時(shí)海燕，徐 男，趙 霞，崔彥偉，王 平

基于HS-GC-IMS技術(shù)分析六神曲炮制前后（炒、焦）揮發(fā)性物質(zhì)的變化

時(shí)海燕1，徐 男2，趙 霞3，崔彥偉3，王 平2

1. 山東第一醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院（山東省千佛山醫(yī)院）臨床藥學(xué)，山東省兒童藥物臨床評(píng)價(jià)與研發(fā)工程技術(shù)究中心，山東省醫(yī)藥衛(wèi)生臨床藥學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250014 2. 山東省中醫(yī)藥研究院 中藥制劑研究所，山東 濟(jì)南 250014 3. 山東百味堂中藥飲片有限公司 研發(fā)部，山東 濟(jì)南 250108

分析六神曲炮制前后（炒、焦）的揮發(fā)性有機(jī)物特征及其變化規(guī)律。采用頂空-氣相色譜-離子遷移質(zhì)譜（headspace-gas chromatography-ion migration mass spectrometry，HS-GC-IMS）測(cè)定六神曲生品、炒品和焦品的揮發(fā)性有機(jī)物，構(gòu)建HS-GC-IMS指紋圖譜，采用VOCal軟件對(duì)檢測(cè)到的成分進(jìn)行定性和定量分析，運(yùn)用主成分分析（principal component analysis，PCA）、偏最小二乘-判別分析（partial least squares-discriminant analysis，PLS-DA）、檢驗(yàn)等對(duì)樣品進(jìn)行差異性分析。基于HS-GC-IMS技術(shù)從六神曲生品、炒品和焦品中共獲得了80種揮發(fā)性有機(jī)物，定性鑒別出60種；構(gòu)建了六神曲生品、炒品和焦品的HS-GC-IMS指紋圖譜，通過PCA、PLS-DA、檢驗(yàn)等分析方法可將三者進(jìn)行區(qū)分，己醛-D（hexanal-D）、乙醇（ethanol）2種物質(zhì)可作為六神曲生品的特征性成分；丁醛（butanal）、2-甲基-2-丙烯（2-methyl-2-propenal）、化合物8可作為六神曲炒品的特征性成分；糠醛-D（furfural-D）、2-丁酮（2-butanone）、5-甲基糠醛（5-methylfurfural）、丙酮（acetone）、2-乙酰呋喃-D（2-acetylfuran-D）、化合物20共6種物質(zhì)可作為六神曲焦品的特征性成分。HS-GC-IMS指紋圖譜可用于識(shí)別與評(píng)價(jià)六神曲生品、炒品和焦品揮發(fā)性有機(jī)物的種類和差異，為六神曲飲片的質(zhì)量控制及臨床應(yīng)用提供參考。

六神曲；生品；炒品；焦品；頂空-氣相色譜-離子遷移譜；己醛-D；乙醇；丁醛；2-甲基-2-丙烯；糠醛-D；2-丁酮；5-甲基糠醛；丙酮；2-乙酰呋喃-D

六神曲（，MMF）始載于唐《藥性論》，由面粉（麥粉）、杏仁、赤小豆以及青蒿、蒼耳、辣蓼汁或煎煮液混合均勻后發(fā)酵、切丁、干燥而成，含有酵母菌、酶類、維生素B復(fù)合體、麥角甾醇、揮發(fā)油、苷類等[1-2]。歷代有多種炮制方法，常用的有生品、炒品及炒焦品。其中，生品具有健脾開胃并有發(fā)散作用。炒品以醒脾和胃為主，發(fā)散作用減少。治療小兒?jiǎn)渭冃韵涣?，療效?yōu)于乳酸鈣片、酵母片等[3]。焦品消食化積力強(qiáng)，以治食積泄瀉為主，常與焦山楂、焦麥芽合用治療消化不良，療效確切，故有“焦三仙”之稱。

