不同化學型黃樟不同部位的精油變化

周松松，李 江，何小三，盛亞晶，胡振興，邱鳳英

（1. 江西省林業科學院 國家林草局樟樹工程技術研究中心，江西 南昌 330032；2. 江西農業大學，江西 南昌 330045）

黃樟Cinnamomum parthenoxylon(Jack) Meisner，樟科樟屬常綠喬木，在我國主要分布于廣東、廣西、江西、湖南、福建、云南等地[1-2]，是我國南方重要的材用和特種經濟林樹種。黃樟葉中富含精油，精油化學組成豐富多樣，是寶貴的天然精油植物資源，其葉精油被廣泛用于食品、醫藥和日用化工等行業。黃樟天然精油符合國際上對日化用品在純天然、營養和功能性等方面的需求，具有良好的開發利用價值和市場潛力。但黃樟天然更新繁殖能力差，資源呈瀕危趨勢，現有資源在我國主要分布于未受人為干擾的自然保護區或天然林中。由于資源獲取難度大，加之現有研究基礎薄弱，黃樟的資源保護和開發利用均受限。至今為止，國內外對黃樟的資源保護與鑒定[3-6]、品種選育及利用[7-8]、育苗技術[9-14]、種群遺傳多樣性及分子生物學[15-16]、精油化學成分[17-21]及提取物活性[22-23]等方面做了一些研究。研究表明，黃樟的葉、皮、木材及根的提取物均具有抗氧化和抗菌作用[24-26]，具有較高的開發利用價值。目前對黃樟的精油研究主要集中在葉器官，關于不同化學型黃樟不同部位中的精油含量及成分研究少，制約了黃樟資源的綜合高效開發利用。鑒于此，本研究以芳樟醇型、桉葉油素型、檸檬醛型黃樟為材料，分析不同化學型黃樟不同部位的精油含量及成分，以期為黃樟精油的多方向綜合開發利用奠定基礎。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料于2022年3月采自江西省南昌市經開區（N28°44′42″，E115°48′46″），分別采集 5 年生芳樟醇型、檸檬醛型和桉葉油素型黃樟，各化學型黃樟均隨機選擇3株樣株，每樣株分別取葉、枝、干、根樣品各3份新鮮樣品，樣品質量為：葉200 g、根500 g、枝和干1 000 g左右，分別提取樣品的精油，并測定和鑒定各樣品精油的化學成分。

1.2 試驗方法

1.2.1 精油提取

黃樟的枝、干和根使用粉碎機將其粉碎成5 mm薄片，后將收集的葉片、粉碎后的枝、干、根采用水蒸氣蒸餾的方法提取揮發性精油，水蒸氣蒸餾時間2 h，精油收集稱重后，低溫下密閉保存。

1.2.2 精油分析

氣相色譜-質譜聯用：采用島津QP2020 GC-MS儀進行GC-MS分析（色譜柱：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。每次進樣量1.0 μL，分流比20∶1。進樣口溫度280 ℃，EI離子源溫度230 ℃，連接線溫度200 ℃。MS掃描范圍（m/z）:50～650。每次取葉精油30 μL溶解于1 mL無水乙醇中上機檢測。

成分分析：采用GC-MS計算機聯用儀數據處理系統，檢索NIST-MS圖譜庫，通過與文獻或NIST 8.0標準的保留指數比較，確定在相同操作條件下，正構烷烴（C9-C33）的保留指數。通過將兩個色譜柱上的質譜與存儲在NIST 8.0庫中的質譜或與現有文獻[27-31]中的質譜進行檢索。

含量測定：采用GC-MS計算機聯用儀數據處理系統，按各樣品精油的色譜圖峰面積進行計算，分組對各化學成分含量進行校正，方法參照Zheljazkov等[32]和Naik等[33]相關文獻。

1.2.3 數據分析與應用軟件

運用SPSS 22.0軟件進行方差分析、Duncan多重比較及相關分析。

樣品精油含量計算公式：

樣品精油含量（mg/g）=樣品精油質量（mg）/樣品鮮質量（g）

2 結果與分析

2.1 不同化學型黃樟不同部位精油含量

不同化學型黃樟各部位精油含量見表1。由表1可知，3種化學型黃樟間葉、枝、干、根的精油含量均存在顯著差異，葉、枝和根的精油含量均以桉葉油素型顯著偏高（P＜0.05），而干的精油含量以芳樟醇型顯著偏高（P＜0.05）。

