楊元豐，皮 達(dá)，劉 鑫，楊武亮

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《中國(guó)藥典》中四個(gè)品種來(lái)源的陳皮揮發(fā)油 GC-MS分析比較

楊元豐，皮 達(dá)，劉 鑫，*楊武亮

（江西中醫(yī)藥大學(xué)現(xiàn)代中藥制劑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西，南昌 330004）

采用主成分分析(PCA)和聚類(lèi)分析對(duì)《中國(guó)藥典》中四個(gè)品種來(lái)源的陳皮揮發(fā)油GC-MS數(shù)據(jù)分析比較，鑒別其不同種源。對(duì)80批次不同品種和不同產(chǎn)地的陳皮樣品揮發(fā)油進(jìn)行GC-MS分析，利用其共有成分峰面積數(shù)據(jù)，采用主成分分析和聚類(lèi)分析將共有特征峰進(jìn)行鑒別區(qū)分。通過(guò)主成分分析和聚類(lèi)分析可將廣東新會(huì)茶枝柑樣品與其它地區(qū)樣品大致分為兩類(lèi)。本方法可用于新會(huì)陳皮和其它不同品種來(lái)源陳皮的鑒別。

陳皮；GC-MS；主成分分析；聚類(lèi)分析；廣陳皮

陳皮(Pericarpium)為蕓香科植物橘Blanco及其栽培變種的干燥成熟果皮，具有理氣健脾，燥濕化痰的功效。因其栽培品種不同，陳皮可分為陳皮和廣陳皮，陳皮主要來(lái)源于大紅袍‘Dahongpao’、溫州蜜柑‘Unshiu’和福橘‘Tangerina’的干燥成熟果皮，廣陳皮來(lái)源于茶枝柑‘Chachi’）的干燥成熟果皮[1-2]。陳皮中主要含有揮發(fā)油、黃酮苷、多甲氧基黃酮和少量生物堿等成分[3-5]。文獻(xiàn)報(bào)道上述不同來(lái)源陳皮藥材中4個(gè)主要活性成分（橙皮苷、川陳皮素、桔皮素和辛弗林）的含量間存在較大差異，溫州蜜柑中上述4 個(gè)成分的含量均較新會(huì)陳皮高，江西新干大紅袍的成分含量與新會(huì)陳皮接近，其他產(chǎn)地陳皮中橙皮苷的含量雖較廣陳皮高，但其他3 個(gè)活性成分含量差異較大[4]。陳皮含有揮發(fā)油，研究表明其揮發(fā)油直接作用于腸道平滑肌，具有降低正常家兔腸道收縮頻率[6]和對(duì)氣管平滑肌有抑制作用[7]、抗氧化作用[8]。通過(guò)GC-MS對(duì)陳皮揮發(fā)油進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)油中主要成分為D-檸檬烯，α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、4-間-散花烴、γ-松油烯等[9-10]。本研究采用GC-MS對(duì)陳皮4個(gè)主要來(lái)源的樣品揮發(fā)油進(jìn)行了測(cè)定，明確了上述不同來(lái)源陳皮揮發(fā)油的含量及其所含化學(xué)成分在揮發(fā)油中百分比，并結(jié)合主成分分析和聚類(lèi)分析法對(duì)質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以期為鑒別和區(qū)分不同品種來(lái)源的陳皮提供科學(xué)依據(jù)。

1 儀器與試藥

儀器：Agilent 7890A GC-MS氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（包括7890A GC，5975C MSD，G4513A自動(dòng)進(jìn)樣器，MSD Chem Station工作站，NIST MS Search 2.0標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)）；HP-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm× 0.25 μm)；十萬(wàn)分之一天平（Sartorius BT25s）；揮發(fā)油提取裝置；主成分?jǐn)?shù)據(jù)分析采用Past 3.20軟件。

試劑甲醇、正己烷和無(wú)水硫酸鈉均為分析純。

樣品不同品種來(lái)源的陳皮藥材共計(jì)80批，樣品具體來(lái)源見(jiàn)表1，均經(jīng)江西中醫(yī)藥大學(xué)藥用植物學(xué)科組賴(lài)學(xué)文教授鑒定。

表1 樣品來(lái)源

Table 1 Origin of the sample

2 方法與結(jié)果

2.1 揮發(fā)油的提取

分別稱(chēng)取50 g的陳皮樣品粗粉，參照2015年版《中國(guó)藥典》附錄2204方法，采用水蒸氣蒸餾法連續(xù)提取8 h，提取得到的揮發(fā)油經(jīng)無(wú)水硫酸鈉脫水后備用。

2.2 GC-MS分析條件

色譜條件：HP-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm× 0.25 μm)；載氣為高純度氦氣；進(jìn)樣量1 μL；分流比為300:1；程序升溫條件：柱溫60 ℃，停留3 min，以1 ℃·min-1升溫至80 ℃，維持3 min，再以5 ℃·min-1升溫至250℃。

