樟樹油樟、腦樟和異樟化學型的葉精油成分及含量分析

胡文杰，高捍東，江香梅，楊海寬

樟樹油樟、腦樟和異樟化學型的葉精油成分及含量分析

胡文杰1，高捍東1，江香梅2，楊海寬2

（1．南京林業大學 森林資源與環境學院，江蘇 南京210037 ；2．江西省林業科學院 國家林業局樟樹工程技術研究中心，江西 南昌 330032）

于3月和5月分兩次重復采集樟樹油樟、腦樟和異樟3個化學型、每個化學型采集10棵樣株的葉樣;用水蒸氣蒸餾法提取每棵樣株的葉精油，從每棵樣株精油中吸取等量精油，組成該化學型的混合樣; 用氣相色譜-質譜聯用技術，對每個化學型的葉精油成分進行分離鑒定;采用峰面積歸一法確定各成分的相對含量。結果表明：（1）不同采樣時間（3月樣為老葉，5月樣為新葉），同一化學型精油成分種類及其含量基本一致。（2）不同化學型之間，精油成分種類差異顯著。油樟精油成分有51種，已鑒定出39種；腦樟精油成分有54種，已鑒定出47種；異樟精油成分有54種，已鑒定出40種。在已鑒定的成分中，3個化學型鑒定出的不同成分共有73種。其中3個化學型共有的成分有16種；油樟與腦樟共有的成分有9種；異樟與腦樟共有的成分有7種；油樟和異樟共有的成分有5種。油樟特有成分有9種；腦樟特有成分有12種；異樟特有成分有12種。（3）精油中主成分及其含量差異顯著。油樟葉精油中含量大于1%的成分有8種；含量大于10%的成分有2種，即桉葉油醇和β-水芹烯；主成分桉葉油醇，兩次試樣的含量分別為53.38%和50.80%。腦樟精油中含量大于1%的成分有9種，含量大于10%的成分有1種，即樟腦，其含量兩次試樣分別為65.21%和73.40%，為絕對主導成分。異樟葉精油中含量大于1%的成分有9種；含量大于10%的成分有4種，其含量兩次試樣分別為：異-橙花叔醇為26.02%和29.21%，桉葉油醇為17.66%和18.05%，三甲基-2-丁烯酸環丁酯為13.90%和16.01%，異丁香酚甲醚為13.66%和12.07%，即異樟葉精油中沒有占絕對主導的成分。

樟樹；化學型；葉精油；成分；含量；氣相色譜-質譜法

樟樹Cinnamum camphora (L.)Presl.為樟科樟屬樹種，國家二級保護植物，為我國所特有，是一種重要的化學利用植物資源，其根、莖、枝、葉中富含精油，主要化學成分為樟腦、芳樟醇、桉葉油醇（素）、松油醇、龍腦、丁香酚、香葉醇、蒎烯、莰烯、黃樟油等，廣泛應用于醫藥、化工、食品、香料和煙草等工業[1]，是重要的化工原料。根據其枝葉精油中所含主成分的不同，可把樟樹劃分成腦樟（主含樟腦，下同）、芳樟（芳樟醇）、油樟（桉葉油）、異樟（異橙花叔醇）和龍腦樟（右旋龍腦）5種化學類型[2]。目前有關樟樹精油的化學成分研究國內外已有報道[3-8]，但現有研究均未分別化學類型進行比較分析和鑒定。而樟樹化學類型之間化學成分種類和含量均存在著極顯著差異，很難用隨機取樣測定的數據來代表樟樹的化學成分組成及其含量。本試驗旨在采用氣相色譜-質譜聯用技術，分析鑒定油樟、腦樟和異樟3個化學型用水蒸氣蒸餾法提取的葉精油的成分組成及其含量，為定向選育和分類利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采用聞香法將江西省林業科學院內及其周邊的成年樟樹，根據其葉精油中主成分的不同進行初步化學類型分類[2]，做好分類記錄并建立檔案。從分出的油樟、腦樟和異樟3個化學類型中，每個類型隨機取10棵作為本試驗葉樣采集樣株。

1.2 試驗方法

1.2.1 葉樣采集及精油提取方法

每樣株于2012年3月中旬（老葉）和5月中旬（新葉）分兩次采集葉樣；每次采樣時，每棵樣株采集的葉量約為500 g，所有樣株的葉樣均在同一天內采集完成。采樣后，隨即用自制水蒸汽蒸餾器提取葉精油。

