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摘要 [目的]比较2种不同的提取方法对温郁金挥发油的产率及成分的影响。[方法]分别采用共水蒸馏法和乙醚提取法提取温郁金挥发油，采用GC-MS联用技术分离鉴定挥发油成分，面积归一化法确定各成分的相对含量。[结果]共水蒸馏法出油率为2.91%，乙醚提取法出油率为1.68%。从共水蒸馏法和乙醚提取法挥发油中分别鉴定出46和40种成分，共水蒸馏法所提挥发油主要成分为莪术烯、β-榄香烯酮、5-羟基-3-甲基-1-茚酮等，乙醚提取法所提挥发油主要成分有β-榄香烯、（+）-香橙烯、异龙脑等。[结论]2种方法以共水蒸馏法产率更高，乙醚提取法挥发油色泽更佳;2种方法中挥发油成分的主要类型均为萜类，其中乙醚提取法萜类含量更高，达到85%，其共有成分为20种，主要为β-榄香烯、异龙脑、β-榄香烯酮、桉油烯醇、β-瑟林烯、吉马酮等，但在含量上有一定差异，为温郁金挥发油的质量控制提供一定依据。
关键词 温郁金;挥发油;产率;成分;气相-质谱联用
中图分类号 R 284.2 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2021）21-0181-03
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.046
開放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Comparison of Essential Oil in Curcuma aromatica Salisb.Extracted by Two Methods
ZOU Chuan-zong，LI Hui-fang
（Gansu Medical College，Pingliang，Gansu 744000）
Abstract [Objective] To compare the effects of two different extraction methods on the yield and composition of the volatile oil in Curcuma aromatica Salisb..[Method] The volatile oil of C.aromatica was extracted by co-water distillation and ether extraction respectively，and the components of the volatile oil were separated and identified by GC-MS combined technology，and the relative content of each component was determined by the area normalization method.[Result] The oil yield of co-water distillation method was 2.91%，and the oil yield of ether extraction method was 1.68%.46 and 40 components were identified from the volatile oils by co-water distillation and ether extraction，respectively.The main components of the volatile oil extracted by the co-water distillation method were curzerene，β-elemenone，5-hydroxy-3-methyl-1-indanone;the main chemical components by ether extraction method were β-elemene，（+）-aromadendrene，isoborneol.[Conclusion]For the two methods，the yield of co-water distillation method is higher，and the color of volatile oil by ether extraction method is better.The main components of volatile oil from two method are terpenes，among them，the content of terpenoids in the ether extraction method is higher，reaching 85%.There are 20 common compounds in the volatile oil，mainly β-elemene，isoborneol，β-elemenone，eucalyptol，β-cerinene，gemarone，etc.，but but their contents were different，which provides a theoretical basis for quality control of the essential oil in C.aromatica.
Key words Curcuma aromatica Salisb.;Volatile oil;Yield;Composition;GC-MS
基金项目
甘肃省科技支撑计划项目（144FKCL076）。
作者简介 邹传宗（1975—），男，湖北罗田人，副教授，硕士，从事天然药物活性成分研究。
收稿日期 2021-04-08
