云南不同品种薰衣草精油含量及成分评价

陆 琳 ，李绅崇 ，瞿素萍 ，李 涵 ，杨少杰 ，曹 桦 ，田 敏 ，杨锦红

（1.云南省农业科学院花卉研究所，云南昆明650205；2.国家观赏园艺工程技术研究中心，云南昆明650205；3.云南省科学技术院，云南昆明650228）

薰衣草（lavandula angustifolia）为唇形科薰衣草属，多年生亚灌木，原产于地中海沿岸[1]，目前全世界有37个种，100多个品种[2]，是一类集观赏、食用和药用为一体的都市型农业种植香料植物。云南位于西南地区边陲，气候的多样性可以满足不同花卉的生产需要；许多地区四季温暖，可周年生产各种花卉；由于高原地区紫外光充足，有利于花卉品质的提高[3]。薰衣草是一种提取精油的重要香料植物，其精油具有显著的抑菌、抗氧化等生物活性及医疗保健作用，广泛用于医疗、日化和食品行业[4-5]。

目前，云南部分地区开始有以薰衣草为主题的观光园出现，栽培品种从最初的观赏品种到现在精油含量高的新疆主栽品种都有，品种较多，精油产品质量不一，栽培生产和产品市场混乱，缺乏品种质量评价，多是一些作为切花或花坛用的品种。通过引进美国、德国、日本等一系列表现优异的薰衣草品种，以及云南目前主栽品种在云南省农业科学院花卉研究所大春河基地进行试验研究，从开花性状和精油成分上进行了全面的对比分析研究，以发现不同品种薰衣草之间的形态特征和精油成分的差异，为薰衣草在加工行业中的不同用途提供科学依据。

本研究旨在探讨水蒸气蒸馏法对不同薰衣草品种进行精油提取，利用GC-MS检测精油中的主要挥发性化学成分，并对薰衣草品种间的主要挥发性化学成分进行分析评价，旨在为薰衣草的开发利用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

于2012年分别从英国、德国、美国、日本引进7个薰衣草品种：优雅冰雪、法国蓝、莱文丝、优雅雪白、优雅紫色、优雅天蓝色和迷你蓝，种植于云南省农业科学院花卉研究所基地。

1.2 试验地概况

试验地位于昆明市晋宁县城西南部昆阳镇中和铺村，属低纬高原亚热带季风气候区，年均气温14.8℃，极端最高气温31.6℃，极端最低气温-6.2℃，平均无霜期240 d。多年平均年降水量900 mm，主要集中在5—10月。土壤为红沙壤土，贫瘠，pH值为 5.3～6.5。

1.3 方法

采用水蒸气蒸馏法提取精油，在薰衣草开花期取鲜花穗2 kg，在半自动精油提取装置中加入5 000 L水，置于电磁炉上快速加热至沸点，保持微沸2 h后停止加热，蒸馏结束后在油水分离器中进行分离，放置在4℃冰箱里静置5h以上，取出精油，测定精油质量并进行含油率分析，重复3次。提取的精油存放在4℃以下，待GC/MS分析。

薰衣草精油送到中国科学院昆明植物研究所测试中心进行精油成分含量检测。气相色谱条件：仪器为美国Agilent Technologies公司6890N。HP-5石英毛细管柱（30 mm×0.32 mm×0.25 μm）；柱温：起始温度80℃，程序升温3℃/min至280℃，保持30 min；柱流量为1.5 mL/min；进样口温度250℃；氢火焰检测器温度250℃；进样量0.20 μL；分流比50∶1；载气为高纯氮气。气相色谱-质谱条件：仪器为美国AgilentTechnologies公司HP6890GC/5973MS气相色谱-质谱联用仪。GC-MS条件：HP-5MS石英毛细管柱（30 mm×0.25 mm×0.25 μm）；柱温：起始温度80℃，程序升温3℃/min至280℃，保持30min；柱流量为1.0 mL/min；进样口温度250℃；柱前压100 kPa；进样量 0.10 μL；分流比 50∶1；载气为高纯氦气。MS条件：电离方式EI，电子能量70，传输线温度250℃，离子源温度230℃，四极杆温度150℃，质量范围35～500；采用wiley7n.l标准谱库检索定性。

