不同产地姜黄挥发油的化学成分及其抗氧化活性

2016-06-01晏小霞王茂媛王清隆王建荣王祝年李万蕊

中成药 2016年5期

羊　青，晏小霞，王茂媛，王清隆，王建荣，王祝年*，李万蕊

（1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，农业部华南作物基因资源与种质创制重点开放实验室，海南儋州571737；2.海南大学园艺园林学院，海南海口570228）

羊青1，晏小霞1，王茂媛1，王清隆1，王建荣1，王祝年1*，李万蕊2

摘要：目的对不同产地姜黄挥发油成分及其抗氧化活性进行比较。方法气相色谱-质谱联用（GC-MS）法对挥发油化学成分进行分析，DPPH法对其抗氧化活性进行测试。结果四川、海南、泰国和越南产的姜黄挥发油中分别鉴定出31、33、26和25种化学成分，分别占总含有量的74.215％、66.618％、64.055％和66.748％。其中，共有成分11个，主要包括芳姜黄酮、α-姜黄酮、芳姜黄烯、姜烯、β-倍半水芹烯、β-红没药烯、（+）-α-大西洋（萜）酮等。而且，4个产地的姜黄挥发油均表现出一定的抗氧化活性，依次为海南>四川>泰国>越南。结论不同产地姜黄挥发油的化学成分和抗氧化活性均有显著差异。

关键词：姜黄；挥发油；化学成分；抗氧化活性；GC-MS法；DPPH法

姜黄为姜科姜黄属植物姜黄Curcuma longa L.的根茎，产自我国台湾、福建、广东、广西、云南、西藏等地，而且在东亚及东南亚广泛栽培［1］，为药食两用植物，目前已用于食品、香精、化妆品和医药等行业。中医认为，姜黄具有活血、散瘀、疏肝解郁的功效，可用于治疗胸胁刺痛、闭经、风湿疼痛等［2］，其含有多种成分，主要为姜黄素类化合物和挥发油，此外还有糖、甾醇等，其中姜黄挥发油具有多种功效，如抑菌、抗炎、抗氧化、抗癌等［3-6］。目前，国内对其化学成分的研究主要集中在国产姜黄上［7-10］，也有关于印尼和印度产者［9，11］，但鲜见泰国、越南等东南亚国家产者的报道。近年来，市场上东南亚进口姜黄的价格远高于国产，这可能是由于其品质不同所导致的，由于姜黄挥发油是姜黄的主要有效成分之一，故研究该成分含有量及药理活性在国内外的差异对姜黄品质的评价具有一定参考价值。

本实验以四川（主产区）、海南、泰国、越南产的姜黄为对象，采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）法对不同产地姜黄挥发油的化学成分进行分析，并采用DPPH法对其进行体外抗氧化活性检测，以期对该植物的品质评价提供一定科学依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器 Agilent HP6890/5975C GC/MS联用仪；ZB-5MSI 5％phenyl-95％dimethylpolysiloxane（30 m× 0.25 mm×0.25 μm）弹性石英毛细管柱；UV-2100紫外-可见分光光度计（日本岛津公司）。

1.2 材料姜黄根茎购自海南省儋州市两院广安堂药品超市，产地分别为四川乐山、泰国和越南；海南产姜黄采自中国热带农业科学院南药种质圃，所有药材经中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所王祝年研究员鉴定，均为姜黄Curcuma longa L.的根茎。DPPH（美国Sigma公司）。无水乙醇为分析纯（广州化学试剂公司）。

2 方法

2.1 挥发油测定方法采用水蒸气蒸馏法，按《中国药典》2010年版一部挥发油测定法（附录XD甲法）提取挥发油［2］。姜黄干粉经水蒸汽蒸馏6 h后收集挥发油，为黄色液体，含有量计算公式为挥发油含有量=［读取的挥发油体积（mL）/姜黄粉末质量（g）］×100％［12］。

2.2 GC-MS分析 GC条件为柱温50℃（保留1 min），以5℃/min速率升至280℃，保持2 min；气化室温度250℃；载气为高纯He（99.999％）；载气体积流量1.0 mL/min；进样量1 μL。

MS条件为EI电离方式（离子源），电子能量70 eV；离子源温度230℃；电子倍增器电压1 871 V；质量扫描范围20～550 amu，扫描方式为全扫描。

通过HPMSD化学工作站，结合Nist05和Wiley质谱图库进行鉴定，峰面积归一化法计算各化学成分在挥发油中的相对含有量。

2.3 抗氧化活性测试无水乙醇将姜黄挥发油配制成5个质量浓度梯度（3、6、12、25、50 mg/mL），将DPPH配制成6.5×10-5mol/L溶液，在试管1中加入2.5 mL DPPH溶液及0.5 mL无水乙醇，混匀；在试管2中加入2.5 mL DPPH溶液及0.5 mL供试品溶液，混匀；在试管3中加入2.5 mL无水乙醇及0.5 mL供试品溶液，混匀。各试管反应30 min后，在517 nm波长下测定吸光度值（Ao、Ai、Aj），同法配制各个梯度，每个吸光度平行3次，每个梯度测试3组，取平均值，计算相应的DPPH清除率，计算公式为清除率=［1 -（Ai-Aj）/Ao］×100％。

