顶空固相微萃取气质联用分析干姜中挥发性成分

杨小金，王 奕*，卢金清

(1.武汉市中心医院 药学部，湖北 武汉 430014；2.湖北中医药大学，湖北 武汉 430065)



顶空固相微萃取气质联用分析干姜中挥发性成分

杨小金1，王 奕1*，卢金清2

(1.武汉市中心医院 药学部，湖北 武汉 430014；2.湖北中医药大学，湖北 武汉 430065)

目的：分析干姜中挥发性成分的化学组成。方法：采用顶空固相微萃取法(HS-SPME)萃取干姜中挥发性成分，并用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对干姜的挥发性成分进行分析。结果：从干姜中分离出51个色谱峰，鉴定了其中42个化合物，占挥发性成分总量的98.06%。干姜挥发性成分中含量最高为β-水芹烯(26.49%)和姜烯(15.61%)，其次为β-倍半水芹烯(6.84%)、(-)-莰烯(6.68%)、α-姜黄烯(5.66%)。结论：采用HS-SPME-GC-MS联用技术分析干姜中的挥发性成分，为干姜挥发性成分的研究及开发利用提供了科学依据。

干姜；挥发性成分；顶空固相微萃取；气相色谱-质谱联用

干姜为姜科植物姜ZingiberoffcinaleRosc.的干燥根茎[1]，其性辛热，归脾、胃、心、肺、肾经，具有温中散寒、回阳通脉、温肺化饮等功效，主治脘腹冷痛、呕吐泄泻、肢冷脉微、寒饮喘咳等症。干姜主产于四川、广东、湖北等地，其作为药食兼用的常用中药，在我国具有悠久的应用历史。药理学研究表明干姜具有镇痛消炎、抗血栓、抗凝血、降血脂、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、抗变态反应、镇吐、抗溃疡、促消化、保肝、止咳、止泻等作用[2-3]。干姜香气浓郁，具有丰富的挥发性成分，其挥发油具有抗炎镇痛、促进局部血液循环、改善心功能、抗缺氧、抗心衰等药理作用[4-5]。为此，本文采用固相微技术(SPME)萃取干姜中的挥发性物质，并用气相色谱-质谱(GC-MS)法对其挥发性化学成分进行分析。为干姜的开发与应用提供科学依据。

1 仪器与材料

6890/5973型气相-质谱-计算机联用仪(美国Hewlett-Packard公司)；手动固相微萃取进样装置(德国IKA公司)；ALC-210.2电子天平(德国Sartorius公司)；65μm 聚二甲基硅氧烷(PDMS/DVB)萃取纤维头(美国Supelco公司)；顶空瓶(15mL)；干姜药材来源于湖北天际中药饮片有限公司，经湖北中医药大学生药教研室鉴定为姜科植物姜ZingiberofficinaleRosc．的干燥根茎。

2 方法与结果

2.1 固相微萃取技术条件

取干姜样品0.5g，剪碎，置于配有聚四氟乙烯胶垫的固相微萃取仪顶空瓶中，用带有65μm PDMS/DVB萃取纤维头的手动进样器插入瓶内，100℃平衡10min，推出萃取头顶空萃取10min，取出，立即插入色谱仪进样口(温度230℃)；解吸3min；进样模式：不分流进样。

2.2 GC-MS条件

色谱条件：HP-5MS石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；程序升温：初始温度60℃，以5℃/min升温至90℃，再以10℃/min升温至180℃，保留2min；进样口温度：230℃；载气：氦气(99.999%)；载气流速：0.8mL/min。质谱条件：离子源：EI源；离子源温度：230℃；四级杆温度：150℃；电子能量：70eV；倍增管电压：1.2kV；接口温度：280℃；质量范围：35～550m/z。

2.3 结果

采用GC-MS联用仪分析干姜挥发性化学成分，共分离出51个峰，经化学工作站数据处理系统及用面积归一化法从其总离子流(图1) 中计算了各组分的相对百分含量，按各峰的质谱图经NIST谱库检索，并按各峰的质谱裂片图与文献资料核对，确定了其中42个组分，占挥发性成分的98.06%，结果见表1。

