不同处理方法对杨梅叶精油提取得率及成分的影响研究

刘 清，黄士文，倪 穗

(1.宁波大学 海洋学院，浙江 宁波 315211；2.慈溪市横河镇农办，浙江 慈溪 315318)

荸荠种杨梅(MyricarubraSieb. et Zucc.)也称“余姚杨梅”，原产地是浙江余姚，属于杨梅科(Myricaceae)杨梅属(Myrica)的乔木植物。因果实成熟时色泽呈紫黑色像荸荠而得名。其果实具有圆润饱满，味鲜色美、适应性广、丰产等特点，被推广到南方其他省区，引种进贵州被称为“科技杨梅”；在江西被叫作“杂交杨梅”；在云南又名为“大树杨梅”。杨梅果实具生津止渴、利消化的作用，其根、茎、叶在民间广为药用，用于治疗痢疾、腹泻、直肠出血、风湿痛、胃痛及心血管疾病等症[1-2]。杨梅的果实、树叶和树皮均可入药，具有较高的经济价值。古代医书记载杨梅叶味苦、微辛、性温，可用于治疗腹泻、黄胆肝炎、淋巴结核、慢性咽喉炎等疾病[3-4]。浙江省是杨梅种植大省，杨梅叶作为一种可以快速生长的再生资源，资源丰富。同时为调节生长与结实的关系，促进杨梅的持续、优质、高产，每年都需对杨梅树进行整形修剪，因而产生大量废弃杨梅枝叶，而杨梅叶的精油的也具有较大的研究价值，杨梅叶精油不仅具有抑菌、消炎的功效，此外还有抗氧化、抗肿瘤活性[5-6]。开发利用杨梅叶资源，不仅解决了废物处理所带来的环境污染问题，而且增加了杨梅的产业价值。

本文采用新鲜、阴干、微波干燥、鼓风干燥、真空冷冻干燥5种不同方法对荸荠种杨梅叶进行干燥处理，再用水蒸气蒸馏法提取杨梅叶的精油，并应用GC-MS技术分离和鉴定了获得的精油的组成成分，分析了不同的干燥处理方法对杨梅叶精油的得率及成分的影响。研究结果将为综合开发和利用杨梅叶资源提供技术支持。

1 材料与方法

1. 1 仪器与设备

水蒸气蒸馏装置、电子分析天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)；多功能粉粹机(上海江信科技有限公司)；电磁炉(浙江纳德科学仪器有限公司)；DHG型智能电热鼓风干燥箱(上海成顺仪器仪表有限公司)；变频智能电陶炉(中山市诺洁仕电器有限公司)；实验室玻璃仪器等。

1.2 实验材料

于2017年3月在浙江省慈溪市横河镇杨梅种植杨梅园圃内的100多年树龄荸荠种杨梅树上采摘完整无虫害的二年生叶。

1.3 实验方法

1.3.1 杨梅叶干燥处理

①鲜叶；②微波干燥：取杨梅叶子在微波炉中采用中高火微波加热4 min。③自然阴干：取杨梅叶子在室内阴干，每日翻动3次，直至完全阴干。④鼓风干燥：取杨梅叶在电热鼓风干燥箱内干燥，设置温度60 ℃，干燥12 h。⑤真空冷冻干燥：取杨梅叶在真空冷冻干燥机内进行-50 ℃预冻，-48 ℃冷冻干燥48 h。

1.3.2 杨梅精油提取

分别取新鲜、微波干燥、自然阴干、鼓风干燥、真空冷冻干燥的杨梅叶适量，粉碎，置于5 000 mL圆底烧瓶，按照料液比1∶7加入蒸馏水，按照《中国药典》中植物挥发油的测定法(《中国药典》附录XD)[7]，在挥发油提取装置中加热回流提取7 h，停止加热，得到油水混合物，分离后收集精油，取适量的无水硫酸钠进行干燥，以100 g杨梅叶含精油的质量计算得率。每组重复三次，取均值。

取适量精油用正己烷1∶100溶解稀释为1%，用于GC-MS分析。样品测定前均置于4 ℃下贮存。

1.4 气相色谱-质谱联用条件

1.4.1 气相色谱条件

VOCOL (1.80 μm×0.32 mm×60 m)柱，柱温以40℃起始，并以10 ℃/min 升温到210 ℃，保持40 min；载气为高纯 He(99．999%)，载气总流量 44.0 mL/min，柱流量1.00 mL/min，进样量为1 μL (用将样品稀释的溶液)，分流比40∶1。

