不同化学型黄樟不同部位的精油变化

周松松，李 江，何小三，盛亚晶，胡振兴，邱凤英

（1. 江西省林业科学院 国家林草局樟树工程技术研究中心，江西 南昌 330032；2. 江西农业大学，江西 南昌 330045）

黄樟Cinnamomum parthenoxylon(Jack) Meisner，樟科樟属常绿乔木，在我国主要分布于广东、广西、江西、湖南、福建、云南等地[1-2]，是我国南方重要的材用和特种经济林树种。黄樟叶中富含精油，精油化学组成丰富多样，是宝贵的天然精油植物资源，其叶精油被广泛用于食品、医药和日用化工等行业。黄樟天然精油符合国际上对日化用品在纯天然、营养和功能性等方面的需求，具有良好的开发利用价值和市场潜力。但黄樟天然更新繁殖能力差，资源呈濒危趋势，现有资源在我国主要分布于未受人为干扰的自然保护区或天然林中。由于资源获取难度大，加之现有研究基础薄弱，黄樟的资源保护和开发利用均受限。至今为止，国内外对黄樟的资源保护与鉴定[3-6]、品种选育及利用[7-8]、育苗技术[9-14]、种群遗传多样性及分子生物学[15-16]、精油化学成分[17-21]及提取物活性[22-23]等方面做了一些研究。研究表明，黄樟的叶、皮、木材及根的提取物均具有抗氧化和抗菌作用[24-26]，具有较高的开发利用价值。目前对黄樟的精油研究主要集中在叶器官，关于不同化学型黄樟不同部位中的精油含量及成分研究少，制约了黄樟资源的综合高效开发利用。鉴于此，本研究以芳樟醇型、桉叶油素型、柠檬醛型黄樟为材料，分析不同化学型黄樟不同部位的精油含量及成分，以期为黄樟精油的多方向综合开发利用奠定基础。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验材料于2022年3月采自江西省南昌市经开区（N28°44′42″，E115°48′46″），分别采集 5 年生芳樟醇型、柠檬醛型和桉叶油素型黄樟，各化学型黄樟均随机选择3株样株，每样株分别取叶、枝、干、根样品各3份新鲜样品，样品质量为：叶200 g、根500 g、枝和干1 000 g左右，分别提取样品的精油，并测定和鉴定各样品精油的化学成分。

1.2 试验方法

1.2.1 精油提取

黄樟的枝、干和根使用粉碎机将其粉碎成5 mm薄片，后将收集的叶片、粉碎后的枝、干、根采用水蒸气蒸馏的方法提取挥发性精油，水蒸气蒸馏时间2 h，精油收集称重后，低温下密闭保存。

1.2.2 精油分析

气相色谱-质谱联用：采用岛津QP2020 GC-MS仪进行GC-MS分析（色谱柱：SH-RXI-5SILMS，30 m×0.25 mm×0.25 μm）。GC-MS 程序：80 ℃保留2 min，8 ℃/min升至160 ℃，再以8 ℃/min升至250 ℃，保留2 min。每次进样量1.0 μL，分流比20∶1。进样口温度280 ℃，EI离子源温度230 ℃，连接线温度200 ℃。MS扫描范围（m/z）:50～650。每次取叶精油30 μL溶解于1 mL无水乙醇中上机检测。

成分分析：采用GC-MS计算机联用仪数据处理系统，检索NIST-MS图谱库，通过与文献或NIST 8.0标准的保留指数比较，确定在相同操作条件下，正构烷烃（C9-C33）的保留指数。通过将两个色谱柱上的质谱与存储在NIST 8.0库中的质谱或与现有文献[27-31]中的质谱进行检索。

含量测定：采用GC-MS计算机联用仪数据处理系统，按各样品精油的色谱图峰面积进行计算，分组对各化学成分含量进行校正，方法参照Zheljazkov等[32]和Naik等[33]相关文献。

