GC-MSおよびケモメトリクス分析に基づくQiaiの収穫時期の違いによる揮発性成分の動的変化

[Dynamic changes of volatile components of Qiai from different harvest time based on GC-MS and chemometrics analysis].

• Ya-Qing Chang
• Zi-Jing Xue
• Gui-Ya Yang
• Mei Guo
• Dan Zhang
• Yu-Guang Zheng
• Long Guo

抄録

アルテミシア・アルギイ・フォリウムは、アルテミシア・アルギイの葉を乾燥させたもので、古くから中国の伝統的な漢方薬や民間薬に広く使われてきました。契合は、アルテミシエ・アルギイ・フォリウムの最上位の植物の一つです。Qiaiは、揮発性油、フェノール酸、フラボノイド、テルペノイドなどの様々な生理活性成分を含んでいます。フィトケミカル研究の結果、揮発性化合物がQiaiの主な生理活性成分であることが明らかになった。本研究では、収穫時期の異なるQiaiの揮発性成分の動的変化を調べ、Qiaiの最適な収穫時期を探ることを目的として、5つの収穫時期から採取したQiai中の揮発性油の含有量を水蒸気蒸留法で分析した。その結果、端午の節句を中心とした第三の収穫時期にQiaiの揮発性油分の含有量が高く、伝統的な収穫時期と基本的に一致していることがわかった。さらに、乾の揮発性化合物の定性分析のためにガスクロマトグラフィー-質量分析法（GC-MS）を用いた感度の高い方法を確立し、合計30種類の揮発性化合物を同定した。主成分分析(PCA)と直交部分最小二乗判別分析(OPLS-DA)を含むケモメトリクス法を適用して、収穫時期の異なる乾合の揮発性成分の化学的マーカーと動的変化を調べた結果、収穫時期の異なる乾合試料の揮発性化合物の相対含有量に明らかな違いがあることが示された。α-テルピネン、γ-テルピネン、D-カンファー、トランスカルベオール、α-コパエン、イソボルニルイソブチレート、フムレン、カリオフィレンオキサイドを含む8つの揮発性化合物を化学的マーカーとして選定し、そのうち、α-テルピネン、γ-テルピネン、D-カンファー、トランスカルベオール、α-コパエン、イソボルニルイソブチレート、フムレン、カリオフィレンオキサイドを含む8つの揮発性化合物を化学的マーカーとして選定した。8つの化学マーカーのうち、α-テルピネン,γ-テルピネン,α-コパエン,酸化カリオフィレンの相対含有量は、端午の節句の第3収穫期に高く、全揮発性油の含有量と一致していた。本研究は、Qiaiの最適な収穫時期を調査するための基礎となり、本生薬の品質管理に役立つ可能性がある。

Artemisiae Argyi Folium, the dried leaves of Artemisia argyi, has been widely used in traditional Chinese and folk medicines for a long time. Qiai is one of the top-geoherb of Artemisiae Argyi Folium. Qiai contains various bioactive constituents, such as volatile oils, phenolic acids, flavonoids and terpenoids. Phytochemical studies demonstrated that volatile compounds are the main bioactive constituents in Qiai. Try to investigate dynamic changes of volatile components of Qiai from different harvest time and explore the optimum harvest time of Qiai, in this study, the contents of total volatile oils in Qiai collected from five different harvest time were analyzed by steam distillation method. The results showed that the contents of volatile oils of Qiai were higher in the third harvest time(around the Dragon Boat Festival), which is basically consistent with the traditional harvest time. Furthermore, a sensitive method based on gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS) was established for qualitative analysis of volatile compounds in Qiai, and a total of thirty volatile compounds were identified. Chemometrics methods including principal component analysis(PCA) and orthogonal partial least-squares discriminate analysis(OPLS-DA) were applied to explore chemical markers and dynamic changes of volatile components in Qiai from different harvest time, and the results indicated that there were obvious differences in the relative contents of volatile compounds of Qiai samples from different harvest time. Eight volatile compounds, including α-terpinene, γ-terpinene, D-camphor, trans-carveol, α-copaene, isobornylisobutyrate, humulene, and caryophyllene oxide were selected as potential chemical markers. Among the eight chemical markers, the relative contents of α-terpinene, γ-terpinene, α-copaene and caryophyllene oxide were higher in the third harvest period(around the Dragon Boat Festival), which is consistent with the contents of total volatile oils. The present study could provide the basis for investigating the optimum harvest time of Qiai, and might be useful for the quality control of this herbal medicine.