不同干燥方式对丹参挥发性成分的影响

摘要 ［目的］比较不同干燥方式对丹参挥发性成分的影响。［方法］采用常温晾干、晒干、热风干燥（40、60、80 ℃）和真空冷冻干燥的方式处理丹参，通过气相色谱-离子迁移谱法（GC-IMS）分析挥发性成分的变化。［结果］在干燥后的丹参中鉴别出了30种挥发性成分，其中有9种醇类化合物、7种醛类化合物、4种酮类化合物，高温热风干燥（60、80 ℃）的丹参中部分挥发性成分的含量较低，80 ℃热风干燥丹参中醇类化合物和酮类化合物的种类比40 ℃烘干时减少。采用主成分分析真空冷冻干燥的丹参与其他方法干燥的丹参可以实现较好的分类，40 ℃热风干燥、晒干与晾干的丹参样品中成分相近。［结论］建立了一种丹参挥发性成分的GC-IMS检测分析方法，具有高效无损、样品处理简单的特点，可实现不同干燥方式丹参的判别区分，40 ℃热风干燥可以有效保留丹参样品中的挥发性成分，实现与晒干和晾干相似的风味。

关键词 气相色谱-离子迁移谱法（GC-IMS）；丹参；干燥方式；挥发性成分；指纹图谱

中图分类号 R284 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）22-0188-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.22.043

Effect of Different Drying Methods on Volatile Components in Salvia miltiorrhiza

WANG Yu-chen ZHANG Min-min1， ZHAO Heng-qiang1 et al

（1.Qilu University of Technology （Shandong Academy of Sciences），Shandong Analysis and Test Center， Jinan， Shandong 250014;2.Shandong University of Traditional Chinese Medicine， Jinan， Shandong 250355）

Abstract ［Objective］To compare the effects of different drying methods on volatile components of S.miltiorrhiza.［Method］S. miltiorrhiza was dried by different methods including air drying， sun drying， hot air drying （40， 60， 80 ℃） and vacuum freez drying. Gas chromatography-ion mobility spectrometry （GC-IMS） was used to compare the changes of volatile components in the samples after different treatments. ［Result］A total of 30 volatiles were identified from dried S. miltiorrhiza. The number of alcohols， aldehydes and ketones compounds were 9， 7 and 4. There were fewest volatile compounds in hot air （60， 80 ℃） dried samples. The number of alcohols and ketones compounds in 80 ℃ hot air dried samples were less than 40 ℃ hot air dried samples. Compared with other drying methods， vacuum freeze drying affected significantly on the volatile components， which could be differentiated by principal component analysis （PCA）. And the volatile components of sun drying， air drying and 40 ℃ hot air drying were similar. ［Conclusion］ GC-IMS analysis method for volatile components of S. miltiorrhiza was established， which was fast and lossless， the sample processing was simple. This method could be used for the distinction of S. miltiorrhiza dried by diffierent methods. And the volatile components of S. miltiorrhiza dried by 40 ℃ hot air could be effectively retained. The flavor characteristics were similar with sun drying and air drying.

Key words Gas chromatography-ion mobility spectrometry （GC-IMS）;Salvia miltiorrhiza;Drying method;Volatile components;Fingerprint

丹参为唇形科植物丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge.）的干燥根和根茎［1］，为我国传统中药，具有活血祛瘀、通经止痛等功效，用药历史悠久且地域分布广泛。采后干燥是丹参生产中的必要环节，其传统的干燥方式主要是阴干与晒干，受地域、气候、天气影响较大［2］，且效率较低，随着现代干燥技术的发展，已逐渐发展出热风干燥、真空冷冻干燥等干燥方式，目前由于产地采收加工与炮制方法参差不齐，导致丹参药材、饮片等质量差异很大［3-4］，因此采用现代分析技术更好地评价和调控丹参的品质，对于提升丹参的质量稳定性至关重要。

丹参中有多种化学成分，目前对脂溶性的二萜醌类化合物和水溶性的酚酸类成分的相关研究较深入，但对其挥发性成分的研究报道相对较少［5-6］，主要集中在丹参花、茎、叶、根等不同部位的挥发性成分组成，不同产地丹参的差异性比较，挥发性成分的活性评价等方面［7］，对丹参干燥加工中挥发性成分变化的研究鲜见报道。研究显示丹参中挥发油具有抗氧化、抗阿尔茨海默病等功效［6］，在药材的传统质量评价中，气味也是十分重要的评价指标［8］，因而挥发性成分也是药材真伪和质量优劣的重要影响因素。