1.2.2 精油成分分析樣品制備

分別采樣時間，每個化學類型從每樣株提取的精油中精密吸取50 μL，10棵樣株共吸取500 μL組成混合樣，作為該化學類型不同采樣時間的精油樣品。

1.1.3 精油成分檢測方法

利用國家林業局樟樹工程技術研究中心的美國產Perkin Elmer氣相色譜-質譜聯用儀，檢測各精油樣品中的化學成分及其含量。

1.1.4 不同化學類型精油分析氣相色譜-質譜條件

1.1.4.1 油樟、腦樟氣相色譜-質譜條件

Perkin Elmer Clarus680 型氣相色譜儀，色譜柱為Elite-5MS，石英毛細管柱為 (30 m×0.25 mm×0.25 μm)。色譜程序升溫條件：進樣口溫度280℃，柱溫50℃保持2 min，以3℃/min升至180℃，保持2 min，再以8 ℃/min升至240℃保持5 min，共運行60 min。載氣為He，流速1.0 mL/min，進樣量0.5 μL，分流比10∶1。

Perkin Elmer Clarus 600C 型質譜儀，質譜條件：EI-MS，EI離子源溫度180℃，接口溫度：260 ℃，掃描范圍（m/z）50～620。

1.1.4.2 異樟氣相色譜-質譜條件（差異條件）

色譜條件：進樣口溫度280℃，柱溫50℃保持2 min，以3 ℃/min升至140℃，保持2 min，再以15℃/min升至280℃保持10 min，共運行53 min。

質譜條件：其它條件同油樟、腦樟，僅掃描范圍（m/z）為50～600。

1.1.5 數據處理及質譜檢索

將所有樣品用氣相色譜-質譜分離出的組分，采用Nist譜庫、文獻檢索和人工解析等聯合方法，鑒定、確認各成分，采用峰面積歸一法計算出各成分的相對百分含量。

2 結果與分析

2.1 油樟葉精油成分分析

根據油樟色譜-質譜條件，對提取的油樟葉精油進行成分分析，結果共分離出51個峰，其總離子流圖見圖1和圖2。各色譜峰相應的質譜圖經Nist譜庫檢索及人工解析，并通過查對文獻[9]，鑒定出了精油中的39種成分，3月和5月兩次采集的試樣，其成分種類一致。采用峰面積歸一法計算出各成分的相對百分含量。結果（表1）表明：兩次試樣鑒定出的39種成分的含量分別占精油總含量的93.53%和91.21%，即兩次試樣精油成分的可比總含量基本一致。其次，兩次試樣中，相對含量達到1%以上的成分有8種，分別為：桉葉油醇、β-水芹烯、α-松油醇、β-蒎烯、萜品醇-4、α-蒎烯、β-側柏烯和樟腦，這8種成分分別占精油總含量的86.92%和85.46%；含量大于10%的成分有2種，即桉葉油醇和β-水芹烯，兩者兩次試樣的含量分別為70.82%和67.74%。主成分桉葉油醇的含量則分別為53.38%和50.80%。

圖1 3月份油樟葉精油總離子流圖Fig.1 Total oil current of leave essential oil from cineol type in C. camphora in March

圖2 5月份油樟葉精油總離子流圖Fig.2 Total oil current of leave essential oil from cineol type in C. camphora in May

表1 樟樹3個不同化學型葉精油成分及其含量測定結果Table 1 Results of constituents and their contents in leaf essential oil from three chemical types in C. camphora

續表1Continuation of Table 1

表1中所鑒定的油樟葉精油39種成分可分成5大類化合物，各類化合物的成分種類及其含量兩次試樣分別為：醇類化合物13種，其含量分別為65.29%和63.73%；烴類化合物21種，其含量分別為26.77%和25.89%；酯類化合物2種，其含量分別為0.32%和0.16%；酮類化合物2種，其含量分別為1.14%和1.41%；醛類化合物1種，其含量分別為0.01%和0.02%。上述結果還表明，不同采樣時間（3月和5月），各類化合物含量均很接近。

2.2 腦樟葉精油成分分析

根據腦樟葉精油色譜-質譜條件，對腦樟葉精油成分進行分析，結果共分離出54個峰，其總離子流圖見圖3和圖4。各色譜峰相應的質譜圖經檢索、解析和文獻查對，鑒定出了精油中的47種成分。兩次試樣47種成分的含量分別占精油總含量的97.16%和98.10%。兩次試樣的檢測結果基本一致。

