湘产石菖蒲不同部位挥发性成分的GC-MS分析*

赖利平，罗 露，李玲惠，左 湘，王 智，文睿丁，刘 存，龚力民

（1.湖南食品药品职业学院，湖南 长沙 410000；2.湖南中医药大学药学院创新药物研究所中国-巴基斯坦中医药民族医药研究国际合作基地，湖南 长沙 410208；3.湖南湘枳生物科技有限责任公司，湖南 澧县 415500）

石菖蒲（Acorus tatarinowii Schott），属天南星科、菖蒲属禾草状多年生草本植物。石菖蒲早在西周时期《周礼·仪礼》中即以“昌本”之名记载[1]，而医药著作中最早见于东汉《神农本草经》[2]：“味辛，温。主治风寒湿痹，咳逆上气，开心孔，补五脏，通九窍，明耳目，出音声。久服轻身，不忘，不迷惑，延年。”入药时记作“菖蒲”。东晋《肘后方》[3]记载：“捣昌蒲生根，绞汁灌之立差。”《重庆堂随笔》[4]云：“石菖蒲，舒心气、畅心神、怡心情、益心志，妙药也，清解药用之，赖以祛痰秽之浊而卫宫城，滋养药用之，借以宣心思之结而通神明。”可见石菖蒲根茎作为药用部位用于老年痴呆、抑郁、癫痫、中风失语、耳鸣耳聋等病症。现代药理学研究证实了石菖蒲具有多种药理作用，如：对神经系统具有兴奋、抑制双向调节作用；在心血管系统方面具有降血压、抗心肌肥厚、抗血栓、保护心血管作用；还有提高免疫力、安胎等作用[2]。其药理作用有效成分主要为挥发油，其中以α-细辛醚和β-细辛醚含量最多，越来越多的研究已经证实它们在神经系统、心血管系统以及免疫系统中的显著作用，尤其在抗神经系统疾病的研究中与黄芩苷和黄芩素都有神经保护作用[5]，α-细辛醚和β-细辛醚已经引起国内外学者的高度重视[6-8]。但实际上植物不同部位对于化学物质的富集程度是不同的，并且中药为了便于运输贮藏，多以干品入药。将鲜药做成干药时，除水分散逸外，其有效成分如挥发油可能会有不同程度的损失[1]。

气相色谱-质谱法（GC-MS）是分离和检测复杂化合物的最有力工具之一[9]，具有高分辨能力、高灵敏度和分析快速的特点，其应用广泛，如在植物挥发油检测分析中的研究以及医药、环保、农药等领域[10]。因此，本实验采用水蒸气蒸馏法[11-12]提取不同产地、不同部位的湘产石菖蒲挥发油，通过GC-MS分析得出新鲜根茎与干燥根茎、石菖蒲叶的挥发油成分及含量，并做出比较与分析，望对石菖蒲后续的进一步研究有所帮助。

1 试药与仪器

1.1 试药 长沙县产石菖蒲新鲜根茎（批号：2020120110）及石菖蒲叶（批号：2020120215）、澧县产石菖蒲新鲜根茎（批号：2020120105）及干燥根茎（批号：2020120311），经湖南中医药大学药学院中药鉴定教研室龚力民副教授鉴定为正品。

1.2 仪器GC-MS-QP2010气相色谱质谱联用仪（日本岛津公司）；色谱柱为DB-5石英毛细管柱（60.0m×0.25 mm，0.25 μm）；1 000 mL圆底烧瓶；挥发油提取器；球形冷凝管；电热套。

2 方 法

2.1 样品准备 根茎样品处理：取长沙县产石菖蒲新鲜根茎48.05 g、澧县产石菖蒲新鲜根茎99.19 g，洗净去杂，切碎后放入圆底烧瓶中备用。叶样品处理：取长沙县产石菖蒲叶73.50 g，洗净去杂，切碎后放入圆底烧瓶中备用。干燥根茎样品处理：取澧县产石菖蒲新鲜根茎113.94 g，使用干燥箱及打粉机干燥打粉后得13.93 g，放入圆底烧瓶中备用。

