林下西洋山参与园地栽培西洋参的挥发性成分测定

林红强，谭静，王涵，吴福林，董庆海，李平亚，刘金平

（吉林大学药学院天然药物研究中心，长春 130021）

西洋参为五加科人参属植物西洋参（PanaxquinquefoliumLinn.）的根，俗称花旗参[1]，原产于北美，出口国际市场近300年[2]。西洋参性凉，味甘、微苦，归心、肺、肾经，具有补气养阴、清热生津之功效[3]。与园地栽培的西洋参不同，野生西洋参总皂苷含量更高[4]，且含有更多的三七皂苷R1和三七皂苷Rw2[5]。Wang JR等[6]发现，野生西洋参中人参皂苷Rd含量低于Rg1含量。由于掠夺性采挖，导致野生西洋参的资源骤然下降。为弥补野生西洋参资源的不足，“野生模拟”森林播种西洋参的方法应运而生，即在山林野生状态下播种西洋参，使其在山林野生状态下自然生长，以期待林下西洋山参可以作为野生西洋参的替代品[7]。随着栽培技术的日益成熟，林下西洋山参的研究日益增多[8，9]，由于利益驱使，一些不法商贩开始以西洋参的人工栽培品种冒充林下品种进行销售。本试验拟采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HSSPME-GC-MS）技术对25年生林下西洋山参和6年园地栽培的西洋参进行挥发性成分的测定和其化学组成的鉴定，目的是填补林下西洋山参挥发性成分研究的空白，同时也为2种不同生长环境的西洋参的鉴别提供科学数据。

1 仪器与材料

1.1 仪器

固相微萃取装置、聚二甲基硅氧烷/聚乙烯苯（PDMS/DVB）萃取纤维头（涂层厚度65m）（美国Supelco公司）；5975-6890N气相色谱-质谱联用仪（美国Agilent公司）；FA1104N型电子分析天平（上海菁华科技仪器有限公司）。

1.2 材料

新鲜25年生林下西洋山参和6年生园地栽培西洋参均采自吉林省抚松县，由吉林大学天然药物研究中心李平亚教授鉴定为林下西洋山参（Mountain-cult ivated americanginseng，McAG）和园地栽培西洋参（Garden-cultivated americanginseng，GcAG）。

2 方法

2.1 顶空固相微萃取技术与条件

取新鲜西洋参样品各0.50g，精密称定，置15mL顶空瓶中，PDMS/DVB固相微萃取头于60℃下萃取60min，取出后立即将萃取针插入气相色谱仪进样口，于260℃解吸3min，不分流进样。

2.2 气相色谱-质谱（GC-MS）分析条件

G C条件 色谱柱：H P-3 5气相毛细管柱（30m×0.25mm，0.25m）；进样口温度：260℃；载气：高纯氦气（纯度99.99%）；流速：1mL/min；程序升温：初始温度60℃3min，以2℃/min升温至120℃，而后将升温速度控制在10℃/min至200℃，最后以15℃/min升温至280℃。

MS条件 离子源：EI；离子源温度：230℃；电子轰击能量：70eV；采集模式：全扫描；质量扫描范围：m/z20～600；扫描速度：150u/s。

2.3 成分分析

3 结果与讨论

从McAG和GcAG 2种西洋参样品中共鉴定了89个化学成分，主要为萜类、酯类、酮类、醛类、烷烃和芳香烃类化合物。从结果可知，林下西洋山参中鉴定出的萜类成分均为倍半萜类化合物，含量可占总挥发性成分的84.16%；园地栽培西洋参中除含有4个单萜化合物外，其余萜类成分也均为倍半萜类化合物（占总成分的81.52%）；而其他各类成分的含量均较低。

