2种芳香万寿菊精油的GC-MS分析与抑菌活性研究

陈品品，陈日忠，马晓娟，刘 靓，蔡锦玲，庄卫东

（1.泉州市农业科学研究所，福建泉州 362212；2.福建泉州东润园农业科技发展有限公司，福建泉州 362018）

芳香万寿菊（A.Gray）又名墨西哥龙蒿、柠檬万寿菊，为菊科万寿菊属（L.）多年生草本亚灌木，原产于美洲中部以及墨西哥等地。芳香万寿菊花期较长，全年都有花朵，花盛期在9月中旬至次年3月上旬，花朵具有明亮的黄色，叶背有丰富的油腺点（图1）。植株与花朵散发着浓郁的百香果清香，叶片和花朵皆可食用，嫩叶泡茶可作饮料，能降火去燥，还可用于厨房烹调，也适合作插花材料，是建设香草观光园和香化工程的优秀品种，近几年备受欢迎。

图1 芳香万寿菊花和叶

万寿菊属植物中万寿菊（L.）的研究报道较多。万寿菊叶、花均含精油，其主要化学成分有叶黄素、黄酮、α-三联噻吩和萜类等，具有抗氧化、抗菌、杀虫等多种生物学活性。万寿菊茎叶乙醇提取物具有镇痛抗炎活性。但尚未有对芳香万寿菊精油成分进行分析和抑菌效果研究的报道。

本文首次以泉州地区引进种植的芳香万寿菊的花、叶为研究对象，利用水蒸气蒸馏法提取精油，结合气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析比较其化学组成，并比较2种精油对匍枝根霉（）、 链 格 孢（）、灰葡萄孢菌（）、粉红单端孢（）和意大利青霉（）5种真菌的抑制效果，旨在为进一步开发和利用芳香万寿菊精油抑菌剂提供数据支持。

1 材料和方法

1.1 主要材料、试剂和仪器

试验材料：采集自泉州市农业科技园区（E118°38'～119°05'，N24°29'～25°15'）香药植物资源引种圃内长势良好的芳香万寿菊的花和叶，整个田间随机取样。

供试菌种：匍枝根霉、链格孢、灰葡萄孢、粉红单端孢和意大利青霉是从番茄中分离、纯化和鉴定后得到。

仪器：SJ-HX001多功能植物萃取物（精油）生产机组，购自福建世纪海峡农业发展投资有限公司；7890B-5977气相色谱-质谱联用仪，购自美国安捷伦公司；CP2202C电子天平，购自上海奥豪斯仪器有限公司；SW-CJ-2D超净工作台，购自苏州净化设备有限公司；TS2200945压力蒸汽灭菌锅，购自日本株式会社平山制作所；Classic DI超纯水机，购自德国ELGA公司。

1.2 试验方法

1.2.1 芳香万寿菊精油提取与成分分析 水蒸气蒸馏法提取芳香万寿菊精油，准确称取1 000 g芳香万寿菊花（叶），洗净剪碎，加入5 000 mL蒸馏水，振摇混匀后，隔水提取2.5 h，静置分层后收集精油，于4℃冰箱避光保存备用。1 000 g芳香万寿菊样品提取得到精油的得率为0.52%（花）和0.50%（叶）。供试的2种芳香万寿菊的含油率均高于万寿菊的含油率（0.37%）。2种精油皆有特殊的百香果浓郁香味，呈淡金黄色。

气相色谱条件：色谱柱为HP-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度为230℃；载气为高纯氦气（99.999%）；恒定流量0.8 mL·min；分流比50∶1；溶剂延迟3 min；进样量1.0 μL。

升温程序：初始温度为45℃，保持2 min，以20℃·min升至150℃，以4℃·min升至250℃，保持5 min，总时长37.25 min。

质谱条件：四级杆温度150℃，离子源温度250℃，电离方式EI电离，电子能量70 eV，扫描范围50～600 m·z，溶剂延迟时间5 min；采集方式SCAN扫描。

数据处理与质谱检索：各峰经质谱数据系统检索及NIST 2014标准质谱图数据库比对，参阅有关文献，并采用峰面积归一化法确定组分的相对百分含量（质量分数），用SPSS 27.0软件进行统计分析。