截至目前，《中國(guó)藥典》2020年版尚未收錄六神曲，但全國(guó)各省《中藥飲片炮制規(guī)范》大都有收錄，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)以外觀性狀為主，以觀察顏色、菌斑菌衣、折斷面質(zhì)地、紋孔和氣味來辨別優(yōu)劣，缺乏量化評(píng)價(jià)指標(biāo)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量差異較大，嚴(yán)重影響臨床療效。近年來，針對(duì)六神曲的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了大量探索[4]，并基于微生物產(chǎn)生的酶在發(fā)酵過程中的關(guān)鍵性作用，主張以消化酶活力作為質(zhì)控指標(biāo)[5]，衡量六神曲的內(nèi)在質(zhì)量并用于判斷制備工藝合理性。但是，有學(xué)者對(duì)比研究六神曲炮制前后消化酶的活力發(fā)現(xiàn)，生六神曲經(jīng)炒、焦等炮制后，蛋白酶、淀粉酶活力均比生品顯著降低[6]。炒制后高溫破壞了消化酶，但消食和胃的功效并沒有喪失?？梢?，神曲中起作用的不只是酶類，神曲炒制后一定產(chǎn)生了其他能夠直接或間接促進(jìn)消化的物質(zhì)。這些物質(zhì)可以刺激嗅球，經(jīng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)與胃腸道之間的雙向調(diào)節(jié)通道（腦-腸軸）將氣味信號(hào)反饋給內(nèi)分泌系統(tǒng)，再進(jìn)一步傳遞給腸神經(jīng)系統(tǒng)，從而興奮或抑制胃腸道平滑肌，調(diào)節(jié)胃腸動(dòng)力[7-8]，這可能是六神曲的炮制原理之一。

炒法是中藥炮制工藝中最早被使用的基本方法之一[9]。六神曲在炒制過程中通過一系列反應(yīng)生成和消耗各種化合物，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性物質(zhì)發(fā)生變化。因此，本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性提出以揮發(fā)性物質(zhì)為切入點(diǎn)，采用頂空-氣相色譜-離子遷移質(zhì)譜（headspace-gas chromatography-ion migration mass spectrometry，HS-GC-IMS）對(duì)六神曲生品、炒品和焦品的揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)行定性分析和多元統(tǒng)計(jì)分析，獲得六神曲生品、炒神曲和焦神曲的特征性揮發(fā)性有機(jī)物，以期揭示炮制對(duì)六神曲揮發(fā)性成分的影響，為六神曲的功效物質(zhì)基礎(chǔ)挖掘和炮制工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究提供參考。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

FlavourSpec?氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用儀，山東海能科學(xué)儀器有限公司；HZQ-B型搖床，其林貝爾公司；KQ-250DA型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；R移液器，美國(guó)賽默飛公司；DZF-6050型真空干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；AE224C型分析天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；TD5B型低速離心機(jī)，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司。

1.2 試藥

10批六神曲生品（A1～A10）采自山東、安徽、四川等地，具體信息見表1，由山東省中醫(yī)藥研究院中藥資源研究所靳光乾研究員鑒定，符合《衛(wèi)生部藥品標(biāo)準(zhǔn)中藥成方制劑》第十九冊(cè)要求。按照《中國(guó)藥典》2020年版炒法（通則0213）炮制，取六神曲生品（A1～A10），用文火加熱，炒至黃色，取出，放涼，即為炒神曲樣品（B1～B10）；炒至外表呈焦黑色，內(nèi)部焦黃色，取出，略噴些清水，放涼，即為焦神曲樣品（C1～C10）。

2 方法與結(jié)果

2.1 檢測(cè)條件

色譜柱為MXT-5（15 m×0.53 mm，1 μm），分析時(shí)間40 min，柱溫60 ℃，載氣/漂移氣N2，IMS溫度45 ℃。自動(dòng)頂空進(jìn)樣單元：孵化溫度60 ℃，孵化時(shí)間15 min，進(jìn)樣體積100 μL，進(jìn)樣針溫度85 ℃，孵化轉(zhuǎn)速500 r/min。氣相色譜條件：E1漂移氣體積流量0～40 min，150 mL/min；E2氣相載氣體積流量0～2 min，2 mL/min；2～20 min，2～100 mL/min；20～40 min，100 mL/min。

表1 六神曲生品與炒品、焦品信息

2.2 樣品制備

精密稱取0.5 g六神曲生品、炒品或焦品粉末（過5號(hào)篩），直接置于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，80 ℃孵育15 min后按“2.1”項(xiàng)方法進(jìn)行測(cè)定。

