摘 要：果實(shí)是益智的主要收獲部位，而莖稈、葉片和塊根通常都未被利用。為了充分利用這些資源，以福建本地益智鮮葉、莖稈、塊根和鮮果為材料，采用水蒸氣蒸餾法萃取其同一時(shí)間不同組織的揮發(fā)油，計(jì)算各組織揮發(fā)油的含量，并采用頂空進(jìn)樣法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)對益智不同組織中揮發(fā)油成分進(jìn)行分析。結(jié)果表明：福建本地益智不同組織均含有揮發(fā)油成分，其中塊根中揮發(fā)油含量最高，達(dá)0.22%，其次是葉片，莖最少。益智不同組織揮發(fā)油成分共檢出52種成分，發(fā)現(xiàn)烯烴類物質(zhì)數(shù)量最多，其次是醇類，其中γ-松油烯、桃金娘醛、α-蒎烯、β-蒎烯、β-羅勒烯、對傘花烴等6種物質(zhì)在益智所有組織中均為主要成分；與其他3種組織相比，果實(shí)中α-松油烯、檜烯、α-蛇麻烯和反式-β-萜品醇相對含量較高，α-香柑油烯、α-姜黃烯、β-倍半水芹烯等10種化合物未檢出；利用主成分分析將52個(gè)指標(biāo)簡化為6個(gè)綜合指標(biāo)，主成分綜合得分從高到低排序?yàn)槿~片、莖、塊根、果實(shí)；根據(jù)F值的大小，發(fā)現(xiàn)益智果實(shí)與其他組織揮發(fā)油成分差異較大，其他3種組織間差異較小。

關(guān)鍵詞：益智；揮發(fā)性成分；GC-MS；主成分分析

中圖分類號：R932 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：0253?2301（2024）07?0038?06

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.07.007

GC-MS Analysis of Volatile Oil Components in Different Fissues of Alpinia oxyphylla in FujianLIHe-ping，ZHANGShu-he，LINJiang-bo，DAIYi-min

（Institute of Subtropical Agriculture， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Zhangzhou， Fujian 363005， China）

Abstract： ThefruitofAlpinia oxyphyllawasthemainharvestedpart，whilethestalks，leavesandrootswereusuallynotused.Inordertomakefulluseoftheseresources，thefreshleaves，stalks，rootsandfreshfruitsofAlpiniaoxyphyllainFujianwereusedasthematerials.Then，thevolatileoilofdifferenttissuesatthesametimewasextractedbywatersteamdistillation，andthecontentofvolatileoilineachtissuewascalculated.ThevolatileoilcomponentsindifferenttissuesofAlpinia oxyphyllawereanalyzedbyhead-spaceinjectingmethodandgaschromatography-massspectrometry（GC-MS）.Theresultsshowedthat：differenttissuesofthelocalAlpiniaoxyphyllainFujiancontainedvolatileoilcomponents，amongwhichthecontentofvolatileoilinroottuberswasthehighest，reaching0.22%，followedbyleavesandtheleastinstems.Atotalof52componentsweredetectedfromthevolatileoilcomponentsindifferenttissuesofAlpinia oxyphylla.Itwasfoundthatthenumberofolefinswasthelargest，followedbyalcohols.Amongthem，γ-terpinene，myrtenal，α-pinene，β-pinene，β-ocimene?;andp-cyinenewereallthemaincomponentsinallthetissuesofAlpiniaoxyphylla.Comparedwiththeotherthreetissues，therelativecontentsofα-terpinene，sabinene，α-humuleneandtrans-β-terpineolinfruitswerehigher，whilethetencompoundssuchasα-bergamotene，α-curcumeneandβ-sesquiphellandrenewerenotdetected.Theprincipalcomponentanalysiswasusedtosimplify52indicatorsinto6aggregativeindicators.Thecomprehensivescoresofprincipalcomponentswererankedfromhightolowasleaves，stalks，rootsandfruits.AccordingtotheFvalue，itwasfoundthatthevolatileoilcomponentsinthefruitsofAlpiniaoxyphylla werequitedifferentfromthoseinothertissues，whilethedifferencesamongtheotherthreetissuesinAlpinia oxyphyllaweresmall.

