山柰挥发油的红外光谱法与气相色谱质谱分析

摘要：山柰，别名沙姜、山辣。以根茎入药，温中化湿，行气止痛。主治急性胃肠炎，消化不良，胃寒疼痛，牙痛，风湿关节痛，跌打损伤。

目的分析山柰饮片挥发油的化学成分与指纹图谱，以控制其质量。方法用水蒸气蒸馏法提取挥发油后，采用傅立叶变换红外光谱法（FTIR）和气相色谱－质谱法（GC-MS）分析。结果在10批山柰挥发油的FTIR图谱20个峰中有17~19个共有峰；GC-MS分析每个样品鉴定了37~44种化学成分，特征成分均为对甲氧基桂皮酸乙酯（反式57.3%~78.7%，顺式0.7%~3.4%）、反式桂皮酸乙酯（9.8%~19.5%）、正十五烷（6.9%~17.1%）、3-蒈烯、8-十七碳烯、龙脑、莎草烯，这8种成分共约占挥发油总成分的94.1%~98.2%。结论FTIR能准确地鉴别山柰，GC-MS法能以特征成分为指标精确地控制山柰饮片的质量。

山柰为姜科植物山柰Kaempferia.galangaL.的干燥根茎［1］。主产于广西、广东、云南。文献［2，3］报道山柰（沙姜）挥发油（以下简称山柰油）中的肉桂酸乙酯类化合物具有抗促癌活性，以对甲氧基桂皮酸乙酯的抗癌活性最强，且毒性较低。另有文献［4~9］报道山柰油的肉桂酸乙酯类化合物相对含量均较高，但其中对甲氧基桂皮酸乙酯等成分的相对含量相差悬殊。作者尚未见同时采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）法和气相色谱-质谱（GC-MS）法分析山柰油特征成分的报道，本文对10批市售山柰饮片的挥发油进行了FTIR鉴定和GC-MS分析。现报道如下：1材料与仪器1.1样品10批山柰饮片均由第1作者鉴定。样品1号（徐州同康药店），2号（广西医药公司），3号（苏州观前王洪翥药店），4号（广东医药公司），5号（徐州恩华药店），6号（苏州太仓浮桥药店），7号（苏州太平洋药店），8号（江西婺源药店），9号（江西景德镇药店），10号（徐州奎西药店）的来源均为Kaempferia.galangaL.的干燥根茎。

1.2仪器与试剂Tensor27傅立叶变换红外分光光度计（德国BRURER公司）；GC-MS气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦公司）；（上海凌峰化学试剂有限公司）为分析纯。

2方法与结果2.1山柰油的提取分别取上述山柰饮片粗粉各约75g，称定重量，按挥发油测定法［1］中的甲法提取5h，收集乳状馏出液，用萃取2次，合并液，加入无水硫酸钠适量干燥后，取上清液挥尽，分别得淡黄色山柰油约2~3ml，备用。得油率为2.7%~4.0%（ml/g），均低于本品含挥发油“不得少于4.5%（ml/g）”之规定［1］。

2.2红外光谱测定取约200mgKBr极细粉压成透明KBr空白薄片，吸取山柰油约50μl滴于空白片上铺成均匀薄层。在500~4000cm-1间测定红外光谱，光谱分辨率0.741cm-1，扫描信号累加32次，所有图谱均扣除背景吸收，将红外光谱图纵坐标由TR转换成AB后，再进行二阶导数光谱转换。10批山柰油的FTIR图谱、FTIR二阶导数图谱均具有指纹特征，代表性图谱见图1~2。

2.3GC-MS分析2.3.1GC-MS条件HP－5MS毛细管色谱柱（0.25mm×30m，0.25μm）；氦气流速1.0ml.min-1；进样口温度280℃，分流比50∶1。初始柱温70℃，以10℃.min-1升至250℃，维持10min。离子源EI，电离能量70ev，离子源温度230℃，四极杆温度150℃，扫描质量范围为30~550amu。

2.3.2GC-MS测定分别精密吸取山柰油0.2ml于10ml容量瓶中，用稀释定容后，取2μl进样分析，得山柰油的总离子流色谱图（TIC），代表性TIC图谱见图3~4。每张TIC图中均检出40个左右的色谱峰，以色谱峰面积归一法计算各成分的相对含量。经计算机NIST质谱库检索，结合人工解析山柰油的化学成分，最终确定了保留时间（RT）相对稳定、相对含量和匹配度均较高的8种特征成分。又采用统计学的t分布法（公式μ=±ts√n）和Excel程序对特征成分的相对含量进行了99%置信度的区间估计。

3讨论本实验中10批山柰油的FTIR图谱和FTIR二阶导数图谱均具有较强的指纹性特征，在FTIR图谱所检出的20个峰中存在17~19个共有峰，有1~3个差异峰。在二阶导数FTIR图谱中吸收峰的鉴别特征更强，且能检出在原始FTIR图谱中没有出现的某些峰。我们还将山柰油的FTIR图谱与同科的姜黄、片姜黄，樟科的肉桂、桂皮等中药的挥发油进行了比较研究，结果均有明显差异。这表明用该法鉴别山柰饮片具有较强的专属性。

10批山柰油的GCMS总离子流图的色谱峰保留时间和出峰顺序极具规律性，其特征成分形成了独特的指纹图谱，被分离与鉴定的色谱峰数均在37~44个之间，共鉴定出50余种化合物。其中含量较高的共有化合物16种，特征性成分均为对甲氧基桂皮酸乙酯（均值为反式64.4%、顺式1.8%）、反式桂皮酸乙酯（15.9%）、正十五烷（10.4%）、3蒈烯、龙脑，8十七碳烯、莎草烯，这8种成分共约占挥发油总成分的94.1%~98.2%，其中前4种成分占90.0%~96.5%。此结果与樊亚鸣等［4，5］的报道较为接近，而与张桂芝等［7，8］的报道相差甚远。

在按照文献［1］测定山柰饮片挥发油含量的同时，采用FTIR法测定山柰油的红外光谱，能快速、准确地鉴定山柰；运用GC-MS法分析山柰油中的特征化学成分，则能以对甲氧基桂皮酸乙酯等成分的相对含量为指标，更好地控制山柰饮片的质量。本实验条件下所获得的山柰油FTIR图谱、GCMS图谱和特征成分的相对含量指标均可作为控制山柰饮片质量的依据。

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