广东阴香叶精油及其主要化学成分含量变异与评价*

伍观娣 连辉明 张春花 李 兵 陈杰连 何波祥 张 谦 汪迎利

（1.广东省林业科技推广总站，广东 广州 510173；2.广东省林业科学研究院/广东省森林培育与保护利用重点实验室， 广东广州 510520 ）

樟科樟属树种的器官中富含多种精油成分，如樟脑、黄樟油素、柠檬醛、龙脑和芳樟醇等，这些种类繁多的精油成分是重要的化工原料，在轻化工、医药、食品工业上有着广泛的用途[1]。我国学者对樟科樟属的樟树Cinnamomum camphora[2-4]、 黄樟Cinnamomum porrectum[5]、牛樟Cinnamomum kanehirae[6]、油樟Cinnamomum longepaniculatum[7-11]、 肉桂Cinnamomum cassia[12-13]和沉水樟Cinnamomum micranthum[14]等树种的精油及主要化学成分含量开展研究与分析，部分树种还研究精油及其主要化学成分时空变异和遗传变异规律,并开展优良单株选择，旨在为林产化工工业原料林提供植物资源。

阴香Cinnamomum burmanni 也是樟科樟属树种,乔木，高达14m。阴香原产印尼的爪哇，中国广东、海南、广西、福建、江西、浙江、湖南等省都有分布。阴香适应性广、生长迅速，是观赏、用材和药用兼优的树种，我国许多地区用于绿化[15]。阴香叶含有丰富的精油，上世纪80 年代，李毓敬等[16]首先报道阴香Cinnamomum burmanni 叶片含有天然右旋龙脑，并研究了不同季节右旋龙脑含量变化；吴航[17]则研究了广东一个野生阴香种群精油的化学成分，并划分出4 种化学型。富含龙脑的阴香是开发天然右旋龙脑的新资源。右旋龙脑是名贵药材和香料，广泛应用于医药、香料、化妆品和食品工业，其主要药用功能是开窍醒神、清热止痛，是我国复方丹参滴丸、双料喉风散等六十多种中成药的主要成分,具有重要的经济价值[18]。本文分析了广东省阴香叶片精油及其主要化学成分的变异规律，并对检测的阴香单株开展评价，从中筛选出龙脑型优良单株为天然右旋龙脑产业发展提供优良种质资源，是前人研究的有力补充。

1 材料与方法

1.1 采样地概况

采样地覆盖广东省18 个地级市共45 个县（市、区）（图1），经度范围为112°20′21″～116°9′24″、纬度范围为20.33°～25.20°。采样县（市、区）各气象因子的分布范围分别为：年降雨量1 387.5～2 443.8 mm，年均相对湿度72.5%～84.3%，1 月年平均气温9.2～17.2 ℃，7 月年平均气温18.9～37.4 ℃，水热条件充沛。

1.2 实验方法

1.2.1 采样方法 黄浩等人[19]经过综合测算阴香叶片精油和右旋龙脑含量两个因素，建议在冬季（即10—12 月）进行枝叶采收可以提高经济效益。因此，本研究采样时间选择在2018、2019 年冬季进行。采取随机抽样的方法，在各县（市、区）选择树高普遍在5 m 以上、胸径15 cm 以上年龄在15～50 a 之间的224 棵无病虫害生长健壮单株进行采样，既有人工种植的单株，也有天然分布的古树名木。采样时在树冠中下部摘采叶片，每株采鲜叶0.40 kg，均匀混合并用密封袋装好，带回实验室保鲜储藏备用。

1.2.2 精油提取方法 采用《中华人民共和国药典》[20]（2015 版）附录XD 水蒸汽蒸馏法提取阴香叶片精油。每次采摘回实验室的鲜叶，为减少挥发，均在一周内按照采样顺序完成精油提取工作。所得精油在0～5℃条件下保存，用于精油成分分析。含油率计算参照陈新强等[21]文献。

1.2.3 精油成分分析方法 采用气质联用分析法（GC-MS）进行精油化学成分检测。所用仪器为日本岛津GCMS-QP2020 W/O 气相色谱质谱联用仪。气相色谱条件为：SH-RxiTM-5Sil MS 色谱柱（30 m ×0.25 mm，0.25 μm)； 升温程序：初始柱温为70 ℃，以2 ℃ /min 的速度升温至160 ℃，保持2 min，再以10 ℃ /min 的速度升温至220 ℃，保持5 min， 全程运行51 min。进样量0.5 μL， 采用分流式进样，进样口温度为230 ℃；载气为氮气，过柱载气恒流速为1.19 mL/min。质谱条件（MS）：离子源温度200 ℃；扫描质量范围m/z50～500。系统采用峰面积归一法得到各成分相对百分含量。