温郁金（Curcuma aromatica Salisb.）为姜科（Zingiberaceae）姜黄属（Curcuma）植物，其块状根茎作为中药材“姜黄”使用，主产于我国东南部至西南部各省区，具有行气解郁、破瘀、止痛的功效[1-2]。温郁金中富含挥发油，主要为萜类物质，现代研究表明温郁金挥发油有很好的抗肿瘤、抗炎、抗病毒作用[3-4]，其抗肿瘤活性成分主要为β-榄香烯、莪术醇、莪术酮、莪术二酮和异莪术醇等，其中β-榄香烯为我国研制的广谱抗癌二类新药，温郁金油抗癌作用大小依次为莪术醇>莪术二酮>β-榄香烯>吉马酮[5-8]。温郁金挥发油提取方法主要有水蒸气蒸馏法、溶剂萃取法、超临界CO2萃取法等[9-12]，该试验采用共水蒸馏法和乙醚提取法提取挥发油，通过气相-质谱联用技术比较2种方法中温郁金挥发油含量及其成分的异同点，旨在为温郁金挥发油的提取提供质量控制标准。 1 材料与方法
1.1 试验材料 该试验所用温郁金购于安徽亳州，经甘肃医学院樊敏副教授鉴定为姜科姜黄属温郁金（Curcuma aromatica Salisb.）的干燥成熟块状根茎，标本存放于甘肃医学院天然药物化学实验室。
1.2 试验仪器与设备
Sartorius Sartorious 系列电子天平（BS224S，京制000000249号，北京赛多利斯仪器有限公司）;Agilent 6890 GC气相色谱/5973 MSD质谱联用仪（美国安捷伦公司）;美国 Agilent5973N-6890 气相色谱-质谱联用仪。色谱柱为 HP-5MS 5% Pheny l Methyl Silo xane （ 30 m×0.25 mm×0.25 μm） 弹性石英毛细管柱;挥发油提取器。美国 Agilent GC-MS 仪（Agilent 公司）;5975C 气相色谱仪和 HP 5973 质谱检测器;HP-5 MS 气相色谱柱（ 苯甲基硅氧烷，30 m×0.25 mm，0.25 μm）;DS 电热三用水浴锅（北京医疗设备厂）。
1.3 试验方法 采用共水蒸馏法和乙醚提取法提取挥发油，并用 GC-MS 方法对各挥发油的成分进行分析。
1.3.1 挥发油的提取。
温郁金生药粉碎过筛，称取粉末100 g置于圆底烧瓶中，加6倍量的水进行共水蒸馏，分液挥干水分得挥发油;称取粉末100 g加3倍量乙醚回流，回收乙醚得浸膏，加100 mL水共水蒸馏1 h，分液挥干水分得挥发油。
1.3.2 GC-MS分析方法。
1.3.2.1 色谱条件。
TG-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）;进样量1 μL;进样模式为分流进样;进样口温度270 ℃;流量1.0 mL/min;载气为高纯氦气（99.999 6%）;升温程序，180 ℃（保持0 min），8 ℃/min升至240 ℃，15 ℃/min升至280 ℃，保持2 min;分流比50∶1;溶剂延迟3 min。
1.3.2.2 质谱条件。
EI源;电离电压70 eV;离子源温度230 ℃;四级杆温度150 ℃;传输杆温度280 ℃;扫描方式为全扫描;检测质荷比范围为50～650 m/z。经 NIST 2.0标准谱库检索鉴定成分并按峰面积归一化计算各成分百分含量。
2 结果与分析
2.1 挥发油的产率 从表1可以看出，共水蒸馏6 h挥发油质量和产率均最高，分别为2.911 2 g、2.91%;乙醚回流6 h挥发油质量和产率均最高，分别为1.684 6 g、1.68%。
2.2 挥发油的化学成分 挥发油进样后得到气相色谱图（圖1），用面积归一化法计算出挥发油成分的相对含量，利用质谱图经计算机NIST 2.0标准谱库检索，分析鉴定结果见表2。
从表2可以看出，共水蒸馏法提取的温郁金挥发油中鉴定出46个化学成分，其主要成分为莪术烯（11.02%）、β-榄香烯酮（10.17%）、5-羟基-3-甲基-1-茚酮（9.08%）、2-（ 5-二甲氧基苯基）环己烯-2-烯酮（8.67%）等;乙醚提取法温郁金挥发油中鉴定出40个成分，其主要成分为β-榄香烯（24.05%）、（+）-香橙烯（7.65%）、异龙脑（6.70%）、桉油烯醇（6.52%）等。从2种方法中挥发油中共鉴定出66个化合物，其中共有化合物20个，其主要共有成分有β-榄香烯、异龙脑、β-榄香烯酮、桉油烯醇、β-瑟林烯等。2种方法中挥发油成分的主要类型均为萜类;共水蒸馏法得到的挥发油成分中萜类占66.43%，含氧成分占77.64%，而乙醚提取法萜类占85.00%，含氧成分占43.45%。
3 讨论
分析结果显示，2种方法以共水蒸馏法提取的挥发油产率较高，最高达到2.91%，但颜色较深，为深褐色液体，乙醚提取法产率较低，最高为1.68%，但颜色较浅，为黄色液体，2个方法提取的挥发油含量均能达到中国药典标准[2];2种方法提取的挥发油共有成分有20种，但含量存在一定差异，共有成分有β-榄香烯、异龙脑、β-榄香烯酮、桉油烯醇、β-瑟林烯等;共水蒸馏法得到的挥发油成分中萜类占66.43%，含氧成分占77.64%，而乙醚提取法萜类占85.00%，含氧成分占43.45%，由此可见乙醚提取法得到的挥发油氧化程度较低，萜类成分更高，这可能与提取过程的温度直接相关[13]。β-榄香烯为温郁金挥发油的主要特征性成分，其抗肿瘤谱广，对肝癌、肺癌、乳腺癌、直肠癌、结肠癌、膀胱癌等都有很好的治疗作用[14-15];乙醚提取法中β-榄香烯含量达到24.05%，远高于共水蒸馏法，由此可见在温郁金挥发油的提取方法中乙醚提取法优于共水蒸馏法。通过对温郁金挥发油化学成分的分析，2种方法在挥发油的提取率、成分组成及含量上均有较大差异，可为温郁金挥发油的提取提供一定的依据。
参考文献
[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志：第16卷第2分册[M].北京：科学出版社，1981：61.