2 结果与分析

2.1 不同品种薰衣草精油含量分析

通过蒸馏法对从国外引进的7个薰衣草品种优雅冰雪、法国蓝、莱文丝、优雅雪白、优雅紫色、优雅天蓝色和迷你蓝的精油进行了提取，并对各品种的精油含量进行测定。结果表明（图1），供试的7个薰衣草品种精油含量在0.289%～1.522%，优雅雪白、法国蓝、优雅紫色、优雅冰雪、优雅天蓝色、迷你蓝和莱文丝精油含量分别为1.522%，1.225%，0.767%，0.632%，0.581%，0.356%和0.289%，精油含量按高低依次排序为优雅雪白＞法国蓝＞优雅紫色＞优雅冰雪＞优雅天蓝色＞迷你蓝＞莱文丝。可知，优雅雪白和法国蓝精油含量较高，适宜作精油型品种加以利用。

法国蓝为新疆目前主栽的薰衣草，属于精油类品种，其花色为蓝紫色，花序为轮伞花序，有7轮；而优雅雪白主要以观赏为主，花色为白色，花序为密集轮伞花序，不分轮数。由此可看出，薰衣草精油含量因品种不同而具有较大差异，观赏类薰衣草提取的精油也有高含量品种。虽然不同的提取方法可能会导致薰衣草精油含量不同，但品种间的精油含量差异主要是由于各品种之间的基因不同[6]。

2.2 不同品种薰衣草精油成分组成

根据我国和国际薰衣草精油成分标准，对提取的精油分别通过气相色谱－质谱联用仪（GC-MS）对14种成分苧烯、1，8-桉叶素、顺-罗勒烯、反-罗勒烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯、樟脑、薰衣草醇、4-松油醇、α-松油醇、乙酸薰衣草酯、3-辛酮、龙脑、β-石竹烯的含量进行了测定，我国和国际薰衣草精油成分标准及7个不同品种薰衣草精油成分结果列于表1。

表1 薰衣草精油主要挥发性化学成分及其百分含量 %

由表1可知，薰衣草精油的最主要成分是芳樟醇和乙酸芳樟酯，为薰衣草精油的特征成分；其次为乙酸薰衣草酯和顺-罗勒烯；另外还有一定量的β-石竹烯和反-罗勒烯，其余多为烯烃、醇和酯类化合物，且各成分在7个不同品种薰衣草中差异较大。薰衣草精油主要成分芳樟醇和乙酸芳樟酯总含量在7个不同薰衣草品种差异较大（图2），含量为43.8%～74.4%，其中，含量最高的是优雅冰雪，二者总含量为74.4%；其次依次为优雅雪白（68.8%）、莱文丝（62.0%）、法国蓝（61.2%）、迷你蓝（59.1%）、优雅紫色（58.0%）；最低为优雅天蓝色（43.8%）。芳樟醇和乙酸芳樟酯含量总和由高到低为优雅冰雪＞优雅雪白＞莱文丝＞法国蓝＞迷你蓝＞优雅紫色＞优雅天蓝色。

供试的7个不同品种薰衣草精油中芳樟醇和乙酸芳樟酯含量在不同品种中的差异较大，芳樟醇含量为7.4%～42.2%，含量最高是的优雅紫色（42.2%），其次依次为迷你蓝（41.4%）、优雅冰雪（25.2%）、法国蓝（24.0%）、莱文丝（22.4%）、优雅雪白（20.7%）和优雅天蓝色（7.4%）；同样地，乙酸芳樟酯在不同品种中含量差异也较大，含量从高到低为优雅冰雪（49.2%）、优雅雪白（48.1%）、莱文丝（39.6%）、法国蓝（37.2%）、优雅天蓝色（36.4%）、迷你蓝（17.7%）、优雅紫色（15.8%）。同时，供试的7个品种中芳樟醇和乙酸芳樟酯含量组成也不同，在优雅紫色和迷你蓝中，芳樟醇的含量高于乙酸芳樟酯，而在法国蓝、优雅天蓝色、优雅冰雪、莱文丝、优雅雪白精油中乙酸芳樟酯的含量高于芳樟醇，这是由品种特性及其基因型不同所决定的。表明各个薰衣草品种具有特异性。

