湘產(chǎn)石菖蒲不同部位揮發(fā)性成分的GC-MS分析*

賴利平，羅 露，李玲惠，左 湘，王 智，文睿丁，劉 存，龔力民

（1.湖南食品藥品職業(yè)學(xué)院，湖南 長沙 410000；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院創(chuàng)新藥物研究所中國-巴基斯坦中醫(yī)藥民族醫(yī)藥研究國際合作基地，湖南 長沙 410208；3.湖南湘枳生物科技有限責(zé)任公司，湖南 澧縣 415500）

石菖蒲（Acorus tatarinowii Schott），屬天南星科、菖蒲屬禾草狀多年生草本植物。石菖蒲早在西周時期《周禮·儀禮》中即以“昌本”之名記載[1]，而醫(yī)藥著作中最早見于東漢《神農(nóng)本草經(jīng)》[2]：“味辛，溫。主治風(fēng)寒濕痹，咳逆上氣，開心孔，補五臟，通九竅，明耳目，出音聲。久服輕身，不忘，不迷惑，延年?！比胨帟r記作“菖蒲”。東晉《肘后方》[3]記載：“搗昌蒲生根，絞汁灌之立差?！薄吨貞c堂隨筆》[4]云：“石菖蒲，舒心氣、暢心神、怡心情、益心志，妙藥也，清解藥用之，賴以祛痰穢之濁而衛(wèi)宮城，滋養(yǎng)藥用之，借以宣心思之結(jié)而通神明。”可見石菖蒲根莖作為藥用部位用于老年癡呆、抑郁、癲癇、中風(fēng)失語、耳鳴耳聾等病癥?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究證實了石菖蒲具有多種藥理作用，如：對神經(jīng)系統(tǒng)具有興奮、抑制雙向調(diào)節(jié)作用；在心血管系統(tǒng)方面具有降血壓、抗心肌肥厚、抗血栓、保護心血管作用；還有提高免疫力、安胎等作用[2]。其藥理作用有效成分主要為揮發(fā)油，其中以α-細辛醚和β-細辛醚含量最多，越來越多的研究已經(jīng)證實它們在神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)中的顯著作用，尤其在抗神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究中與黃芩苷和黃芩素都有神經(jīng)保護作用[5]，α-細辛醚和β-細辛醚已經(jīng)引起國內(nèi)外學(xué)者的高度重視[6-8]。但實際上植物不同部位對于化學(xué)物質(zhì)的富集程度是不同的，并且中藥為了便于運輸貯藏，多以干品入藥。將鮮藥做成干藥時，除水分散逸外，其有效成分如揮發(fā)油可能會有不同程度的損失[1]。

氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）是分離和檢測復(fù)雜化合物的最有力工具之一[9]，具有高分辨能力、高靈敏度和分析快速的特點，其應(yīng)用廣泛，如在植物揮發(fā)油檢測分析中的研究以及醫(yī)藥、環(huán)保、農(nóng)藥等領(lǐng)域[10]。因此，本實驗采用水蒸氣蒸餾法[11-12]提取不同產(chǎn)地、不同部位的湘產(chǎn)石菖蒲揮發(fā)油，通過GC-MS分析得出新鮮根莖與干燥根莖、石菖蒲葉的揮發(fā)油成分及含量，并做出比較與分析，望對石菖蒲后續(xù)的進一步研究有所幫助。

1 試藥與儀器

1.1 試藥 長沙縣產(chǎn)石菖蒲新鮮根莖（批號：2020120110）及石菖蒲葉（批號：2020120215）、澧縣產(chǎn)石菖蒲新鮮根莖（批號：2020120105）及干燥根莖（批號：2020120311），經(jīng)湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院中藥鑒定教研室龔力民副教授鑒定為正品。

1.2 儀器GC-MS-QP2010氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津公司）；色譜柱為DB-5石英毛細管柱（60.0m×0.25 mm，0.25 μm）；1 000 mL圓底燒瓶；揮發(fā)油提取器；球形冷凝管；電熱套。

2 方 法

2.1 樣品準(zhǔn)備 根莖樣品處理：取長沙縣產(chǎn)石菖蒲新鮮根莖48.05 g、澧縣產(chǎn)石菖蒲新鮮根莖99.19 g，洗凈去雜，切碎后放入圓底燒瓶中備用。葉樣品處理：取長沙縣產(chǎn)石菖蒲葉73.50 g，洗凈去雜，切碎后放入圓底燒瓶中備用。干燥根莖樣品處理：取澧縣產(chǎn)石菖蒲新鮮根莖113.94 g，使用干燥箱及打粉機干燥打粉后得13.93 g，放入圓底燒瓶中備用。

