宜宾油樟营养器官精油主成分分析
2015-01-15尹礼国凌跃杜永华徐洲张超魏琴
尹礼国+凌跃+杜永华+徐洲+张超+魏琴
摘要:宜宾油樟根茎叶均富含精油,是一种重要的经济树种。采用气相色谱-质谱联用技术对宜宾油樟叶、茎、根的精油主成分进行了分析。结果发现,宜宾油樟叶和茎的精油主成分都是1,8-桉叶油素,其中叶油中1,8-桉叶油素相对含量为60.81%,高于其他地区的油樟叶油;茎油的1,8-桉叶油素相对含量高达95%以上;根精油主成分是黄樟油素,相对含量达到93.18%。依据叶精油主成分,宜宾油樟被鉴定为1,8-桉叶油素化学型。叶精油还含有β-水芹烯和α-萜品醇,含量分别为13.27%、12.90%,因此叶精油化学成分种类比茎和根丰富。本研究结果将为宜宾油樟资源的合理、有效利用提供重要参考。
关键词:油樟;1,8-桉叶油素;黄樟油素;气相色谱-质谱联用技术;精油
中图分类号:O657.63文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2014)11-0348-03
油樟[Cinnamomumlongepaniculatum(Gamble)N.Chao]系樟科樟属的珍贵树种,由于精油含量高,因此是一种重要的经济树种。该物种于1974年由四川省林业科学院森林植物分类专家赵良能发现并命名,当时认为油樟是特产于四川和陕西西部的新种[1]。但在后期的研究中,李敏敬、陶光复等通过调查发现,在湖北西部、湖南西部、陕西南部也有油樟分布[2-3]。四川省宜宾市位于四川南部,气候温暖湿润、土壤肥沃,非常适合油樟树的生长,境内的宜宾县有“油樟王国”之称,油樟油产量占全国70%以上[1]。现已建成“天然油樟母本园”21.7hm2,选育了优质油樟母树6500多株,油樟种植面积已达2万hm2,年产油量达到3000t。四川宜宾油樟叶精油出油率(3.8%~4.5%)高于其他地区的油樟,如精油的桉叶油素是广东、江西等樟油的1.6倍[1],具有很好的应用前景。开展油樟精油成分分析研究是进一步开发油樟资源的前提,现有文献仅报道了油樟叶精油成分[4],但有关其根、茎精油的成分研究还未见报道。为此,本研究采用气相色谱-质谱联用法分析油樟叶、根、茎的精油主成分,以期对宜宾油樟资源的进一步合理、有效利用提供参考。
1材料与方法
1.1材料
油樟叶、茎、根采自四川省宜宾市翠屏区宗场乡油樟林基地,乙醚(分析纯,成都市科龙化工试剂厂)。
1.2主要仪器设备
磨口玻璃蒸馏器、圆形电子调温电热套、日本岛津GCMS-QP2010气相色谱质谱联用仪。
1.3方法
1.3.1精油制备方法
分别称取10.0g油樟叶、50.0g油樟根、50.0g茎,剪碎后放入3支1000mL的磨口圆底烧瓶中,每个烧瓶中加入750mL蒸馏水后接上磨口连接头,与冷凝管相连。调节电热套,使烧瓶中的水保持微沸,蒸馏120min,获得芳香油-水混合物,然后加入50mL乙醚,转入分液漏斗中,摇匀后静置24h。取有机相,用乙醚定容至100mL,稀释至适当浓度,供分析测试用。
1.3.2气质联用仪(GC-MS)分析条件