[2] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：2015年版 一部[S].北京：中国医药科技出版社，2015：194.
[3] 王琰，王慕邹.莪术的质量研究[J].药学学报，200 36（11）：849-853.
[4] 王德立.中药莪术研究进展[J].安徽农业科学，201 42（11）：3240-324 3258.
[5] 李大景，邵金良，张忠录，等.榄香烯的药理研究及临床应用[J].时珍国医国药，200 12（12）：1123-1124.
[6] 陈淑莲，游静，王国俊.超临界流体萃取分析蓬莪术挥发性成分[J].中草药，2000，31（12）：902-904.
[7] 张贵杰，黄克斌.广西莪术化学成分和药理作用研究进展[J].广州化工，2015，43（11）：24-26.
[8] 朱凯，李军，罗桓，等.广西莪术化学成分的分离与鉴定[J].沈阳药科大学学报，2009，26（1）：27-29.
[9] 李希，谢守德，吕琳，等.中药挥发油提取中存在的问题及解决办法[J].中华中医药杂志，2006，21（3）：179-180.
[10] 程孟春，张峰，徐青，等.三种细辛属植物挥发油的镇痛消炎作用研究[J].中华中医药杂志，2006，21（5）：307-308.
[11] 李勇，孙秀燕，林翠英，等.3个品种莪术挥发油化学成分的比较[J].中草药，2005，36（12）：1785-1787.
[12] 王道平，张雪琴，周欣，等.正交试验研究莪术挥发油的提取工艺[J].中成药，2005，27（9）：1085-1086.
[13] 侯杰，王勇，李永辉，等.三种方法提取益智挥发油的比较研究[J].广州化工，2016，44（15）：1-3，6.
[14] PAJEAN M，HERBAGE D.Effect of collagen on liposome permeability[J].Int J Pharm，1993，91（2/3）：209-216.
[15] 鞠建峰，于维萍，傅春升，等.β-榄香烯的现代研究及临床应用概况[J].齐鲁药事，2008，27（9）：546-548.
关键词 温郁金;挥发油;产率;成分;气相-质谱联用
中图分类号 R 284.2 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2021）21-0181-03
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.046
開放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Comparison of Essential Oil in Curcuma aromatica Salisb.Extracted by Two Methods
ZOU Chuan-zong，LI Hui-fang
（Gansu Medical College，Pingliang，Gansu 744000）
Abstract [Objective] To compare the effects of two different extraction methods on the yield and composition of the volatile oil in Curcuma aromatica Salisb..[Method] The volatile oil of C.aromatica was extracted by co-water distillation and ether extraction respectively，and the components of the volatile oil were separated and identified by GC-MS combined technology，and the relative content of each component was determined by the area normalization method.[Result] The oil yield of co-water distillation method was 2.91%，and the oil yield of ether extraction method was 1.68%.46 and 40 components were identified from the volatile oils by co-water distillation and ether extraction，respectively.The main components of the volatile oil extracted by the co-water distillation method were curzerene，β-elemenone，5-hydroxy-3-methyl-1-indanone;the main chemical components by ether extraction method were β-elemene，（+）-aromadendrene，isoborneol.[Conclusion]For the two methods，the yield of co-water distillation method is higher，and the color of volatile oil by ether extraction method is better.The main components of volatile oil from two method are terpenes，among them，the content of terpenoids in the ether extraction method is higher，reaching 85%.There are 20 common compounds in the volatile oil，mainly β-elemene，isoborneol，β-elemenone，eucalyptol，β-cerinene，gemarone，etc.，but but their contents were different，which provides a theoretical basis for quality control of the essential oil in C.aromatica.