图1 广东全省阴香采样分布

1.2.4 数据分析处理方法 采用Microsoft Office 的Excel（V.2007）软件整理数据。相关分析采用SAS 9.0 软件进行分析。

以主成分经济收益核算法评价优良单株，兼顾精油与右旋龙脑含量，以右旋龙脑产出收益为主要目标，忽略其他附产品收益，在相同投入、采收、提取和分离成本及销售价格的基础上，核算单位质量（每1 000 kg）的新鲜叶片产出右旋龙脑得到的经济纯收益进行比较，计算公式为：

M=BIO×OIL×BORNEOL×PRICE

式中：M 为收益，单位：元；BIO 为鲜生物量，以1 000 kg 计；OIL 和BORNEOL 分 别 为 鲜基精油含量和精油中右旋龙脑含量，单位：%；PRICE 为当前天然右旋龙脑（纯度为98%）价格，以0.3 万元/kg 计。公式计算的是以1 000 kg 枝叶完全提取精油，再从精油中完全分离出纯度为98%的右旋龙脑销售所得的收益，以收益高的为优良单株。

2 结果与分析

2.1 阴香叶片精油含量变异

采用水蒸汽蒸馏法测定全省18 个地级市45个县共224 株阴香单株叶片的精油含量，其精油含量最小值为0%，最大值为1.41%，平均含量为0.28%，标准差为0.28%，变异系数为100%（表1）。叶片中不同精油含量范围株数分布见图2，从图2 可知，全省存在不含精油的阴香单株，约占总株数的8.93%，在含有精油的阴香中，随着精油含量升高其数量越少，即低精油含量的株数多，而高含量的株数少。可见全省不同阴香单株精油含量差异较大，选择精油含量高的优良单株，利用无性繁殖方式培育无性系苗木营建原料林，可以大大提高精油产量和经济效益。

表1 阴香鲜叶中精油含量的统计结果Tab.1 Descriptive statistics of the essential oil content in fresh leaves of C. burmanni

2.2 阴香叶片精油重要成分变异

没提取到精油以及精油含量极少无法正常完成GC-MS 成分分析的有42 个单株，对其余182 株阴香精油进行化学成分分析。检测结果表明182 个单株精油中均含有右旋龙脑，相对含量最小值为0.12%，最大值为88.77%，平均含量为38.66%，而樟脑相对含量最小值为0%，最大值为7.01%，平均含量为0.44%。两者单株间变异较大，变异系数分别为70.87%和200.53%（表2）。精油中右旋龙脑和樟脑不同含量范围株数分布见图2，从图2 可知，右旋龙脑含量不同范围株数呈波浪形分布，检测的182 个阴香单株右旋龙脑含量在0～10.00%范围内的株数最多，有52 株，占总株数的28.57%，而含量10%～90.00%范围内每10 个百分点的株数基本上呈正态分布，即两头少中间多的状态。从图2 可知，樟脑含量不同范围株数分布与精油类似，以不含樟脑的株数最多，有77 株，占总株数的42.31%，并随着樟脑含量升高，株数越少。精油中右旋龙脑与樟脑含量相关分析显示，相关系数为-0.054 6（F=0.553 5），呈不显著的微弱负相关，可能与两者为同类物质，在特定的条件下可以相互转化有关。

2.3 阴香叶片精油中第一化学成分变异

在检测的182 株阴香精油成分中，不同单株精油中含量最高的主要化学成分有右旋龙脑、桉树脑和石竹烯等15 种。阴香精油第一化学成分含量及株数分布见表3。由表3 可知，主成分为右旋龙脑的株数最多，为125 株，占总株数68.68%；其次是桉树脑31 株，占总株数17.03%；第三是石竹烯和桉油烯醇各4 株，各占2.19%，其他11 种第一化学成分均在1～3 株之间。