質(zhì)譜條件：電離方式為EI，電子能量70 eV，離子源溫度為230 ℃，四級(jí)桿溫度150 ℃，掃描質(zhì)量范圍m/z：30~550。

2.3 測(cè)定方法

將脫水后的揮發(fā)油加甲醇稀釋4倍，進(jìn)樣量1 μL，分流比300:1。得到各成分質(zhì)譜圖，直接用該機(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行檢索（美國(guó)NIST2.0譜庫(kù)），并用標(biāo)準(zhǔn)圖譜和結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)比較, 確定其成分。

2.4 結(jié)果

2.4.1 揮發(fā)油得率

采用當(dāng)年產(chǎn)的不同品種來(lái)源的陳皮樣品，提取揮發(fā)油，計(jì)算其平均得率見(jiàn)表2。得率的計(jì)算方法為揮發(fā)油的含量/樣品質(zhì)量。

表2 四個(gè)主要來(lái)源陳皮樣品揮發(fā)油平均得率（= 3）

Table 2 Average yield of volatile oil from four main source samples of

備注：上述樣品采集時(shí)間均為2017年11月。

2.4.2 揮發(fā)油化學(xué)成分組成

根據(jù)GC-MS得到江西新干產(chǎn)大紅袍陳皮樣品揮發(fā)油的總離子流圖（見(jiàn)圖1），得到各成分質(zhì)譜圖，直接用該機(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行檢索（美國(guó)NIST2.0譜庫(kù)），并用標(biāo)準(zhǔn)圖譜和結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)比較來(lái)確定其成分。

1.α-蒎烯　2.檜烯 3.β-蒎烯　4.β-月桂烯　5.α-萜品烯　6.D-檸檬烯　7.g-萜品烯　8.萜品油烯　9.香茅醛　10.b-欖香烯　11.(Z)-石竹烯　12.大根香葉烯　13.g-欖香烯

2.4.3 揮發(fā)油化學(xué)成分峰面積歸一化結(jié)果

采用不同品種來(lái)源的陳皮樣品，計(jì)算其在揮發(fā)油中的峰面積歸一化結(jié)果見(jiàn)表3。

表3不同品種來(lái)源陳皮典型樣品揮發(fā)油化學(xué)成分組成及峰面積歸一化結(jié)果

Table 3 Chemical composition and peak area normalization of volatile oil from typical samples of different sources of

從表3中可以看出四個(gè)主要來(lái)源陳皮典型樣品中揮發(fā)油化學(xué)成分組成基本相似，不同產(chǎn)地的樣品由于受地理和人為等因素的影響，其化學(xué)成分的種類(lèi)與含量也存在差異，但樣品中均含有D-檸檬烯，且其在揮發(fā)油中的峰面積歸一化結(jié)果均高于75%，江西地區(qū)產(chǎn)的大紅袍、溫州密柑高于新會(huì)的茶枝柑、福州福橘。

2.4.4 不同產(chǎn)地不同品種陳皮藥材主要揮發(fā)性成分主成分分析結(jié)果

采用樣品的GC-MS測(cè)定結(jié)果的所有能積分的成分的峰面積，以其中一個(gè)主要成分的峰面積為參照，計(jì)算樣品中其它成分的相對(duì)峰面積，采用Past3.19軟件，對(duì)表1中所有樣品GC-MS測(cè)定結(jié)果進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 不同品種來(lái)源陳皮揮發(fā)油各類(lèi)主要成分的主成分分析圖（PC1=95.29%，PC2=3.30%）

前四個(gè)主成分的總方差貢獻(xiàn)率為99.66%，其中第一個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率占95.29%，第二個(gè)主成分占3.30%。從圖2中可看出不同年份的茶枝柑揮發(fā)油成分和含量存在一定差異，2009年采購(gòu)的茶枝柑自成一類(lèi)，可能是部分揮發(fā)油成分因保存時(shí)間較久含量減少而造成的；2011年與2017年采購(gòu)的茶枝柑成分及含量均無(wú)較大差異。表3中的各成分方差貢獻(xiàn)率見(jiàn)圖3。

