山柰挥发油的红外光谱法与气相色谱质谱分析

【摘要】 　　目的分析山柰饮片挥发油的化学成分与指纹图谱，以控制其质量。方法用水蒸气蒸馏法提取挥发油后，采用傅立叶变换红外光谱法（FTIR）和气相色谱－质谱法（GC-MS）分析。结果在10批山柰挥发油的FTIR图谱20个峰中有17~19个共有峰；GC-MS分析每个样品鉴定了37~44种化学成分，特征成分均为对甲氧基桂皮酸乙酯（反式57.3%~78.7%，顺式0.7%~3.4%）、反式桂皮酸乙酯(9.8%~19.5%)、正十五烷（6.9%~17.1%）、3-蒈烯、8-十七碳烯、龙脑、莎草烯，这8种成分共约占挥发油总成分的94.1%~98.2%。结论FTIR能准确地鉴别山柰，GC-MS法能以特征成分为指标精确地控制山柰饮片的质量。

【关键词】 山柰饮片 挥发油 傅立叶变换红外光谱法 气相色谱-质谱法 特征成分 质量控制

　　Abstract：ObjectiveTo analyse the chemical constituents and fingerprint of the essential oils in processed Rhizoma Kaempferiae. Methods The essential oils were extracted from samples by steam distillation. Chemical constituents were analysed by FTIR and GC-MS. Results20 peaks of the FTIR fingerprint of the essential oils contained 17~19 common peaks.Chemical constituents of 37-44 kinds were identified from essential oils of each samples by GC-MS.The characteristic compounds were all Ethyl-p-methoxycinnamate（trans 57.3%~78.7%，cis 0.7%~3.4%） trans-Ethylcinnamate (9.8%~19.5%)， n-Pentadecane（6.9%~17.1%），3-Carene，Borneol，and which compose of about 94.1%~98.2% of the total essential oil. ConclusionFTIR can be used accurately to the identify processed Rhizoma Kaempferiae. GC-MS can be used to control the quality of processed Rhizoma Kaempferiae with characteristic constituents as the index.

　　Key words： Processed Rhizoma Kaempferiae； Essential oils； FTIR； GC-MS；Characteristic constituents； Quality control

　　山柰为姜科植物山柰Kaempferia.galanga L.的干燥根茎［1］。主产于广西、广东、云南。文献［2，3］报道山柰(沙姜)挥发油（以下简称山柰油）中的肉桂酸乙酯类化合物具有抗促癌活性，以对甲氧基桂皮酸乙酯的抗癌活性最强，且毒性较低。另有文献［4~9］报道山柰油的肉桂酸乙酯类化合物相对含量均较高，但其中对甲氧基桂皮酸乙酯等成分的相对含量相差悬殊。作者尚未见同时采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）法和气相色谱-质谱（GC-MS）法分析山柰油特征成分的报道，本文对10批市售山柰饮片的挥发油进行了FTIR鉴定和GC-MS分析。现报道如下：

　　1 材料与仪器

　　1.1 样品10批山柰饮片均由第1作者鉴定。样品1号（徐州同康药店），2号（广西医药公司），3号（苏州观前王洪翥药店），4号（广东医药公司）， 5号（徐州恩华药店），6号(苏州太仓浮桥药店)，7号（苏州太平洋药店），8号（江西婺源药店），9号（江西景德镇药店），10号（徐州奎西药店）的来源均为Kaempferia.galanga L.的干燥根茎。

　　1.2 仪器与试剂Tensor27傅立叶变换红外分光光度计（德国BRURER公司）；GC-MS气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦公司）；乙醚（上海凌峰化学试剂有限公司）为分析纯。

　　2 方法与结果

　　2.1 山柰油的提取分别取上述山柰饮片粗粉各约75 g，称定重量，按挥发油测定法［1］中的甲法提取5 h，收集乳状馏出液，用乙醚萃取2次，合并乙醚液，加入无水硫酸钠适量干燥后，取上清液挥尽乙醚，分别得淡黄色山柰油约2~3 ml，备用。得油率为2.7%~4.0%(ml/g)，均低于本品含挥发油“不得少于4.5% (ml/g)”之规定［1］。

