基于化学成分的国产姜黄属植物分类学研究

解放军第302医院（100039）朱姗薇 李永利 夏晖 郑绯 潘一敏 刘峰群

1 前言

姜黄属(Curcuma L.)为热带亚洲区系成分，全世界约70种，我国记录约20个分类群（含种、变种、栽培变种和可疑种等），常用中药郁金、姜黄和莪术分别来源于该属多种植物[1]。本文对国产姜黄属不同产地不同部位及不同年份来源的34个材料的姜黄素类和挥发油类成分进行了定量分析，建立了基于此分析结果的聚类谱系图，直观地展示了姜黄属不同分类群不同部分不同产地的化学差异及不同分类群的亲缘关系，为探讨姜黄属植物的化学差异性及其分类学意义提供了一定的参考。

2 化学成分分析

2.1 材料、仪器与试药 研究用材料共34个样品，来源于姜黄属（Curcuma L.）11个分类群种的不同产地不同部位不同时期。均由中药研究所肖小河研究员鉴定，见附表。仪器：751 G型分光光度计，上海分析仪器厂。薄层铺板器，四川省中药研究所。美国Beckman公司Biosys 510型高效液相色谱法，包括125/126泵，166检测器。试药：姜黄素对照品，购自中国药品生物制品检定所。硅胶G，购自青岛海洋化工厂。乙腈为色谱纯，水为重蒸水，其余试剂均为分析纯。

2.2 姜黄素类成分的含量测定 姜黄素（Curcumin）或总姜黄素（Curcuminoids）含量测定过去多采用在420 nm左右波长处测定吸收度的方法[2][3]。但该方法专一性较差，易受其它黄色素干扰，且不甚稳定。根据姜黄素类化合物在非水酸性介质中能与硼酸生成桔红色络合物并在512nm波长处有最大吸收度的特点[4]，采用薄层层析-分光光度法测定了样品地下部分姜黄素和总姜黄素的含量，另用高效液相色谱法测定了姜黄素的含量。

①色谱条件 美国Beckman公司Ultraspherc-ODS柱(4.6250mm，5m)；流动相为乙腈:水(含9.6%冰醋酸)45∶55；流速1ml/min；检测波长：254nm；灵敏度：0.05AUFS。

②标准曲线的建立 总姜黄素的标准曲线 精密称取姜黄素标准品0.04g置100 mL容量瓶中，加甲醇溶解并稀释至刻度。精密吸取姜黄素标准溶液0mL、0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL分别于10mL刻度试管中，加入1.2M硼酸甲醇液1.00mL，浓硫酸–冰醋酸(1∶1)3 mL，摇匀在室温放置10 min。再用甲醇稀释至8mL。以无姜黄素标准液者为空白，在512 nm波长处进行比色测定，得吸收度–百分含量标准曲线：Y=0.3838X–0.0026，相关系数r=0.9993。姜黄素的标准曲线 精密称取姜黄素对照品5mg置10 mL容量瓶中，用甲醇溶解，稀释至刻度。吸取0.5mL用甲醇定容于5mL容量瓶中，配制成0.05mg/mL的甲醇溶液。精密进样1、2、5、10、15和20 L，以所得姜黄素色谱峰的面积值与进样量（g）作图，求得回归方程为Y=0.1823 X-0.0806，r=0.9992，方法精密度试验结果为CV=1.63%(n=5)。

③样品测定及结果 总姜黄素的测定：称取一定量的样品细粉(过60目)于100 mL容量瓶中，加入甲醇适量浸渍1小时，然后以甲醇稀释至刻度，混匀，放置过夜。精密吸取浸提液1mL于10mL试管中，余下按标准曲线项下方法测定吸收度，并计算总姜黄素含量，结果见附表。平均加样回收率为99.5%（n=3）。姜黄素的测定：称取1g样品，用95%乙醇回流提取2次，每次20mL提取1小时，过滤，合并滤液，减压回收乙醇，浸膏用水20 mL溶解加于已预处理好的D101大孔吸附树脂(20g)，先用200 mL水冲洗，再用300 mL无水乙醇洗至无色，回收乙醇，然后定溶于10mL的容量瓶中。精密吸取5L注入液相色谱仪，依上述色谱条件进行测定，结果见附表，方法精密度试验结果为CV=1.63%(n=5)。