圖3 各成分方差貢獻(xiàn)率

2.4.5不同產(chǎn)地不同品種陳皮藥材揮發(fā)性成分聚類(lèi)分析結(jié)果

表1中的80個(gè)樣品近似性在0.911，前9組每組的相似性分別為0.814、0.662、0.808、0.823、0.839、0.903、0.700、0.940和0.977，同一地區(qū)不同品種、不同地區(qū)不同品種的樣品相似性均存在較大差異，因此對(duì)結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行聚類(lèi)分析。聚類(lèi)分析結(jié)果見(jiàn)圖4，所有樣品先分為兩大類(lèi): 一類(lèi)由江西地區(qū)的大紅袍、溫州蜜柑、南豐蜜橘、福建福州地區(qū)的福橘和廣西梧州的砂糖橘樣品組成，另一類(lèi)由新會(huì)地區(qū)3個(gè)產(chǎn)地的茶枝柑樣品組成。第一類(lèi)下又可分為江西地區(qū)的大紅袍、南豐蜜橘、溫州蜜柑、福建福州地區(qū)的福橘和廣西梧州地區(qū)的砂糖橘樣品兩小類(lèi)，而江西新干地區(qū)大紅袍、南昌地區(qū)產(chǎn)的溫州密柑、南豐蜜橘及其他陳皮樣品無(wú)明顯分類(lèi)，表明陳皮揮發(fā)油可能與栽培品種的地理環(huán)境、氣候等因素有關(guān)。市售藥材基本歸為江西地區(qū)的大紅袍、南豐蜜橘、溫州蜜柑、福建福州地區(qū)的福橘這一類(lèi)內(nèi)，有其真實(shí)性，分析結(jié)果與樣品產(chǎn)地和品種存在一定相關(guān)性。

圖4 不同品種來(lái)源陳皮揮發(fā)油各類(lèi)主要成分的聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖

3 討論

陳皮中主要含有揮發(fā)油、黃酮苷、多甲氧基黃酮和少量生物堿等成分[3-5]。本實(shí)驗(yàn)對(duì)《中國(guó)藥典》中四個(gè)主要品種來(lái)源的同一年采集的陳皮揮發(fā)油進(jìn)行提取，其得率福建樣品 ＞ 廣東新會(huì)樣品 ＞ 江西樣品，表明陳皮揮發(fā)油可能與栽培品種、種植的地理環(huán)境、氣候等因素有關(guān)。

南豐蜜橘和砂糖橘是中國(guó)水果市場(chǎng)上的兩個(gè)大品種，通過(guò)對(duì)其揮發(fā)油GC-MS數(shù)據(jù)的PCA及聚類(lèi)分析結(jié)果可以明顯看出砂糖橘自成一類(lèi)，與傳統(tǒng)陳皮來(lái)源品種有明顯不同，南豐蜜橘與陳皮來(lái)源的其它3個(gè)品種（大紅袍、溫州密柑和福橘）在數(shù)據(jù)上基本重疊，理論上可以作為陳皮藥材來(lái)源。陳皮（大紅袍、溫州密柑和福橘）和廣陳皮（茶枝柑）藥材目前在市售價(jià)格上相差太大，通過(guò)上述研究結(jié)果，證明本方法可用于新會(huì)陳皮和其它不同品種來(lái)源陳皮的鑒別。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)80批次不同品種和不同產(chǎn)地的陳皮樣品揮發(fā)油進(jìn)行GC-MS分析，利用其共有成分峰面積數(shù)據(jù)，采用主成分分析和聚類(lèi)分析將共有特征峰進(jìn)行鑒別區(qū)分，結(jié)果表明通過(guò)主成分分析和聚類(lèi)分析可將廣東新會(huì)茶枝柑樣品與其它地區(qū)樣品大致分為兩類(lèi)，表明《中國(guó)藥典》“因其栽培品種不同，陳皮可分為陳皮和廣陳皮”的表述是有一定的科學(xué)依據(jù)，也值得研究者進(jìn)一步去探討研究。

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COMPARISON OF GC-MS ANALYSIS OF TANGERINE PEEL VOLATILE OILS FROM FOUR VARIETIES IN “CHINESE PHARMACOPEIA”

YANG Yuan-feng，PI Da，LIU Xin，*YANG Wu-liang

(Key Laboratory of Modern Preparation of TCM of Ministry of Education，Jiangxi University of TCM, Nanchang, Jiangxi 330004, China)

Principal component analysis (PCA) and Cluster analysis was used to analyze and compare the GC-MS data of volatile oil from four varieties ofPericarpium () in Chinese Pharmacopoeia, and identify their different provenances.The volatile oil of 80 batches of different varieties and different habitats was analyzed by GC-MS. The peak area data of the common components were used to distinguish the common peaks by principal component analysis and cluster analysis.By means of principal component analysis and cluster analysis, the samples ofcv.and other samples ofcan be roughly divided into two groups.This method can be applied in the identification of citrus peels fromcv.and other varieties.

Pericarpium (); GC-MS; principal component analysis (PCA); cluster analysis;cv.

R284.1

A

10.3969/j.issn.1674-8085.2018.06.014

2018-09-21；

2018-10-22

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81760680，81460575)；江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(20171BAB205098)

楊元豐(1996-)，男，江西南昌人，江西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院中藥學(xué)專(zhuān)業(yè)2014級(jí)本科生(E-mail:934122731@qq.com);

皮 達(dá)(1992-)，男，江西高安人，碩士生，主要從事藥物分析研究(E-mail:470389872@qq.com);

劉 鑫(1995-)，女，山東青島人，江西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院中藥學(xué)專(zhuān)業(yè)2014級(jí)本科生(E-mail:1969554268@qq.com);

*楊武亮(1965-)，男，江西南昌人，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事中藥質(zhì)量控制及藥效學(xué)研究(E-mail:yangwuliang@163.com).

1674-8085(2018)06-0077-05