长白山原产地人参的气相色谱指纹图谱

王春云，闫新豪

（1. 张家口市产品质量监督检验所，河北 张家口 075000； 2. 汉中职业技术学院，陕西 汉中 723000）

长白山原产地人参的气相色谱指纹图谱

王春云1，闫新豪2

（1. 张家口市产品质量监督检验所，河北 张家口 075000； 2. 汉中职业技术学院，陕西 汉中 723000）

根据人参成分组成的特点，研究了人参的预处理方法、色谱柱的选择、色谱仪柱温的设定程序对指纹图谱的影响。利用毛细管气相色谱法对人参指纹图谱研究最佳工作条件为：低沸点乙醚为提取溶剂，索氏提取器提取人参挥发油；选择聚二甲基硅氧烷毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；空气压力0.15 MPa，进样口150 ℃，分流比：1: 40，一阶程序升温30 ℃/min，升时7 min（至250 ℃）。通过毛细管气相色谱法，对不同种类人参的指纹图谱提取对比。

人参；毛细管气相色谱；指纹图谱；质量评价

最早关于人参的记载是在两千年前，名称源于中国术语，指的是根具有“人样”形状，对人类健康有益。在1761年在北美发现了人参物种。根据栽培分布，亚洲人参（Panax ginseng C.A.Meyer）和西洋参（Panaxquinquefolius）是众所周知的人参的两大类。其他类型的人参包括：人参（Panax japon icas），三七（Panaxnotoginseng），尼泊尔人参（Pan axpseudginseng），越南参（Panaxvietnamensis），矮人参（Panaxtrifolius）和西伯利亚人参（Eleutheroco ccussenticosus）。人参产地主要分布在中国，韩国，加拿大和美国。人参[Ginseng]多年生草本植物，色白皮细，味甘微苦，传统药物，尤其在增强人体抵抗力、抗疲劳、调节血压、抗肿瘤、抗癌、提高心脏机能等方面具有特别功效，并且是一种药食同材的食材，为居家煲汤滋补首选[1,2]。近年来，在美容业也暂露头角，人参提取液的抗皱、美白、滋润方面堪称护肤极品。人参产地主要分布在东北地区，其中以长白山野生山参最为珍贵，但是市面比较罕见，目前市场把人工种植的人参移植野外或野生人参移植田园的人参称为“山参”；“园参”是指人工养殖的人参；“生晒参”需要连须根全部挖出，去除泥污，清洗干净，自然晒干。由于市场混乱，导致人参价格差别很大，目前迫切需要简单有效的方法对人参的真伪优劣、产地、品种等进行鉴别。中药材的指纹图谱目前作为一种鉴别中药材的重要方法广泛应用于分析化学界，最近几年得到广泛认可并且迅速发展起来[3-5]。

指纹图谱技术有望形成标准方法对中药质量进行控制，从目前研究来看，采用指纹图谱鉴别中药材的优劣有独特优势，但是在中药指纹图谱的数据库完善方面还有待专业人士继续努力[6-8]。气相色谱是利用气体做流动相的物理分离方法，具有高灵敏度、分析效率高、高选择性、样品需求量少、分析速度快、适用范围广、操作简单、设备成本低等优点，尤其适用于热稳定性良好、有一定挥发性的气、液体[9-13]。本文以人参的药物成分和营养成分为依据，力求用最简单的样品处理方法，在最短时间内，最便捷的对各个不同种类、各个产地法人参进行气相色谱指纹图谱研究，能方便直观的辨别人参的产地、种类，为人参的指纹图谱数据库完善数据信息。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器

GC7890气相色谱仪（FID）；色谱工作站；AG-1605型空气泵； 5E52-2旋转蒸发器；2XZ-2型旋片式真空泵；鼓风式干燥箱；JK-ESS-3000B调温电热套；HNE-FP-AC超声振荡器；索氏提取器；微量进样器；电子天平。