以DPPH清除率为纵坐标，供试品溶液质量浓度（mg/mL）为横坐标得到曲线，计算出DPPH清除率达50％时样品的质量浓度，即半数清除率（IC50）。

3 结果与讨论

3.1 不同产地姜黄挥发油的化学成分提取四川、海南、泰国和越南产姜黄中的挥发油，对提取时间、粉碎粒度、料液比、浸泡时间4个因素进行正交试验，优选出最佳提取工艺参数。将挥发油进行GC-MS分析，测得不同产地姜黄挥发油的总离子流图（图1）。结果，不同产地姜黄挥发油均为黄色液体，其中四川和海南产者颜色较浅，而泰国和越南产者较深，均具有典型的姜黄气味，含有量分别为8.0％、7.0％、9.5％、9.0％，均符合《中国药典》中姜黄挥发油含有量不得少于7.0％的规定［2］，其中泰国产者含有量最高，其次是越南，而且国产均低于进口。从市场价格上看，东南亚进口姜黄的价格远高于国内市场，可能与挥发油含有量有关。

4个产地姜黄挥发油中共鉴定出50种化合物，其中四川、海南、泰国和越南产者分别鉴定出31、33、26和25种，分别占总含有量的74.215％、66.618％、64.055％和66.748％，主要均为倍半萜和单萜类化合物，具体见表1。其中，共有成分11个，主要为芳姜黄酮、α-姜黄酮、芳姜黄烯、姜烯、β-倍半水芹烯、β-红没药烯、（+）-α-大西洋（萜）酮等。国内（四川和海南）产者成分较为相近，共有成分为30种，而国外（泰国和越南）产者为22种。姜黄挥发油中的特征性成分为姜黄酮，包括芳姜黄酮、α-姜黄酮和β-姜黄酮，国内（四川和海南）产者均检测出芳姜黄酮和α-姜黄酮，但未检测出β-姜黄酮，总姜黄酮含有量分别为57.863％和44.053％；国外（泰国和越南）产者均检测出3种姜黄酮成分，总姜黄酮含有量分别为53.984％和56.458％。比较国内广西、江西、贵州等地姜黄挥发油的化学成分发现，贵州、四川和海南产者成分较为相似，主要为芳姜黄酮、α-姜黄酮、β-红没药烯、姜烯和芳姜黄烯等；泰国和越南产者的主要成分为芳姜黄酮、α-姜黄酮、β-姜黄酮、罗勒烯和石竹烯氧化物等。从姜黄油特征性成分姜黄酮的相对含有量来看，4个产地都很高，即均具有较好的品质。国产与进口姜黄挥发油化学成分的差异较大，故可根据不同要求来选择药材原料，另外不同产地该成分的组分及含有量也有显著差异，可能与各地气候环境、土壤状况、日照强度、栽培条件等因素有关［13］。

图1　不同产地姜黄挥发油GC-MS总离子流图

表1　不同产地姜黄挥发油的化学成分及相对含有量

续表1　

3.2 不同产地姜黄挥发油的抗氧化活性（图2）由图可知，4个产地挥发油均表现出一定的抗氧化活性，清除率均随着其质量浓度的升高而增大，IC50值分别为31.1、21.7、33.9和39.3 mg/mL，即海南产者IC50值最小，抗氧化能力最强，其次是四川、泰国，而越南最弱。国产姜黄挥发油的抗氧化活性均高于进口，与其含有量成反比关系，并且与挥发油主要成分芳姜黄酮的相对含有量也成反比关系，可能是多成分共同作用的结果，具体需作进一步分析。

4 结论

本实验采用水蒸气蒸馏法提取四川、海南、泰国和越南4个产地的姜黄挥发油，GC-MS法对其化学成分进行研究，发现不同产地姜黄挥发油的含有量及成分差异较大，国产低于东南亚进口。其中，四川和海南产者分别鉴定出31和33种成分，而且较为相近，共有成分为30种；泰国和越南产者分别鉴定出26和25种成分，共有成分为22种，与国产差异较大，表明产地对姜黄挥发油成分的影响很大。采用DPPH法对其进行抗氧化活性测试，发现4个产地的姜黄挥发油均表现出一定抗氧化活性，清除率均随其质量浓度的升高而增大。其中，活性最强的是海南，其次是四川、泰国，而越南最弱。