2.4 优良右旋龙脑型阴香评价与选择

在检测的182 株阴香中，右旋龙脑含量大于等于30.00%的有120 株，以这120 株阴香精油与右旋龙脑含量数据进行分析，计算精油含量与右旋龙脑相对含量的相关系数为-0.260 7 (P=0.004 0)，两者呈弱负相关，表明精油含量高但右旋龙脑含量并不一定高，因此评价右旋龙脑型优良单株需要兼顾精油与右旋龙脑含量。本研究以阴香鲜叶中右旋龙脑产出的经济收益作为优良右旋龙脑型单株评价指标，以此评价并筛选右旋龙脑型阴香优良品系，各单株计算单位质量鲜叶产出右旋龙脑纯收益结果如表4。从表4 中可以看出，最优单株与最差单株经济纯收益相差高达69.25 倍，可见不同单株效益差异显著，优良品系的选择应用可以显著地提高企业的经济效率和市场竞争能力。筛选出单位质量叶片收益在1.00万元/t 以上的21 个单株作为右旋龙脑型阴香优良 品系。

表2 阴香叶精油中右旋龙脑和樟脑的相对含量Tab.2 The relative content of d-borneol and camphor in essential oil of C. burmanni leaves %

图2 阴香叶片中精油、右旋龙脑及樟脑不同含量范围株数分布Fig.2 Number of plants in different content range of essential oil and d-Broneol, camphor in leaves

表3 不同单株阴香精油中主要成分变异Tab. 3 Variation of main components in the essential oil of Cinnamomum burmanni

表 4 单位质量叶片产出右旋龙脑经济收益比较Tab. 4 Comparison of economic benefits of d-broneol output per unit mass of leaves

序号No.每吨收益/万元Benefits 9 PYSZ006 平远 1.25 38.96 1.46 69 CYMB212 东莞 0.21 73.44 0.45 10 MXSC785 梅县 0.76 62.31 1.42 70 MJCB020 梅江 0.31 49.36 0.45 11 MXSC875 梅县 0.62 71.92 1.34 71 HPGB027 和平 0.29 49.11 0.42 12 HYQC194 惠阳 0.73 59.48 1.31 72 EPDM186 恩平 0.27 51.77 0.42 13 MXSC666 梅县 0.68 63.95 1.29 73 LZCJ174 雷州 0.25 55.16 0.42 14 LZYZ176 雷州 0.80 52.80 1.26 74 PNDNS209 普宁 0.41 33.42 0.41 15 LSJT094 连山 0.57 69.23 1.18 75 LPZX032 连平 0.26 51.94 0.41 16 MXSC1169 梅县 0.67 56.60 1.14 76 ZSGK053 中山 0.22 59.10 0.40 17 BLLY191 博罗 0.46 79.65 1.11 77 LPZX030 连平 0.23 56.68 0.39 18 HDDL195 惠东 0.95 37.97 1.08 78 LZLZ098 连州 0.21 61.68 0.39 19 XWCB178 徐闻 0.67 52.50 1.06 79 CYMB211 潮阳 0.21 61.15 0.39 20 GZGB164 高州 0.99 35.18 1.05 80 LDYJ158 罗定 0.24 54.00 0.38 21 MXSC1017 梅县 0.53 62.53 1.00 81 PYNT003 平远 0.24 52.29 0.37 22 ZJZC041 紫金 0.53 61.63 0.97 82 LDRB160 罗定 0.35 34.22 0.36 23 MXSC1069 梅县 0.48 67.22 0.97 83 QXLJ139 清新 0.23 52.23 0.36 24 HDDL197 惠东 0.47 68.92 0.97 84 LCLC076 乐昌 0.21 56.79 0.36 25 PYSZ005 平远 0.80 38.98 0.93 85 YSLB146 阳山 0.13 88.77 0.34 26 ZSGK054 中山 0.70 42.75 0.90 86 JLXC007 蕉岭 0.20 54.08 0.32 27 SXWD170 遂溪 0.65 45.82 0.89 87 MXSC743 梅县 0.14 77.12 0.32 28 YXXY184 阳西 0.50 57.74 0.87 88 XFMK046 新丰 0.13 81.28 0.32 29 JXHP207 揭西 0.58 48.62 0.85 89 JLGF013 蕉岭 0.14 73.37 0.31 30 GNGS109 广宁 0.58 46.25 0.81 90 MXSC807 梅县 0.25 40.92 0.30 31 YSLB145 阳山 0.40 66.53 0.80 91 RHWS082 仁化 0.14 73.27 0.30 32 MXSC254 梅县 0.44 60.77 0.80 92 SXWD172 遂溪 0.13 70.97 0.28 33 MXSC719 梅县 0.44 61.36 0.80 93 DGNC223 东莞 0.13 70.16 0.27 34 XWWT181 徐闻 0.39 67.60 0.79 94 QXLJ140 清新 0.14 64.66 0.27 35 LSJT091 连山 0.46 56.20 0.78 95 YSLB147 阳山 0.12 77.20 0.27 36 YSLB144 阳山 0.34 74.01 0.76 96 DGNC222 东莞 0.18 51.00 0.27 37 MXSC525 梅县 0.74 34.28 0.76 97 JLXC009 蕉岭 0.10 85.60 0.26 38 EPGJ188 恩平 0.51 47.71 0.73 98 EPCM185 恩平 0.20 42.60 0.26 39 PNDNS208 普宁 0.68 35.94 0.73 99 MXSC665 梅县 0.11 73.40 0.23 40 MXSC025 梅县 0.44 56.07 0.73 100 LZLZ096 连州 0.10 77.65 0.22 41 LHHT203 陆河 0.54 44.41 0.71 101 QXLJ138 清新 0.17 41.10 0.21 42 LHHT202 陆河 0.49 47.45 0.69 102 LZLZ097 连州 0.09 71.54 0.20 43 MXSC825 梅县 0.75 30.52 0.69 103 LCLC079 乐昌 0.08 79.87 0.20 44 MXSC949 梅县 0.41 55.72 0.68 104 LPYS035 连平 0.20 31.72 0.19 45 MXSC1110 梅县 0.38 60.35 0.68 105 JDYL217 揭东 0.17 35.96 0.18 46 HDDL196 惠东 0.38 56.73 0.65 106 XFFC042 新丰 0.07 77.22 0.16 47 HFHC200 海丰 0.39 54.61 0.64 107 LCLC080 乐昌 0.07 68.70 0.15编号Serial number产地Site精油含量/%Content of essential oil龙脑含量/%Content of d-broneol每吨收益/万元Benefits序号No.编号Serial number产地Site精油含量/%Content of essential oil龙脑含量/%Content of d-broneol

