GC-MS法分析透骨香根和茎叶中挥发性成分的差异

蒲健 晏婷 蒯晴叶 王爱民 郑林 李勇军 黄勇

中圖分类号 R282 文献标志码 A 文章编号 1001-0408（2020）14-1695-05

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2020.14.06

摘 要 目的：比较透骨香根和茎叶中挥发性成分的差异。方法：采用水蒸气蒸馏法提取透骨香根和茎叶的挥发油，并用气质联用技术对其化学成分进行分析，使用美国国家标准与技术局2011标准质谱图库进行检索，选择匹配度高于80的色谱峰，结合相关文献进行鉴定，并通过峰面积归一化法计算各化学成分的相对百分含量。结果：从透骨香根挥发油中分析检测出95个色谱峰，鉴定出54种化学成分，占根挥发性成分总含量的82.35%，其中相对含量较高的成分有水杨酸甲酯（20.30%）、棕榈酸（19.86%）、亚油酸（9.26%）、菲（4.37%）等;从透骨香茎叶挥发油中分析检测出69个色谱峰，鉴定出46种化学成分，占茎叶挥发性成分总含量的97.10%，其中相对百分含量较高的成分有水杨酸甲酯（86.72%）、棕榈酸（2.60%）、亚麻酸（1.25%）等。两者均含有烯烃类、酯类、酸类等共有成分16个。结论：透骨香根和茎叶中挥发性成分主要为酯类和酸类，二者成分种类有一定的相似性，但根中酸类成分含量较高、茎叶中酯类成分含量较高。

关键词 透骨香;根;茎叶;挥发性成分;水蒸气蒸馏法;气质联用技术

Difference Analysis of Volatile Components in Roots， Stems and Leaves of Gaultheria yunnanensis by GC-MS

PU Jian1，YAN Ting2，3，KUAI Qingye2，3，WANG Aimin3，ZHENG Lin3，LI Yongjun4，HUANG Yong3（1. Guizhou Yibai Pharmaceutical Co.， Ltd.， Guiyang 550008， China; 2. School of Pharmacy， Guizhou Medical University， Guiyang 550004， China; 3. Guizhou Provincial Key Laboratory of Pharmaceutical Preparations/State Key Laboratory of Medicinal Plant Efficacy and Utilization， Guizhou Medical University， Guiyang 550004， China; 4. Education Ministry Engineering Research Center for the Development and Application of Ethnic Medicine and TCM， Guizhou Medical University， Guiyang 550004， China）

ABSTRACT   OBJECTIVE： To compare the volatile components extracted from the roots， stems and leaves of Gaultheria yunnanensis. METHODS： Steam distillation method was used to extract the volatile oils from roots， stems and leaves of G. yunnanensis. Chemical constituents were analyzed by GC-MS. NIST 2011 standard mass spectral library was adopted to select the chromatographic peak with a matching degree higher than 80， and combined with relevant literatures for identification. Relative percentages of chemical constituents were calculated by peak area normalization. RESULTS： Totally 95 chromatographic peaks were detected in valatile oil from the roots of G. yunnanensis and 54 chemical constituents were identified， accounting for 82.35% of the total content of root volatile components. The constituents with relatively high content were methyl salicylate （20.30%）， n-hexadecanoic acid （19.86%）， （Z，Z）-9，12-octadecadienoic acid （9.26%）， phenanthrene （4.37%） and so on. Totally 69 chromatographic peaks were detected in volatile oil from the stems and leaves of G. yunnanensis and 46 chemical constituents were identified， accounting for 97.10% of the total content of volatile components in stems and leaves. The constituents with relatively high content were methyl salicylate （86.72%）， n-hexadecanoic acid （2.60%）， （Z，Z，Z）-9，12，15-octadecatrienoic acid （1.25%） and so on. Both of them contained 16 common constituents such as alkenes esters， acids and so on. CONCLUSIONS： The chemical constituents of volatile oils extracted from the roots， stems and leaves of G. yunnanensis are mainly esters and acids. The components are similar to each other， but the contents of acids in the roots and esters in the leaves and stems are higher.

KEYWORDS   Gaultheria yunnanensis; Roots; Stems and leaves; Volatile components; Steam distillation; GC-MS

透骨香来源于杜鹃花科（Ericaceae）白珠树属植物滇白珠[Gaultheria yunnanensis（Franch.）Rehd.]，主要分布于我国云南、贵州、四川、广西等地。该药性平、味辛，具有清热解毒、活血祛瘀、祛风除温、降气平喘等功效，可用于治疗眩晕、风寒感冒、咳嗽哮喘、闭经、风湿痹症、跌扑肿痛等症[1]。我国苗族、白族、纳西族、布依族、彝族等9个少数民族均有以透骨香入药的情况[2-3]。以该药为主药的民族药成方制剂有“金骨莲胶囊”“复方透骨香药乳”“清痹通络药酒”等[4]，但其中透骨香的药用部位较为混乱。透骨香在《中华本草（苗药卷）》、《贵州省中药材、民族药材质量标准》（2003年版）、《云南省中药材标准（第2册彝族药）》中均有收载，但药用部位不尽相同，其中《中华本草（苗药卷）》收载的药用部位为“全株或根”[5]，《贵州省中药材、民族药材质量标准》（2003年版）收载的药用部位为“全株”[6]，《云南省中药材标准（第2册彝族药）》收载的药用部位为“茎叶”[7]。挥发油是透骨香的主要化学成分类型之一[8]，鉴于其药用部位不尽相同的现状，且目前尚未见关于透骨香不同药用部位挥发性成分比较研究的文献报道，本研究拟采用气质联用技术（GC-MS）分析透骨香根和茎叶中挥发性成分的差异，旨在为有效开发利用透骨香药材资源提供数据参考。