1.1.2 试剂

乙醚；丙酮；人参（药店）；园参（吉业长白山丰融参茸）；山参（吉业长白山丰融参茸）。

1.2 实验条件

色谱柱：HP-1（30 m×0.25 mm×0.25μm）；检测器：FID；灵敏度：高；载气：H2；柱前压力：0.08 MPa；助燃气：压缩空气；空气压力：0.15 MPa；分流比：1: 40；升检测器温度：250 ℃；输出衰减：1；进样口温度：150 ℃；温程序：柱箱初温：50 ℃×0 min；升速：30 ℃；升时：7 min；（到260 ℃）；保持：1 min[14]。

1.3 人参样品的预处理

收集提取液于圆底烧瓶，在温度46 ℃（正负1℃）旋转回流4 h，收集上层清液。然后给烧瓶中加入50 mL乙醚溶液，回流4 h收集上层清液。第三次给烧瓶中加入50 mL乙醚溶液，回流4 h收集上层清液。将三次回流所得清液置于旋转蒸发仪中蒸发回流至为黄色液体时为止。即得人参挥发油[15]。

1.4 毛细管色谱柱的选择

根据相似相容原理对毛细管色谱柱进行选择。毛细管色谱柱大致主要可分为三类--极性色谱柱、非极性色谱柱、中等极性色谱柱。考虑人参挥发油的成分非极性物质居多，所以选择了聚二甲基硅氧烷毛细管色谱柱。故柱中成分流出顺序遵循沸点规律。柱尺寸为30 m×0.25 mm×0.25μm 。

2 结果与讨论

2.1 柱温的选择

首先采用恒温分析，观察人参挥发油中各成分分离的效果，并对比谱图中各成分在各不同温度下的分离效果。分别在260、200、160、120、80、60℃条件下分析人参挥发油的指纹图谱。由各恒温下的指纹谱图对比可得：在 260、200 ℃恒温时由于温度太高，挥发油中各组分都没有分离开，谱图中的峰很少。在 160、120 ℃恒温时，乙醚峰处有峰分离出来，分离效果不理想，在柱温 60 ℃时，组分分离效果较好。我们考虑人参挥发油组分比较复杂，恒温分析无法很好的分离所有组分，本实验决定采用升序升温的实验条件。

2.2 实验条件的优化

分别采用一阶程序升温、二阶程序升温程序的方法对人参挥发油进行分析，实验表明一阶程序升温分离效果较好，而且分离时间短，所以本实验采用一阶程序升温的方法[14,15]。

对四种一阶程序升温程序(见表 1)分别进行试验，谱图见（图1-4），实验表明程序一为最佳升温条件，大部分组分分离充分[16]。

表1 程序升温Table 1 Results of process

图1 程序升温一谱图Fig. 1 The GC chromatogram of process 1

图2 程序升温二谱图Fig.2 The GC Chromatogram of process 2

图3 程序升温一谱图Fig.3 The GC Chromatogram of process 3

图4 程序升温二谱图Fig.4 The GC Chromatogram of process 4

由以上图中可知：在图1中升速30 ℃/min、升时7 min（到250 ℃）时，两大峰分离效果非常好，且其后的一些小峰分离效果也很好。只是乙醚峰附近的一些小峰分离效果不是很好。在图2中升速20℃/min、升时11 min时，乙醚峰附近较图1中的分离效果明显改善，但乙醚峰后的大峰出现了前伸现象，其后的一些小峰分离效果较好。造成峰分离的原因可能是温度升的太慢。在图3、图4中升速15℃/min、升时14 in（到250 ℃）、升速10 ℃/min、升时21 min（到250 ℃）时，乙醚峰附近的组分分离效果非常理想，但后一大峰前伸现象太严重。所以，在一阶升温时，最佳升温速度应为30 ℃/min，升时7 min（到250 ℃）。采用二阶程序升温时，色谱条件设定为：柱箱温度40 ℃[17]。