气相色谱条件:色谱柱Rtx-5MS(30.0m×0.25mm×0.25μm)弹性石英毛细管柱(美国Restek公司生产);初始温度50℃,保持3min,以5℃/min升温至180℃;载气为纯度大于99.999%的氦气;柱流量1.5mL/min,分流比50∶1;进样口温度200℃;进样量1μL。质谱条件:EI源(电子能量70eV),相对分子质量扫描范围30~550u,倍增管电压1.2kV,溶剂延迟3min,离子源温度200℃,接口温度200℃,溶剂延迟时间为3min,检测阈值为1000,将峰值大于100000的色谱峰进行定性分析。
2结果与分析
2.1油樟叶精油分析
按“1.3”节的方法测得油樟叶总离子流色谱图(图1)。由图1可知,优化的气相色谱条件,可以很好地将油樟叶精油中的各成分分离开来,各峰形对称,峰与峰之间完全分开,基
线稳定无飘移。与文献[4-5]相比,分析时间由原来的40min以上缩短至29min,提高了分析效率。定性可信度高的色谱峰如表1所示。
由表1可知,叶精油中1,8-桉叶油素相对含量最多,为60.81%,稍高于黄远征等报道的58.55%[4]。另2种成分β-水芹烯和α-萜品醇的相对含量分别为13.27%、12.90%。文献[4]报道的含量高于10%的物质是香桧烯(14.18%)、α-萜品醇(15.43%),未检测到β-水芹烯。本次试验中未测到香桧烯,2种物质的结构式如图2所示,二者互为同分异构体,在后期生产实践中,可进一步开展单体的分离纯化与性质研究。
α-蒎烯、2(10)-蒎烯、月桂烯、1,1-二甲基,2-(3-甲基-1,3-丁二烯)-环丙烷、4-萜品醇的含量介于1.10%~3.35%之间,侧柏烯、γ-萜品烯、(1.α,2.β,5.α)-
2-甲基,5-(1-甲基乙基)-二环[3.1.0]2-己醇、(1.α,2.α,5.α)-2-甲基,5-(1-甲基乙基)-二环[3.1.0]2-己醇的含量介于0.34%~0.89%。
油樟叶精油成分是油樟分型的重要依据,李毓敬等依据油樟叶精油的主要化学成分类型,将湖南油樟分为甲基丁香酚型、龙脑型、樟脑型、桉叶油素型、芳樟醇型、倍半萜烯型6个不同的化学类型[2]。陶光复等测得湖北长阳县油樟油的主要成分是布勒醇(44.78%)、β-桉叶醇(15.61%)、香叶醛(10.80%)、橙花醛(7.63%)、愈创醇(5.07%)、β-石竹烯(2.46%)和1,8-桉叶油素(1.72%)[3]。程必强等报道了叶精油的主要化学成分是β-桉叶醇(40.98%)、榄香醇(10.84%)、愈创醇(4.61%)[6]。本试验结果表明,宜宾油樟为桉叶油素型油樟。endprint
2.2油樟茎精油成分分析
按“1.3”节方法测得的油樟茎油总离子流色谱图见图3,定性结果见表2。
由表2可知,油樟茎精油以1,8-桉叶油素为主,占鉴定到的3种物质的99.37%,另2种物质为4-萜品醇和α-萜品醇,含量分别为0.24%、0.39%,这与油樟叶精油的成分有很大差异。进一步研究枝条与树叶出油率和产品成分的影响,将有助于综合利用油樟资源。
2.3油樟根精油成分分析
根据“1.3”节的方法对油樟根精油分析,结果如图4、表3所示。
由表3可知,油樟根精油的主要成分是黄樟油素,相对含量高达93.18%,而1,8-桉叶油素和樟脑的相对含量分别为5.31%、1.51%,由此可见根精油成分与叶、茎精油成分有很大差异。