1 材料

1.1 仪器

GC7890A-MS5975C型GC-MS仪（美国Agilent公司）;揮发油提取器、圆底烧瓶、水蒸气蒸馏装置、JP-3000型中药粉碎机均购自永康市久品工贸有限公司;98-1-B型电子调温电热套（天津市泰斯特仪器有限公司）;MTN-2800D型氮吹仪（天津奥特赛奥斯仪器有限公司）。

1.2 药品与试剂

透骨香药材（批号：TGX20170617）由贵州益佰制药股份有限公司提供，经贵州中医药大学药学院魏升华教授鉴定为杜鹃花科白珠树属植物滇白珠[G. yunnanensis（Franch.）Rehd.]的干燥全草;正己烷、无水硫酸钠等其余试剂均为分析纯，水为超纯水。

2 方法与结果

2.1 透骨香根和茎叶挥发油的提取与处理

分别称取干燥透骨香根、茎叶各300 g，粉碎后分别置于圆底烧瓶中，加水2 100 mL，使用2015年版《中国药典》（四部）中“挥发油测定法”项下的仪器装置[9]，加入正己烷5 mL后，将该装置和蒸馏装置连接，采用水蒸气蒸馏法[9]蒸馏6 h，收集正己烷层，经无水硫酸钠脱水干燥后，收集有机层，于4 ℃下以6 000 r/min离心6 min，取上清液，用氮气流吹干，再用正己烷稀释至2 mL ，密封，置于-20 ℃下保存。

2.2 GC-MS条件

2.2.1 GC条件 色谱柱：DB-5 MS毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），升温程序：60 ℃保持2 min，以5 ℃/min升温至270 ℃，再以10 ℃/min升温至315 ℃，保持5 min;进样口温度：250 ℃;载气：氦气;载气流速：1 mL/min;进样模式：不分流进样;进样量：1 μL。

2.2.2 MS条件 电子轰击离子源;离子源温度：230 ℃;四极杆温度：150 ℃;接口温度：280 ℃;电子能量：70 eV;扫描范围：30～400 amu;溶剂延迟时间：3.5 min;扫描模式：全扫描模式。

2.3 透骨香挥发性成分分析

取“2.1”项下透骨香根和茎叶挥发油各1 μL，按“2.2”项下GC-MS条件进样测定，记录色谱图。使用美国国家标准与技术局（NIST） 2011标准质谱图库进行检索，选择匹配度高于80的色谱峰，结合相关文献[10]对图谱进行解析，确定各化学成分，并采用峰面积归一化法计算各成分的相对百分含量。透骨香根和茎叶中挥发性成分的总离子流图见图1，其组成见表1。

从透骨香根挥发油中检测出95个色谱峰，鉴定出其中54种化学成分，占根挥发性成分总含量的82.35%，分别为：烯烃类8种（2.66%）、酯类3种（21.79%）、杂环类1种（0.26%）、酮类3种（3.07%）、酸类8种（38.26%）、苯环类13种（11.34%）、醛类4种（0.96%）、醇类4种（2.85%）、烷烃类10种（1.16%）。其中，相对百分含量较高的挥发性成分有：水杨酸甲酯（20.30%）、棕榈酸（19.86%）、亚油酸（9.26%）、菲（4.37%）、十二烷酸（2.69%）、芴（2.41%）等。

从透骨香茎叶挥发油中检测出69个色谱峰，鉴定出其中46种化学成分，占茎叶挥发性成分总含量的97.10%，分别为：烯烃类2种（0.08%）、酯类9种（88.14%）、杂环类1种（0.98%）、酮类2种（0.37%）、酸类7种（5.27%）、苯环类5种（0.36%）、醛类4种（0.70%）、醇类5种（0.57%）、烷烃类11种（0.63%）。其中，相对百分含量较高的挥发性成分有：水杨酸甲酯（86.72%）、棕榈酸（2.60%）、亚麻酸（1.25%）等。

2.4 透骨香根和茎叶挥发性成分比较

2.4.1 共有成分 透骨香根和茎叶挥发油中共有成分16个，分别占根或茎叶挥发性成分总含量的48.87%和91.30%。其中，共有烯烃类1种，相对百分含量分别为1.20%、0.03%;酯类2种，相对百分含量分别为20.49%、87.05%;酸类4种，相对百分含量分别为24.97%、3.51%;苯环类2种，相对百分含量分别为0.98%、0.11%;醛类1种，相对百分含量分别为0.20%、0.07%;醇类1种，相对百分含量分别为0.71%、0.12%;烷烃类5种，相对百分含量分别为0.32%、0.41%。