Key words Curcuma aromatica Salisb.;Volatile oil;Yield;Composition;GC-MS
基金项目
甘肃省科技支撑计划项目（144FKCL076）。
作者简介 邹传宗（1975—），男，湖北罗田人，副教授，硕士，从事天然药物活性成分研究。
收稿日期 2021-04-08
温郁金（Curcuma aromatica Salisb.）为姜科（Zingiberaceae）姜黄属（Curcuma）植物，其块状根茎作为中药材“姜黄”使用，主产于我国东南部至西南部各省区，具有行气解郁、破瘀、止痛的功效[1-2]。温郁金中富含挥发油，主要为萜类物质，现代研究表明温郁金挥发油有很好的抗肿瘤、抗炎、抗病毒作用[3-4]，其抗肿瘤活性成分主要为β-榄香烯、莪术醇、莪术酮、莪术二酮和异莪术醇等，其中β-榄香烯为我国研制的广谱抗癌二类新药，温郁金油抗癌作用大小依次为莪术醇>莪术二酮>β-榄香烯>吉马酮[5-8]。温郁金挥发油提取方法主要有水蒸气蒸馏法、溶剂萃取法、超临界CO2萃取法等[9-12]，该试验采用共水蒸馏法和乙醚提取法提取挥发油，通过气相-质谱联用技术比较2种方法中温郁金挥发油含量及其成分的异同点，旨在为温郁金挥发油的提取提供质量控制标准。 1 材料与方法
1.1 试验材料 该试验所用温郁金购于安徽亳州，经甘肃医学院樊敏副教授鉴定为姜科姜黄属温郁金（Curcuma aromatica Salisb.）的干燥成熟块状根茎，标本存放于甘肃医学院天然药物化学实验室。
1.2 试验仪器与设备
Sartorius Sartorious 系列电子天平（BS224S，京制000000249号，北京赛多利斯仪器有限公司）;Agilent 6890 GC气相色谱/5973 MSD质谱联用仪（美国安捷伦公司）;美国 Agilent5973N-6890 气相色谱-质谱联用仪。色谱柱为 HP-5MS 5% Pheny l Methyl Silo xane （ 30 m×0.25 mm×0.25 μm） 弹性石英毛细管柱;挥发油提取器。美国 Agilent GC-MS 仪（Agilent 公司）;5975C 气相色谱仪和 HP 5973 质谱检测器;HP-5 MS 气相色谱柱（ 苯甲基硅氧烷，30 m×0.25 mm，0.25 μm）;DS 电热三用水浴锅（北京医疗设备厂）。
1.3 试验方法 采用共水蒸馏法和乙醚提取法提取挥发油，并用 GC-MS 方法对各挥发油的成分进行分析。
1.3.1 挥发油的提取。
温郁金生药粉碎过筛，称取粉末100 g置于圆底烧瓶中，加6倍量的水进行共水蒸馏，分液挥干水分得挥发油;称取粉末100 g加3倍量乙醚回流，回收乙醚得浸膏，加100 mL水共水蒸馏1 h，分液挥干水分得挥发油。
1.3.2 GC-MS分析方法。
1.3.2.1 色谱条件。
TG-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）;进样量1 μL;进样模式为分流进样;进样口温度270 ℃;流量1.0 mL/min;载气为高纯氦气（99.999 6%）;升温程序，180 ℃（保持0 min），8 ℃/min升至240 ℃，15 ℃/min升至280 ℃，保持2 min;分流比50∶1;溶剂延迟3 min。
1.3.2.2 质谱条件。
EI源;电离电压70 eV;离子源温度230 ℃;四级杆温度150 ℃;传输杆温度280 ℃;扫描方式为全扫描;检测质荷比范围为50～650 m/z。经 NIST 2.0标准谱库检索鉴定成分并按峰面积归一化计算各成分百分含量。
2 结果与分析
2.1 挥发油的产率 从表1可以看出，共水蒸馏6 h挥发油质量和产率均最高，分别为2.911 2 g、2.91%;乙醚回流6 h挥发油质量和产率均最高，分别为1.684 6 g、1.68%。
2.2 挥发油的化学成分 挥发油进样后得到气相色谱图（圖1），用面积归一化法计算出挥发油成分的相对含量，利用质谱图经计算机NIST 2.0标准谱库检索，分析鉴定结果见表2。
