鄧 淼,秦楓怡,李子怡,江鴻翎,卿志星,趙玲艷,羅鳳蓮,3*

1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院;2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院;3湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)沙 410128

襄荷(ZingibermiogaRosc.)為姜科姜屬多年生草本植物,又叫作茗荷、陽(yáng)荷、陽(yáng)藿、野姜等,在韓國(guó)以Yangha著稱,而在日本以Myoga著稱,是我國(guó)重要的食藥兼用保健型植物資源[1]。襄荷喜歡溫暖蔭濕環(huán)境,多生長(zhǎng)于山地林蔭下或水溝旁,山谷中蔭濕處,在國(guó)內(nèi)主要分布于我國(guó)華中南地區(qū)[2]。襄荷的地下莖、花軸、嫩芽都可以用作各種食材,是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的藥食同源膳食纖維蔬菜[3]。在《本草綱目》中有記載,襄荷不僅可以作為蔬菜食用,還具有活血調(diào)經(jīng)、鎮(zhèn)咳祛痰、改善炎癥、風(fēng)濕性疾病和胃腸道不適等多種藥用功效[4]。襄荷富含多酚、姜辣素、黃酮、萜類等化合物,這些化合物表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的抗炎、抗氧化、抗疲勞、降血糖、減肥、緩解過(guò)敏性哮喘等活性[5-11]。目前對(duì)襄荷的研究集中于花苞中的黃酮類化合物,但襄荷中還富含具有多種生理活性的揮發(fā)性成分,如α-蒎烯、β-蒎烯等,另外,襄荷根、莖具有芳香味,對(duì)襄荷中揮發(fā)性成分的研究也集中于其花苞部位,目前尚未有對(duì)其不同部位中的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析研究。若能對(duì)襄荷不同部位(根、莖、葉、花苞)的揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定,以便從襄荷植株不同部位提取天然香料成分,將會(huì)給襄荷的多樣化利用提供新的思路。本實(shí)驗(yàn)采用頂空固相微萃取法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)(HS-SPME-GC-MS)對(duì)襄荷不同部位(根、莖、葉、花苞)進(jìn)行揮發(fā)性成分測(cè)定,為襄荷資源的綜合利用提供幫助。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮襄荷樣品采自湖南省懷化市芷江縣,經(jīng)湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)羅鳳蓮副教授鑒定為襄荷(ZingibermiogaRosc),樣品存放湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院中獸藥湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室-20 ℃冰箱。分別取襄荷根、莖、葉、花苞共四部位進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 儀器與設(shè)備

GC/MS-QP2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、GC/MS Solution色譜工作站和NIST.17質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)(日本島津公司);SAAA-SPME-ST固相微萃取儀、50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取纖維頭、13-425標(biāo)準(zhǔn)螺紋口樣品瓶(上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司);Scientz冷凍干燥機(jī)(寧波新芝生物科技股份有限公司);HB-88毛細(xì)管色譜柱(100.0 m × 0.25 mm × 0.20 μm,美國(guó)安捷倫公司)。

1.3 樣品制備

先將襄荷的根、莖、葉、花苞樣品置于冷凍干燥機(jī)中干燥,然后分別用粉碎機(jī)磨碎,稱取根、莖、葉、花苞四部位樣品各0.5 g置于10 mL頂空萃取瓶,待檢測(cè)。

1.4 萃取方法

氣化室設(shè)定溫度240 ℃,需將萃取纖維頭插入氣化室中40 min,除去纖維頭上殘存或空氣中的雜質(zhì)。初始固相微萃取裝置溫度為70 ℃,再將裝有樣品的萃取瓶置于固定在裝置中預(yù)熱,40 min后將萃取進(jìn)樣手柄插入頂空樣品瓶中,萃取40 min后,將萃取手柄取出。

1.5 GC-MS條件

進(jìn)樣口溫度:240 ℃;柱內(nèi)溫度:60 ℃;進(jìn)樣方式:無(wú)分流;載氣高純He;載氣流速:1.37 mL/min;分割比:-0.1;初始溫度:60 ℃,維持5 min,再以3 ℃/min升至140 ℃,維持5 min,然后以5 ℃/min升至210 ℃,維持5 min,最后從10 ℃/min升至240 ℃,維持10 min。

離子源:EI源;離子源溫度為200 ℃,接口溫度為220 ℃。質(zhì)核比掃描范圍為45～500m/z;采集的GC-MS數(shù)據(jù)由日本島津公司GC/MS Solution色譜工作站進(jìn)行處理,自動(dòng)識(shí)別信噪比>50的色譜峰,并將質(zhì)譜圖與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST)17質(zhì)譜庫(kù)檢索比對(duì),結(jié)合匹配度、保留時(shí)間,并與文獻(xiàn)報(bào)道進(jìn)行對(duì)比,選擇相似度大于80%的化合物作為鑒定結(jié)果。各揮發(fā)性化合物含量由色譜峰面積的外部歸一化計(jì)算,以相對(duì)百分比表示。

2 結(jié)果

通過(guò)HS-SPME-GC-MS對(duì)襄荷不同部位(根、莖、葉、花苞)揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定,得到襄荷不同部位揮發(fā)性化學(xué)成分的總離子流圖(見(jiàn)圖1)。經(jīng)過(guò)NIST.17質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,采用面積歸一法計(jì)算各個(gè)積分的色譜峰占總峰面積百分比,得到襄荷不同部位揮發(fā)性成分的種類及相對(duì)百分比含量(見(jiàn)表1和表2)。

表2 襄荷不同部位揮發(fā)性成分鑒定結(jié)果Table 2 Results of volatile components in different parts of Z.mioga

圖1 襄荷不同部位揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.1 Total ion chromatograms of volatile components in different parts of Z.mioga注:a.根;b.莖;c.葉;d.花苞。Note:a.Root;b.Stem;c.Leaf;d.Flower bud.

