HS-SPME-GC-MS鉴别高良姜及大良姜
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摘要：采用顶空固相微萃取（HS-SPME）技术萃取高良姜及大良姜中的挥发性成分，并用气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术进行分析鉴定，再用面积归一化法计算各成分的相对含量。结果表明，两种药材共检测出128个峰，鉴定出69种成分。从高良姜中检测到61个峰，鉴定出44种成分，占挥发性成分总量的91.52%，主要成分有桉叶油醇、1，2，4a，5，6，8a-六氢-4，7-二甲基-1-（1-甲基乙基）萘、α-松油醇、塞瑟尔烯、1-石竹烯、β-蒎烯、2-茨酮等。从大良姜中检测到67个峰，鉴定出41种成分，占挥发性成分总量的78.29%，主要成分有β-倍半水芹烯、正十五烷、（E）-β-金合欢烯、1-石竹烯等。高良姜和大良姜在挥发性成分的组成和含量上有很大差异，两者不能混用。
关键词：高良姜;大良姜;顶空固相微萃取;气相色谱-质谱法;挥发性成分
中图分类号：O657.7+2;S567.9 文献标识码：A
文章编号：0439-8114（2020）01-0135-04
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.01.030 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Abstract： The volatile components of Alpinia officinarum and Alpinia Galanga were extracted by headspace solid phase microextraction （HS-SPME）， and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）， and the relative content of each component was calculated by the method of area normalization. The results showed that 128 peaks were detected， and 69 compounds were identified in two medicinal materials. In Alpinia officinarum， 61 peaks were detected， and 44 components were identified， which is account for 91.52% of the total volatile components. The main substances were1，2，4a，5，6，8a-Hexahydro-4， 7-dimethyl-1-（1-methylethyl）naphthalene， Eucalyptol， alpha-Terpineol， Seychellene， 1-Caryophyllene， beta-Pinene， （1r，4r）-（+）-campho， etc. 67 peaks were detected， and 41 components were identified from Alpinia Galanga， which is account for 78.29% of the total volatile components; the main substances were β-Sesquiphellandrene， Pentadecane， （E）-b-Farnesene， l-Caryophyllene. Composition and content of volatile components. The Composition and content of volatile components in Alpinia officinarum and Alpinia Galanga are very different， and they can not be mixed together.
Key words： Alpinia officinarum; Alpinia Galanga; HS-SPME; GC-MS; volatile components
高良姜为姜科植物高良姜（Alpinia officinarum）的干燥根茎，性辛热，归脾胃二经[1]。主要功效是暖胃止呕，驱散寒冷和缓解疼痛。常用于胃冷痛、胃冷呕吐、嗳气吞酸。主要生长于广东、广西、海南等地的山坡草地和灌木丛中[2]。现代药理研究表明高良姜具有抗氧化[3]、抗菌[4]、降血糖[5]、抗癌[6]、止呕[7]、抗溃疡[8]、促进渗透[9]等作用。如《太平惠民和剂局方》中的二姜丸，由高良姜和干姜组成主治心腹疼痛、脘腹冷痛等。高良姜的化學成分主要有挥发油、黄酮类、二芳基庚烷类、苯丙素等成分。大良姜为姜科植物大高良姜（Alpinia galanga）的干燥根茎。性辛温，归胃经，具有温胃止痛的功效，常用于心胃气痛，胃寒冷等症状。主要生长于中国台湾、广西、广东、云南等地的灌木丛中或者山野沟谷荫湿林下。其果实红豆蔻在《海药本草》《药性论》等中有记载，而作为大良姜的根茎未曾在古本草中记载，在《中国药典》中也无记载。
高良姜和大良姜在外形上十分相似，市面上有不少用较便宜的大良姜冒充高良姜。目前的文献记载，高良姜和大良姜的鉴别方式主要有性状、显微和理化鉴别等。这些方法虽然较简单且易操作，但对其鉴别存在局限性。也有采用紫外光谱鉴别[10]，但是操作较为繁琐，因此，寻找新的鉴定高良姜和大良姜的方法显得尤其重要。姜科植物中普遍含有较高含量的挥发油，目前国内外对高良姜的挥发油研究较多，但至今无高良姜和大良姜挥发性成分的对比研究，本研究首次运用HS-SPME-GC-MS技术对高良姜和大良姜挥发性成分进行对比分析，旨在为高良姜和大良姜的鉴别提供科学指导，为进一步开发利用高良姜和大良姜提供参考。 1 材料与方法
1.1 药材
高良姜药材在武汉聚草堂药业有限公司购买，大良姜药材在玉林市玉州区亨达中药材销售部购买。经湖北中医药大学生药教研室老师鉴定，分别为姜科植物高良姜的干燥根茎和姜科植物大高良姜的干燥根茎。
1.2 仪器
