尾葉香茶菜不同部位揮發(fā)性成分比較分析

　　摘要:本文采用氣流吹掃微萃取法對(duì)尾葉香茶菜根、莖、葉揮發(fā)性成分進(jìn)行分析比較。采用GC-MS對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行分離檢測(cè)，與標(biāo)準(zhǔn)譜庫對(duì)比進(jìn)行定性，采用面積歸一化法計(jì)算各化合物的相對(duì)含量。尾葉香茶菜共檢測(cè)到149個(gè)峰，與標(biāo)準(zhǔn)譜庫比對(duì)，根、莖、葉分別鑒定出80、85、79種揮發(fā)性成分，占各部位揮發(fā)油總量的93.66%、88.05%和72.62%。采用化學(xué)方法結(jié)合主成分分析法對(duì)尾葉香茶菜根、莖、葉的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，結(jié)果顯示根、莖、葉的揮發(fā)性成分在組成和含量上均存在一定差異，本研究為尾葉香茶菜的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞:尾葉香茶菜;揮發(fā)性成分;不同部位;氣流吹掃微萃取法;主成分分析

　　尾葉香茶菜Rabdosiaexcisa(Maxim.)Hera為唇形科香茶菜屬植物，屬于多年生草本植物，廣泛分布黑龍江、吉林及遼寧等省區(qū)[1，2]。主要生長于草叢、林中、林緣等陰生地帶。尾葉香茶菜全草入藥，性味苦涼，具有清熱解毒、健脾、活血等功效[3]。在民間，尾葉香茶菜被用于治療風(fēng)濕感冒、喉嚨腫痛、關(guān)節(jié)疼痛、蛇蟲咬傷等[4]。

　　目前，關(guān)于尾葉香茶菜的研究重點(diǎn)聚焦于水或醇提取物化學(xué)成分分離及藥理活性研究，且多為全草[5]。在中草藥開發(fā)中，尾葉香茶菜作為藥用植物的一員，在抗癌、抗腫瘤等研究中的價(jià)值越來越受到科研人員的關(guān)注。目前關(guān)于尾葉香茶菜揮發(fā)性成分的研究報(bào)道很少，且重點(diǎn)聚焦于尾葉香茶菜揮發(fā)性成分的定性分析[6-8]，及活性探究，并發(fā)現(xiàn)了揮發(fā)性成分具有降低血液中膽固醇濃度[7]、抑菌、抗氧化活性[8]等作用。關(guān)于尾葉香茶菜不同部位揮發(fā)性成分比較的相關(guān)研究未見報(bào)道，且尾葉香茶菜中已定性揮發(fā)性成分非常有限。為此，本研究采用氣流吹掃微萃取方法與GC-MS聯(lián)用對(duì)尾葉香茶菜揮發(fā)性成分開展系統(tǒng)性研究，利用化學(xué)方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法(主成分分析)比較其不同部位(根、莖、葉)揮發(fā)性成分的差異，為尾葉香茶菜的進(jìn)一步開發(fā)提供參考依據(jù)。

　　1儀器與材料

　　1.1儀器與試劑

　　氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(島津，日本，GC-MSplus2010)，100μL襯管(安捷倫，美國)，AS20500AH型超聲波清洗器(天津AU-TOSCIENCE公司)，F(xiàn)W-100高速萬能粉碎機(jī)(天津泰斯特)，進(jìn)樣墊(島津，日本)，聚四氟乙烯管等。色譜純正己烷(Fisher，美國)。

　　1.2材料

　　尾葉香茶菜于2016年8月采自吉林省長白山，將根、莖、葉分別剪切、洗凈后置于陰涼通風(fēng)處在自然條件下陰干。干燥的尾葉香茶菜用粉碎機(jī)粉碎，過200目篩，置于棕色樣品瓶中，-20°C貯存?zhèn)溆谩?/p>

　　2實(shí)驗(yàn)方法

　　2.1揮發(fā)性成分的萃取

　　依據(jù)先前報(bào)道[9-11]，操作步驟如下:①準(zhǔn)確稱取粉碎的尾葉香茶菜植物樣品5.0mg，放入樣品槽中，并安裝儀器;②取50μL正己烷置于100μL襯管(接收器)中;③打開開關(guān)開始萃取;④萃取后，利用正己烷定容至100μL，隨后取2μL進(jìn)樣分析。氣流吹掃微萃取條件:氮?dú)饬魉贋?mL/min，萃取溫度為250°C，萃取時(shí)間為2min，冷凝溫度為-4°C。

　　2.2揮發(fā)性成分的GC-MS分析

　　DB-5MS毛細(xì)石英柱(30m×0.25mm×0.25μm)，載氣He(純度≥99.99%)，進(jìn)樣口溫度280°C，進(jìn)樣量2μL，分流比50∶1，載氣流速為0.98mL/min，升溫程序:45°C保持1min，4°C/min升至250°C，6°C/min升至280°C，保持5min。離子源EI，離子源溫度200°C，電子能量70eV。

　　利用島津化學(xué)工作站中NIST10標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫進(jìn)行檢索，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)圖譜解析對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析。同時(shí)，應(yīng)用手動(dòng)積分方法對(duì)信噪比大于10的所有色譜峰進(jìn)行積分，并按面積歸一化法計(jì)算出各化學(xué)成分的相對(duì)含量，具體見附表1。