3结论与讨论
本试验结果表明,宜宾油樟叶、茎、根的精油化学成分构成差异较大,其中叶精油的成分比根、茎丰富,主要成分1,8-桉叶油素的相对含量为60.81%,β-水芹烯和α-萜品醇的相对含量分别为13.27%、12.90%。而茎精油主要成分1,8-桉叶油素的相对含量高达99.37%,其他2种成分4-萜品醇和α-萜品醇含量仅分别为0.24%、0.39%。根精油主要成分为黄樟油素,含量为93.18%,而1,8-桉叶油素的相对含量仅为5.31%。油樟叶精油的主要成分分析结果表明,宜宾油樟属于1,8-桉叶油素型。
油樟油是我国重要的外贸商品,精油中的多种单体物质是医药、日化、香精香料的重要原料。1,8-桉叶油素具有抗菌、杀虫、疏风解热、祛湿解毒作用[7],对多种药物具有良好的透皮渗透作用。β-水芹烯是一种具有生物活性的天然杀虫剂,是生物杀虫剂中的一个重要活性成分[8]。黄樟油素可用于合成洋茉莉醛、胡椒基丁醚、左旋多巴、胡椒乙胺、甲基多巴等化工、医药原料[9]。洋茉莉醛不仅可用于香料和调味品工业,而且也可用作电镀工业中的光亮剂;此外,洋茉莉醛还是一些生物碱和特殊化学品合成的重要原料。胡椒乙胺是多巴胺和黄连素合成的重要原料,其中左旋多巴胺是治疗震颤麻痹症的有效药物之一。然而,黄樟油素具有较强的致癌毒性[10],在生产过程中应当采取合理控制工艺,以预防其对工作人员的毒害作用[11]。在植物精油市场上,粗油制品价格低,精加工制品纯度越高价格越高。一直以来,我国油樟油的提炼、精制技术落后,产品单一、品位不高,限制了产品附加值的提升,不利于农户油樟种植积极性的提高,影响了产业的发展。开展油樟加工技术的研究是促进油樟产业快速、健康发展的关键。
参考文献:
[1]罗中杰,李维一,魏琴,等.宜宾油樟的现状及未来[J].四川师范大学学报:自然科学版,2001,24(3):317-319.
[2]李毓敬,李宝灵,曾幻添,等.湖南油樟的化学类型[J].植物资源与环境,1993,2(3):7-11.
[3]陶光复,丁靖垲,孙汉董.湖北油樟叶精油的化学成分[J].武汉植物学研究,2002,20(1):75-77.
[4]黄远征,温鸣章,赵蕙,等.关于油樟叶芳香油化学成分的研究[J].武汉植物学研究,1986,4(1):59-63.
[5]尹礼国,卿海军,曾林久,等.三种方法制备的岩桂叶精油(浸膏)的分析[J].林产化学与工业,2009,29(6):69-72.
[6]程必强,喻学俭,丁靖垲,等.[HJ2mm]中国樟属植物资源及其芳香成分[M].昆明:云南科技出版社,1997:34-35.
[7]王文元,顾丽莉,吴志民.1,8-桉叶油素的研究进展[J].食品与药品,2007,9(02A):56-59.
[8]夏克坚,任宇红,聂丽娟,等.β-水芹烯的合成与应用[J].南昌大学学报:理科版,2001,25(4):380-382.
[9]罗小龙.黄樟油素的生产及应用[J].林产化工通讯,1998(5):24-27.
[10]林大清,池淑君,袁定国,等.樟叶油对雄性小鼠生殖细胞的诱变性[J].癌变·畸变·突变,1994,6(5):27-29.