序号No.每吨收益/万元Benefits 48 RHWS083 仁化 0.51 41.66 0.63 108 GZJC165 高州 0.08 45.35 0.11 49 XYXYB163 信宜 0.38 55.37 0.63 109 XYCD162 信宜 0.05 67.82 0.10 50 HDDL198 惠东 0.48 43.79 0.62 110 ZJZC043 紫金 0.08 41.96 0.10 51 HPGB024 和平 0.31 66.66 0.62 111 LHHT205 陆河 0.04 73.78 0.09 52 LHHT204 陆河 0.32 64.07 0.62 112 SXWD171 遂溪 0.06 55.41 0.09 53 LPYS041 连平 0.48 42.14 0.61 113 CYMB213 潮阳 0.05 57.55 0.08 54 XYXS161 信宜 0.37 52.83 0.59 114 RHST081 仁化 0.04 63.18 0.08 55 LSJT090 连山 0.51 38.17 0.59 115 RHWS084 仁化 0.04 59.25 0.07 56 MXSC830 梅县 0.39 49.62 0.58 116 ZJZC042 紫金 0.05 48.45 0.07 57 GNGS110 广宁 0.31 61.18 0.57 117 MJBSS015 梅江 0.06 34.00 0.06 58 YXXY183 阳西 0.33 56.76 0.56 118 HPGB028 和平 0.03 61.69 0.06 59 HJTL106 怀集 0.57 32.43 0.55 119 FSZWY061 南海 0.03 44.98 0.04 60 YSLB143 阳山 0.33 52.09 0.52 120 HDCN069 花都 0.04 34.22 0.04编号Serial number产地Site精油含量/%Content of essential oil龙脑含量/%Content of d-broneol每吨收益/万元Benefits序号No.编号Serial number产地Site精油含量/%Content of essential oil龙脑含量/%Content of d-broneol