1.2.3 数据分析与应用软件

运用SPSS 22.0软件进行方差分析、Duncan多重比较及相关分析。

样品精油含量计算公式：

样品精油含量（mg/g）=样品精油质量（mg）/样品鲜质量（g）

2 结果与分析

2.1 不同化学型黄樟不同部位精油含量

不同化学型黄樟各部位精油含量见表1。由表1可知，3种化学型黄樟间叶、枝、干、根的精油含量均存在显著差异，叶、枝和根的精油含量均以桉叶油素型显著偏高（P＜0.05），而干的精油含量以芳樟醇型显著偏高（P＜0.05）。

表1 不同化学型黄樟各部位精油含量†Table 1 Contents of essential oils in different parts of different chemical types C. parthenoxylon %

芳樟醇型黄樟叶、枝、干、根4个部位的精油含量均值为0.56%，高低顺序为叶＞根＞干＞枝，其中叶精油含量显著偏高（P＜0.05），枝精油含量显著偏低（P＜0.05），干和根之间精油含量差异不显著（P＞0.05）。桉叶油素型黄樟叶、枝、干、根4个部位的精油含量均值为0.84%，高低顺序为叶＞根＞枝＞干，不同部位间的精油含量差异均达到显著程度（P＜0.05）。柠檬醛型黄樟叶、枝、干、根4个部位的精油含量均值为0.38%，高低顺序为叶＞根＞枝＝干，其中叶精油含量显著偏高（P＜0.05），枝和干精油含量相同，且显著低于叶和根精油含量（P＜0.05）。

2.2 不同化学型黄樟不同部位精油成分及其含量

2.2.1 芳樟醇型黄樟不同部位精油成分及其含量

芳樟醇型黄樟叶、枝、干、根4个部位精油成分检测总离子流见图1。经检索、解析和文献查对，从4个部位中共鉴定出51种化学成分，叶、枝、干、根中分别有12、44、33和31种（表2）。叶精油中主要成分为芳樟醇（96.46%），枝精油中主要成分为芳樟醇（49.87%）、桉叶油素（19.44%）、L-α-萜品醇（12.38%）和4-萜品醇（4.72%），干精油中主要成分为桉叶油素（57.78%）、L-α-萜品醇（13.95%）、β-水芹烯（5.73%）、4-萜品醇（4.40%）和芳樟醇（3.34%），根精油中主要成分为黄樟油素（82.22%）和L-α-萜品醇（6.21%）。

图1 芳樟醇型黄樟不同部位精油总离子流Fig.1 Total ion chromatogram of essential oil from different parts of linalool chemotype C. parthenoxylon

表2 芳樟醇型黄樟不同部位精油成分及其含量†Table 2 Components and contents of essential oils from different parts of linalool chemotype C. parthenoxylon

2.2.2 桉叶油素型黄樟不同部位精油成分及其含量

桉叶油素型黄樟叶、枝、干、根4个部位中精油成分检测总离子流见图2。经检索、解析和文献查对，从4个部位中共鉴定出55种化学成分，叶、枝、干、根中分别有26、43、45和24种（表3）。叶精油中主要成分为桉叶油素（55.20%）、β-水芹烯（16.52%）和L-α-萜品醇（10.33%），枝精油中主要成分为桉叶油素（54.81%）、L-α-萜品醇（15.74%）和4-萜品醇（5.93%），干精油中主要成分为桉叶油素（32.43%）、L-α-萜品醇（24.95%）、4-萜品醇（8.25%）和黄樟油素（5.64%），根精油中主要成分为黄樟油素（90.75%）。

图2 桉叶油素型黄樟不同部位精油总离子流Fig. 2 Total ion chromatogram of essential oil from different parts of eucalyptol chemotype C. parthenoxylon

表3 桉叶油素型黄樟不同部位精油成分及其含量†Table 3 Components and contents of essential oils from different parts of eucalyptol chemotype C. parthenoxylon

续表3Continuation of table 3

2.2.3 柠檬醛型黄樟不同部位精油成分及其含量

柠檬醛型黄樟叶、枝、干、根4个部位精油成分检测总离子流见图3。经检索、解析和文献查对，从4个部位中共鉴定出65种化学成分，叶、枝、干、根中分别有51、39、44和33种（表4）。叶精油中主要成分有柠檬醛（58.35%）、芳樟醇（14.64%）和反式-橙花叔醇（6.92%），枝精油中主要成分有柠檬醛（45.03%）、β-香茅醛（6.26%）、香叶醇（5.14%）和桉叶油素（4.35%），干精油中主要成分有桉叶油素（26.81%）、樟脑（17.51%）、柠檬醛（14.58%）、芳樟醇（10.48%）、L-α-萜品醇（6.08%）和α-水芹烯（4.16%），根精油中主要成分有黄樟油素（73.015%）、樟脑（7.54%）和桉叶油素（4.82%）。

