麻栗坡柴桂种群调查及叶精油分析研究

符 潮，袁佛根，刘 倩，张月婷，黄 瑜，章 挺，汪信东★

（1.中南林业科技大学·林学院，湖南 长沙410004；2.江西省林业科学院·国家林业草原樟树工程技术研究中心，江西 南昌330013；3.全南县林业局，江西 赣州341800；4.赣江源自然保护区管理局，江西 赣州341000）

柴桂(Cinnamomum tamala)系樟科Lauraceae 樟属Cinnamomum植物，民间又称为“辣皮树”，在我国主要分布在云南省西部、东南部山谷常绿阔叶林林下，印度、尼泊尔等东南亚或南亚地区也有分布。其皮可入药，功效与肉桂(C. cassia)相似，具有发汗解肌、散寒镇痛、抗炎抗菌的作用。并且其根、皮、枝、叶、果富含多种挥发性精油，可提炼“桂油”，可应用于香精香料、工业原料、医药等。由于柴桂在我国分布狭窄，自然种群稀少，因此，国内对其研究极少。国外对其研究主要集中在提取物成分分析[1-2]、活性评价[2-3]、药理作用[4-6]等，其样品均来自于印度、尼泊尔、不丹等南亚地区，而对来源于我国天然分布的柴桂的精油研究鲜有报道[7]。本研究于云南省麻栗坡县发现小型柴桂种群，采集其叶片进行精油提取分析，旨在填补我国柴桂精油研究的空白，为柴桂在我国引种驯化与应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 调查地区自然条件与概况

麻栗坡县位于云南省文山州东南部的中越边境地区，22°48′54″-23°34′02″N，104°33′03″-105°18′04″E，东邻富宁县，西邻马关县，北靠广南县，南接越南。地形多以峡谷丘陵为主，喀斯特地貌类型分布广泛，多数地区海拔高于1 200 m。属南亚热带高原季风气候，年均气温为17.6℃，年均无霜期330 d，年均降水量1 068 mm，年均蒸发量1 300 mm。由于地理气候条件独特，麻栗坡地区植物多样性丰富，近几十年来，众多新植物种类与类群在该地区被发现并以麻栗坡命名，如：麻栗坡鹤顶兰(Phaius malipoensis)、麻栗坡玉凤花(Habenaria dentatavar.malipoense)、麻栗坡半蒴苣苔(Hemiboea malipoensis)、麻栗坡石斛(Dendrobium moniliformevar.malipoense)、麻栗坡兜兰(Paphiopedilum malipoense)等[8-12]。本研究调查的柴桂位于麻栗坡一处山谷地区（23°9′55″N，104°56′27″E，海拔1 310 m），主要伴生树种有大叶新木姜子（Neolitsea levinei）、木荷（Schima superba）、毛叶油丹（Alseodaphne andersonii）、青冈（Cyclobalanopsis glauca）等。

1.2 调查方法与实验材料

由于柴桂在我国分布范围有限，且麻栗坡所发现的柴桂种群面积较小，因此，本研究对山谷中的柴桂种群单株胸径进行逐一测量，并按照胸径大小对其种群结构类型统计。随机选取30 株柴桂单株，分别采集其成熟叶片30 g 用于精油提取与成分分析，同时制作植物标本（编号FC1006）存放于江西省林业科学院。

1.3 精油提取分析

采用有机溶剂萃取法提取柴桂叶精油成分[13]。具体操作步骤：1）选取适量叶片样品去除主叶脉置于液氮中研磨成粉末状。2）称取1 g 粉末样品置于试管中，加入萃取溶剂正己烷5 mL，放入摇床中震荡12 h。3）将试管放入试管架静止5 min，再使用离心机10 000 r·min-1离心10 min，然后取上清液于试管中，所得样品即为精油与正己烷混合物。4）将所得样品加入GC-MS 样品管中上机分析[14]。

1.4 GC-MS 检测

1.4.1 仪器

GC-MS 检测仪器：日本SHIMADAZU GCMSQP2020 型气相色谱-质谱联用仪；色谱柱类型：SHRXI-5SILMS 型色谱柱（规格：30 m× 0.25 mm×0.25 μm）。

1.4.2 检测条件及步骤

1）GC-MS 检测GC 条件：进样口温度250 ℃，进样量1 μL，进样分流比1∶20，载气He，流速1.0 mL·min-1。升温程序：起始温度80℃，保持2 min；以8℃·min-1升至160 ℃后，以10℃·min-1升至250℃，保持10 min。峰面积归一化法计算各组分相对百分含量。

2）MS 条件：EI 离子源温度200 ℃，连接线温度230 ℃，扫描范围（m/z):50～600。各分离组分采用Nist 8.0 谱库进行化合物检索。

2 结果与分析

2.1 麻栗坡柴桂种群特征分析

通过调查测量麻栗坡柴桂种群胸径，并按不同胸径大小划分区间等级（Ⅰ级胸径为2 cm 以下，Ⅱ级为2～5 cm，Ⅲ级为5～10 cm，Ⅳ级为10～15 cm，Ⅴ级为15 cm 以上）进行统计分析。本研究共发现柴桂数量96 株，为天然小型种群，种群中的柴桂胸径区间主要集中在0～2 cm，而胸径在15 cm 以上个体极少（图1）。因此，种群中Ⅰ级幼体数量充足，缺乏Ⅴ级胸径区间个体，属于典型增长型种群结构类型，此种群结构类型发展迅速且稳定性较强，具有良好发展趋势与进一步扩大种群数量的潜力。