3 结论与讨论

检测的224 株广东阴香叶精油含量范围在0.00～1.41%之间，平均为0.28%。其中以右旋龙脑为主成分且精油含量≥50%的共有26 株，占11.61%，其精油最高含量为0.62%，最小含量为0.04%，平均含量为0.33%。张国防报道[2]福建329 株樟树精油平均含量1.084%，而龙脑型樟树精油含量较高，在1.53%～1.93%之间。国颖[5]报道江西193 株黄樟叶精油含量均值为0.216%。杨海宽[6]报道牛樟4 种化学类型精油含量位于0.01%～1.28%之间，4 种类型精油平均含量为:桉叶油素型（1.28%）、异橙花叔醇型（0.19%）、芳樟醇型（0.04%）和肉豆蔻醛型（0.01%），可见阴香精油含量比樟树和桉叶油素型牛樟低，但比黄樟及其他类型的牛樟高。

广东阴香叶精油中第一主要成分有右旋龙脑、桉树脑、石竹烯和桉叶油醇等15 种化学物质，但是株数分布极不均衡，呈现以右旋龙脑为主成分为主的倒L 型分布，182 株阴香单株中右旋龙脑为主成分的有125 株，占总株数68.68%；其次是桉树脑31 株，占总株数17.03%；第3 是石竹烯和桉油烯醇各4 株，各占2.19%，其他均在1～3 株。同样在樟树和牛樟的不同主成分株数分布类似阴香的倒L 型分布，福建省329 株樟树中以芳樟醇为主成分的株数占绝对优势，达55.02%，桉树脑占12.77%、樟脑占17.02%、黄樟油素占11.85%和其他成分占3.34%[2]；江西193 份黄樟则以反式橙花叔醇株数最多，占85.49%,樟脑、桉树脑、芳樟醇分别占4.66%、3.11%和2.59%,其他成分株数约占有4.15%[5]。从樟科樟属3 个树种不同主成分株数分布来看，各个树种在不同天然化合物产业开发中各具优势，在天然右旋龙脑开发上，以阴香树种为佳，在自然界中分布较多，容易挑出优良单株，本研究以右旋龙脑为第一主成分的125株阴香中，其精油含量分布于0.03%～1.41%，右旋龙脑含量≥50.00%的株数有87 株,最高含量达88.77%。

兼顾精油与右旋龙脑相对含量进行选择右旋龙脑型阴香优良单株，有利于提高右旋龙脑产业目标产品产量和效益，本文选出的21 株优良单株，精油含量分布于0.46%～1.41%，右旋龙脑含量分布于35.18%～79.65%，最高精油含量的MXSC984 入选，但最高右旋龙脑含量（88.77%）的YSLB146 没入选，因其精油含量仅0.13%。龙脑型阴香优良单株的选择、繁育与应用，必将极大促进龙脑产业的发展。

在龙脑产业开发中，要提取高纯度的右旋龙脑，最终要分离的是右旋龙脑和樟脑。右旋龙脑和樟脑两者均是单萜类化合物，结构类似，两者的差别只在一个6 元环的2 位碳原子上, 樟脑为羰基, 而右旋龙脑为羟基[22]，分子量相近（右旋龙脑为154.25，樟脑为152.24），理化性质相近，在《中华人民共和国药典》（2015 版）中要求天然右旋龙脑中右旋龙脑含量不少于96.00%，但樟脑含量不高于3.0%[20]，因此从植物枝叶中提取高纯度的右旋龙脑，首先采用龙脑樟（樟树/阴香）鲜叶通过蒸馏法提取精油，然后通过去杂精制而得粗脑，粗脑主要成分是右旋龙脑及少量的樟脑[23]，最后分离樟脑是得到高纯度右旋龙脑极为关键的一步，因此在优良龙脑型阴香选择中，应选择右旋龙脑含量高而樟脑含量较低甚至零含量的单株，这样为高效制备高纯度右旋龙脑提供先天条件，并在提纯过程中节省大量成本。本文所研究的182 株阴香中樟脑平均含量为0.44%，而福建樟树叶混合精油检测的樟脑含量为14.43%，是阴香樟脑平均含量的32.80 倍，从这个角度也说明阴香作龙脑产业原料树种更有意义。另本研究的125株以右旋龙脑为主成分的阴香中，樟脑含量分布在0.00～4.97%，不含樟脑的株数有25 株，这25株中与兼顾精油与右旋龙脑含量选出的21 株优良右旋龙脑型单株交集部分有3 株，分别是优株排名第3 的MXSC984、第15 的LSJT094 和第19 的XWCB178，值得重点关注。