2.3 數(shù)據(jù)處理分析

利用VOCal軟件查看分析譜圖和數(shù)據(jù)的定性定量，采用VOCal軟件內(nèi)置NIST和IMS數(shù)據(jù)庫對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析，譜圖中獲得的每1個(gè)點(diǎn)代表1種揮發(fā)性有機(jī)物，對(duì)其建立標(biāo)準(zhǔn)曲線后可進(jìn)行定量分析；Reporter插件對(duì)比樣品之間的譜圖差異（三維譜圖、二維俯視圖和差異譜圖）；Gallery Plot插件進(jìn)行指紋圖譜對(duì)比，直觀且定量地比較不同樣品之間的揮發(fā)性有機(jī)物差異；Dynamic PCA插件進(jìn)行動(dòng)態(tài)PCA以及快速確定未知樣品的種類。

3 結(jié)果與分析

3.1 氣相離子遷移譜分析

利用VOCal軟件內(nèi)置的Reporter插件對(duì)所獲得的六神曲生品、炒品和焦品圖譜進(jìn)行分析，結(jié)果見圖1，橫坐標(biāo)為離子遷移時(shí)間，其1.0處紅色豎線為經(jīng)歸一化處理后的反應(yīng)離子峰（RIP峰），縱坐標(biāo)為氣相色譜的保留時(shí)間。RIP峰2側(cè)的每1個(gè)點(diǎn)代表1種揮發(fā)性有機(jī)物，顏色示意有機(jī)物濃度，白色表示濃度較低，紅色表示濃度較高，顏色越深表示濃度越大。由圖1可知，六神曲生品、炒品和焦品均可檢測(cè)到大量的揮發(fā)性有機(jī)物成分，且差異明顯。

以六神曲生品譜圖作為參比，炒品、焦品譜圖扣減參比后再比較六神曲炮制前后的揮發(fā)性有機(jī)物差異，結(jié)果見圖2。圖中六神曲生品、炒品和焦品測(cè)得成分一致時(shí)，扣減后為白色，紅色示意六神曲炒品、焦品中所測(cè)成分濃度高于生品，藍(lán)色示意炒品、焦品中濃度低于生品?？梢娕c生品相比，六神曲炒品、焦品中大多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)物含量呈現(xiàn)波動(dòng)性變化，這可能與有機(jī)化合物在炮制過程中化學(xué)成分發(fā)生轉(zhuǎn)化或降解有關(guān)。

3.2 定性鑒別分析

氣相離子遷移譜分析從六神曲生品、炒品和焦品共檢測(cè)出80種揮發(fā)性有機(jī)物。進(jìn)一步與NIST數(shù)據(jù)庫和IMS數(shù)據(jù)庫比對(duì)后，鑒定了60種揮發(fā)性有機(jī)物，六神曲生品與炒品、焦品各自峰面積的平均值見表2。

3.3 六神曲生品、炒品和焦品的HS-GC-IMS指紋圖譜

基于HS-GC-IMS獲得的揮發(fā)性有機(jī)物響應(yīng)特征構(gòu)建了六神曲生品、炒品和焦品的HS-GC-IMS指紋圖譜，結(jié)果見圖3。圖中從上往下所在行為A1～A10、B1～B10和C1～C10中所有揮發(fā)性有機(jī)物的信號(hào)峰，每一列則示意同一揮發(fā)性有機(jī)物在六神曲生品、炒品和焦品中的信號(hào)峰，顏色深淺示意響應(yīng)濃度。由圖3可知，六神曲生品、炒和焦品組內(nèi)差異主要為相對(duì)含量存在差異，而六神曲炒制后揮發(fā)性有機(jī)物的數(shù)量和相對(duì)含量相比生品均呈現(xiàn)出顯著差異。