2.4.2 独有成分 与透骨香茎叶挥发性成分比较，透骨香根独有的挥发性成分有38种，占根挥发性成分总含量的33.48%，其中烯烃类7种（1.46%）、酯类1种（1.30%）、杂环类1种（0.26%）、酮类3种（3.07%）、酸类4种（13.29%）、苯环类11种（10.36%）、醛类3种（0.76%）、醇类3种（2.14%）、烷烃类5种（0.84%）。与透骨香根挥发性成分比较，透骨香茎叶独有的挥发性成分有30种，占茎叶挥发性成分总含量的5.80%，其中烯烃类1种（0.05%）、酯类7种（1.09%）、杂环类1种（0.98%）、酮类2种（0.37%）、酸类3种（1.76%）、苯环类3种（0.25%）、醛类3种（0.63%）、醇类4种（0.45%）、烷烃类6种（0.22%）。

对比根和茎叶中挥发性成分发现，两者均含有较多的酯类（21.79%、88.14%）、酸类（38.26%、5.27%）成分;两者主要成分的种类具有一定的相似性，都含有水杨酸甲酯（20.30%、86.72%）、棕榈酸（19.86%、2.60%），且上述两种成分在挥发性成分总含量中所占比例均较大，但在根和茎叶中的含量具有明显差异。根中酸类成分的含量较茎叶高，茎叶中酯类成分的含量较根高。根和茎叶中均含有烯烃类、酯类、杂环类、酮类、酸类、苯环类、醛类、醇类、烷烃类成分;根和茎叶中相同挥发性成分的相对百分含量分别为48.87%、91.30%。

3 讨论

透骨香具有抗炎镇痛、抑菌、抗氧化、调节胃肠功能、治疗呼吸系统疾病和眩晕等广泛的药理作用，且毒性较低、安全性较高[11]。本研究发现，水杨酸甲酯是透骨香根和茎叶挥发油的主要成分，其相对百分含量分别为20.30%、86.72%。水杨酸甲酯为无色或带淡黄色的液体，有特殊的香气，味甜而辣[8]。该化合物具有解热镇痛、抗风湿等功效，其不仅是透骨香挥发油中的主要成分，也是白珠树属植物挥发油中的主要成分和特征性成分，含量极高;同时其还是透骨香治疗风湿性关节炎的主要药效物质[10，12];还有研究報道，水杨酸甲酯可能是抑制金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠埃希菌和变形杆菌的主要药效成分[4，13]，采用水杨酸处理过的棉叶喂食，能抑制棉蚜的生长发育，其作用机制与激发防御性蛋白酶、苯丙氨酸酶（PAL）、天然多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）等酶的表达有关[14]。

在透骨香根和茎叶中都含有酸类化合物，如棕榈酸、油酸、亚油酸等脂肪酸类成分。研究发现，脂肪酸类化合物有较强的抗氧化作用，且兼具调节血脂、软化血管、降低血压、抗血小板聚集、促进微循环等活性[15-16]。该类化合物存在于透骨香的根和茎叶挥发油中，在根中相对百分含量较高，达38.26%。其存在对于评价透骨香挥发性成分整体功效具有一定意义，也具有一定的药用价值。透骨香根和茎叶中还含有较多的苯环类成分，这些化学成分可能是透骨香的香味来源。透骨香根和茎叶中还含有含量较低的烯烃类成分，如石竹烯，具有局麻、抗炎、驱蚊虫、抗焦虑、抗抑郁作用[17]。

综上所述，透骨香根和茎叶中挥发性的成分主要为水杨酸甲酯和棕榈酸，且含量极高。在根和茎叶的16种相同挥发性成分中，水杨酸甲酯在根中占20.30%，在茎叶中占86.72%，说明茎叶中的主要挥发性成分为水杨酸甲酯，具有解热镇痛、抗风湿等多种药理作用;棕榈酸在茎叶中占2.6%，而在根中占19.86%，说明根中的主要成分是水杨酸甲酯和棕榈酸，具有降血脂、抗动脉粥样硬化、抗血小板聚集及抗血栓形成作用。同时，根和茎叶中还含有丰富的其他活性物质，如棕榈油酸、油酸 、石竹烯等，但这些成分含量较低，且两部位含量差异大。由此可知，透骨香根和茎叶的挥发性成分有明显差异;虽然主要挥发性成分相似，但其含量有所不同。此外，透骨香根和茎叶挥发油中含有多种香料原料或药用活性物质，具有较高的工业价值和药用价值，阐明其所含化学成分能为透骨香药材药用部位的筛选及药材炮制等研究提供一定的试验依据和参考，透骨香药材提取所得挥发油的化学成分及其相关药理作用还有待进一步考察。

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（收稿日期：2020-02-13 修回日期：2020-06-04）

（编辑：邹丽娟）