　　2.3統(tǒng)計(jì)分析

　　統(tǒng)計(jì)分析采用主成分分析(PCA)方法，利用SPSSStatistics統(tǒng)計(jì)軟件完成。

　　3結(jié)果與討論

　　3.1尾葉香茶菜中揮發(fā)性和半揮發(fā)性成分分析

　　尾葉香茶菜中共檢測(cè)出149個(gè)色譜峰，根、莖、葉分別檢測(cè)到86、97、106個(gè)。與標(biāo)準(zhǔn)譜庫比對(duì)，已定性成分各占總成分的93.66%、88.05%、72.62%，尾葉香茶菜中共有102個(gè)峰被定性。各部位揮發(fā)性成分的GC-MS分析的總離子流程圖結(jié)果見圖1。采用數(shù)據(jù)處理中的手動(dòng)積分法對(duì)每個(gè)峰進(jìn)行積分處理，以峰面積歸一化法測(cè)得其中各組分相對(duì)百分含量。具體信息見附表1。

　　文獻(xiàn)報(bào)道，尾葉香茶菜揮發(fā)性成分提取方法有CO2超臨界萃取法[6，8]、水蒸氣蒸餾法[7]，兩種方法定性揮發(fā)性成分分別為15和34種，本文采用氣流吹掃微萃取法定性揮發(fā)性成分102種。從樣品消耗量方面考慮以往方法一般需200g左右[8]，氣流吹掃微萃取法僅需5.0mg。另外，以往方法至少需要60min萃取時(shí)間[8]，而氣流吹掃微萃取法僅需2min。綜合上所述，中草藥揮發(fā)性成分定性分析推薦采用氣流吹掃微萃取法。

　　3.2不同部位化學(xué)組成比較研究

　　從色譜的總離子流圖可知，尾葉香茶菜的各部分均檢測(cè)到多種揮發(fā)性成分，但從總離子流圖中很難直觀區(qū)分三者的差異。另外，即使經(jīng)檢索、解析和文獻(xiàn)比對(duì)，確認(rèn)每種成分，但仍難以從成分和含量信息中直觀區(qū)分三者。為此，本文分別采用化學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行比較分析。

　　3.2.1按不同官能團(tuán)比較分析

　　解析已定性成分的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)所有揮發(fā)性成分都是C4～C36的化合物，涉及化合物類型包含醇類、酮類、醛類、酯類、酚類、酸類等。為此，將所有成分依據(jù)化合物所含官能團(tuán)共分12類。從圖2可知，根中含量最多的成分是醛類(37.5%)，其次是酮類(12.9%)、其他含N-、O-類(12.4%)及酚類(10.8%);葉中最多成分為醇類(33.9%)，其次是酮類(10.5%)和酚類(8.81%);莖中酮類(23.3%)、醇類(19.7%)、酚類(19.2%)三類組分相差不多，其次是醛類(14.9%)。分析結(jié)果顯示尾葉香茶菜根、莖、葉中揮發(fā)性物質(zhì)的組成類型有明顯差異。

　　3.2.2主成分(PCA)分析

　　為了更直觀的辨別尾葉香茶菜不同部位之間是否存在實(shí)質(zhì)性差異，本文采用PCA統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行比較，分別以58個(gè)共用成分及全部成分的官能團(tuán)分類數(shù)據(jù)作為變量，具體結(jié)果見圖3和圖4。在圖3中第一個(gè)主成分(X-axis:PC1)占57.6%，第二個(gè)主成分(Y-axis:PC2)占29.8%。在圖4中第一個(gè)主成分(X-axis:PC1)占64.0%，第二個(gè)主成分(Y-axis:PC2)占29.6%。在兩種作圖方式中，所選擇的兩個(gè)主成分之和占總變量的比例均大于85%。兩種變量的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果均清晰顯示尾葉香茶菜的三個(gè)部位揮發(fā)性成分有明顯差異。通過分析可知每一部位的主要貢獻(xiàn)成分，根中主要貢獻(xiàn)成分是醛類、酮類、其他含N-、O-類及酚類;莖中主要貢獻(xiàn)成分是酮類、醇類和酚類;葉中主要貢獻(xiàn)成分則是醇類、酮類和酚類。該結(jié)果顯示，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法可以將復(fù)雜的藥用植物揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)據(jù)簡(jiǎn)單化，可直觀顯示部位之間的異同，這說明統(tǒng)計(jì)學(xué)方法有望應(yīng)用于香茶菜屬植物種類之間的鑒別，下一步將開展相關(guān)研究，希望能夠?yàn)樗幱弥参镩g的鑒別提供一種科學(xué)、直觀的方法。

　　4結(jié)論

　　本文研究結(jié)果顯示采用氣流吹掃微萃取技術(shù)可從尾葉香茶菜中萃取到更多的揮發(fā)性成分，而更多的成分信息可為后續(xù)尾葉香茶菜的深入研究提供基礎(chǔ)。研究結(jié)果說明統(tǒng)計(jì)方法可應(yīng)用于植物揮發(fā)性成分的比較中，并將其結(jié)果與化學(xué)方法相結(jié)合，能夠更加直觀準(zhǔn)確的說明尾葉香茶菜不同部位中揮發(fā)性成分存在差異及各部位主要貢獻(xiàn)成分。本文對(duì)尾葉香茶菜不同部位揮發(fā)性成分的比較研究將為尾葉香茶菜的進(jìn)一步開發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

　　《尾葉香茶菜不同部位揮發(fā)性成分比較分析》來源：《天然產(chǎn)物研究與開發(fā)》2018年10期，作者：楊翠;趙錦花;王強(qiáng);楊衛(wèi)雪;李光開;扈雅寧。

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