綜合表2和圖3分析顯示，2-戊基呋喃（2-pentyl furan）、()-2-庚烯醛-M［()-hept-2-enal-M］、庚醛- D（heptanal-D）、己醛-D（hexanal-D）、()-2-庚烯 醛-D［()-hept-2-enal-D］、()-2-己烯醛-M［()-2- hexenal-M]、()-2-己烯醛-D［()-2-hexenal-D］、化合物5、17、乙醇（ethanol）等10個(gè)物質(zhì)含量在六神曲生品中表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)高于炒品和焦品；3-甲硫基丙醛-M（3-methylthiopropanal-M）、3-甲硫基丙醛-D（3-methylthiopropanal-D）、化合物7～10、16、丁醛（butanal）、3-甲基丁烷-1-醇（3-methylbutan-1-ol）、2-甲基-2-丙烯（2-methyl-2- propenal）、3-羥基丁烷-2-酮（3-hydroxybutan-2-one）等11個(gè)物質(zhì)含量在六神曲炒品中表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)高于生品和焦品；糠醛-D（furfural-D）、香檸檬醛（bergamal）、5-甲基糠醛（5-methylfurfural）、二氫-2(3)-呋喃酮［dihydro- 2(3)-furanone]、2-乙酰呋喃-M（2-acetylfuran-M）、2-乙酰呋喃-D（2-acetylfuran-D）、化合物14、15、環(huán)戊酮（cyclopentanone）、丙酮（acetone）、2-丁酮（2-butanone）、乙酸甲酯（methyl acetate）、()-2-甲基-2-丁烯醛［()-2-methyl-2- butenal]、化合物19、2,5-二甲基呋喃（2,5- dimethylfuran）、2-戊酮（2-pentanone）、化合物20、二甲基二硫化物（dimethyl disulfide）等18個(gè)物質(zhì)含量在六神曲焦品中表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)高于生品和炒品。

圖2 六神曲生品(A)、炒品(B)和焦品(C)樣本氣相色譜離子遷移譜差異圖

表2 六神曲生品、炒品與焦品中揮發(fā)性有機(jī)物定性分析

續(xù)表2

序號(hào)化合物分子式相對(duì)分子質(zhì)量保留指數(shù)保留時(shí)間/s遷移時(shí)間/ms峰面積平均值 生品炒品焦品 4111/0913.2273.0531.555 4124.6375.5971.08 4212/0916.4275.4921.477 9025.0046.0233.35 432-甲基-3-呋喃硫醇C5H6OS114.2865.7242.3631.139 2137.8848.6222.25 4413/0845.0230.9811.155 1392.37118.5541.62 452-乙酰呋喃-DC6H6O2110.1911.5271.8331.438 6238.3148.07484.79 4614/0916.4275.4921.372 7945.9573.58268.12 4715/0854.0235.8591.308 0243.2764.86363.76 48環(huán)戊酮C5H8O84.1784.9200.9001.339 8825.1431.97101.71 4916/0843.9230.3711.450 3096.25161.8482.93 50丁酸C4H8O288.1816.8216.3471.179 5539.1365.7397.52 51乳酸乙酯C5H10O3118.1806.6211.2661.535 2438.9864.3625.26 523-甲基丁酸C5H10O2102.1869.7244.5981.493 8365.05143.23114.28 53戊醛C5H10O86.1695.9163.2561.423 93776.21680.47371.47 542-甲基丁醛C5H10O86.1669.2154.6771.401 072 134.792 196.451 594.54 553-甲基丁醛C5H10O86.1658.9151.6621.407 501 791.691 602.391 070.53 56乙酸乙酯C4H8O288.1614.5139.2851.338 25754.05600.65379.00 57丁醛C4H8O72.1557.7124.9401.282 612 215.443 024.952 390.11 5817/0496.6111.1351.177 93218.67155.6178.56 59乙醇C2H6O46.1459.7103.5571.131 732 374.861 708.541 606.33 60丙酮C3H6O58.1495.3110.8651.113 812 646.503 258.894 179.70 612-丁酮C4H8O72.1596.9134.6841.247 72742.351 498.422 678.41 622-甲基-1-丙醇C4H10O74.1628.9143.1671.365 20126.29129.2028.51 63(E)-2-戊烯醛C5H8O84.1748.8184.6791.107 2439.0522.1927.16 643-戊醇C5H12O88.1711.1169.1621.206 31211.88247.60163.95 65醋酸C2H4O260.1582.8131.0761.159 631 118.39889.62940.65 663-甲基丁烷-1-醇C5H12O88.1728.4176.1051.498 75102.71151.5858.31 6718/0609.3137.9061.290 37166.50324.15533.60 682-甲基-2-丙烯C4H6O70.1577.7129.8071.220 44717.431 070.65708.86 69乙酸甲酯C3H6O274.1526.5117.6751.193 2039.81127.48212.62 70(E)-2-甲基-2-丁烯醛C5H8O84.1737.4179.8591.336 28111.34234.36389.18 7119/0750.2185.2951.297 7248.7564.24213.30 722,5-二甲基呋喃C6H8O96.1705.5166.9761.030 1136.5927.05103.91 731,4-二惡烷C4H8O288.1713.7170.1971.126 8829.1526.2141.34 742-戊酮C5H10O86.1689.2160.7351.371 0523.8833.52172.17 7520/0527.3117.8571.155 60225.19441.49809.74 76吡咯C4H5N67.1752.9186.4410.971 2525.2547.50149.83 77二甲基二硫化物C2H6S294.2738.1180.1260.987 9175.66121.81447.80 78(E)-3-戊烯-2-酮C5H8O84.1739.2180.5891.352 3218.7293.60144.61 791-辛烯-3-醇C8H16O128.2985.3333.0721.157 9836.9637.2214.96 803-羥基丁烷-2-酮C4H8O288.1710.4168.8951.328 02149.98197.05167.35