由图3可知，顺-罗勒烯含量：法国蓝（9.5%）、优雅紫色（10.6%）、优雅天蓝色（4.4%）、优雅冰雪（3.1%）、莱文丝（2.5%）、迷你蓝（5.7%）、优雅雪白（3.9%）；乙酸薰衣草酯含量：法国蓝（11.0%）、优雅紫色（2.7%）、优雅天蓝色（9.2%）、优雅冰雪（4.0%）、莱文丝（4.3%）、迷你蓝（5.1%）、优雅雪白（4.0%）；β-石竹烯含量：法国蓝（2.4%）、优雅紫色（4.8%）、优雅天蓝色（8.8%）、优雅冰雪（2.0%）、莱文丝（3.6%）、迷你蓝（2.1%）、优雅雪白（1.9%），各个品种中的各成分含量并不相同，可以根据需求进行不同精油的配制。

参照我国和国际薰衣草精油成分标准，供试的7个薰衣草精油绝大部分均达到国内或国际标准，综合各成分含量，法国蓝和优雅冰雪的精油主要挥发性化学成分最佳，达到了国际薰衣草精油成分标准，且这2个品种的精油含量也最高（表1），适宜作精油型品种种植。

2.3 优雅雪白薰衣草精油的主要挥发性化学成分及含量

为进一步明确精油含量高的薰衣草品种优雅雪白的利用价值，利用气相色谱-质谱联用仪（GCMS）对其精油的化学成分进行了全成分的分离鉴定，共分离、鉴定出48种组分（表2、图4），鉴定出的48种成分占总成分的99.51%，表明本研究中已检测出精油中的绝大部分成分。在检出的48种成分中，含量最高的是乙酸芳樟酯，为48.10%；其次为芳樟醇（20.67%）；其余含量大于1%的分别为反-罗勒烯（5.94%）、乙酸薰衣草酯（4.00%）、顺-罗勒烯（3.86%）、3-辛酮（3.79%）、β-石竹烯（1.94%）、反-β-金合欢烯（1.12%）、α-松油醇（1.02%）。这9种主要挥发性化学成分占检出总的挥发性化学成分的90.44%；其余的39种成分占9.56%。精油中的最主要成分为乙酸芳樟酯和芳樟醇，共占总成分的68.77%（表2）。以上结果表明，优雅雪白薰衣草精油可作为精油型产品进行开发和利用。

表2 优雅雪白薰衣草精油的所含化合物及其百分含量 %

3 讨论

薰衣草出苗较快且整齐，而且成活率高，在本次引种试验中，播种时采用无纺布覆盖，浇水直接从上喷洒，种子不容易溢出，出苗率整齐。因此，选择合适的播种基质和适宜的覆盖方法后可提高薰衣草种子的出苗率。另外，薰衣草的移栽成活率较高，在90%以上，但移栽后应注意遮阴。

薰衣草生长发育较快，在云南地区部分品种从播种后150 d左右开始开花，花色靓丽，综合性状良好，如优雅系列品种；但也有部分品种生育期长，需在第2年才能正常开花，如莱文丝。根据品种特性适时选择薰衣草的用途是引种并开发推广的关键。本研究通过在云南地区引进薰衣草进行栽培特性的研究，结果表明，薰衣草在云南地区的生长特点主要表现为萌发率高、栽植简单、管理粗放、抗旱及耐寒性好、移栽成活率高、适应性强、基本无虫害、植株和花朵香味持久、花色丰富，能适应云南省昆明地区的气候和土壤条件，并且当年生苗可以自然越冬，宜作为地被香草植物栽植于坡地或地势较高的开阔场所，在云南及周边地区大力开发和增值利用前景广阔。