从表2可以看出，共水蒸馏法提取的温郁金挥发油中鉴定出46个化学成分，其主要成分为莪术烯（11.02%）、β-榄香烯酮（10.17%）、5-羟基-3-甲基-1-茚酮（9.08%）、2-（ 5-二甲氧基苯基）环己烯-2-烯酮（8.67%）等;乙醚提取法温郁金挥发油中鉴定出40个成分，其主要成分为β-榄香烯（24.05%）、（+）-香橙烯（7.65%）、异龙脑（6.70%）、桉油烯醇（6.52%）等。从2种方法中挥发油中共鉴定出66个化合物，其中共有化合物20个，其主要共有成分有β-榄香烯、异龙脑、β-榄香烯酮、桉油烯醇、β-瑟林烯等。2种方法中挥发油成分的主要类型均为萜类;共水蒸馏法得到的挥发油成分中萜类占66.43%，含氧成分占77.64%，而乙醚提取法萜类占85.00%，含氧成分占43.45%。
3 讨论
分析结果显示，2种方法以共水蒸馏法提取的挥发油产率较高，最高达到2.91%，但颜色较深，为深褐色液体，乙醚提取法产率较低，最高为1.68%，但颜色较浅，为黄色液体，2个方法提取的挥发油含量均能达到中国药典标准[2];2种方法提取的挥发油共有成分有20种，但含量存在一定差异，共有成分有β-榄香烯、异龙脑、β-榄香烯酮、桉油烯醇、β-瑟林烯等;共水蒸馏法得到的挥发油成分中萜类占66.43%，含氧成分占77.64%，而乙醚提取法萜类占85.00%，含氧成分占43.45%，由此可见乙醚提取法得到的挥发油氧化程度较低，萜类成分更高，这可能与提取过程的温度直接相关[13]。β-榄香烯为温郁金挥发油的主要特征性成分，其抗肿瘤谱广，对肝癌、肺癌、乳腺癌、直肠癌、结肠癌、膀胱癌等都有很好的治疗作用[14-15];乙醚提取法中β-榄香烯含量达到24.05%，远高于共水蒸馏法，由此可见在温郁金挥发油的提取方法中乙醚提取法优于共水蒸馏法。通过对温郁金挥发油化学成分的分析，2种方法在挥发油的提取率、成分组成及含量上均有较大差异，可为温郁金挥发油的提取提供一定的依据。
参考文献
[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志：第16卷第2分册[M].北京：科学出版社，1981：61.
[2] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：2015年版 一部[S].北京：中国医药科技出版社，2015：194.
[3] 王琰，王慕邹.莪术的质量研究[J].药学学报，200 36（11）：849-853.
[4] 王德立.中药莪术研究进展[J].安徽农业科学，201 42（11）：3240-324 3258.
[5] 李大景，邵金良，张忠录，等.榄香烯的药理研究及临床应用[J].时珍国医国药，200 12（12）：1123-1124.
[6] 陈淑莲，游静，王国俊.超临界流体萃取分析蓬莪术挥发性成分[J].中草药，2000，31（12）：902-904.
[7] 张贵杰，黄克斌.广西莪术化学成分和药理作用研究进展[J].广州化工，2015，43（11）：24-26.
[8] 朱凯，李军，罗桓，等.广西莪术化学成分的分离与鉴定[J].沈阳药科大学学报，2009，26（1）：27-29.
[9] 李希，谢守德，吕琳，等.中药挥发油提取中存在的问题及解决办法[J].中华中医药杂志，2006，21（3）：179-180.
[10] 程孟春，张峰，徐青，等.三种细辛属植物挥发油的镇痛消炎作用研究[J].中华中医药杂志，2006，21（5）：307-308.
[11] 李勇，孙秀燕，林翠英，等.3个品种莪术挥发油化学成分的比较[J].中草药，2005，36（12）：1785-1787.
[12] 王道平，张雪琴，周欣，等.正交试验研究莪术挥发油的提取工艺[J].中成药，2005，27（9）：1085-1086.
[13] 侯杰，王勇，李永辉，等.三种方法提取益智挥发油的比较研究[J].广州化工，2016，44（15）：1-3，6.
[14] PAJEAN M，HERBAGE D.Effect of collagen on liposome permeability[J].Int J Pharm，1993，91（2/3）：209-216.
[15] 鞠建峰，于维萍，傅春升，等.β-榄香烯的现代研究及临床应用概况[J].齐鲁药事，2008，27（9）：546-548.