“/”為未檢出，1～20-未鑒定，下同

“/” represents undetected, 1—20-not identified, the same below

圖3 六神曲生品(A)、炒品(B)和焦品(C)樣本揮發(fā)性有機(jī)物指紋圖譜

3.4 主成分分析（principal component analysis，PCA）

為判別六神曲生品、炒品和焦品間的差異，利用SIMCA-P14.0軟件對(duì)30批樣品的80個(gè)揮發(fā)性有機(jī)物的峰體積結(jié)果進(jìn)行PCA，前2個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到79.80%，說明前2個(gè)因子在反映六神曲炮制前后揮發(fā)性有機(jī)物的相互關(guān)系中起主導(dǎo)作用。構(gòu)建六神曲生品、炒品和焦品的得分圖（圖4），前2個(gè)主成分可以將六神曲焦品與生品、炒品區(qū)分開，存在顯著差異，但不能將生品與炒品分開。由于PCA僅能較好的反映原始數(shù)據(jù)，是一種無監(jiān)督的模型驗(yàn)證方法，其不能忽略組間差異。

3.5 偏最小二乘-判別分析（partial least squares- discriminant analysis，PLS-DA）

PLS-DA是一種有監(jiān)督的模式，能尋找隱藏的損壞模型穩(wěn)健性的特征變量，更能突出組間差異[10]。為進(jìn)一步判別六神曲生品、炒品和焦品間的差異，對(duì)30批樣品的80個(gè)揮發(fā)性有機(jī)物的峰體積結(jié)果歸一化處理后進(jìn)行PLS-DA得到PLS-DA得分圖（圖5），2＝0.832＞0.5，同時(shí)為防止模型過擬合進(jìn)行交叉驗(yàn)證后所有點(diǎn)均小于原始2，說明模型擬合較好且具有可行性。通過得分圖可以看出，有監(jiān)督的分析方法能較好的將六神曲生品、炒品和焦品區(qū)分開，進(jìn)而得出變量權(quán)重值（variable important in projection，VIP）。VIP值通常用來反映PLS-DA模型變量的重要性。圖中柱子高度與對(duì)模型貢獻(xiàn)值越高（圖6）則表示差異越顯著[11]。

圖4 六神曲生品、炒品與焦品PCA得分圖

圖5 六神曲生品、炒品與焦品PLS-DA得分圖

圖6 六神曲生品、炒品與焦品的VIP圖

3.6 差異分析

根據(jù)PLS-DA模型繪制的VIP圖，選出VIP值較大的揮發(fā)性有機(jī)物。30批六神曲樣本區(qū)分貢獻(xiàn)較大（VIP＞1）的揮發(fā)性成分為糠醛-D（VIP＝ 2.592 1）、己醛-D（VIP＝2.296 6）、2-丁酮（VIP＝2.125 1）、苯乙醛-M（2.074 2）、5-甲基糠醛（VIP＝1.874 3）、丙酮（VIP＝1.852 9）、丁醛（VIP＝ 1.555 1）、2-甲基丁醛（VIP＝1.495 1）、3-甲基丁醛（VIP＝1.397 9）、2-乙酰呋喃-D（VIP＝1.359 8）、4-甲基-3-戊烯-2-酮-D（VIP＝1.336 0）、醋酸乙酯（VIP＝1.264 9）、化合物2（VIP＝1.252 7）、2-甲 基-2-丙烯（VIP＝1.235 6）、化合物20（VIP＝ 1.233 1）、乙醇（VIP＝1.222 0）、()-2-庚烯醛-D （VIP＝1.170 3）、苯乙醛-D（VIP＝1.131 8）、二甲基二硫化物（VIP＝1.112 0）、()-2-庚烯醛-D （VIP＝1.088 9）、己醛-M（VIP＝1.088 5）、戊醛 （VIP＝1.049 3）、化合物8（VIP＝1.025 0）、3-甲硫基丙醛-M（VIP＝1.021 7）等。

