山鸡椒果实和叶片精油提取

2016-08-20卢丽平张媛燕陈炳华

生物学教学 2016年7期

吴洁卢丽平张媛燕陈炳华

(福建师范大学生命科学学院福州 350117)

我国野生芳香植物资源丰富，山鸡椒[Litseacubeba(Lour.) Pens.](图1)是其中之一。山鸡椒为樟科木姜子属落叶小乔木或灌木，又名山苍子，在中药上称为毕澄茄。该植物广泛分布于我国长江以南各省，如广西、广东、福建、江西、江苏、浙江、湖南、云南、贵州和四川等省均有产，多见于阳光充足的山坡、丘陵灌丛、疏林地和荒山林地等，常与杉木、油茶、马尾松等树种混生[1]，其果实、花、叶和根等各器官均含有一定的精油[2]。

图1 山鸡椒(结果枝叶)

“植物芳香油的提取”是人教版(选修1)《现代生物科技主题》“生物技术实践专题6”的课题1，该课题提供了玫瑰精油和橘皮精油提取的实验原理和步骤。作者根据水蒸气蒸馏法，采用挥发油提取器(图2)提取山鸡椒精油，发现其实验操作流程简便，精油得率高，安全性也高，适宜在南方地区的中学开展“植物芳香油的提取”这个课题的常规教学或学生拓展研究活动。

图2 挥发油提取器

1 材料与方法

1.1 材料与试剂山鸡椒果实和叶片采自福建省德化县。新鲜的果实和叶片采回后，取部分作为原料经捣碎直接提取精油；其余果实和叶片待自然阴干后，再进行精油提取。

试剂：无水硫酸钠、正己烷(购自中国医药上海化学试剂公司，均为国产分析纯)。

1.2 方法包括挥发油的提取和主要成分分析：

1.2.1 挥发油的提取称取山鸡椒材料(鲜果、干果、鲜叶和干叶)各40 g，捣碎；将捣碎的样品移入1000 mL蒸馏瓶中，添加适量的蒸馏水(约600 mL)；用电热套持续加热、蒸馏，至测定器(图2)中油量不再增加为止；打开挥发油测定器的活塞，放出下层的水，用收集管(预先在管内加入少量无水硫酸钠旨在除去油层中的水分)收集，即得山鸡椒精油。

1.2.2 主要成分分析取山鸡椒精油50 μL，并加入正己烷950 μL混合均匀，采用气相色谱/质谱联用仪6890GC/5975MSD(美国Agilent科技有限公司)进行GC-MS分析，通过HP MSD 化学工作站检索DATABASE/NIST05.L标准质谱图库和WILEY275质谱图库，同时结合有关质谱图文献解析，确认山鸡椒精油的主要成分。

2 结果与分析

2.1 山鸡椒果实和叶片的出油率采用挥发油提取器分别提取山鸡椒果实和叶片的精油，其出油率见图3。

图3 山鸡椒果实和叶片精油的出油率

图3表明，山鸡椒果实和叶片精油含量高，出油率均在3%以上，且果实比叶片的出油率高约1倍；山鸡椒果实和叶片经晒干后的干品出油率比新鲜的亦高1倍，其中干果出油率高达12%。可见，山鸡椒精油出油率高，尤其是干燥后的果实，很适合于作为“植物芳香油的提取”实验的拓展材料。

2.2 山鸡椒精油的主要成分分析结果表明，山鸡椒果实和叶片精油的主要成分不相同。果实精油主要含柠檬醛、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、D-柠檬烯等；叶片的主要成分为β-水芹烯、桧烯、桉叶油醇等。果实中柠檬醛的相对含量最高，其中鲜果为35.39%，干果为27.20%；叶片β-水芹烯最为丰富，其中鲜叶相对含量为31.19%，干叶为37.17%。学生实验时建议选用果实作为材料。

3 讨论

3.1 实验材料的拓展山鸡椒广泛分布于南方各省，材料易得。可在7～8月时采收山鸡椒果实或叶片，阴干，密封低温贮藏，全年可用，不受季节限制。又因其分布广，价格便宜，城市的学校可选择直接从市场上集中购买，预处理后保藏备用。从山鸡椒果实和叶片中精油的含量看，出油率均在3%以上，即便是用鲜果和鲜叶作实验材料，效果均很明显。可见，山鸡椒作为南方中学开展“植物芳香油的提取”课题的拓展材料是合适的。

此外，在进行实验前，应该尽量将材料剪碎或碾碎，采用植物捣碎机或小型豆浆机处理，这样更有利于材料与水的充分接触，节省实验时间。

3.2 精油的应用结果表明，山鸡椒果实精油的主要成分为柠檬醛等。据报道，柠檬醛有显著的驱蚊效果，且未见有明显的毒或副作用，加之柠檬醛具有浓厚的柠檬香气[3]。因此，实验过程中，学生可自备喷雾小瓶(容量50 mL)(图4)，以50%乙醇为溶剂添加几滴山鸡椒精油即可自制驱蚊水，从中体验实验过程的乐趣、结果的期待和分享时的喜悦。