshwari M L从沉香（A.malaccensis）中分离得到3个倍半萜类化合物，随后国内外学者对沉香化学成分开展了大量的研究。迄今，已从沉香中分离鉴定出69个倍半萜类化合物以及少量芳香族化合物［7－8］。其中，苄基丙酮、沉香螺旋醇、马兜铃烯、愈创木醇和白木香醛为沉香挥发油的特征性成分，已被用于沉香或沉香挥发油的品质评价［9－11］。

作者从广东和海南4个白木香“通体结香技术”结香示范基地取样，对4批通体香沉香药材的挥发油成分进行分析，并与《中国药典》一部（2010年版）规定的对照药材进行比较，从而评价通体香沉香药材的品质。

1 实验

1.1 材料

分别在海南和广东的4个白木香“通体结香技术”结香示范基地各随机砍伐2棵胸径为10～15cm的已结香的白木香树，经中国医学科学院药用植物研究所魏建和研究员鉴定为白木香［Aquilaria sinensis（Lour.）Spreng］，按照《中国药典》一部（2010年版）［1］和DB 46／T 257－2013［12］的要求剖取沉香药材，同一产地的沉香药材记为同一批，沉香样品信息见表1，凭证标本保存于中国医学科学院药用植物研究所海南分所南药化学实验室标本库。

1.2 试剂与仪器

沉香对照药材（批号121222－201102），中国食品药品检定研究院；正己烷，天津科密欧化学试剂有限公司；无水硫酸钠，广州市化学试剂厂。

7890A型气相色谱－5975C型质谱联用仪，美国安捷伦科技有限公司；挥发油提取装置。

表1 抽检沉香药材信息Tab.1 Information of the sampling agarwood

1.3 挥发油的提取

取通体香沉香药材粉碎后过26目筛，取50g沉香粉末置于1 000mL的圆底烧瓶中，加入500mL蒸馏水浸泡过夜；安装水蒸气蒸馏装置，通入冷凝水，并从水蒸气蒸馏装置上方加入2mL正己烷［13］；加热至沸腾，保持沸腾6h后，停止加热；冷却，收集有机溶剂层，并用少量正己烷清洗挥发油收集器内壁数遍，收集、合并；无水硫酸钠干燥，过滤；挥干正己烷，置于干燥器中干燥过夜，称量，计算通体香沉香药材中挥发油含量（挥发油质量占粉末样品质量的百分比）。

1.4 GC－MS分析

以色谱纯正己烷将挥发油溶解后，采用石英毛细管气相色谱质谱联用仪分析。色谱条件：色谱柱为HP－5MS石英毛细管柱（5%Phenyl Methyl Silox，30 m×250μm，0.25μm）；进样口温度240℃；柱温50℃保持1min，以15℃·min－1升至140℃并保持1min，然后以1℃·min－1升至160℃并保持2min，最后以18℃·min－1升至250℃；载气为氦气，流速为1mL·min－1；进样量1μL；分流比20∶1。质谱条件：EI－MS，离子阱温度230℃，四级杆温度150℃，接口温度260℃，质量范围40～300amu。对照药材（CK）和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油总离子流色谱见图1。

1.5 化合物鉴定

经GC－MS分析后，通过MSD化学工作站，结合NIST11质谱图库对沉香挥发油各组分质谱数据进行检索与定性，并按峰面积归一化法计算各组分的相对含量。

图1 沉香挥发油总离子流色谱Fig.1 Total ion chromatograms of agarwood essential oil

2 结果与讨论

2.1 沉香药材中挥发油的含量

实验发现，A、B、C、D 4批通体香沉香药材所得挥发油为黄色液体，气味芳香、浓郁，香味独特，含量分别为0.28%、0.19%、0.36%和0.30%。由于目前市售沉香对照药材CK规格仅为1g，样品量有限，无法采用常规的水蒸气蒸馏装置测出其挥发油含量。

2.2 沉香挥发油的化学成分（表2）

由表2可知，从CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油中均鉴定出了38个成分。对照药材CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材中所鉴定成分相对含量总和分别为93.98%、93.59%、97.53%、91.37%和95.62%。其中，benzylacetone（苄基丙酮）在CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油中的相对含量分别为0.39%、0.50%、0.31%、0.29%和0.32%；agarospirol（沉香螺旋醇）在CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油中的相对含量分别为2.85%、2.21%、4.03%、1.22%和1.58%；aristolene（马兜铃烯）在CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油中的相对含量分别为3.69%、3.05%、6.52%、2.74%和4.37%；guaiol（愈创木醇）在CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油中的相对含量分别为9.24%、9.17%、18.25%、6.98%和11.29%；baimuxinal（白木香醛）在CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油中的相对含量分别为4.98%、9.49%、5.66%、8.68%和6.79%。该5个特征性成分相对含量之和在CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油中的相对含量分别为21.15%、24.42%、34.77%、19.91%和24.35%。所鉴定的38个成分中有36个是倍半萜类化合物，其在CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油中的相对含量之和分别为93.03%、92.73%、96.68%、90.31%和94.79%。

表2 沉香挥发油的化学成分及其相对含量／%Tab.2 Chemical constituents and their relative contents of agarwood essential oil／%