薰衣草精油的提取方法主要有水蒸气蒸馏法（hydrodistillation）、溶剂浸提法（solvent extraction）和CO2超临界萃取法（supercritical CO2extraction（SCE））。其中，水蒸气蒸馏法和溶剂浸提法是批量生产薰衣草油的主要方法，一般认为，水蒸气蒸馏法的产品品质较好[7]，但出油率不高，一般为0.5%～4.9%[8-12]，而且能耗较大，且高温下可能会导致热不稳定化合物的降解[13]；溶剂浸提法的出油率虽高，但需要大量的溶剂而且分离较麻烦，有机物会残留于精油中，影响精油品质；而CO2超临界萃取法出油率高，一般为3.2%～4.9%[8-12]，但对仪器设备的要求较高，提取成本也较高，一般实验室难以进行，SCE研究中提取率的差异可能是由于操作条件不同（时间、压力、温度和颗粒大小）。而植物的精油含量则取决于品种、气候、收获时期及土壤状况。DA PORTO等[10]通过水蒸气蒸馏法提取的薰衣草精油中鉴定到了60种化合物；DANH等[12]对水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法和CO2超临界萃取法提取的薰衣草精油的化学成分进行了鉴定，并且鉴定到了45种化合物，而本研究中鉴定到48种成分。前人报道所述，不同研究报告中薰衣草精油化学成分的差异可能除受提取的操作条件影响外，还受到品种、薰衣草种植环境以及收获时间等的影响。不同的提取方法会导致化学成分的不同，4种主要化合物芳樟醇、乙酸芳樟醇、樟脑和龙脑占精油组成的80%。其中，芳樟醇是含量最高的化合物，在水蒸馏、SCE和己烷萃取的精油中含量分别为53%，43%和33%[12]。

在医药、化妆品和食品行业中，薰衣草精油中的酯类、萜烯类等化合物的利用价值较高。因此，应对薰衣草品种间精油化学成分的差异和相关行业的需求加以相应的开发利用，增加产品的附加值。前人的研究表明，不同薰衣草品种花的芳香性成分具有一定差异[12]，但对不同品种间薰衣草精油的成分差异研究较少。路喆等[13]对新疆地区3个品种薰衣草（NKS-L1，H-701，XDT-5）的精油成分进行分析，结果分别分离、鉴定出35，43，38种成分；而本研究共检测出48种成分，薰衣草的精油含量及成分除受薰衣草品种内在基因决定外，可能还受到检测方法和种植环境的影响，其还有待进一步深入研究。

我国于2008年起草了中国薰衣草精油的国家标准，该标准确认了芳樟醇、乙酸芳樟酯、薰衣草醇、乙酸薰衣草酯、樟脑、龙脑、1，8－桉叶素、松节油等13种重要组分的含量标准。本研究对7个不同薰衣草精油的这13种组成成分进行了分析，结果发现，烯、酮、酯类的芳香物质在薰衣草精油中含量较高，其中，乙酸芳樟酯和芳樟醇是含量较高的2种组分，这2种组分决定了薰衣草精油的香气特征[14]。1991年，陈行烈等[15]在新疆伊梨薰衣草精油和印度进口薰衣草精油中分别鉴定出了27，36种化合物。1999年，张春玲等[16]通过气相色谱－质谱联用仪对云南薰衣草油进行了分析，并鉴定出其中的36种化学成分。2013年，路喆等[13]对新疆地区薰衣草精油成分分析发现，新疆地区不同品种的薰衣草精油主要成分均为芳樟醇和乙酸芳樟酯。而本研究中，在优雅雪白薰衣草精油中共分离、鉴定出48种化学成分，比云南薰衣草精油[16]的成分更复杂，但与新疆地区薰衣草精油主要成分相似，均以芳樟醇和乙酸芳樟酯为主要成分。CARRASCO等[17]对薰衣草属和百里香属的精油成分分析发现，薰衣草属精油中的芳樟醇、乙酸芳樟酯是最丰富的化学成分，而在百里香属中以百里香酚、芳樟醇和1，8-桉叶素为含量最高的化合物。