Key words： Alpinia oxyphylla；Volatilecomponent；GC-MS；Principalcomponentanalysis（PCA）

益智Alpinia oxyphylla Miq.，別名益智仁、益智子，是姜科山姜屬植物，其果實(shí)是我國著名的四大南藥之一。益智原產(chǎn)于熱帶地區(qū)，廣泛分布于我國的海南、廣東、廣西、福建、云南等地[1?2]。益智含有獨(dú)特的香氣，味道辛辣苦澀，干燥成熟的果實(shí)可以入藥，在益智中發(fā)現(xiàn)的主要化合物有萜類、酚類和甾醇類，其中特色成分是萜類。藥典中記載，益智歸脾、腎經(jīng)，具有益脾胃、調(diào)元?dú)狻⒀a(bǔ)腎虛的作用，常被作為助陽的溫補(bǔ)藥材[3?4]，臨床上已證明其具有增強(qiáng)記憶[5]、抗菌消炎[6]、抗心肌損傷[7]、抗高尿酸血癥[8]、神經(jīng)保護(hù)和抗老年癡呆[9?10]等藥理作用。同時(shí)，益智也是多種中成藥、保健品、食品和調(diào)味品的重要原料，被認(rèn)為是一種重要的藥食同源植物，具有廣泛的經(jīng)濟(jì)和藥用價(jià)值。益智在民間有悠久的使用傳統(tǒng)，常用于藥膳、釀酒、袋泡茶、果脯、腌菜等，有開胃健脾、促進(jìn)食欲、幫助消化的作用[11]。

益智全株各組織均具有獨(dú)特的香氣，但根據(jù)人們長期的用藥習(xí)慣，果實(shí)是益智的主要收獲部位，中藥名為益智仁，大多數(shù)研究者也是對其果實(shí)進(jìn)行成分和藥理分析，對益智其他組織的研究較少。益智的莖稈、葉片和塊根的生物產(chǎn)量是果實(shí)的100倍以上，目前還未被利用，這些部位同樣含有不同量的藥用成分，如果這些部位能夠進(jìn)行充分利用，將會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本研究以福建本地益智鮮葉、莖稈、塊根和鮮果為材料，以水蒸氣蒸餾法萃取其同一時(shí)間不同組織的揮發(fā)油，計(jì)算各組織揮發(fā)油的含量，并采用頂空進(jìn)樣法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)對益智不同組織中揮發(fā)油成分進(jìn)行分析，了解益智不同組織的揮發(fā)油成分，以期為益智的綜合利用提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料采自福建省漳州市漳浦縣大坪鄉(xiāng)南浦村的山上，為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)種植品種，位于北緯24°13′50″，東經(jīng)117°31′49″，采樣時(shí)間為2024年6月上旬。采集益智全株，帶回實(shí)驗(yàn)室后分成塊根、莖、葉、果實(shí)等4種組織，每種組織3個(gè)重復(fù)。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1揮發(fā)油的提取 分別稱取益智不同組織250g，搗碎后分別裝入揮發(fā)油提取器中，加入適量蒸餾水，用恒溫加熱器加熱提取約3h，至測定器中油量不再增加，靜置分層后收集揮發(fā)油，觀察顏色并計(jì)算得率。

1.2.2GC-MS條件 采用ThermoScientificTSQ9000三重四極桿氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀、ThermoScientificTriPlus300頂空自動進(jìn)樣器（美國賽默飛世爾科技公司）進(jìn)行GC-MS分析。

頂空條件：載氣為高純N，爐溫90℃，腔溫2100℃，傳輸線溫度135℃，進(jìn)樣口溫度250℃，平衡時(shí)間5min。

GC條件：載氣為高純He，色譜柱TG-5SilMS（30m×0.25mm，0.25μm）（美國賽默飛世爾科技公司）；程序升溫：50℃保持1min，以5℃·min?1升至280℃保持2min。流量1mL·min?1，分流比為20∶1。

MS條件：采用質(zhì)譜全掃描模式采集信號，傳輸線溫度280℃，離子源溫度300℃，掃描范圍20～550amu。延遲3min，運(yùn)行時(shí)間49min。

