基于GC-MS法分析比较四种苍术和白术挥发油成分的异同

2020-10-29姜宇珺马善鹏徐小颖张北雪

亚太传统医药 2020年10期

逄健，姜宇珺，马善鹏，徐小颖，张北雪，才谦

(辽宁中医药大学药学院，辽宁大连 116650)

2015年版《中国药典》“苍术”项下收录的苍术为菊科植物茅苍术Atractylodeslancea(Thunb.)DC .或北苍术Atractylodeschinensis(DC.)Koidz.的干燥根茎，具有燥湿健脾、祛风散寒、明目等功效。“白术”项下收录的白术为菊科植物白术AtractylodesmacrocephalaKoidz.的干燥根茎，具有健脾益气、燥湿利水、止汗、安胎等功效[1]。朝鲜苍术和关苍术虽未被《中国药典》收载，但是在民间，传统上将分布于北方地区的关苍术和朝鲜苍术的根茎作为北苍术药用。但有研究发现，关苍术的化学成分与茅苍术和北苍术有较大差别，但与白术较相似，且在日本就是将关苍术作为白术使用，对朝鲜苍术的研究则较少。那么，关苍术和朝鲜苍术到底是该作为苍术使用还是作为白术使用目前还不是很明确。苍术和白术中均含有挥发油类成分，挥发油在抗胃溃疡[2]、调节胃肠运动[3]、抗炎[4]、镇痛、镇静、抗病毒、抗缺氧[5-6]以及治疗泌尿生殖系统疾病等方面有显著疗效[7-8]，现代药理研究逐渐向抗癌等热点方向发展[9]。本文采用GC-MS技术分析茅苍术、北苍术、关苍术、朝鲜苍术和白术挥发油中化学成分的组成，从挥发油的角度明确四种苍术和白术的异同。

1 材料与试剂

1.1 仪器

气相色谱-质谱联用仪(美国安捷伦科技有限公司)；挥发油提取装置；电子调温电热套(天津市泰斯特仪器有限公司)；DF-20台式连续投料粉碎机(温岭市林大机械有限公司)。

1.2 药材

关苍术A.japonica.和北苍术A.Chinesis.采自辽宁宽甸，朝鲜苍术A.coreana.采自辽宁清原，茅苍术A.lancea.采自湖北英山，白术A.macrocephala.采自浙江新昌，以上植物均为当地农户栽培，均经辽宁中医药大学中药鉴定教研室李峰教授鉴定，分别为菊科植物茅苍术、北苍术、朝鲜苍术、关苍术和白术的根及根茎。

1.3 试剂

无水硫酸钠，其他试剂均为分析纯。

2 实验方法

2.1 挥发油提取

取四种苍术和白术饮片，粉碎，过二号筛，按照《中华药典》2010版一部挥发油测定(附录X D)项下甲法提取挥发油，称取本品50 g，置于圆底烧瓶中，加10倍量的水，加热回流提取至挥发油器中油量不再增加，用无水硫酸钠干燥，精密吸取四种苍术和白术挥发油100 μL，分别置于5 mL量瓶中，采用正己烷稀释至刻度，摇匀，备用。

2.2 GC-MS分析条件

色谱条件：DB-5MS柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，以高纯氦为载气，流速为1 000 μL/min。程序升温：柱起始温度为50 ℃，保持3 min，以10 ℃/min的升温速率升至290 ℃；汽化室温度：250 ℃。

质谱条件：离子源选用EI源，电子能量70ev，离子源温度为200 ℃，质量扫描范围45～650 m/z；挥发油供试品进样量为1 μL。

2.3 挥发油成分分析

分别取四种苍术和白术的挥发油供试品溶液各1 μL，按上述实验条件进行GC-MS分析，得到四种苍术和白术挥发油的总离子流图，见图1。

2.4 聚类分析

应用HemL1.0软件对四种苍术和白术检识出的化合物数据进行处理，所得热图见图2。

注：MCZ：茅苍术；BCZ：北苍术；GCZ：关苍术；BZ：白术；CXCZ：朝鲜苍术

表1 四种苍术和白术挥发油化学成分分析结果

续表1

3 实验结果

各色谱峰经气质工作站NIST质谱数据库系统和标准图库检索，并参照相关文献进一步确认挥发油的化学成分，按色谱峰面积归一化法计算各成分的相对百分含量，结果显示，茅苍术挥发油成分以茅术醇和β-桉叶醇为主，二者相对含量分别为33.427%、34.368%，共占挥发油的67.79%；北苍术挥发油成分以β-桉叶醇、苍术酮和奈嵌苯酮为主，三者相对含量分别为 10.847%、19.938%、17.925%，共占挥发油的48.71%；朝鲜苍术挥发油成分以β-榄香烯和奈嵌苯酮为主，二者相对含量分别为14.946%、60.62%，共占挥发油的75.57%；关苍术挥发油成分以苍术酮和2(3H)-Naphthalenone，4，4a，5，6，7，8-hexahydro-4a，5-dimethyl-3-(1-methylethylidene)-，(4ar-cis)为主，二者相对含量分别为48.427%、11.883%，共占挥发油的60.26%；白术挥发油成分以苍术酮为主，相对含量占挥发油的49.73%。结果见表1。

4 讨论

采用GC-MS法分析四种苍术和白术的挥发油化学成分，对得到的化合物进行总结比较。四种苍术和白术挥发油中共鉴定出74个化合物：茅苍术挥发油中共鉴定出25个化合物，其中9个化学成分在其余药材挥发油中未检出；北苍术挥发油中共鉴定出32个化合物，其中10个化学成分在其余药材挥发油中未检出；朝鲜苍术挥发油中共鉴定出24个化合物，其中9个化学成分在其余药材挥发油中未检出；关苍术挥发油中共鉴定出31个化合物，其中14个化学成分在其余药材挥发油中未检出；白术挥发油中共鉴定出18个化合物，其中5个化学成分在其余药材挥发油中未检出。四种苍术和白术的挥发油成分具有一定的相似性，其中组成和含量上的差别可能是四种苍术和白术功效差异的原因之一。

本实验通过水蒸气蒸馏法提取挥发油，在挥发油的提取过程中可发现北苍术和朝鲜苍术的挥发油颜色明显深于其他三种术类药材，北苍术呈现棕黄色，朝鲜苍术呈现深棕色，而其他苍术和白术的挥发油呈橙黄色，颜色不同反映出各挥发油中化学成分组成及各成分比例的不同。通过GC-MS法首次从北苍术和朝鲜苍术挥发油中分析鉴定出奈嵌苯酮类化合物。奈嵌苯酮为黄棕色物质，是一种高效的Ⅱ型光敏剂，可用于医药、染料或者机能性高分子及有机感光材料的重要中间体[10]。经查阅相关文献和资料[11-12]，以萘嵌苯酮为母核的Phenylphenalenone类植物抗毒素对多种香蕉病害有防治作用，可进一步研究其作为植物杀虫剂的药用价值。

应用HemL1.0软件对四种苍术和白术检识出的化合物数据进行聚类分析，结果表明，关苍术和白术的挥发油成分更相似，朝鲜苍术自成一组，与其他四种药材有明显区别，这可能与萘嵌苯酮在朝鲜苍术挥发油中占比过高有关。