1.2.2 芳香万寿菊精油最低抑菌浓度（MIC）的测定精油的制备：用0.002%吐温-80将精油配制成10 μL·mL浓度，超声波超声5 min备用。

菌悬液的制备：用接种环取5种供试菌分别装入有10 mL无菌水的试管中，配制成1×10cfu·mL的悬浮液，振荡器使其混合均匀备用。

用二倍稀释法配制浓度为0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.4、12.8、25.6 μL·mL的精油培养基，每个浓度3个重复，无菌对照组不添加，28℃培养48 h，观察真菌生长情况，测定菌落直径，以无供试菌生长平板对应的最低浓度为最低抑菌浓度（MIC）。

1.2.3 芳香万寿菊精油抑菌圈直径（DIZ）的测定采用滤纸片法测定。通过测定抑菌圈直径的大小来判断芳香万寿菊精油的抑菌效果。取100 μL菌液均匀涂布于平板培养基表面，制成含菌平板。取10 μL精油（对照组：取10 μL吐温-80）于5 mm的圆形滤纸片上，滤纸朝下贴于平板，静置10 min，28℃恒温培养箱培养72 h，采用十字交叉法测定抑菌圈的直径，3个重复，取平均值。以放置无菌滤纸片的培养皿作为空白对照。

2 结果与分析

2.1 芳香万寿菊精油成分分析

运用GC-MS分析技术对芳香万寿菊花、叶精油成分进行分析（总离子流图TIC，图2），精油组成成分及其相对百分含量见表1。从芳香万寿菊花精油中共鉴定出相对含量在0.1%以上的主要成分共49个，占比98.17%；从叶精油中鉴定出45种化学成分，占总量的96.45%。花精油的主要成分有γ-大西洋酮（33.85%）、α-大西洋酮（12.20%）、（Z）-罗勒烯酮（9.02%）、（E）-罗勒烯酮（6.85%）、(Z)-万寿菊酮（3.89%）、二氢万寿菊酮（3.29%）、β-石竹烯（3.01%）和3-蒈烯（2.58%）等；枝叶精油的主要成分有γ-大西洋酮（31.07%）、（Z）-罗勒烯酮（9.82%）、α-大西洋酮（9.57%）、（E）-罗勒烯酮（7.06%）、(Z)-万寿菊酮（4.47%）、二氢万寿菊酮（3.90%）、3-蒈烯（3.57%）、大根香叶烯D（3.16%）和β-石竹烯（2.93%）等。

图2 芳香万寿菊花、叶精油成分总离子流图

从表1可知，2种精油成分中共有成分39种，特异性成分14种，其中花精油的特异性成分有10种，β-崖柏烯（2.24%）、氯代十八烷（1.01%）、木香醇（0.35%）、油酰氯（0.29%）和双环[3.2.0]庚烷-2-酮，5-（乙氧羰基甲基）-6-羟基-3,3-二甲基-6-（氧酰基氯丙基）（0.22%）等；叶精油的特异性成分有6种，β-月桂烯（1.60%）、D-柠檬烯（0.38%）、4-甲酰基-3,5-二叔丁基苯甲酸（0.37%）、玫瑰呋喃（0.24%）、t-杜松醇（0.22%）和β-水芹烯（0.21%）。2种精油的共有成分所占比例大，总相对百分含量分别为93.36%、93.43%；特异性成分相对含量所占比率很小，仅为4.81%、3.02%。

表1 芳香万寿菊精油主要特征性化合物的比较

通过对其主成分进行分析，发现其中主要为酮类（18种，占比分别为78.03%、73.76%），其次是萜烯类（11种，占比分别为12.54%、15.59%）和醇类（占比分别为3.79%、4.73%）。

芳香万寿菊与万寿菊同属万寿菊属，两者精油成分差异明显，万寿菊精油中柠檬烯、异松油烯、β-罗勒烯和石竹烯等成分的含量较高。李健等研究万寿菊叶精油成分，主要有异松油烯（37.025%）、2-异丙基-5-甲基-3-环己烯-1-酮（14.08%）、柠檬烯（13.08%）、β-罗勒烯（8.78%）和石竹烯（4.18%）等。回瑞华等研究万寿菊不同器官的精油成分，发现叶精油的柠檬烯含量高达15.73%。