[11]罗中杰,黄亮.气相色谱法测量空气中的黄樟素[J].化学研究与应用,1999,11(1):99-101.endprint
2.2油樟茎精油成分分析
按“1.3”节方法测得的油樟茎油总离子流色谱图见图3,定性结果见表2。
由表2可知,油樟茎精油以1,8-桉叶油素为主,占鉴定到的3种物质的99.37%,另2种物质为4-萜品醇和α-萜品醇,含量分别为0.24%、0.39%,这与油樟叶精油的成分有很大差异。进一步研究枝条与树叶出油率和产品成分的影响,将有助于综合利用油樟资源。
2.3油樟根精油成分分析
根据“1.3”节的方法对油樟根精油分析,结果如图4、表3所示。
由表3可知,油樟根精油的主要成分是黄樟油素,相对含量高达93.18%,而1,8-桉叶油素和樟脑的相对含量分别为5.31%、1.51%,由此可见根精油成分与叶、茎精油成分有很大差异。
3结论与讨论
本试验结果表明,宜宾油樟叶、茎、根的精油化学成分构成差异较大,其中叶精油的成分比根、茎丰富,主要成分1,8-桉叶油素的相对含量为60.81%,β-水芹烯和α-萜品醇的相对含量分别为13.27%、12.90%。而茎精油主要成分1,8-桉叶油素的相对含量高达99.37%,其他2种成分4-萜品醇和α-萜品醇含量仅分别为0.24%、0.39%。根精油主要成分为黄樟油素,含量为93.18%,而1,8-桉叶油素的相对含量仅为5.31%。油樟叶精油的主要成分分析结果表明,宜宾油樟属于1,8-桉叶油素型。
油樟油是我国重要的外贸商品,精油中的多种单体物质是医药、日化、香精香料的重要原料。1,8-桉叶油素具有抗菌、杀虫、疏风解热、祛湿解毒作用[7],对多种药物具有良好的透皮渗透作用。β-水芹烯是一种具有生物活性的天然杀虫剂,是生物杀虫剂中的一个重要活性成分[8]。黄樟油素可用于合成洋茉莉醛、胡椒基丁醚、左旋多巴、胡椒乙胺、甲基多巴等化工、医药原料[9]。洋茉莉醛不仅可用于香料和调味品工业,而且也可用作电镀工业中的光亮剂;此外,洋茉莉醛还是一些生物碱和特殊化学品合成的重要原料。胡椒乙胺是多巴胺和黄连素合成的重要原料,其中左旋多巴胺是治疗震颤麻痹症的有效药物之一。然而,黄樟油素具有较强的致癌毒性[10],在生产过程中应当采取合理控制工艺,以预防其对工作人员的毒害作用[11]。在植物精油市场上,粗油制品价格低,精加工制品纯度越高价格越高。一直以来,我国油樟油的提炼、精制技术落后,产品单一、品位不高,限制了产品附加值的提升,不利于农户油樟种植积极性的提高,影响了产业的发展。开展油樟加工技术的研究是促进油樟产业快速、健康发展的关键。
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[11]罗中杰,黄亮.气相色谱法测量空气中的黄樟素[J].化学研究与应用,1999,11(1):99-101.endprint
2.2油樟茎精油成分分析
按“1.3”节方法测得的油樟茎油总离子流色谱图见图3,定性结果见表2。
由表2可知,油樟茎精油以1,8-桉叶油素为主,占鉴定到的3种物质的99.37%,另2种物质为4-萜品醇和α-萜品醇,含量分别为0.24%、0.39%,这与油樟叶精油的成分有很大差异。进一步研究枝条与树叶出油率和产品成分的影响,将有助于综合利用油樟资源。
2.3油樟根精油成分分析
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由表3可知,油樟根精油的主要成分是黄樟油素,相对含量高达93.18%,而1,8-桉叶油素和樟脑的相对含量分别为5.31%、1.51%,由此可见根精油成分与叶、茎精油成分有很大差异。
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本试验结果表明,宜宾油樟叶、茎、根的精油化学成分构成差异较大,其中叶精油的成分比根、茎丰富,主要成分1,8-桉叶油素的相对含量为60.81%,β-水芹烯和α-萜品醇的相对含量分别为13.27%、12.90%。而茎精油主要成分1,8-桉叶油素的相对含量高达99.37%,其他2种成分4-萜品醇和α-萜品醇含量仅分别为0.24%、0.39%。根精油主要成分为黄樟油素,含量为93.18%,而1,8-桉叶油素的相对含量仅为5.31%。油樟叶精油的主要成分分析结果表明,宜宾油樟属于1,8-桉叶油素型。
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