1.4.2 质谱条件

离子源为EI源，离子源温度为200 ℃，接口温度为210 ℃，溶剂延迟0.6 min，质量范围45～350 amu。Nist 5标准质谱图库，根据有关文献进行人工检索解析鉴定样品中化学成分的质量分数，采用美国NIST’98数据库和挥发性成分的GC-MS定性谱库对其进行定性定量分析。挥发油成分GC含量的确定为面积归一化法。

2 研究结果

2.1 不同处理方法的杨梅叶精油感官与得率

不同方法干燥的杨梅叶其精油性状基本一致，但得率不同，见表1。

表1 不同处理方法的杨梅叶精油测定结果 mL·(100g)-1

如表1可知，不同干燥方法处理的杨梅叶提取得到的精油均为黄绿色澄清透明液体，而且都有一股浓郁醇厚的香味。其中杨梅精油得率最高是经过真空冷冻干燥处理的叶子，其得率为0.133%，其次是鼓风干燥0.122%，得率最少的是鲜叶仅为0.058%。

由SPSS 19.0分析鼓风干燥处理和冷冻干燥处理的精油得率差异性分析，P=0.422>0.05，无显著性差异，即可知在精油得率无显著性差异时可选择耗能较少的鼓风干燥作为杨梅叶干燥方法。

2.2 不同处理方法对精油成分的影响

对鲜叶、微波干燥、自然阴干、鼓风干燥、真空冷冻干燥5种不同处理方法所得的荸荠种杨梅叶精油进行了GC-MS检测，分别得到总离子流色谱图，分别鉴定出了33、43、40、39、40个化合物，占总量的96.45%、96.1%、97.14%、97.28%、67.87%。

表2 不同干燥方法处理的杨梅叶挥发油化学成分GC-MS分析结果

续表2

续表2

从表2可见，5种处理的杨梅叶精油组成中有19种共有成分，分别占含量的80.84%、78.7%、54.75%、84.78%、51.43%；其中共有成分中顺-4-环戊烯-1,3-二醇的含量最高分别为48.44%、39.8%、17.95%、52.37%、15.38%。

微波干燥与鲜叶处理方法相比共有23种共有成分，分别占相对含量的82.37%、80.57%；自然阴干与鲜叶处理方法相比共有24种共有成分，分别占相对含量的95.31%、69.25%；鼓风干燥与鲜叶处理方法相比共有20种共有成分，分别占相对含量的86.02%、82.34%；真空冷冻干燥与鲜叶处理方法相比共有18种共有成分，分别占相对含量的52.54%、82.08%。

每种处理方法都存在特有的物质。其中鲜叶精油和冷冻干燥杨梅叶精油中主要以烯烃、烷烃类为主。鲜叶精油共10种特有的物质：如3-甲基-1-十六烯0.16%、正十九烷0.21%、β-蒎烯氧化物0.01%等。冷冻干燥杨梅叶精油特有成分共有15种，如新植二烯0.12%、顺-α-红没药烯0.04%、β-榄香烯0.01%、香树烯0.02%、2-十三(碳)烯醛0.2%等。

在微波干燥的杨梅叶精油特有成分中酮类、醛类、烷烃、萘和烯烃等都有少量的存在，如0.01%的2,6-二甲氧基苯乙酮、0.01%的α-松油醇、0.02%的1,1,6三甲基-1,2二氢萘、0.16%的1,5-二甲基-2,3-二乙烯基环己烷、0.07%的α-亚甲基-2-甲酰基-3甲基-环戊基乙醛和0.02%环化小茴香烯等共有11种特有的物质。

在自然阴干的杨梅叶精油中特有物质是2,5-二氢呋喃其含量达到26.97%，此外还存在一些以酯类、烯萜类等共8种特有的物质：如0.1%的顺式-3-己烯醇苯甲酸酯、0.18%的氧化香树烯以及0.01%的罗勒萜等。

鼓风干燥杨梅叶精油中以醇类、烯醛为主要的特有的物质，其中醇类以反式-橙花叔醇含量达到10.35%；烯醛类有0.1%的2,6,10-三甲基-9-烯-十一醛等。还有0.01%的(E,Z)-假紫罗兰酮和0.02%的(1à,4aà,8aà)-1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢-7甲基-4-亚甲基-1-(1-甲基乙基)-萘等共10种。

综上，不同的处理方法对精油成分和含量的影响较大。5种处理方法的杨梅叶精油主要成分大致相同但含量不同，且在不同的处理方法中，精油都存在着各自特有的物质。

3 分析讨论

3.1 不同处理的荸荠种杨梅叶的精油性状一致得率不同

不同方法干燥的杨梅叶精油性状基本一致，均为黄绿色澄清透明液体，而且都有一股浓郁醇厚的香味。鲜叶、微波干燥、自然阴干、鼓风干燥、真空冷冻干燥5种方法处理的杨梅精油得率分别是0.058%、0.083%、0.113%、0.122%、0.133%。研究结果和杨君等人[8]在东魁杨梅叶精油的提取中以料水质量比1∶7, 蒸馏时间为7 h的条件下, 得出杨梅叶精油的提取得率达0.129%的研究结果差异不大，其中的差异可能由杨梅叶的品种不同造成精油得率稍有差异。