2.2 揮發(fā)油提取方法 將各組樣品放入圓底燒瓶中，加入600 mL蒸餾水與玻璃珠數(shù)粒，振搖混合，浸泡1 h，連接揮發(fā)油測定器與冷凝管，自冷凝管上端加水，使其充滿揮發(fā)油測定器的刻度部分并流入燒瓶時為止。置電熱套緩緩加熱至沸，并保持微沸5 h至測定器中油量不再增加，停止加熱，放置15 min以上。收集揮發(fā)油，得淺黃色揮發(fā)油，低溫密封備用。

2.3 GC-MS分析

2.3.1 氣相色譜條件DB-5石英毛細管柱（60.0 m×0.25 mm，0.25 μm）；采用柱程序升溫，初始溫度為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；進樣口溫度為250℃，載氣為氦氣（純度99．999%）；柱內(nèi)載氣體積流量為1 mL/min；柱前壓為123.2 kPa；分流比為1.5∶1；進樣量為1.5 μL。

2.3.2 質(zhì)譜條件EI離子源，電子能量為70 eV，掃描范圍為35～650 amu，離子源溫度為200℃，接口溫度為250℃，檢測器電壓為1.1 kV。

3 結(jié) 果

按上述實驗條件對石菖蒲揮發(fā)油進行GC-MS分析，樣品總離子流圖見圖1，從澧縣新鮮石菖蒲根莖中提取出32種化合物，澧縣干燥石菖蒲根莖中提取出31種化合物，長沙縣新鮮石菖蒲根莖中提取出26種化合物，長沙縣新鮮石菖蒲葉中提取出48種化合物。表1為各樣品所含各成分的含量對比。

圖1 樣品總離子流圖

表1 各樣品成分含量對比 （%）

續(xù)表1：

4 討 論

本研究從澧縣新鮮石菖蒲根莖揮發(fā)油中檢測出32種化合物，澧縣干燥石菖蒲根莖揮發(fā)油中檢測出31種化合物，長沙縣新鮮石菖蒲根莖揮發(fā)油中檢測出26種化合物，長沙縣新鮮石菖蒲葉揮發(fā)油中檢測出48種化合物，其中ɑ-細辛醚含量最高。對于ɑ-細辛醚在揮發(fā)油中占比，澧縣干燥石菖蒲根莖（97.15%）＞澧縣新鮮石菖蒲根莖（96.31%）＞長沙縣新鮮石菖蒲根莖（81.60%）＞長沙縣新鮮石菖蒲葉（60.08%）。由此可見，干燥根莖和新鮮根莖的ɑ-細辛醚在揮發(fā)油中占比差距很小，僅0.84%。本研究發(fā)現(xiàn)，長沙縣石菖蒲根莖ɑ-細辛醚在揮發(fā)油中占比低于澧縣，張影等[13]對安徽省不同產(chǎn)地的3批石菖蒲采用GC-MS法測定其ɑ-細辛醚的平均含量為5.62%；韓建衛(wèi)等[13]使用GS-MS法對江蘇省產(chǎn)的石菖蒲揮發(fā)油進行分析，發(fā)現(xiàn)ɑ-細辛醚占揮發(fā)油相對含量為4.73%。所以筆者認為石菖蒲揮發(fā)油中ɑ-細辛醚含量受地理環(huán)境因素影響較大。本研究發(fā)現(xiàn)僅長沙縣石菖蒲葉中含有β-細辛醚，占其揮發(fā)油的5.85%。安徽省不同產(chǎn)地的3批石菖蒲揮發(fā)油中β-細辛醚平均含量為52.67%，而江蘇省產(chǎn)的石菖蒲揮發(fā)油中β-細辛醚含量為46.59%[13-14]。ɑ-細辛醚與β-細辛醚藥理作用相似，都能通過血腦屏障發(fā)揮在中樞神經(jīng)系統(tǒng)上的藥理作用[14]，如改善認知障礙和神經(jīng)保護作用，β-細辛醚在抗抑郁上有顯著的藥理作用。而對于其他揮發(fā)油成分，如β-石竹烯（3.24%）、γ-桉葉油醇（6.76%）等具有芳香氣味的化學(xué)成分僅長沙縣石菖蒲葉中含有。

綜上所述，石菖蒲的藥效活性物質(zhì)為ɑ-細辛醚，兩個產(chǎn)地的石菖蒲根莖揮發(fā)油中含量都很高，且干燥和新鮮根莖差距很小，由于地理環(huán)境因素的影響，澧縣石菖蒲根莖中ɑ-細辛醚含量高于長沙縣。石菖蒲葉中ɑ-細辛醚在揮發(fā)油中占比低于根莖，所以最好以根莖作為入藥部位，但也不能低估石菖蒲葉的藥用價值，并且石菖蒲葉中也具有根莖所沒有的揮發(fā)油成分。本研究結(jié)果對于天然產(chǎn)物不同部位揮發(fā)油化學(xué)成分的研究具有重要的意義，尤其是為石菖蒲的進一步開發(fā)利用提供了參考依據(jù)。