1.2.3GC-MS定性及定量分析 各組分質(zhì)譜與NIST2017譜庫檢索和比對，選擇高匹配度的檢索結(jié)果，結(jié)合已有報(bào)道的化合物保留指數(shù)比較，確認(rèn)化合物成分。從各離子相對豐度等方面進(jìn)行比較，采用峰面積歸一法計(jì)算各成分相對百分含量。

1.2.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 采用DPS3.0、SPSS19.0軟件進(jìn)行單因素由方差分析和主成分分析（principalcomponentsanalysis，PCA）。

2 結(jié)果與分析

2.1益智不同組織揮發(fā)油含量和外觀顏色

由表1可知，福建本地益智不同組織均含有揮發(fā)油成分，其中塊根中揮發(fā)油含量最高，達(dá)0.22%，其次是葉片，莖最少，只有0.112%。益智塊根的揮發(fā)油顏色為無色透明，果實(shí)和莖中的揮發(fā)油顏色為淡黃色，葉片中的揮發(fā)油顏色為黃綠色，根據(jù)各組織葉綠素分布情況，推測揮發(fā)油顏色差異可能由于葉綠素的含量差異造成。

2.2益智不同組織揮發(fā)油成分分析

通過檢索及核對質(zhì)譜標(biāo)準(zhǔn)圖，從益智各組織中均檢測出含有揮發(fā)性成分，篩選相對含量大于0.1%的化合物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)益智中含有揮發(fā)性成分52種，其中塊根中含有49種，莖中含有45種，葉片中含有42種，果實(shí)中含有41種，可見，塊根中含有的揮發(fā)性成分最多，果實(shí)中最少（表2）。對揮發(fā)性成分種類和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖1），發(fā)現(xiàn)烯烴類物質(zhì)數(shù)量最多，其次是醇類，可以看出果實(shí)中揮發(fā)性成分與其他部位基本一致。

由表2可知，益智果實(shí)中相對含量最高的5種揮發(fā)性化合物分別是γ-松油烯、桃金娘醛、β-蒎烯、β-羅勒烯和對傘花烴，占總揮發(fā)性物質(zhì)含量64.11%，相對含量分別為29.82%、11.45%、10.71%、7.29%和4.84%；益智塊根中相對含量最高的5種揮發(fā)性化合物分別是γ-松油烯、對傘花烴、桃金娘醛、β-蒎烯和α-蒎烯，占總揮發(fā)性物質(zhì)含量55.43%，相對含量分別為16.85%、16.53%、13.28%、5.09%和3.68%；益智莖中相對含量最高的5種揮發(fā)性化合物分別是對傘花烴、桃金娘醛、γ-松油烯、α-蒎烯和β-羅勒烯，占總揮發(fā)性物質(zhì)含量52.89%，相對含量分別為24.96%、11.88%、7.05%、5.25%和3.75%；益智葉片中相對含量最高的5種揮發(fā)性化合物分別是桃金娘醛、β-蒎烯、（1R）-（-）-桃金娘烯醛、α-蒎烯和β-月桂烯，占總揮發(fā)性物質(zhì)含量50.00%，相對含量分別為20.21%、13.40%、9.00%、4.85%和2.54%。通過益智不同部位揮發(fā)油成分分析，發(fā)現(xiàn)桃金娘醛、β-蒎烯含量在所有組織中排序均為前5，塊根和莖中相對含量最高的5種揮發(fā)性化合物與果實(shí)較為接近，均含有益智果實(shí)中的主要化合物，說明這些組織主要揮發(fā)性成分相似。

2.3各組織揮發(fā)油成分主成分分析

為進(jìn)一步比較不同組織揮發(fā)油成分差異，以指紋圖譜中52個(gè)共有峰的峰面積為變量，標(biāo)準(zhǔn)化處理后，進(jìn)行主成分分析，以特征值大于1為提取原則，提取了前6個(gè)主成分。由表3、圖1可知，提取主成分1的特征值為21.817，其貢獻(xiàn)率為41.955%；提取主成分2的特征值為14.95，貢獻(xiàn)率為28.75%；提取主成分3的特征值為7.194，貢獻(xiàn)率為13.835%；提取主成分4的特征值為2.943，貢獻(xiàn)率為5.659%；提取主成分5的特征值為1.925，貢獻(xiàn)率為3.701%；提取主成分6的特征值為1.211，貢獻(xiàn)率為2.329%。前6個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)值達(dá)到96.229%，說明前6個(gè)主成分具有良好的代表性，能充分體現(xiàn)52個(gè)成分的基本特征值和主要信息，達(dá)到降維的目的。