目前丹参挥发性成分研究主要采用气相色谱质谱联用技术（GC-MS），如周晓希［9］以萜类化合物为丹参挥发性成分的指标，采用GC-MS法对24个产地的丹参进行了分类评价；冀海伟等［10］从丹参根中鉴定出17种化合物，证实根中挥发性成分与茎、叶、花中差异较大。陈康健等［11］采用GC-MS技术在丹参根中分析鉴定出9种化合物，相对含量之和占总含量的5.67%。气相色谱-离子迁移谱技术（GC-IMS）是近年来新兴的一种气味分析技术［12］，较GC-MS等相关技术具有快速高效、灵敏度高、前处理简单等优点［13］，非常适合挥发性有机气体成分的快速鉴别与检测［14］。近年来越来越多地应用于中药材的鉴别、加工、质量控制等方面［15-17］，但在丹参中相关应用研究鲜见报道。因此，该研究拟应用GC-IMS技术分析不同干燥方式对丹参挥发性成分的影响，以期为丹参的加工及质量控制提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

丹参采自山东省济南市莱芜紫光生态园种植基地，经山东中医药大学李佳教授鉴定为唇形科植物丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge.）。选择大小粗细均匀、无损伤的一年生样品，样品在采摘后剪去地上部位，用流动水冲洗表面泥土，沥干水分后备用。

1.2 仪器设备

FlavourSpec型气相离子迁移谱联用仪（德国 G.A.S.公司）；FW100 型高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）；GZX-9140 MBE 型数显鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；MS205DU 型电子分析天平［梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司］；Epsilon 2-4真空冷冻干燥机（德国Marin Christ公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 丹参的干燥处理。

将丹参随机分成6组，单层平铺于托盘中，分别进行不同的干燥处理：晾干，即置于室内阴凉处，在室温下自然晾干；晒干，即置于室内向阳的窗户处，在室温条件下自然晒干；热风干燥，于鼓风干燥箱内进行，分别采用温度为40、60、80 ℃；真空冷冻干燥，冷阱温度为-70.4 ℃，绝对压力为0.204 hPa。干燥过程中进行称重，当前后2次测得的质量差小于0.1 g时，停止干燥。

1.3.2 GC-IMS分析。

将干燥后的丹参去除须根，置于粉碎机内粉碎，过5号筛，精密称定丹参粉末约1 g，放入20 mL色谱顶空瓶内。色谱柱为Multicapillary SE-54 毛细管色谱柱（0.32 mm×30 m，0.25 μm），柱温60 ℃，分析时间35 min。顶空进样时，孵化温度80 ℃，在转速500 r/min的条件下孵育15 min，进样体积为100 μL，载气程序为在20 min内从2 mL线性上升至150 mL，IMS温度为60 ℃。

1.3.3 软件分析。

采用仪器配套的GC×IMS Library Search软件进行挥发性成分的定性分析，比较不同挥发性风味成分的保留时间和离子迁移时间，并通过内置气相保留指数数据库（NIST）和离子迁移谱数据库（IMS）进行匹配。采用LAV（laboratory analytical viewer）软件查看分析图谱，从而对丹参的挥发性成分进行定量分析。利用LAV软件的Gallery Plot和Reporter插件，获得指纹图谱及差异图谱，采用origin软件进行主成分分析并作图。

2 结果与分析

2.1 丹参样品的GC-IMS谱图分析

比较不同挥发性风味成分的保留时间和离子迁移时间，并利用 GC-IMS中 Library Search 内置数据库进行匹配［16］，从而对丹参挥发性成分进行定性分析，如图1所示，水平方向表征离子迁移时间，竖直方向表征气相色谱保留时间，最左侧为归一化处理后的反应离子峰（RIP），RIP均为8.22 ms，RIP峰右侧的点代表丹参干燥后所含有的挥发性成分，点的颜色深浅反映成分含量的多少，点的颜色越红，则该组分的含量越多。真空冷冻干燥的丹参深色点的数目很少，即挥发性成分的种类和含量明显少于其他5种干燥方式，在姬松茸、冬笋等的相关研究中也得到相似的结论［18-19］，推测可能长时间处在低压的环境下，沸点较低的物质（酯类、烃类等）会挥发损失［19］，同时干燥温度较低，丹参无法发生美拉德等化学反应，因而未产生新的挥发性成分。另外5种干燥方式处理的丹参样品中挥发性成分的数量差异不大。A区域为晒干、晾干和热风干燥共有的化学成分，真空冷冻干燥的丹参样品中没有此成分。B区域为真空冷冻干燥样品中颜色较深的点，可以作为真空冷冻干燥丹参的特异性成分。C区域为80 ℃热风干燥的丹参区别于其他干燥方式含量较多的化学成分。