林下西洋山参总离子流图中共出现 68个色谱峰，鉴定出其中54个化学成分，占总挥发性成分的97.04%。在鉴定出的化合物中，含量较高的包括（E）--金合欢烯（66.09%）、-没药烯（3.98%）、-烯（3.44%）、3-羟基-2-丁酮（2.36%）、辛醛（2.21%）、苯甲醛（1.78%）、蒎烯（1.70%）、白菖烯（1.55%）、-人参烯（1.48%）和顺式--没药烯（1.39%）等，同时，还检测到 3-羟基-2-丁酮（2.36%）、3，3，7，7-四甲基-5（-2-甲基-1-丙烯基）-三环〔4.1.0.0（2，4）〕庚烷（2.00%）、顺式--没药烯（1.39%）、-广藿香烯（0.82%）和姜黄烯（0.76%）等29个特有成分（占总成分的10.30%），这些特有成分在园地栽培西洋参中未检测到。

园地栽培西洋参中共出现76个色谱峰，鉴定出其中60个化学成分，占总挥发性成分的85.99%。其中，含量较高的成分有（E）--金合欢烯（50.30%）、-没药烯（12.24%）、-倍半水芹烯（5.35%）、白菖烯（2.98%）、二氢姜黄素（2.94%）、-烯（1.43%）等，同时，也检测到二氢姜黄素（2.94%）、（+）--长叶蒎烯（0.68%）-新丁香三环烯（0.59%）和（Z）--金合欢烯（0.48%）等35个特有成分（占总成分的8.18%），这些特有成分在林下西洋山参中未检测到。

在McAG和GcAG中还鉴定出（E）--金合欢烯（McAG：66.09%；GcAG:50.30%）、-没药烯（McAG：3.98%；GcAG:12.24%）、-荜澄茄烯（McAG：3.44%；GcAG：1.43%）和白菖烯（McAG：1.55%；GcAG：2.98%）等 25个共有成分（占总成分的 86.74%、77.81%）。2种样品的成分分析结果见表1，二者的总离子流图见图1、图2。

表1 林下西洋山参和园地栽培西洋参样品的挥发性成分的鉴定结果Tab.1 Volatile components of McAG and GcAG

续表1

续表1

续表1

图1 林下西洋山参挥发性成分总离子流图Fig.1 Total ion current of volatile components in McAG

图2 园地栽培西洋参挥发性成分总离子流图Fig.2 Total ion current of volatile components in GcAG

4 讨论

本研究首次采用 HS-SPME-GC-MS法对25年生林下西洋山参和6年生园地栽培西洋参中的挥发性成分进行了研究。

对于挥发性成分，2种西洋参的共同点在于：1）挥发性成分均以倍半萜类化合物成分为主，其中（E）--金合欢烯的含量均最高，与文献报道的其它参的主要挥发性成分相似[10～12]。2）均含有（E）--金合欢烯（McAG：66.09%，GcAG：50.30%）、-没药烯（McAG：3.98%，GcAG：12.24%）、-荜澄茄烯（McAG：3.44%，GcAG：1.43%）和白菖烯（McAG：1.55%，GcAG：2.98%）等25个共有成分，分别占McAG、GcAG总成分的86.74%和77.81%。

2种西洋参的不同点在于：1）25生林下西洋山参中未检测到单萜类化合物，6年生园地栽培西洋参中检测到4个单萜类化合物。2）McAG中鉴定出3-羟基-2-丁酮（2.36%）、3，3，7，7-四甲基-5（-2-甲基-1-丙烯基）-三环〔4.1.0.0(2，4)〕庚烷（2.00%）、顺式--没药烯（1.39%）、-广藿香烯（0.82%）和姜黄烯（0.76%）等29个特有成分，占总成分的10.30%。3）GcAG中鉴定出二氢姜黄素（2.94%）、（+）--长叶蒎烯（0.68%）-新丁香三环烯（0.59%）和(Z)--金合欢烯（0.48%）等35个特有成分，占总成分的8.18%。

另根据文献报道，倍半萜类化合物具有较好的抗肿瘤、抗炎、抗菌消炎、抗神经毒性等药理作用[13]，（E）--金合欢烯又可作为大量物种的报警信息素[14]，可对这些化合物进行进一步的深入研究。

通过测定McAG和GcAG的挥发性成分，填补了McAG中挥发性成分研究的空白，各差异性成分可为鉴别二者所需的特征性化合物提供理论支持与参考。