2.3 讨论

4批采用“通体结香技术”在白木香树上生产的通体香沉香药材挥发油含量为0.19%～0.36%。其中，A和D分别采自海南琼中和广东化州，结香时间均为12个月，其挥发油含量分别为0.28%和0.30%，二者差异不大；采自海南海口结香时间为15个月的样品B的挥发油含量为0.19%，而采自广东廉江结香11个月的样品C的挥发油含量高达0.36%，二者差异较大。该4批抽检沉香样品来自4个不同产地，结香时间不等，其挥发油含量高低与结香时间长短并无正向相关性，其原因可能与其产地、气候以及树木种质等因素有关，后续将对此进行深入研究。

从CK和A、B、C、D 4批通体香沉香药材挥发油中均鉴定出了38个化学成分，但是各化学成分在不同样品中的相对含量存在差异。其中，通体香沉香药材B和D的挥发油中倍半萜类化合物相对含量之和分别为96.68%和94.79%，略高于对照药材；而A和C的挥发油中倍半萜类化合物相对含量之和分别为92.73%和90.31%，略低于对照药材。可见，4批通体香沉香药材挥发油中倍半萜类化合物相对含量之和略高或略低于对照药材。结香时间为15个月的样品B中倍半萜类化合物相对含量之和最高，而结香时间为11个月的样品C中倍半萜类化合物相对含量之和最低。因此，结香时间可能是影响通体香沉香药材倍半萜类化合物相对含量高低的主要原因。

苄基丙酮、沉香螺旋醇、马兜铃烯、愈创木醇和白木香醛等5个特征性成分在不同品质沉香样品中的相对含量存在差异，因此，可通过比较特征性成分含量高低评价不同沉香样品的品质［9－11，14］。结果表明，结香时间为15个月的样品B中5个特征性成分的相对含量之和为34.77%，高于对照药材的21.15%；结香时间为11个月的样品C中5个特征性成分的相对含量之和为19.91%，低于对照药材；而结香时间为12个月的样品A和D与对照药材CK中5个特征性成分的相对含量之和相近。因此，若延长结香时间，可望增加特征性成分在通体香沉香药材中的累积量，从而获得更高品质的沉香。

3 结论

采用水蒸气蒸馏法提取4批通体香沉香药材的挥发油，并用GC－MS对挥发油成分进行分析。结果表明，从4批样品的挥发油中均鉴定出38个成分，其相对含量总和分别为93.59%、97.53%、91.37%和 95.62%；5个特征性成分的相对含量之和为24.42%、34.77%、19.91%和24.35%；结香12个月的通体香沉香药材挥发油的总挥发性成分与特征性成分的相对含量与沉香对照药材相近，结香15个月的通体香沉香药材挥发油的总挥发性成分与特征性成分的相对含量超过对照药材。

［1］ 国家药典委员会.中华人民共和国药典（一部）［M］.2010版.北京：中国医药科技出版社，2010：172.

［2］ CHEN H Q，YANG Y，WEI J H，et al.Comparison of compositions and antimicrobial activities of essential oils from chemically stimulated agarwood，wild agarwood and healthy Aquilaria sinensis（Lour.）Gilg trees［J］.Molecules，2011，16（6）：4884－4896.

［3］ 黄俊卿，魏建和，张争，等.沉香结香方法的历史记载、现代研究及通体结香技术［J］.中国中药杂志，2013，38（3）：302－306.

［4］ 张争，杨云，魏建和，等.白木香结香机理研究进展及防御反应诱导结香假说［J］.中草药，2010，41（1）：19－21.

［5］ LIU Y Y，CHEN H Q，YANG Y，et al.Whole－tree agarwood－inducing technique：An efficient novel technique for producing highquality agarwood in cultivated Aquilaria sinensis trees［J］.Molecules，2013，18（3）：3086－3106.

［6］ ZHANG X L，LIU Y Y，WEI J H，et al.Production of high－quality agarwood in Aquilaria sinensis trees via whole－tree agarwood－induction technology［J］.Chinese Chemical Letters，2012，23（6）：727－730.

［7］ MAHESHWARI M L，JAIN T C，BATES R B，et al.Terpenoidsxli：Structure and absolute configuration ofα－agarofuran，β－agarofuran and dihydroagarofuran［J］.Tetrahedron，1963，19（6）：1079－1090.

［8］ NAEF R.The volatile and semi－volatile constituents of agarwood，the infected heartwood of Aquilariaspecies：A review［J］.Flavour and Fragrance Journal，2011，26（2）：73－89.

［9］ 黄圣卓，赵友兴，梅文莉，等.沉香属的化学分类学研究［J］.热带亚热带植物学报，2013，21（3）：273－280.

［10］ NOR AZAH M A，CHANG Y S，MAILINA J，et al.Comparison of chemical profiles of selected gaharu oils from peninsular Malaysia［J］.The Malaysian Journal of Analytical Sciences，2008，12（2）：338－340.

［11］ 林峰，戴好富，王辉，等.两批接菌法所产沉香挥发油化学成分的气相色谱－质谱联用分析［J］.时珍国医国药，2010，21（8）：1901－1902.

［12］ DB 46／T 257－2013，白木香通体结香树木剖香技术规程［S］.

［13］ 刘朋朋，潘激扬，林青华，等.东北刺人参挥发油化学成分分析［J］.天津中医药，2012，29（5）：481－483.

［14］ TAJUDDINA S N，MUHAMAD N S，YARMO M A，et al.Characterization of the chemical constituents of agarwood oils from Malaysia by comprehensive two－dimensional gas chromatography－time－of－flight mass spectrometry［J］.Mendeleev Communications，2013，23（1）：51－52.