中药干姜挥发油化学成分的GC-MS分析 ①

张国裕，李淑贤

(佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007)

干姜为植物姜(Zingiber officinale Rosc)的干燥根茎。其挥发油中含有姜烯、水芹烯等多种成分[1]。干姜中挥发油成分，含量都会根据产地、干燥程度、加工方法、炮制等多种因素的不同而受到一定的影响[2～3]。在此我们采用的是四川干姜。干姜性温、辛，多用于温中散寒、温肺化饮，燥湿消痰、回阳通脉等效果。现代药理和临床研究表明，干姜在临床的应用中在抗肿瘤、抗炎抑菌、镇吐止呕改善心血管系统和抗氧化等方面具有良好作用，但是其机制尚不明确[4]。对干姜挥发油成分的提取与分析对其在临床上的应用，在与其他药物配伍时能够发挥更佳的疗效提供一定的数据支撑。例如最早在《伤寒论》中提到的干姜黄芩黄连人参汤和半夏泻心汤为黄连-干姜的配伍提供了一定的理论基础，两药一寒一热，相互制约，共奏调理肠胃，消痞除满之效[5]。本文将阐述干姜挥发油中的化学成分的分析和鉴别两个方面。

1 材料与仪器

7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪(美国安捷伦科技有限公司)；挥发油提取器(天津泰斯特仪器有限公司)；正己烷和无水硫酸钠均为分析纯(广州化学试剂厂)；干姜药材(购自佳木斯市药材公司)，经佳木斯大学药学院杜娟副教授鉴定，为干姜科植物姜(Zingiber officinale Rosc)的干燥根茎。

2 方法

2.1 挥发油成分的提取

将干姜样品粉碎，过40目筛，精密称取干姜粉末各50g，加8倍量蒸馏水浸泡12h，药粉混合装入1000mL圆底烧瓶中，参照《中国药典》(2015版)一部附录“挥发油提取法”甲法进行提取，连接挥发油测定器与回流冷凝管，然后进行水蒸气蒸馏，并保持微沸约6h，至测定器中油量不再增加为止，停止加热。按规定操作，用吸管取出挥发油，用无水硫酸钠干燥，挥发油呈淡黄色的透明液体。

2.2 色谱条件

色谱柱：HP-5MS石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；载气为氦气(99.999 %)；载气流速为1.0mL/min；检测器温度250℃；无分流进样；进样口温度260℃；柱温采取程序升温：起始温度为60℃柱温，恒温3min，以5℃/min速率升至120℃，再以10℃/min速率升至260 ℃，恒温15min；样量1μL。

2.3 质谱条件

电离方式为电子轰击离子源(EI)；电子能量为70eV；传输线温度280℃；离子源温度230℃；四级杆温度为150℃；质量扫描范围为50～650amu；数据采集扫描模式为全扫描；溶剂延迟3min。

3 实验结果

按照上述测试条件下通过采用GC-MS，获得提取物的相关化学成分。对GC-MS联用仪得到提取物中相应的色谱和质谱数据进行分析，通过对总离子流图扫描得出的质谱图，再结合NIST08谱库、干姜挥发油相关文献、人工分析确定其化学成分，采用峰面积归一化法对其相对百分含量测定。干姜的总离子流图(TIC)见图1。干姜挥发油中主要化学成分分析见表1。

图1 干姜挥发油的总离子流图

表1 干姜挥发油化学成分分析

4 讨论

应用GC-MS联用技术分离鉴定，得到的质谱与数据库进行检索比对，结合相关的文献，人工图谱解析，从中鉴定出54种化合物成分，占总峰面积的57%，其主要成分为α-古芸烯、β-柏木烯、罗汉柏烯、β-芹子烯、(1R)-(+)-反式-异柠檬烯、α-愈创木烯、正辛醛、正辛酸、α-水芹烯，分别占其挥发油总量的25.50%、12.40%、10.94%、6.57%、3.04%、2.03%、1.24%、1.19%、1.18%。在主要成分中大部分为萜类化合物，其中α-水芹烯、(1R)-(+)-反式-异柠檬烯属于单环单萜类化合物，α-古芸烯、β-柏木烯、罗汉柏烯、α-愈创木烯属于倍半萜类化合物，β-芹子烯属于双环倍半萜类化合物。根据色谱数据显示，在干姜挥发油的化学成分中相对含量高于0.1%的化学成分有69种。α-古芸烯具有镇静心神，稳定情绪的功效。罗汉柏烯对祛风除湿，解毒疗疮有一定的作用。α-水芹烯是水芹烯的异构体，天然存在于桉叶油、月桂油、小茴香油、榄香油等植物油中。呈无色至微黄色油状液体。α-水芹烯在主要成分中含量较少，但发现α-水芹烯对圆弧青霉和灰霉均存在不同浓度的抑制作用，α-水芹烯对圆弧青霉的最小抑菌浓度为170μL/L，最小杀菌浓度为180 μL/L[6]，而且α-水芹烯可以抑制人体肝肿瘤细胞的细胞增殖。细胞死亡的机制可能涉及坏死或自噬，但不涉及凋亡。对于α-水芹烯的研究不够透彻，我们可利用化学全合成或半合成的方法对其进行结构改造，使其药理作用得到加强，此数据可为后续干姜作为药对的配伍研究提供一定理论基础。