2.3 挥发油类成分的测定 称取样品粗粉(过10目筛)30g，照中国药典2005版一部附录XD挥发油测定项下的甲法操作，以水蒸气蒸馏法提取8h，收集挥发油部分，经无水硫酸钠脱水后，密封、暗处冷藏。计算挥发油含量，结果见附表。

附图 基于姜黄素类成分和挥发油的定量分析结果的聚类谱系图

3 聚类分析

采用聚类分析方法，建立基于姜黄素类成分和挥发油的定量分析结果的聚类谱系图，见附图。聚类分析采用SAS8.01统计软件计算，方法参见《Windows SAS 6.12&8.0 实用统计分析教程》一书，除特别说明外，计算时采用系统默认参数。由聚类谱系图可见34个材料能明显划分为3类。第1类：包括1、2、3、4、5、30、31、32、33和34号材料，即不同产地不同年份的姜黄C. longa的根茎(姜黄药材)。从有效组分看，源于C. longa根茎的姜黄药材含量最高，其挥发油含量7%，总姜黄素含量2%。由于姜黄素类见光不稳定，故贮藏时间长，含量下降明显，挥发油亦有损失。但不同产地及不同栽培方式的姜黄药材含量差异不显著。第2类：包括7、8和24号材料，即川姜黄C. longa cv. sichuanensis (川郁金C. sichuanensis)、川郁金C. longa cv. chuanyujin (川郁金C. chuanyujin) 和印尼莪术C. xanthorrhiza的根茎，挥发油含量5%～7%，姜黄素0.2%～0.5%。第3类：包括6、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、25、26、27、28和29号材料，该类挥发油均在4%以下(仅6号姜黄须根达4.25%)，姜黄素含量均在0.1%以下，甚至难以检出。

4 小结与讨论

4.1 姜黄素类化合物主要有姜黄素、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素[5]，三者的甲醇溶液的最大吸收度分别为424nm、418nm和412nm，三条曲线交叉点为418nm，大多采用在420或418nm波长处测定姜黄素含量，并在此基础上换算出总姜黄素含量。本文利用姜黄素类化合物在非水酸性介质中能与硼酸生成桔红色络合物并在518nm波长处有最大吸收度的性质，专一性强，能避免其它黄色素的干扰，稳定性好，所测结果比直接在420nm左右波长处测定能更真实地反映了各样品的实际姜黄素或总姜黄素含量。

4.2 姜黄素类化合物在姜黄属植物种间差异悬殊[6]。最高为姜黄C.longa根茎，含量均在2%以上；其次为印尼莪术C. xanthorrhiza、川姜黄C.longa cv.sichuanensis（川郁金C. sichuanensis）和川郁金C.longa cv.chuyujin（川郁金C. chuyujin），其含量为0.2%～0.5%；其余种类低于0.1%。同一种类不同部位姜黄素含量差异亦十分显著，C.longa的根茎均在2%以上，须根为0.488%，块根仅0.023%。此外，产地及贮存期不同，姜黄素含量亦不同。姜黄素遇光易分解，药材贮存期长，其姜黄素含量明显下降。

附表 姜黄属34个材料的姜黄素类成分含量（%）

4.3 对姜黄属不同产地不同部位及不同年份来源的34个材料的姜黄素类和挥发油类成分进行了定量分析[7]，建立了基于此分析结果的聚类谱系图，直观地展示了姜黄属不同分类群不同部分不同产地的化学差异及不同分类群的亲缘关系，探讨了姜黄属植物化学的差异性及其分类学意义。从这两大类成分看，11个分类群的根茎的有效组分含量可划为三个水平：姜黄C.longa>川郁金C.longa cv.Sichuanensis，黄白丝郁金C.longa cv.Chuanyujin，印尼莪术C.xanthorrhiza>其他类群；同一分类群的含量：根茎>须根>块根；贮藏时间长，含量下降明显。因此，姜黄素类化合物的含量可作为姜黄属植物的鉴别及药用的重要参考指标。