图1 麻栗坡柴桂种群胸径区间分布Fig. 1 DBH interval distribution of C. tamala community in Malipo

2.2 柴桂种群叶精油主成分组成

对柴桂种群叶精油化学主成分统计并根据化学型进行划分（某种化学成分相对含量大于25%即以其化学成分名称命名类型，如：柠檬醛含量＞25%，则划分命名为柠檬醛型；若无成分大于25%，则划分为杂合型）。通过对柴桂种群叶精油主成分株数进行统计分析，结果表明，本研究所采集的样品中柠檬醛型共计18 株，占60.0%；杂合型共计6 株，占20.0%；芳樟醇型共计2 株，占6.7%；丁香酚型、石竹烯型、甲基丁香酚型、苯甲酸苄酯型分别各1 株（图2）。因此，本柴桂种群叶精油成分是以柠檬醛型为主的天然类群，其中含量最低为29.20%，最高为57.92%，其相对含量差异较大，具有极高的选育价值（表1）。此外，樟属植物中丁香酚型、石竹烯型、甲基丁香酚型、苯甲酸苄酯型4 种化学型植株稀少，特别是苯甲酸苄酯型是目前在我国桂组植物中尚未报道的主成分类型。本研究中的柴桂苯甲酸苄酯型精油GC-MS 离子图仅存在少量其他化学成分峰值，相对含量高达91.90%（图3），具有重要开发潜力。

图2 柴桂种群叶精油化学型组成Fig. 2 Chemical composition of essential oil from fallen leaves of C. tamala group

图3 苯甲酸苄酯型精油GC-MS 总离子图Fig. 3 GC-MS total ion diagram of benzyl benzoate essential oil

表1 柴桂群落柠檬醛型主成分含量表Tab. 1 Contents of citral type principal components

2.3 柴桂种群叶精油典型化学型成分分析

通过对柴桂种群中主成分含量最高的6 种典型化学型精油成分进行统计（表2），结果表明芳樟醇型主成分含量为37.81%、丁香酚为63.54%、柠檬醛为58.54%、石竹烯为53.45%、甲基丁香酚为52.40%、苯甲酸苄酯为91.90%。共鉴定化学成分71 种，其中烯烃类23 种（占总精油成分种类32.4%）；醇类12 种（占16.9%）；脂类与烷烃类各7 种（占9.8%），酚类4种，醛类3 种，酮类与有机酸类各2 种，醚类等1 种。因此，柴桂叶精油中化学成分种类主要以烯烃类、醇类为主，脂类与烷烃类次之，醚类相对较少。

表2 柴桂精油典型化学型相对含量与化学成分分类Tab. 2 Relative content of typical chemical types and classification of chemical components of C.tamala essential oil

3 结论与讨论

此次调查的麻栗坡柴桂种群为小型种群，种群中幼体植株较多，缺乏大胸径个体，为增长型种群类型，种群整体发展状态良好，具备进一步扩大种群数量的潜力。其次，经测定分析，该柴桂种群叶精油共有6种化学主成分类型，分别为芳樟醇型、柠檬醛型、丁香酚型、石竹烯型、甲基丁香酚型、苯甲酸苄酯型，其中柠檬醛型个体数量最多，占60.0%。植物精油成分与遗传因素是相互关联的，因此，可以推测此柴桂群落是以柠檬醛精油为主要遗传背景的天然种群。

柴桂精油化学类型多样，本研究仅对麻栗坡柴桂小种群叶精油进行分析，其含有明显主成分的精油类型多达6 种，而相对于少花桂（C. pauciflourum）、油樟（C .longipaniculatum）等樟属植物化学成分类型较为多样[15-17]。其次，本研究也首次发现了苯甲酸苄酯作为主成分的柴桂优良单株，其含量高达91.90%。而苯甲酸苄酯主要用于麝香的溶剂和香精定香剂，并且在临床用于治疗疥疮等疾病，具有广阔的市场发展前景。

樟属植物枝叶多富含天然精油成分，广泛运用于工业原料、医药、香精香料、化妆品等行业，具有重要的经济价值与良好的市场潜力[18]。柴桂作为樟属植物类群中自然分布范围较小的物种之一，极少受到研究者的关注。目前市场中柠檬醛精油主要来源于山苍子（Litsea cubeba）果实，山苍子为雌雄异株型植物，其果实产量极大受到传粉与生产季节的影响[19]。因此，众多研究者希望从其他樟属植物中筛选叶片中高含量柠檬醛类型，相关研究表明，香樟（C. camphora）、黄樟（C. parthenoxylon）、猴樟（C. bodinieri）、细毛樟（C. tenuipile）等植物中均有主成分为柠檬醛化学型植株，但其植株所占比例较小，甚至香樟中柠檬醛型植株所占比不足万分之一[20]。而本次研究的柴桂种群中发现60.0%的植株精油类型为柠檬醛型。因此，在柠檬醛化学型樟属植物选育繁育研究过程中可以将柴桂作为目标树种之一。

通过对6 种典型柴桂精油化学类型进行分析，共鉴定化学成分71 种，其中烯烃类23 种（占总精油种类32.4%），醇类12 种（占16.9%），脂类与烷烃类各7种（占9.8%），酚类4 种，醛类3 种，酮类与有机酸类各2 种，醚类等1 种。这些精油化合物大多均为辅助成分，但这些化合物在一定程度上能够影响其香气类型、药用价值等。因此，综合麻栗坡柴桂群落精油化学成分研究结果表明柴桂精油化学成分多样，具有多种优质化学型类型，在樟属植物精油良种筛选中具有重要价值，可作为优质精油目标树种进行进一步开发利用。