腦樟葉精油47種成分中，含量大于1%的成分有9種，即樟腦、檸檬烯、黃樟油素、α-蒎烯、月桂烯、莰烯、芳樟醇、α-松油醇及β-蒎烯。這9種成分分別占精油總含量的89.47%和90.37%；含量大于10%的成分有1種，即樟腦，兩次試樣含量分別為65.21%和73.40%，即樟腦為絕對主導成分（見表1）。

圖3 3月份腦樟葉精油總離子流圖Fig.3 Total oil current of leave essential oil from isonerolidol type in C. camphora in March

圖4 5月份腦樟葉精油總離子流圖Fig.4 Total oil current of leave essential oil from isonerolidol type in C. camphora in May

表1中所鑒定的腦樟葉精油47種成分可分成8大類，各類化合物的成分種類及其含量兩次試樣分別為：醇類化合物12種，其含量分別為5.79%和5.41%；烴類化合物26種，其含量分別為22.14%和17.19%；酚類化合物1種，其含量分別為0.01%和0.12%；酯類化合物3種，其含量分別為0.27%和0.34%；酮類化合物1種（樟腦），其含量分別為65.21%和73.40%；醚類1種，其含量為3.23%和1.50%；醛類2種，其含量為0.23%和0.05%；氧化物為1種，其含量為0.19%和0.09%。

2.3 異樟葉精油成分分析

根據異樟葉精油色譜-質譜條件，對異樟葉精油成分進行分析，結果共分離出54個峰，其總離子流圖見圖5和圖6。各色譜峰相應的質譜圖經檢索、解析和文獻查對，鑒定出了精油中的40種成分。40種成分兩次試樣的含量分別占精油總含量的93.99%和97.43%，兩次試驗結果基本一致。含量大于1%的成分有9種，分別為：異-橙花叔醇、桉葉油醇、三甲基-2-丁烯酸環丁酯、異丁香酚甲醚、檜稀、松油醇、甲基丁香酚、匙葉桉油烯醇和石竹氧化物，其含量兩次試樣分別為84.23%和87.30%。含量大于10%的成分有4種，其含量兩次試樣分別為71.24%和75.34%；各成分含量兩次試樣分別為：異-橙花叔醇為26.02%和29.21%，桉葉油醇為17.66%和18.05%，三甲基-2-丁烯酸環丁酯為13.90%和16.01%，異丁香酚甲醚為13.66%和12.07%（詳見表1）。由此可知，異樟葉精油主要由4種主要成分組成，而沒有占絕對主導的成分，含量最高的異-橙花叔醇占精油總含量的比例不足30%。

表1中所鑒定的異樟葉精油40種成分可分成7大類化合物，各類化合物的成分種類及其含量兩次試樣分別為：醇類化合物13種，其含量分別為50.61%和55.05%；烴類化合物19種，其含量分別為11.17%和10.33%；酚類化合物1種，其含量分別為1.89%和1.80%；酯類化合物3種，其含量分別為14.30%和16.29%；酮類化合物2種，其含量分別為0.95%和0.44%；醚類化合物有1種，其含量為13.66%和12.07%；氧化物類化合物1種，其含量分別為1.41%和1.45%。

圖5 3月份異樟葉精油總離子流圖Fig.5 Total oil current of leave essential oil from isonerdidol type in C. camphora in March

圖6 5月份異樟葉精油總離子流圖Fig.6 Total oil current of leave essential oil from isonerdidol type in C. camphora in May