2.2 挥发油提取方法 将各组样品放入圆底烧瓶中，加入600 mL蒸馏水与玻璃珠数粒，振摇混合，浸泡1 h，连接挥发油测定器与冷凝管，自冷凝管上端加水，使其充满挥发油测定器的刻度部分并流入烧瓶时为止。置电热套缓缓加热至沸，并保持微沸5 h至测定器中油量不再增加，停止加热，放置15 min以上。收集挥发油，得浅黄色挥发油，低温密封备用。

2.3 GC-MS分析

2.3.1 气相色谱条件DB-5石英毛细管柱（60.0 m×0.25 mm，0.25 μm）；采用柱程序升温，初始温度为60℃，以8℃/min的速率升至180℃，保持5 min，再以2℃/min的速率升至200℃，保持5 min，再以5℃/min的速率升至240℃，保持10 min；进样口温度为250℃，载气为氦气（纯度99．999%）；柱内载气体积流量为1 mL/min；柱前压为123.2 kPa；分流比为1.5∶1；进样量为1.5 μL。

2.3.2 质谱条件EI离子源，电子能量为70 eV，扫描范围为35～650 amu，离子源温度为200℃，接口温度为250℃，检测器电压为1.1 kV。

3 结 果

按上述实验条件对石菖蒲挥发油进行GC-MS分析，样品总离子流图见图1，从澧县新鲜石菖蒲根茎中提取出32种化合物，澧县干燥石菖蒲根茎中提取出31种化合物，长沙县新鲜石菖蒲根茎中提取出26种化合物，长沙县新鲜石菖蒲叶中提取出48种化合物。表1为各样品所含各成分的含量对比。

图1 样品总离子流图

表1 各样品成分含量对比 （%）

续表1：

4 讨 论

本研究从澧县新鲜石菖蒲根茎挥发油中检测出32种化合物，澧县干燥石菖蒲根茎挥发油中检测出31种化合物，长沙县新鲜石菖蒲根茎挥发油中检测出26种化合物，长沙县新鲜石菖蒲叶挥发油中检测出48种化合物，其中ɑ-细辛醚含量最高。对于ɑ-细辛醚在挥发油中占比，澧县干燥石菖蒲根茎（97.15%）＞澧县新鲜石菖蒲根茎（96.31%）＞长沙县新鲜石菖蒲根茎（81.60%）＞长沙县新鲜石菖蒲叶（60.08%）。由此可见，干燥根茎和新鲜根茎的ɑ-细辛醚在挥发油中占比差距很小，仅0.84%。本研究发现，长沙县石菖蒲根茎ɑ-细辛醚在挥发油中占比低于澧县，张影等[13]对安徽省不同产地的3批石菖蒲采用GC-MS法测定其ɑ-细辛醚的平均含量为5.62%；韩建卫等[13]使用GS-MS法对江苏省产的石菖蒲挥发油进行分析，发现ɑ-细辛醚占挥发油相对含量为4.73%。所以笔者认为石菖蒲挥发油中ɑ-细辛醚含量受地理环境因素影响较大。本研究发现仅长沙县石菖蒲叶中含有β-细辛醚，占其挥发油的5.85%。安徽省不同产地的3批石菖蒲挥发油中β-细辛醚平均含量为52.67%，而江苏省产的石菖蒲挥发油中β-细辛醚含量为46.59%[13-14]。ɑ-细辛醚与β-细辛醚药理作用相似，都能通过血脑屏障发挥在中枢神经系统上的药理作用[14]，如改善认知障碍和神经保护作用，β-细辛醚在抗抑郁上有显著的药理作用。而对于其他挥发油成分，如β-石竹烯（3.24%）、γ-桉叶油醇（6.76%）等具有芳香气味的化学成分仅长沙县石菖蒲叶中含有。

综上所述，石菖蒲的药效活性物质为ɑ-细辛醚，两个产地的石菖蒲根茎挥发油中含量都很高，且干燥和新鲜根茎差距很小，由于地理环境因素的影响，澧县石菖蒲根茎中ɑ-细辛醚含量高于长沙县。石菖蒲叶中ɑ-细辛醚在挥发油中占比低于根茎，所以最好以根茎作为入药部位，但也不能低估石菖蒲叶的药用价值，并且石菖蒲叶中也具有根茎所没有的挥发油成分。本研究结果对于天然产物不同部位挥发油化学成分的研究具有重要的意义，尤其是为石菖蒲的进一步开发利用提供了参考依据。