续表1芳香万寿菊精油主要特征性化合物的比较

2.2 芳香万寿菊抑菌效果分析

通过测定的DIZ和MIC来判断芳香万寿菊花、叶精油对匍枝根霉、链格孢、灰葡萄孢、粉红单端孢和意大利青霉5种真菌的抑制效果，结果如表2所示，2种精油对供试菌的抑制效果差异显著，由强到弱分别为灰葡萄孢菌＞匍枝根霉＞链格孢＞意大利青霉＞粉红单端孢，其中对灰葡萄孢的抑制效果最好（DIZ分 别 为63.52±0.45、65.49±0.50 mm，MIC为0.4、0.4 μL·mL），其次为匍枝根霉（DIZ分别为62.25±0.18、62.43±0.13 mm，MIC为0.4、0.4 μL·mL）和链格孢（DIZ分别为56.77±0.41、57.15±0.37 mm，MIC为0.4、0.4 μL·mL）。

表2 芳香万寿菊精油抑菌效果

3 结论与讨论

3.1 精油组成

本研究采用水蒸气蒸馏法结合GC-MS技术对芳香万寿菊花、叶精油成分进行分析，共鉴定出55种化合物，2种精油以酮类和萜烯类物质为主，主要成分有：西洋酮、罗勒烯酮、万寿菊酮等。花精油鉴定出49种成分，主要成分有大西洋酮（47.21%）、罗勒烯酮（15.87%）、万寿菊酮（6.43%）、二氢万寿菊酮（3.29%）、β-石竹烯（3.01%）和3-蒈烯（2.58%）等；叶精油鉴定出45种化合物，主要成分有大西洋酮（41.13%）、罗勒烯酮（16.88%）、万寿菊酮（7.28%）、二氢万寿菊酮（3.90%）、3-蒈烯（3.57%）、大根香叶烯（3.16%）和β-石竹烯（2.93%）等。2种精油的主要成分相同，含量略有差异。此外，2种精油成分中共有成分39种，特有成分14种，特异性成分总相对百分含量较低，仅为4.81%、3.02%。

3.2 主要赋香成分

芳香万寿菊花和叶的主要赋香成分有：大西洋酮、罗勒烯酮、万寿菊酮、3-蒈烯和大根香叶烯等。这些赋香成分和相对百分含量差异较小。大西洋酮，是一种倍半萜酮，有3种同分异构体，具有淡淡的木质香味，具有抗氧化、抗肿瘤作用，能够诱发癌症细胞（淋巴癌、白血病）快速凋亡。罗勒烯酮和万寿菊酮，有万寿菊香气，并有青香韵；3-蒈烯具有香甜的花果香气，嗅感阈值低，具有杀菌、抗炎和抗焦虑等作用；β-石竹烯具有淡淡的丁香香气；大根香叶烯，具有木香和薄荷香。

酯类化合物大部分呈现水果香、花香，具有果香型的感官特征，(-)-乙酸桃金娘烯酯，具有甜香、花香、柏木香；乙酸龙脑酯，又名乙酸冰片酯，有清凉的松木香气和樟脑气息。3个酯类化合物可能是芳香万寿菊精油具有百香果香味的特征赋香成分。

3.3 抑菌效果

通过抑菌圈大小和最低抑菌浓度值的测定，笔者发现芳香万寿菊精油对5种供试菌有不同程度的抑制作用，对灰葡萄孢的抑制效果最好（DIZ分别为63.52、65.49 mm，MIC为0.4、0.4 μL·mL），其次为匍枝根霉和链格孢。叶精油的抑菌效果略微好于花精油的抑菌效果，这一结果与叶精油中的3-蒈烯、柠檬烯等成分的相对含量较高有关，这些成分具有较强的抗氧化和抑菌作用。芳香万寿菊精油对采后病原菌有很好的抑制作用，以期为精油在果蔬采后保鲜领域的应用提供理论依据。

综上所述，本研究分离鉴定芳香万寿菊花、叶精油共55种化合物，2种精油以酮类和萜烯类物质为主，主要成分有大西洋酮（47.21%、41.13%）、罗勒烯酮（15.87%、16.88%）、万寿菊酮（6.43%、7.28%）和二氢万寿菊酮（3.29%、3.90%）等。2种精油的主要化学成分相同，含量略有差异。此外，2种精油成分中共有成分39种，特有成分14种，特异性成分总相对百分含量较低，仅为4.81%、3.02%。

芳香万寿菊精油抑菌活性的研究结果表明：芳香万寿菊精油对灰葡萄孢、匍枝根霉、链格孢具有很好的抑制效果；叶精油的抑菌效果略微好于花精油的抑菌效果。

本研究初步探讨芳香万寿菊精油成分和抑菌活性，后期将深入研究不同采收期的精油成分差异，并结合减压分馏的方法对精油进行分馏，提高目标成分含量，以获得品质更好的精油，旨在为其进一步开发利用提供数据支持。