图3 柠檬醛型黄樟不同部位精油总离子流Fig. 3 Total ion chromatogram of essential oil from different parts of citral chemotype C. parthenoxylon

表4 柠檬醛型黄樟不同部位精油成分及其含量Table 4 Components and contents of essential oils from different parts of citral chemotype C. parthenoxylon

续表4Continuation of table 4

3 结论与讨论

3.1 讨 论

不同树种不同部位的精油含量及成分存在差异，如鼠尾草（Salvia japonicaThunb.）叶片中精油含量最高，而花器官中的精油成分种类最多[34]；福建柏（Fokienia hodginsii）叶片精油含量高且主要含α-蒎烯、刺柏烯醇，而干精油主含τ-依兰油醇、τ-杜松醇和α-杜松醇[35]；龙脑樟（Cinnamomumcamphora(L.) presl）的叶和干精油主要含龙脑，根精油主要含黄樟油素[36]。本研究发现，芳樟醇型、桉叶油素型和柠檬醛型3种化学型黄樟间的精油含量及其主要化学成分存在显著差异，同一化学型黄樟不同部位中的精油含量及成分也存在显著差异。导致精油差异的主要原因可能是不同化学型的黄樟精油合成相关酶种类及活性存在差异[37]。另外，同一化学型黄樟不同器官的油细胞大小、密度及各种萜类合成酶表达峰度不同也会导致其精油含量及成分存在差异。

黄樟各部位中的精油含量均以叶片最高，其次为根，干和枝相对较低，可见黄樟适合以获取叶生物量为主要目标的矮林作业模式作为香料树种种植。3种化学型黄樟中，桉叶油素型黄樟的精油含量最高，并且精油主成分成分均为桉叶油素，特别是枝、叶、根精油中的桉叶油素占比达到或超过了55%；桉叶油素具有抗菌、杀虫功效，是世界十大精油品种之一，在医药、香料和工业领域应用广泛，故桉叶油素型黄樟可作为桉叶油素精油生产的新兴植物源种植树种。特别是3种化学型黄樟的根精油中黄樟油素含量均达到了70%以上，在种植经营后期黄樟根可成为黄樟油素精油的重要生产材料。除桉叶油素外，黄樟中富含的芳樟醇和柠檬醛均具有重要的经济开发价值，芳樟醇是香水及日化产品使用频率最高的香料，还具有镇痛[38]、抗炎[39]、抗肿瘤[40]的功效，而柠檬醛广泛用作食品添加剂，还具有显著抑菌作用[41]。经综合分析，黄樟是适合多种重要精油开发利用的木本植物树种，规模化产业种植生产和利用前景广阔。

本研究由于工作量考虑只研究了5年生的3种化学型黄樟不同部位精油变化情况，未涉及其他林龄及其他化学型的黄樟不同部位精油变化研究，致使其精油含量及成分变化规律研究不全面，后续将补充开展不同化学型和不同林龄黄樟精油含量及成分变化规律研究，以期更好地为黄樟精油开发利用提供理论支撑。

3.2 结 论

不同化学型黄樟不同部位的精油含量和主要化学成分均存在显著差异。3种化学型黄樟不同部位精油含量高低顺序为叶＞根＞干＞枝。芳樟醇型黄樟叶和枝精油成分均以芳樟醇为主，干和根精油成分分别以桉叶油素和黄樟油素为主。桉叶油素型黄樟叶、枝和干精油成分均以桉叶油素为主，根精油成分以黄樟油素为主。柠檬醛型黄樟叶和枝精油成分以柠檬醛为主，干和根精油成分分别以桉叶油素和黄樟油素为主。黄樟不同部位精油成分丰富多样，适合分部位开展精油综合开发利用。