3.2 荸荠种杨梅叶的干燥处理可选用鼓风干燥方法

实验结果表明，真空冷冻干燥的杨梅叶精油得率高，鼓风干燥次之。但是真空冷冻干燥，耗能较大，而且需要特别的设备。因此，实际应用中可以结合节能和易操作的理念，选择较为合适的干燥方法。经显著性分析鼓风干燥处理和冷冻干燥处理的荸荠中杨梅叶精油得率无显著性差异，在实际应用中可选择耗能较少的鼓风干燥作为杨梅叶干燥的最佳方法。

3.3 不同干燥处理的杨梅叶精油成分有差异

不同的处理方法对提取的杨梅叶精油成分和含量有一定的影响。获得的的杨梅叶精油主要由萜醇、萜烯类化合物组成，但成分均有一定差异，且不同的处理的杨梅叶获得的精油都存在着各自特有的物质。

5种处理的杨梅叶精油组成中有19种共有成分，分别占含量的80.84%、78.7%、54.75%、84.78%、51.43%；其中共有成分中顺-4-环戊烯-1,3-二醇的含量最高分别为48.44%、39.8%、17.95%、52.37%、15.38%。说明了这19种物质是构成杨梅叶挥发油的主要成分。

对于鲜叶中特有的偶氮叔丁烷、棕榈酸甲酯、正十九烷、正十八烷、榄香醇等共9种成分的存在，是因为鲜叶没有经过任何处理，精油中的物质成分结构没有被破坏，最大化的保留了精油中原始成分；微波干燥的杨梅叶精油中特有的1,5-二甲基-2,3-二乙烯基环己烷、1,1,6三甲基-1,2二氢萘等11种成分的存在，是由于微波和高温对杨梅叶精油的成分造成了组分的变化；自然阴干的杨梅叶精油中特有的2,5-二氢呋喃、罗勒萜等共8种成分的存在，是在室温的条件下，杨梅叶与空气接触发生氧化，造成杨梅叶中精油存在特有的酮、酯、萜类物质。鼓风干燥的杨梅叶精油中特有的(1à,4aà,8aà)-1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢-7甲基-4-亚甲基-1-(1-甲基乙基)-萘和微波干燥的杨梅叶精油中的1,1,6三甲基-1,2二氢萘可能是由于高温对精油组分的分解催化重组而成的萘类物质，其他几种常温、低温的干燥方式处理的杨梅叶精油并没有产生特有的萘类物质。真空冷冻干燥的杨梅叶精油成分中存在着最多的特有成分共15种，表明真空冷冻干燥在真空状态下隔绝了杨梅叶精油的与氧气的接触，同时冷冻低温对精油的烯类成分的保留有促进作用。从表1和表3中可以看出真空冷冻干燥的精油得率最高、成分含量做多，但是考虑到真空冷冻干燥在实际应用中的能耗大和设备复杂、操作繁琐等问题，本文建议采用鼓风干燥，操作简便，能耗较低。

研究结果与杨君[5]炭梅叶精油的主要化学成分石竹烯、葎草稀2种成分占78.41%，东魁杨梅叶精油葎草烯、石竹烯、氧化喇叭茶烯-(Ⅱ)、γ-雪松烯等主要成分占67%相比较有很大的差异。表明不同的品种的杨梅叶精油主要成分相差很大。同时与刘宁[9]等人的矮杨梅叶精油化学成分研究相对比，同样是采用水蒸气蒸馏法提取精油，但是刘宁试验的油样不经过任何处理直接用GC-MS进行分析，测定的成分与本试验也有着很大的差异性，表明油样的处理对其化学成分也有一定的影响。本研究与徐元芬[10]等研究GC-MS测定荸荠种杨梅果实的化学成分，所取样地方、采用的色谱柱、GC条件、MS条件不同，表明产地和实验采用的色谱柱、GC条件、MS条件对精油化学成分的影响很大。

本文采用了5种处理方法对比研究了杨梅叶精油的得率、成分，综合实际情况认为选择温度60℃，干燥12 h的鼓风干燥为荸荠种杨梅叶精油提取最佳的干燥处理方法。研究结果荸荠种杨梅叶的开发利用提供的技术支持。