2.4 油樟、腦樟和異樟3個化學型葉精油成分比較分析

2.4.1 三個化學型葉精油成分組成差異顯著

前已述及，油樟、腦樟、異樟3個化學型精油成分組成存在顯著差異。油樟葉精油成分有51種，本研究鑒定出39種；異樟葉精油成分有54種，本研究已鑒定出40種；腦樟葉精油成分有54種，本研究已鑒定出47種，是3個化學型中精油成分最多的類型。3個化學型共鑒定出73種化學成分。但由表1不難看出，每個化學型的成分組成及其含量差異較大。油樟、腦樟和異樟3個化學型共有的化學成分僅有16種，分別為：莰烯、桉葉油醇、十一烷、樟腦、芳樟醇、α-石竹烯、匙葉桉油烯醇、α-水芹烯、α-松油醇、萜品醇-4、β-欖香烯、大根香葉烯、p-傘花烴、側柏烯、欖香烯及異-橙花叔醇。除上述3個化學型共有的16種成分外，油樟與腦樟共有的成分有9種，即β-水芹烯、α-蒎烯、β-蒎烯、γ-萜品烯、萜品油烯、反式-4-側柏醇、橙花醇、檸檬醛及乙酸異龍腦酯；異樟與腦樟共有的成分有7種，即檜烯、甲基丁香酚、異丁香烯、檸檬烯、羅勒烯、β-香茅醇及石竹烯氧化物；油樟和異樟共有的成分有5種，分別為：三甲基-2-丁烯酸環丁酯、(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯、左旋樟腦、β-桉葉烯及杜松烯。其它均為各化學型特有成分，其中：油樟特有成分為9種；腦樟特有成分為12種；異樟特有成分為12種。

2.4.2 三個化學型葉精油主成分及其含量差異顯著

研究（表2）表明，油樟、腦樟、異樟3個化學型葉精油中，含量大于1%的主成分及其含量均不一樣。3個化學型之間有一種共有的主成分；油樟與腦樟之間有4個共有主成分（α-松油醇、β-蒎烯、α-蒎烯、樟腦）；油樟與異樟之間只有2個共有主成分（桉葉油醇、α-松油醇），腦樟與異樟之間沒有共有主成分。3個化學型葉精油中含量最高的主成分：油樟為桉葉油醇，該成分兩次試樣含量分別為53.38%和50.80%；腦樟分為樟腦，兩次試樣含量分別為65.21%和73.40%，為絕對主導成分；異樟為異-橙花叔醇，兩次試樣含量分別為26.02%和29.21%，精油中沒有占絕對主導的成分。

3 結論與討論

植物次生代謝產物是植物對環境的一種適應，是在長期進化過程中植物與生物和非生物因素相互作用的結果。樟樹葉精油是樟樹生理代謝過程中分泌的一類次生代謝產物，這些次生代謝產物對樟樹本身的生長發育和抵御外界逆環境具有重要作用，同時還具有重要的利用價值。而樟樹葉精油成分的多樣性則是由于形成樟樹葉精油的生理生化過程復雜多樣所致。有關這些次生代謝產物在植物體內形成的機理，則至今了解的極少[10]，有待進一步研究。本研究的目的旨在深入了解樟樹油樟、腦樟和異樟3個化學型葉片精油成分、精油中主要成分及其含量是否存在差異，差異性程度如何？以便為樟樹資源的差別化利用提供理論依據和實踐指導。研究取得較大發現，分別討論如下：

表2 樟樹3個化學型主成分及其含量差異比較Table 2 Comparison of principal component and its content difference from three chemical types in C. camphora

3.1 樟樹3個不同化學型間葉精油成分種類存在較大差異

本研究采用GC-MS 技術，對樟樹油樟、腦樟和異樟3個化學型葉片精油成分種類進行了鑒定和比較分析，發現不同化學型間葉精油成分種類存在較大差異：油樟精油成分有51種，已鑒定出39種；腦樟精油成分有54種，已鑒定出47種；異樟精油成分有54種，已鑒定出40種。3個化學型已鑒定出的成分種類共有73種。其中：3個化學型共有的成分有16種；油樟與腦樟共有的成分有9種；異樟與腦樟共有的成分有7種；油樟和異樟共有的成分有5種。而油樟特有成分有9種；腦樟特有成分有12種；異樟特有成分有12種?？梢?，就化學利用而言，確定目標成分并分類經營是極其必要的。然而，現有研究中，雖已有較多有關樟樹葉精油化學成分分析的研究報道[3，7-8，10-11]，但實際上所鑒定出的成分種類是樟樹“種”層次上一種籠統的說法，具體到某一特定單株樣品或化學型，則勢必出現屬于其它化學型特有的成分檢測不到的現象。這就是為什么在現有研究中，不同研究者得出的檢測結果不同的原因，從而給研究和利用帶來了不同程度的混亂。