再利用SPSS 22.0對(duì)篩選出上述24種揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行-檢驗(yàn)，結(jié)合2種方法（VIP＞1，＜0.05）篩選出的差異成分11種，分別為4種醛類、2種酮類、1種烯類、1種呋喃類、1種醇類及2種未知化合物，結(jié)果見表3。

3.7 聚類熱圖分析（hierarchical cluster analysis，HCA）

根據(jù)鑒定篩選出的差異成分，利用heatmapper平臺(tái)對(duì)六神曲生品、炒品、焦品進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物和品種2個(gè)維度的HCA，如圖7所示，樹形熱圖中橫坐標(biāo)代表不同產(chǎn)地六神曲生品、炒品和焦品，縱坐標(biāo)代表差異成分，其中紅色表達(dá)揮發(fā)性成分顯著上調(diào)，響應(yīng)藍(lán)色代表顯著下調(diào)，通過圖中可以看出，六神曲生品中己醛-D、乙醇顯著高于其他品種，而炒品中丁醛、2-甲基-2-丙烯、化合物8顯著上調(diào)區(qū)別于生品和焦品，焦品中糠醛-D、2-丁酮、5-甲基糠醛、丙酮、2-乙酰呋喃-D、化合物20區(qū)別于其他品種，同時(shí)根據(jù)聚類熱圖分析可以看出，11種差異揮發(fā)性成分可以很好的將六神曲生品、炒品與焦品三者區(qū)分開。

表3 六神曲生品、炒品與焦品各揮發(fā)性成分t檢驗(yàn)(, n = 5)

與生品比較：**＜0.01；與炒品比較：#＜0.05##＜0.01

**< 0.01raw products;#< 0.05##< 0.01fried products

4 討論

HS-GC-IMS技術(shù)結(jié)合了氣相色譜優(yōu)良的分離能力及離子遷移譜靈敏度高和響應(yīng)速度快的優(yōu)勢(shì)，近年來已經(jīng)在分析和鑒定中藥材真?zhèn)蝃12-13]、炮制加工[14-15]等方面取得了一系列的研究成果。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)六神曲炒制過程中揮發(fā)性物質(zhì)變化的炮制特點(diǎn)[6]，提出以揮發(fā)性物質(zhì)作為切入點(diǎn)，構(gòu)建六神曲生品及炮制品（炒、焦）HS-GC-IMS指紋圖譜，通過觀察圖譜中代表化合物信息的樣點(diǎn)大小及顏色變化快速比較六神曲生品、炒品及其焦品揮發(fā)性有機(jī)物的種類及含量，結(jié)果表明六神曲生品、炒品及焦品揮發(fā)性成分具有極高的相似度，但含量組間則差異明顯。PLS-DA發(fā)現(xiàn)六神曲生品及炒品、焦品可以各自聚為一類，說明六神曲生品、炒品和焦品的化學(xué)成分存在差異，進(jìn)一步證實(shí)了炮制可影響六神曲中的揮發(fā)性成分，為快速識(shí)別六神曲生品及其炮制品提供了科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也反映了六神曲生品、炒神曲和焦神曲在臨床應(yīng)用中的功效差異。