图1 干姜挥发性成分总离子流

3 讨论

实验结果表明，干姜中的挥发性成分主要包括单萜及倍半萜、烯烃、醛类、醇类、酯类、酮类及脂肪烃类化合物。其中β-水芹烯(26.49%)和姜烯(15.61%)含量最高，其次为β-倍半水芹烯(6.84%)、(-)-莰烯(6.68%)、α-姜黄烯(5.66%)和β-没药烯(4.60%)，上述化合物的含量占挥发性成分总量的65.88%。β-水芹烯具有特异香气，是一种重要的食用香料和高级香料的中间体，同时也是一种具有生物活性的天然杀虫剂[6]；姜烯主要分布于姜科植物根茎和姜科姜黄属植物中，具有多种生物活性，如抗病毒、抗溃疡和抗生育等，广泛应用于化妆品和香料工业[7]。

将表1中干姜的化学成分与相关文献[8-10]进行对比发现，本次实验所鉴定的化合物数量、成分及相对含量与文献报道均不相同，在实验中测得β-水芹烯的相对含量远高于文献值，另外首次从该植物挥发性成分中发现相关文献中未报道的成分有2-茨醇、(-)-α-荜澄茄油烯、顺式柠檬醛、δ-榄香烯、2-蒈烯、香叶醇和γ-萜品烯。化学成分及含量的差异可能与挥发性成分的提取方法、固相微萃取的条件等相关。固相微萃取(SPME)技术是一种新型的样品前处理技术，其萃取效果受萃取纤维头、萃取温度、萃取时间和样品的取样量等萃取条件的影响[11]，本实验前期对萃取条件进行了考察，最终确定了实验中的萃取条件。

与传统的水蒸气蒸馏法和超临界CO2萃取法相比，顶空固相微萃取技术具有加热时间短、萃取速度快、选择性好、富集效率高、样品取样量少等优点，其无需溶剂，对环境污染小，可作为样品中挥发性成分快速分析鉴定的首选方法。

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].I部.北京：中国医药科技出版社: 2010：13-14.

[2] 张明发,苏晓玲,沈雅琴.干姜现代药理研究概述[J].中国中医药科技,1996,3(2):46-48.

[3] 营大礼.干姜化学成分及药理作用研究进展[J].中国药房,2008,19(18):1435-1436.

[4] 龙全江,徐雪琴.干姜化学成分、药理作用及加工炮制研究文献分析[J].现代中药研究与实践,2015,29(1):82-83.

[5] 欧立娟,孙晓萍,刘启德,等.干姜、陈皮提取物对大鼠心肌缺血的影响[J].中药材,2009,32(11):1723-1726.

表1 干姜挥发性化学成分

[6] 任宇红,王宇晓.β-水芹烯的微波合成[J].林产化工通讯,2002,36(1):7-8.

[7] 王莉.从姜精油中快速分离姜烯[J].国外医药·植物药分册,1999,14(5):208.

[8] 赵宏冰,王志辉,何芳,等.姜不同炮制品的挥发油成分GC-MS分析[J].中药材,2015,38(4):723-726.

[9] 袁观富,韦杰,郑二丽,等.干姜和鲜姜水溶性风味物质的GC-MS研究[J].安徽农业科学,2014,42(34):12304-12306.

[10] 夏文,胡占兴,张明,等.姜酚胶丸与干姜的挥发油成分GC-MS对比分析[J].中南药学,2015,13(5):521-524.

[11] 谈金辉,刘文涵.新型的样品前处理技术——固相微萃取[J].理化检验——化学分册,2005,41(10):783.

(责任编辑：魏 晓)

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

杨小金(1988-)，男，武汉市中心医院药师，研究方向为中药制剂。

王奕(1967-)，女，武汉市中心医院主任药师，研究方向为医院药学。E-mail：wangyi199922@163.com

R284.1

A

1673-2197(2015)23-0021-03

10.11954/ytctyy.201523009