3.2 樟樹不同化學型葉精油中主成分及其含量差異顯著

本試驗測定結果表明：油樟葉精油中含量大于1%的成分有8種；含量大于10%的成分有2種，即桉葉油醇和β-水芹烯；精油中主成分為桉葉油醇，3月和5月兩次試樣測定的含量分別為53.38%和50.80%。腦樟精油中含量大于1%的成分有9種，含量大于10%的成分有1種，即樟腦，其含量兩次試樣分別為65.21%和73.40%，為絕對主導成分。異樟葉精油中含量大于1%的成分有9種；含量大于10%的成分有4種，其含量兩次試樣分別為：異-橙花叔醇為26.02%和29.21%，桉葉油醇為17.66%和18.05%，三甲基-2-丁烯酸環丁酯為13.90%和16.01%，異丁香酚甲醚為13.66%和12.07%；精油中主成分為異-橙花叔醇，但其含量不足30%，沒有占主導地位。由上述結果可知，樟樹3個化學型葉精油中，其主成分及其相對含量均存在著極大差異，進一步說明樟樹化學分類研究和利用的重要性。

3.3 同一化學型不同采集時間，葉精油成分種類及其含量基本一致

為了給樟樹化學類型分類提供理論依據，本研究分別于3月中旬采集生理老葉、于5月中旬采集幼嫩新葉進行測定和比較分析。結果表明，雖然葉片的生理年齡不同，葉片中精油含量差別也很大，但葉精油中所含的成分種類、精油中主成分及其含量則基本一致。說明樟樹不同化學類型葉精油中的主要成分或特征性成分是不受環境、生理條件等影響而穩定遺傳的，可以作為化學類型分類的依據和標準。

本研究可為樟樹化學分類、定向選育和樟樹資源分類利用提供科學依據。

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Analysis on constituents and contents in leaf essential oil from three chemical types of Cinnamum camphora

HU Wen-jie1, GAO Han-dong1, JIANG Xiang-mei2, YANG Hai-kuan2
( 1.College of Forest Resources and Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu,China; 2.Camphor Engineering and Technology Research Center of State Forestry Bureau, Jiangxi Forestry Academy, Nanchang 330032, Jiangxi,China)

The leaf essential oil was extracted by steam distillation method from three chemical types such as cineol type, camphor type and iso-nerolidol type of Cinnamum camphora, and ten sample tree’s leaves from every type were selected and repeated two times in March and May. The leaf essential oil of every sample tree’s leaves was extracted by using steam distillation, the equivalent essential oils were absorbed from the essential oils of every sample tree’s and then constituted the composite sample of the chemical type, The constituents and contents of the essential oil for every type were tested and analyzed by gas chromatography mass spectroscopy. The results were as follows: (1)The constituents and contents of the essential oil extracted from the three chemical types in different sampling time in Mach (old leaf) and in May (young leaf) were almost as the same. (2) The essential oil constituents were very different among three chemical types; There were 39 components identified from the 51 cineol type essential oil, 47 components from the 54 camphor type, and 40 components from the 54 iso-nerolidol type; and in the identified components from the three types, there were 73 different components, of them only 16 components were the common components for the three types, 9 components were the common for cineol type and camphor type, 7 components were the common for iso-nerolidol type and camphor type, and 4 components were the common for cineol type and iso-nerolidol. Meanwhile, the distinctive components in the cineol type were 9 kinds, in the camphor type were12, and in the iso-nerolidol type were 12. (3) The main components and their contents of the leaf essential oil among three chemical types were different significantly. For the cineol type, the main components which the contents were more than 1% were 8 kinds, and the dominant component was cineol, its content for two sampling time was 53.38% and 50.80%, relatively. For the camphor type, the camphor was the main components which the content more than 1% was 9 kinds, and the dominant component was camphor, and its content reached on 65.21% and 73.40%, relatively. And for the iso-nerolidol type, the main components which the contents more than 1%were 9 kinds; the most component was iso-nerolidol, but its content was only 26.02% and 29.21%, relatively. It means that there was no absolute dominant component in the type. This research can provide the foundation for breeding, cultivation and chemical utilization in C.camphora.

Cinnamomum camphora; chemical type; leaf essential oil; constituent; content; gas chromatography-mass spectrometry

S792.23

A

1673-923X(2012)11-0186-09

2012-10-10

林業公益性行業科研專項“樟樹特色品種選育與化學開發利用研究”（2010191104）；江西省科技創新“六個一”工程重大科技專項“樟科主要藥用、香料、油用植物定向選育及產業化技術”

胡文杰（1974-），男，江西吉安人，博士研究生，從事植物資源開發利用科研及教學工作；E-mail:huwenjie2008@126.com

江香梅（1962-），女，江西南昌人，研究員，博士，從事林木遺傳育種研究，E-mail:xiangmeijiang@yahoo.com.cn

[本文編校：吳 毅]