　　2.2 红外光谱测定 取约200 mg KBr极细粉压成透明KBr空白薄片，吸取山柰油约50μl滴于空白片上铺成均匀薄层。在500 ~ 4000 cm-1间测定红外光谱，光谱分辨率0.741 cm-1，扫描信号累加32次，所有图谱均扣除背景吸收，将红外光谱图纵坐标由TR转换成AB后，再进行二阶导数光谱转换。10批山柰油的FTIR图谱、FTIR二阶导数图谱均具有指纹特征，代表性图谱见图1~2。

　　2.3 GC-MS分析

　　2.3.1 GC-MS条件HP－5MS毛细管色谱柱（0.25 mm×30 m，0.25 μm）；氦气流速1.0 ml.min-1；进样口温度280℃，分流比50∶1。初始柱温70℃，以10℃.min-1升至250℃，维持10 min。离子源EI，电离能量70ev，离子源温度230 ℃，四极杆温度150℃，扫描质量范围为30~550 amu。　2.3.2 GC-MS测定分别精密吸取山柰油0.2 ml于10 ml容量瓶中，用乙醚稀释定容后，取2μl进样分析，得山柰油的总离子流色谱图（TIC），代表性TIC图谱见图3~4。每张TIC图中均检出40个左右的色谱峰，以色谱峰面积归一法计算各成分的相对含量。经计算机NIST质谱库检索，结合人工解析山柰油的化学成分，最终确定了保留时间（RT）相对稳定、相对含量和匹配度均较高的8种特征成分。又采用统计学的t分布法（公式μ= ±ts√n）和Excel程序对特征成分的相对含量进行了99%置信度的区间估计。结果详见表1~2。

　　图1 山柰饮片挥发油的FTIR图（略）

　　图2 山柰饮片挥发油的二阶导数FTIR图（略）

　　图3 山柰饮片样品4挥发油成分的TIC图（略）

　　图4 山柰饮片样品9挥发油成分的TLC图（略）

　　表1 10批山柰饮片挥发油中的共有成分（略）

　　3 讨论

　　本实验中10批山柰油的FTIR图谱和FTIR二阶导数图谱均具有较强的指纹性特征，在FTIR图谱所检出的20个峰中存在17~19个共有峰，有1~3个差异峰。在二阶导数FTIR图谱中吸收峰的鉴别特征更强，且能检出在原始FTIR图谱中没有出现的某些峰。我们还将山柰油的FTIR图谱与同科的姜黄、片姜黄，樟科的肉桂、桂皮等中药的挥发油进行了比较研究，结果均有明显差异。这表明用该法鉴别山柰饮片具有较强的专属性。

　　10批山柰油的GCMS总离子流图的色谱峰保留时间和出峰顺序极具规律性，其特征成分形成了独特的指纹图谱，被分离与鉴定的色谱峰数均在37~44个之间，共鉴定出50余种化合物。其中含量较高的共有化合物16种，特征性成分均为对甲氧基桂皮酸乙酯（均值为反式64.4%、顺式1.8%）、反式桂皮酸乙酯（15.9%）、正十五烷(10.4%)、3蒈烯、龙脑，8十七碳烯、莎草烯，这8种成分共约占挥发油总成分的94.1%~98.2%，其中前4种成分占90.0%~96.5%。此结果与樊亚鸣等［4，5］的报道较为接近，而与张桂芝等［7，8］的报道相差甚远。

　　表2 10批山柰样品挥发油特征性成分的色谱峰保留时间及相对含量（略）

　　在按照文献［1］测定山柰饮片挥发油含量的同时，采用FTIR法测定山柰油的红外光谱，能快速、准确地鉴定山柰；运用GC-MS法分析山柰油中的特征化学成分，则能以对甲氧基桂皮酸乙酯等成分的相对含量为指标，更好地控制山柰饮片的质量。本实验条件下所获得的山柰油FTIR图谱、GCMS图谱和特征成分的相对含量指标均可作为控制山柰饮片质量的依据。

【参考文献】
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　　［8］ 周 漩，宋粉云，钟兆健.不同产地沙姜挥发油化学成分的比较［J］.现代食品与药品杂志，2006，16（2）：2.

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