使用SPSS19.0軟件進(jìn)行主成分分析，各主成分因子得分與方差貢獻(xiàn)率乘積之和，得出益智不同組織中各類成分總因子得分值F，按照得分值F的大小評價(jià)各益智組織的質(zhì)量。根據(jù)特征值可以得到6個(gè)主成分線性組合表達(dá)式，即F=0.4196F1+0.2875F2+0.1384F3+0.0566F4+0.0370F5+0.0233F6，式中，F(xiàn)為綜合得分，F(xiàn)1～F6為各主成分得分。由5個(gè)益智組織主成分因子得分和綜合得分（表4）可知，益智塊根得分最高，果實(shí)得分最低，主成分綜合得分從高到低排序?yàn)槿~片、莖、塊根、果實(shí)，F(xiàn)值越接近，說明主成分差異越小，而F值相差越大，說明主成分差異越大，從4個(gè)組織的F值可以看出，塊根、莖和葉片的主成分差異較小，而果實(shí)的主成分與其他3種組織差異較大，說明益智果實(shí)與其他組織揮發(fā)油成分存在一定的差異。

3 討論與結(jié)論

揮發(fā)油作為益智的主要活性物質(zhì)，其化學(xué)成分的組成及含量可以為益智不同部位組織的綜合利用提供科學(xué)依據(jù)。張文煥等[12]比較了水蒸氣蒸餾法和超臨界萃取法兩種提取工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種方法得到的益智果實(shí)揮發(fā)油成分基本相同，傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法獲得的揮發(fā)油體積分?jǐn)?shù)為0.7%～1.8%，超臨界萃取獲得的揮發(fā)油為3.64%，而對益智其他組織提取揮發(fā)油未見報(bào)道。本試驗(yàn)提取益智各組織的揮發(fā)油，但不同組織揮發(fā)油中的揮發(fā)性成分含量較少，結(jié)果與其他研究者報(bào)道的提取量存在較大差異[11?13]，可能原因是采樣前天氣均為陰雨天、采樣部位、采樣季節(jié)和提取時(shí)間等因素有關(guān)，需要今后進(jìn)行進(jìn)一步的提取試驗(yàn)。同時(shí)，本研究發(fā)現(xiàn)塊根和葉片中的揮發(fā)油比果實(shí)多，為今后益智的綜合利用提供了試驗(yàn)依據(jù)。

GC-MS研究發(fā)現(xiàn)益智不同部位組織揮發(fā)油成分均以烯烴類及含氧衍生物為主，與前人[14?15]研究報(bào)道的益智果實(shí)中揮發(fā)油成分相似，共檢出52種成分（相對含量大于0.1%的化合物），其中γ-松油烯、桃金娘醛、α-蒎烯、β-蒎烯、β-羅勒烯、對傘花烴等6種物質(zhì)在益智所有組織中均為主要成分，α-松油烯、檜烯、α-蛇麻烯和反式-β-萜品醇在果實(shí)中含量是其他組織的2倍以上，這幾種化合物均有特殊的香味，檜烯、α-蛇麻烯具有抗炎功效，α-松油烯和萜品醇主要用于制造香精和香料，而在益智果實(shí)中未檢出α-香柑油烯、α-姜黃烯、β-倍半水芹烯等10種化合物，α-香柑油烯是一個(gè)消炎較好的成分，α-姜黃烯有抗氧化、消炎、預(yù)防阿爾茨海默病等功效，β-倍半水芹烯的性質(zhì)與姜烯相似，具有多種生物活性?？梢?，本研究對益智不同組織的揮發(fā)油成分進(jìn)行分析，這對益智的綜合利用、深度開發(fā)和質(zhì)量控制等具有較好的參考價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：陳文靜）