手动固相微萃取进样装置（德国，IKA公司）;Agilent6890/5973型气相-质谱-计算机联用仪器（美国，Hewlett-Packard公司）;65 μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS/DVB）萃取纤维头（美国，Supelco公司）;ALC-210.2型电子天平（北京，赛多里斯天平有限公司d=0.01 g），15 mL顶空瓶。
1.3 方法
1.3.1 顶空固相微萃取条件 综合考虑药物用量、提取温度、提取时间和解析时间等因素。确定顶空固相微萃取最佳条件为：称取高良姜粉末样品0.6 g，置于15 mL顶空瓶中，插入装有65 μm PDMS/DVB萃取纤维头的手动进样器，在120 ℃下平衡10 min后，再压缩手柄伸出萃取头萃取15 min，取出立即插入气相色谱仪器的进样口（230 ℃）解吸3 min，采取不分流进样的方法，每个样品重复检测2次。大良姜的试验条件同上。
1.3.2 GC-MS色谱与质谱条件
1）GC条件。色谱柱为HP-5MS石英毛细管柱（30 m×0.2 mm，0.25 μm）;载高纯He（99.999%）;流速1 mL/min;进样口温度230 ℃。升温程序从50 ℃开始，以10 ℃/min升至230 ℃。
2）MS条件。离子源EI源;离子源温度230 ℃;四级杆温度150 ℃;电离电压70 eV;扫描质量范围35～550 amu。
2 结果与分析
按照上述试验条件，采用HS-SPME-GC-MS对高良姜和大良姜挥发性成分进行检测分析，再经过化学工作站数据处理以及面积归一化法从各总离子流中计算各组分的相对百分含量，按照各峰的质谱图经NIST08质谱库检索从而确定各个组分。从高良姜中分离出了61种成分，占挥发油总量98.07%，鉴定出44种成分，占挥发油总量的91.52%。从大良姜中分离出了67种成分，占挥发油总量94.62%，鉴定出41种成分，占挥发油总量78.29%。两者共有的成分16种，分别为 （1R）-（+）-α蒎烯、莰烯、桉叶油醇、萜品烯、萜品油烯、葑醇、异龙脑、4-萜烯醇、α-松油醇、Fenchyl acetate、α-Cubebene、1-石竹烯、Eudesma-3，7（11）-diene、Bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol，1，7，7-trimethyl-，2-acetate、1，7-Dimethyl-7-（4-methyl-3-pentenyl）-tricyclo[2.2.1.0（2，6）]heptane、Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene，2，6-dimethyl-6-（4-methyl-3-pentenyl）-。高良姜中含量最高的为桉叶油醇，占挥发油总量33.43%，还含有1，2，4a，5，6，8a-六氢-4，7-二甲基-1-（1-甲基乙基）萘、α-松油醇、塞瑟尔烯、1-石竹烯等成分。而大良姜中含量最高的为β-倍半水芹烯，占挥发油总量17.56%，主要还含有正十五烷、l-b-Bisabolene、（E）-β-金合欢烯、异丁子香烯等成分。两者挥发油的成分和含量存在差异，具体结果见图1、图2及表1。
3 讨论
3.1 高良姜挥发性成分分析
从图1和表1可以看出，运用顶空固相微萃取技术结合气质联用法，从高良姜中分离鉴定的成分中含量最高的为桉叶油醇（33.43%），然后依次为1， 2，4a，5，6，8a-六氢-4，7-二甲基-1-（1-甲基乙基）萘（6.42%）、α-松油醇（6.23）、塞瑟尔烯（5.61%）、Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene，2，6-dimethyl-6-（4-methyl-3-pentenyl）-（5.44%）、1-石竹烯（4.39%）、β-蒎烯（2.96%）、2-茨酮（2.40%）等。其中含量最高的桉叶油醇具有抗菌、杀虫等作用[11]。α-松油醇具有抗大肠杆菌的作用[12]。1-石竹烯对脑缺血再灌注大鼠血脑屏障有保护作用。β-蒎烯的衍生物具有抑菌和抗肿瘤的作用;2-茨酮具有消炎的作用等，高良姜提取物有较强的抗氧化能力[13]，作用强于抗环血酸。
3.2 大良姜挥发性成分分析
从图2和表1可以看出，运用顶空固相微萃取技術结合气质联用法，从大良姜中分离鉴定出的成分中含量最高的为β-倍半水芹烯（17.56%），其次依次为正十五烷（12.11%）、l-b-Bisabolene（10.4%）、桉叶油醇（8.03%）、Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene，2，6-dimethyl-6-（4-methyl-3-pentenyl）-（7.17%）、（E）-β-金合欢烯（5.32%）、1-石竹烯（2.40%）、异丁子香烯（2.35%）、甲基丁香酚（1.51%）等成分。其中大良姜含量最高的β-倍半水芹烯，含量较多的正十五烷、l-b-Bisabolene、（E）-β-金合欢烯在高良姜中都没有。
3.3 挥发性成分的对比分析
从图1、图2和表1可以看出，高良姜和大良姜的挥发性成分都较多，共有成分有16种，高良姜的共有成分占挥发油总量61.45%，大良姜占22.22%，共有成分估计是两者药用相似的原因，但大良姜只占其少部分，说明二者的药理作用存在很大区别，不能混用，通过挥发性成分的种类和数量能更准确地鉴别高良姜和大良姜。 对比高良姜和大良姜各自的主要挥发性成分和含量，高良姜中桉叶油醇和α-松油醇含量均远高于大良姜，桉叶油醇为高良姜的主要挥发性成分且有较强的促进渗透作用，α-松油醇对引起腹泻的大肠杆菌有较好的抑制作用，在联合用药中，高良姜中的药用成分能更好的被人体吸收，能更好的发挥复方药物的作用。大良姜因其促进渗透作用物质含量较低，较高良姜存在一定劣势。此外，大良姜中的甲基丁香酚有镇痛、抗炎作用。杨华等[14]对小鼠疼痛刺激的研究表明，甲基丁香酚的镇痛机制与激动GABAA受体、抑制NO水平有关。大良姜中含有桉叶油醇、α-松油醇、甲基丁香酚等成分，但含量较低存在局限。
高良姜和大良姜在外观上虽有一定的差别，仅凭性状等鉴别有时无法鉴定结果，会给临床药用造成一定的影响，而采用HS-SPME-GC-MS联用技术鉴定出的高良姜和大良姜的主要挥发性成分有很大的差异，高良姜的主要挥发性成分为桉叶油醇等，大良姜主要挥发性成分为β-倍半水芹烯等。运用顶空固相微萃取和气相色谱质谱联用技术能很好的鉴别出高良姜和大良姜，也可为今后高良姜和大良姜的开发利用提供参考。
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