高良姜（Alpinia officinarum Hance）为姜科（Zin-giberaceae）山姜属（Alpinia Roxb.）多年生草本植物，生于阴湿密林或疏林下，主产于广东、广西、海南、云南等地，其中广东徐闻为高良姜道地产区^[1]。高良姜性辛，温，入脾，胃经，具有温胃、祛风、散寒、行气、止痛之功效，主治脘腹冷痛、胃寒呕吐、嗳气吞酸等症^[2]。现代药理研究发现高良姜还具有抗菌，降血糖，抗肿瘤，抗氧化，抗胃肠道出血，抗溃疡和胃黏膜保护等作用^[3-7]。挥发油是高良姜主要活性成分之一。由于挥发油极易损失，因此选用新鲜（采集后立即清洗并除去表皮水）样品能够更准确地测定挥发油的种类和含量。而与干高良姜（采集后立即清洗并40 ℃干燥至恒重）样品挥发油成分的比较，则有利于了解挥发性成分在干燥过程中的变化。

目前，对样品挥发油成分研究主要采用水蒸气蒸馏法^[8-9]，该法样品消耗量大，耗时长，样品分析效率低。顶空固相微萃取（HS-SPME）集采样、萃取、浓缩和进样于一体，具有简便、快速，样品消耗量小，灵敏度高，选择性好等优点^[10-11]。本文应用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用方法（HS-SPME-GS-MS）分析比较广东徐闻产鲜高良姜中的挥发性成分，且与干高良姜中挥发性成分进行比较，以期为高良姜的质量控制提供依据。

1 仪器与材料 1.1 仪器

安捷伦公司Agilent 6890气相色谱仪配置5973 NMSD质谱检测器；安捷伦公司Agilent HP-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），涂层为（5%苯基）-甲基聚硅氧烷；瑞士思特斯分析仪器有限公司CTC CombiPAL自动进样器。Supelco公司固相微萃取头分别为75 μm Carboxen-PDMS、100 μm PDMS固相微萃取头、85 μm Polyacrylate固相微萃取头和65 μm PDMS/DVB固相微萃取头，根据生产厂商推荐，分别适用于气体及低分子量化合物Mw 30~225，挥发性成分Mw 60~225，极性半挥发成分Mw 80~300和挥发性成分，如胺类及硝基芳香族化合物Mw 50~300等的分析。

1.2 材料

样品S1~S13为不同高良姜样品，其中S2、S7和S8为干品，见表 1、图 1。

2 实验方法 2.1 挥发性成分提取

先将萃取头在气相色谱仪的进样口老化2 h，老化温度为250 ℃。取粉碎为糊头的新鲜高良姜或干高良姜（20目粉）样品50 mg于气相小瓶中密封，立即将固相微萃取器之萃取头插入瓶中于80 ℃平衡10 min，再吸附20 min，最后将固相微萃取器装入气相色谱仪于250 ℃下解吸5 min，同时启动仪器采集数据。

2.2 色谱条件

采用Agilent HP-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），进样口温度250 ℃，载气为He气，柱流量1.0 mL·min^-1，柱温为程序升温（初始温度60 ℃，以4 ℃·min^-1的速率程序升温至116 ℃，保持20 min，以5 ℃·min^-1的速率程序升温至160 ℃，以20 ℃·min^-1速率提升至280 ℃，保持2 min）。

2.3 质谱条件

采用EI离子源，电子能量70 eV，四极杆温度150 ℃，接口温度250 ℃，质量范围为m/z50~500。图谱检索：NIST 98库。

2.4 样品测定

采用上述实验方法和条件对样品S1~S13挥发性成分进行GC-MS分析。

3 结果与讨论 3.1 不同萃取头对萃取效果的影响

SPME萃取头优化是HS-SPME-GC-MS分析的关键，对于不同类型化合物，不同萃取头选择性和吸附效果有很大不同。因此，本次研究重点考察了75 μm Carboxen-PDMS、100 μm PDMS、85 μm Polyacrylate和65 μm PDMS/DVB萃取头对新鲜高良姜挥发性成分的吸附效果。由图 2可见，100 μm PDMS固相微萃取头吸附峰个数（51个）与65 μm PDMS/DVB固相微萃取头吸附峰个数（54个，但部分色谱峰信噪比低于10，不适合于对比分析）相当，吸附总峰面积却远高于其他萃取头，故优选PDMS固相微萃取头用于高良姜挥发性成分分析。

3.2 鲜/干高良姜挥发性成分分析

鲜/干高良姜样品经GC-MS分析后，参比Nist 2.0标准质谱库（相似匹配度＞90%）和有关文献^[8-9]，共鉴定出主要化合物30个，均约占样品中挥发性成分峰面积90%以上，鲜/干高良姜挥发性成分种类无明显差异，因此以新鲜高良姜分析为代表，其总离子流图见图 3-A。色谱峰9+10鉴定为γ-榄香烯（γ-elemene）和α-香柑油烯（α-bergamotene），两者主要的差异性离子为m/z 121（γ-榄香烯，峰9）和m/z 119（α-香柑油烯，峰10）。色谱峰19+20鉴定为γ-衣兰油烯（γ-muurolene）和α-金合欢烯（α-farnesene），两者主要的差异性离子为m/z 161（γ-衣兰油烯，峰19）和m/z 123（α-金合欢烯，峰20）。图 3-B为提取相应离子后的色谱图。高良姜中含大量烯、醇类化合物，其中含量较高的为桉油精（eucalyptol）、γ-榄香烯（γ-elemene）、α-松油醇（α-terpineol）、石竹烯（caryophyllene）、α-香柑油烯（α-bergamotene）、γ-衣兰油烯（γ-muurolene）及α-金合欢烯（α-farnesene）等。桉油精为高良姜挥发油主要挥发性成分，具有杀虫、抗菌、疏风解热、祛湿解毒作用^[13]。松油醇具有抗牙周病和龋齿病病原菌的作用，并具有显著抗氧化和体外抗肿瘤活性^[14]，可抑制人乳头胰腺癌细胞核慢性髓细胞样白血病细胞的增殖^[15]，因此，高良姜的挥发油组成及含量是判断其质量的一个重要指标。

3.3 不同高良姜挥发性成分对比分析

如表 2所示，广东徐闻不同区域产高良姜新鲜样品挥发性成分种类差异不大，但含量差异较大，说明高良姜受地域影响较明显。由于分析采用的是新鲜样品，因此样品中的水分含量将直接影响含量对比的结果，这与高良姜的种植方式有很大的相关性，有待进一步研究。通过对高良姜鲜品和干品的对比分析可以发现，高良姜挥发油的种类无太大差别，但含量差别明显。根据文献报道^[16]，高良姜鲜品的含水量多在60%以上，因此在相同的样品量情况下，高良姜干品多数挥发油的含量并未高于鲜品，说明高良姜在干燥过程中已损失了大量挥发油。此外，高良姜干品中依然有较高含量的桉油精，这与高良姜干品保持浓烈的辛香味相关。对高良姜GC-MS结果进行聚类分析，则高良姜样品可被近似分为3类（图 4-A），其中干姜样品S2、S7和S8分成一类，与鲜姜有明显区别；样品S1、S3、S4、S5、S6、S9近似为一类，其中样品S1、S3、S6最为相似，而这3个样品采样地点较为接近，说明聚类结果可信。样品S10、S11、S12、S13明显区别与其他鲜姜，这些样品都采自龙塘镇南端，接近海岸线。主成分分析结果与聚类结果基本一致。