由表1、表2可知,采用HS-SPME-GC-MS方法從襄荷不同部位(根、莖、葉、花苞)中共鑒定出197種不同化合物,其中根、莖、葉、花苞分別鑒定92、67、64和96種,各部位的特有化合物分別為48、18、21和45種。烯烴類化合物是襄荷揮發(fā)性成分中種類最多、相對(duì)含量最高的一類化合物,在根、莖、葉中均占到了60%以上,在花苞中占到了54.35%。檜烯在根和花苞含量中含量最高,在莖中含量為其次,但在葉中的含量?jī)H為1.98%。β-蒎烯在各部位的相對(duì)百分比含量均較高,是襄荷主要的揮發(fā)性成分。異胡蘿卜烯是根中特有的高含量揮發(fā)性成分。此外,葎草烯、隱品酮、α-蒎烯等化合物也是襄荷主要的揮發(fā)性成分。在襄荷各部位的揮發(fā)性成分中,共存在23種相同的揮發(fā)性成分(見(jiàn)圖2),包括有檜烯、α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、隱品酮等。

圖2 襄荷不同部位揮發(fā)性成分差異對(duì)比Fig.2 Comparison of volatile components in different parts of Z.mioga

3 討論與結(jié)論

氣味是目前判斷藥用植物優(yōu)劣的重要手段之一,藥用植物中所含有的揮發(fā)性成分能夠使其具有特有的氣味,因此揮發(fā)性化合物是評(píng)價(jià)藥用植物質(zhì)量的重要指標(biāo)。襄荷中揮發(fā)性成分的研究主要集中于花苞部位,目前已被報(bào)道的揮發(fā)性成分有50多種,本試驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)共有25種化合物(如α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯等)為已被報(bào)道的揮發(fā)性成分,這與Zhang等[12]的結(jié)果基本一致。此外,本試驗(yàn)還測(cè)定了襄荷根、莖、葉部位的揮發(fā)性成分,這些結(jié)果可以為襄荷的多樣化利用提供新的思路。

烯烴類化合物是襄荷揮發(fā)性成分中種類最多、相對(duì)含量最高的一類化合物,由于閾值較低,對(duì)襄荷的風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。檜烯是一種重要的高密度燃料前體,可以作為航空燃料的添加劑,也可以作為香水添加劑、精細(xì)化學(xué)品消炎藥物,特別是針對(duì)慢性炎癥有很好的緩解作用[13]。α-蒎烯和β-蒎烯是多種香精、香料制造的中間體,可以被用于制作殺菌劑、香料、抗病毒和抗菌劑[14]。葎草烯具有抗腫瘤、抗病毒等藥理活性,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、保健品等領(lǐng)域[15]。D-檸檬烯因其高品質(zhì)的香味特性,主要以添加劑的形式添加在香水、肥皂和食品中[16]。石竹烯和β-欖香烯分別呈木香和辛香,具有顯著的抗癌、抗炎活性,其中β-欖香烯在中醫(yī)中被用于治療多種癌癥,且沒(méi)有嚴(yán)重的副作用[17,18]。

醇類化合物在襄荷揮發(fā)性成分中相對(duì)含量和種類僅次于烯烴類化合物,大多具有令人愉快的花香、果香[19]。襄荷樣品中的揮發(fā)性醇類化合物主要為松油醇(α-松油醇和4-萜烯醇)。α-松油醇具有紫丁香香氣,其甲酸酯及乙酸酯可用于香精的配制,同時(shí)也是玻璃器皿上色彩的優(yōu)良溶劑。由于松油醇耐堿性強(qiáng),可被用作皂用香精,同時(shí)也被廣泛用于醫(yī)藥、儀表、電信等領(lǐng)域[20]。此外相對(duì)含量較高的桉油烯醇、桃金娘烯醇、葎草烯醇-II等在各部位均有檢出,這些醇類可使襄荷的香氣更加協(xié)調(diào)。

醛類、酯類、醚類、酮類等揮發(fā)性化合物在襄荷中的占比較低。桃金娘烯醛常用于香料、有機(jī)合成和誘集云南縱坑切梢小蠹[21]。乙酸桃金娘烯酯有清新的草香和果香香氣,并伴有柑橘樣的香韻[22]。酮類物質(zhì)閾值較高,對(duì)襄荷的風(fēng)味貢獻(xiàn)較小[23]。其他類揮發(fā)性化合物包括酚類、酸類、烷烴類等。

本研究采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)從襄荷不同部位(根、莖、葉、花苞)共鑒定出197種揮發(fā)性成分,其中根、莖、葉、花苞分別鑒定92、67、64和96種,各部位的特有化合物分別為48、18、21和45種,共有的揮發(fā)性成分為23種,主要包括烯烴類、醇類、醛類、酯類、酮類等。烯烴類在根、莖、葉中均占到了60%以上,在花苞中占到了54.35%,是襄荷中主要的揮發(fā)性成分?；ò械娜╊?、酯類、醚類、酮類化合物要高于其他部位。本研究為對(duì)襄荷中揮發(fā)性成分的多樣化利用提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。