表2 程序升温Table 2 Results of process

发现凡是采用二阶程序升温，乙醚峰附近的一些小峰虽然分离的较好。但是，乙醚后的大峰均出现了前伸现象。且柱箱温度为40 ℃和50 ℃时，峰分离效果没有太大的区别，所以柱箱起始温度设置为50 ℃,比较一阶程序和二阶程序发现一阶程序更加理想，所以本实验采用一阶程序升温的方法。

2.3 山参、园参的指纹图谱的对比

人参样品处理过程中使用了乙醚溶液，指纹图谱研究中需要去除乙醚的背景峰，在相同条件下对乙醚进行指纹图谱研究[17]。乙醚、人参的气相指纹图谱见图5-8。

此时，可对各人参图谱中的一些小峰进行对比。由图可见：山参挥发油中的峰最多，说明养植参的挥发油中的组分最多；而养殖参中的挥发油中的成分最少[16]。

3 结 论

本文根据人参成分组成的特点，研究了人参的预处理方法、色谱柱的选择、色谱仪柱温的设定程序对指纹图谱的影响。并对山参、园参及养植参的指纹图谱进行对比。利用毛细管气相色谱法，采集指纹图谱最佳工作条件为：低沸点乙醚为提取溶剂，索氏提取器提取人参挥发油；选择非极性色谱柱聚二甲基硅氧烷毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；空气压力0.15 MPa，进样口150 ℃，分流比：1: 40，一阶程序升温30 ℃/min，升时7 min（至250℃）。

实验结果表明，利用毛细管气相色谱对人参指纹图谱进行研究，样品预处理简单，用量少，实验周期短，分离效率高。

总之，在各成分不完全明确的前提下制定了各种人参的指纹图谱，对于有效鉴定各产地的人参具有重要的意义。目前，指纹图谱已成为一种鉴定的有效手段，而毛细管气相色谱法已成为指纹图谱研究的重要方法，可以预见，毛细管气相色谱法在指纹图谱测定中还有非常广泛的前景。

图5 乙醚的气相指纹图谱Fig.5 The GC Chromatogram of aether

图6 山参的气相指纹图谱（长白山）Fig.6 The GC Chromatogram of wild ginseng（Changbaishan）

图7 园参的气相指纹图谱 （长白山）Fig.7The GC Chromatogram of planting ginseng（Changbaishan）

图8 园参的气相指纹图谱（药店）Fig.8 The GC Chromatogram of planting ginseng(the pharmacy)

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GC Fingerprint of Ginseng From Changbai Mountain

WANG Chun-yun1, YAN Xin-hao2
（1. Zhangjiakou Products Quality Supervision and Inspection Institute,Hebei Zhangjiakou 075000, China；2. Hanzhong Vocational and Technical College,Shaanxi Hanzhong 723000, China）

According to the composition characteristics of ginseng, effect of pretreatment method, chromatographic column selection and chromatographic column temperature setting procedure on GC fingerprints of ginseng was investigated. The best process conditions for studying the fingerprint of ginseng by capillary gas chromatography were determined as follows: using low boiling point ether as extraction solvent, using Soxhlet extractor to extract ginseng essential oil, using non-polar column polydimethylsiloxane as capillary column（30 m×0.25 mm×0.25 μm）, air pressure 0.15 MPa, inlet temperature 150 ℃, split ratio 1: 40, program warming 30 ℃/min, the time 7 min (up to 250℃). At last,GC fingerprints of different kinds of ginseng were compared.

Ginseng;Gas chromatography; Fingerprint; Quality evaluation

O 657

A

1671-0460（2017）11-2389-04

2017-02-27

王春云（1981-），女，河北省张家口市人，工程师，硕士，2009年毕业于河北大学分析化学专业，研究方向：主要从事产品质量分析检测。E-mail：yunyun4415@163.com。