六神曲經(jīng)過加工炮制發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)變化，這些變化的化學(xué)成分正是導(dǎo)致炮制前后性味功能改變的重要原因，是工藝革新和制定炮制規(guī)范的重要依據(jù)[16]。本研究在收集不同產(chǎn)地六神曲生品的基礎(chǔ)上進(jìn)行同批炮制（炒、焦），對(duì)六神曲生品及炮制品（炒品、焦品）的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分析，結(jié)果表明六神曲炮制（炒、焦）后的揮發(fā)性有機(jī)物種類、含量與生品相比呈現(xiàn)差異，共檢測(cè)出80種揮發(fā)性有機(jī)物，鑒定出其中60種揮發(fā)性有機(jī)物，差異分析篩選出己醛-D、乙醇2種共性成分可以作為六神曲生品的標(biāo)志性成分，丁醛、2-甲基-2-丙烯可以作為炒品的標(biāo)志性成分，糠醛-D、2-丁酮、5-甲基糠醛、丙酮、2-乙酰呋喃-D等共性成分可以作為焦品的標(biāo)志性成分。其中，己醛-D、乙醇等具有強(qiáng)烈刺激性的成分含量下降，糠醛-D、2-丁酮、5-甲基糠醛、丙酮、2-乙酰呋喃-D等可作為香料原料的成分含量增加，分析其原因可能是六神曲本身所含有或受熱后產(chǎn)生的成分及在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酶或糖成分發(fā)生了轉(zhuǎn)變[17-18]。這為后續(xù)六神曲發(fā)酵及炮制工藝和品質(zhì)提升提供理論參考。同時(shí)，這些差異揮發(fā)性有機(jī)物可能是六神曲“焦香醒脾”的共性物質(zhì)基礎(chǔ)，為下一步研究六神曲經(jīng)“嗅味通路-中樞神經(jīng)-腦腸肽-胃腸功能”的炮制機(jī)制奠定基礎(chǔ)，也為臨床消食導(dǎo)滯藥的應(yīng)用提供了新思路[19-20]。

圖7 差異成分聚類分析熱圖

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Analysis of volatile matter changes ofbefore and after processing based on HS-GC-IMS technology

SHI Hai-yan1, XU Nan2, ZHAO Xia3, CUI Yan-wei3, WANG Ping2

1. Department of Clinical Pharmacy, First Affiliated Hospital of Shandong First Medical University & Shandong Provincial Qianfoshan Hospital, Shandong Engineering and Technology Research Center for Pediatric Drug Clinical Assessment and Development, Shandong Medicine and Health Key Laboratory of Clinical Pharmacy, Jinan 250014, China 2. Institute of Chinese Medicine Preparation, Shandong Research Academy of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250014, China 3. R&D Department, Shandong Baiweitang Traditional Chinese Medicine Slices Co., Ltd., Jinan 250108, China

To analyze the characteristics and change rules of volatile organic compounds (fried or burnt) of Liushenqu (六神曲,, MMF) before and after processing.Headspace-gas chromatography-ion migration mass spectrometry (HS-GC-IMS) was used to determine the volatile organic compounds in the raw, fried and charred products of MMF, and HS-GC-IMS fingerprint was constructed. VOCal software was used to conduct qualitative and quantitative analysis of the detected components. Principal component analysis (PCA) and partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) were used to analyze the differences of the samples.Based on HS-GC-IMS technology, 80 kinds of volatile organic compounds were obtained from raw, fried and burnt products of MMF, and 60 kinds were identified qualitatively; HS-GC-IMS fingerprints of raw MMF, fried and charred products were constructed. The three products can be distinguished by PCA, PLS-DA and-test analysis methods. Hexanal-D and ethanol can be used as the characteristic components of raw MMF; Butanal, 2-methyl-2-propenal and compound 8 can be used as the characteristic components of the fried products of MMF; Six substances, including furfural-D, 2-butanone, 5-methylfurfural, acetone, 2-acetylfuran-D and compound 20, can be used as the characteristic components of the charred products of MMF.HS-GC-IMS fingerprint can be used to identify and evaluate the types and differences of volatile organic compounds in raw, fried and charred products of MMF, and provide reference for quality control and clinical application of product decoction pieces.

; raw products; fried products; charred products; HS-GC-IMS; hexaldehyde-D; ethanol; butanal; 2-methyl-2-propenal; furfural-D; 2-butanone; 5-methylfurfural; acetone; 2-acetofuran-D

R283.6

A

0253 - 2670(2023)10 - 3120 - 12

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.10.009

2022-11-21

山東省科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力提升工程（2022TSGC1057）；濟(jì)南市科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力提升工程（2022TSGC1057）；山東省中醫(yī)藥科技項(xiàng)目重點(diǎn)項(xiàng)目（2021Z048）；山東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（ZR2020KH017）

時(shí)海燕，博士，主任藥師，從事中藥炮制化學(xué)與藥代動(dòng)力學(xué)研究。E-mail: shihaiyan123@163.com

[責(zé)任編輯 鄭禮勝]