表1 不同化學型黃樟各部位精油含量?Table 1 Contents of essential oils in different parts of different chemical types C. parthenoxylon %

芳樟醇型黃樟葉、枝、干、根4個部位的精油含量均值為0.56%，高低順序為葉＞根＞干＞枝，其中葉精油含量顯著偏高（P＜0.05），枝精油含量顯著偏低（P＜0.05），干和根之間精油含量差異不顯著（P＞0.05）。桉葉油素型黃樟葉、枝、干、根4個部位的精油含量均值為0.84%，高低順序為葉＞根＞枝＞干，不同部位間的精油含量差異均達到顯著程度（P＜0.05）。檸檬醛型黃樟葉、枝、干、根4個部位的精油含量均值為0.38%，高低順序為葉＞根＞枝＝干，其中葉精油含量顯著偏高（P＜0.05），枝和干精油含量相同，且顯著低于葉和根精油含量（P＜0.05）。

2.2 不同化學型黃樟不同部位精油成分及其含量

2.2.1 芳樟醇型黃樟不同部位精油成分及其含量

芳樟醇型黃樟葉、枝、干、根4個部位精油成分檢測總離子流見圖1。經檢索、解析和文獻查對，從4個部位中共鑒定出51種化學成分，葉、枝、干、根中分別有12、44、33和31種（表2）。葉精油中主要成分為芳樟醇（96.46%），枝精油中主要成分為芳樟醇（49.87%）、桉葉油素（19.44%）、L-α-萜品醇（12.38%）和4-萜品醇（4.72%），干精油中主要成分為桉葉油素（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%），根精油中主要成分為黃樟油素（82.22%）和L-α-萜品醇（6.21%）。

圖1 芳樟醇型黃樟不同部位精油總離子流Fig.1 Total ion chromatogram of essential oil from different parts of linalool chemotype C. parthenoxylon

表2 芳樟醇型黃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 桉葉油素型黃樟不同部位精油成分及其含量

桉葉油素型黃樟葉、枝、干、根4個部位中精油成分檢測總離子流見圖2。經檢索、解析和文獻查對，從4個部位中共鑒定出55種化學成分，葉、枝、干、根中分別有26、43、45和24種（表3）。葉精油中主要成分為桉葉油素（55.20%）、β-水芹烯（16.52%）和L-α-萜品醇（10.33%），枝精油中主要成分為桉葉油素（54.81%）、L-α-萜品醇（15.74%）和4-萜品醇（5.93%），干精油中主要成分為桉葉油素（32.43%）、L-α-萜品醇（24.95%）、4-萜品醇（8.25%）和黃樟油素（5.64%），根精油中主要成分為黃樟油素（90.75%）。

圖2 桉葉油素型黃樟不同部位精油總離子流Fig. 2 Total ion chromatogram of essential oil from different parts of eucalyptol chemotype C. parthenoxylon

表3 桉葉油素型黃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

續表3Continuation of table 3

2.2.3 檸檬醛型黃樟不同部位精油成分及其含量

檸檬醛型黃樟葉、枝、干、根4個部位精油成分檢測總離子流見圖3。經檢索、解析和文獻查對，從4個部位中共鑒定出65種化學成分，葉、枝、干、根中分別有51、39、44和33種（表4）。葉精油中主要成分有檸檬醛（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檸檬醛（45.03%）、β-香茅醛（6.26%）、香葉醇（5.14%）和桉葉油素（4.35%），干精油中主要成分有桉葉油素（26.81%）、樟腦（17.51%）、檸檬醛（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黃樟油素（73.015%）、樟腦（7.54%）和桉葉油素（4.82%）。

圖3 檸檬醛型黃樟不同部位精油總離子流Fig. 3 Total ion chromatogram of essential oil from different parts of citral chemotype C. parthenoxylon

表4 檸檬醛型黃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

續表4Continuation of table 4

3 結論與討論

3.1 討 論

不同樹種不同部位的精油含量及成分存在差異，如鼠尾草（Salvia japonicaThunb.）葉片中精油含量最高，而花器官中的精油成分種類最多[34]；福建柏（Fokienia hodginsii）葉片精油含量高且主要含α-蒎烯、刺柏烯醇，而干精油主含τ-依蘭油醇、τ-杜松醇和α-杜松醇[35]；龍腦樟（Cinnamomumcamphora(L.) presl）的葉和干精油主要含龍腦，根精油主要含黃樟油素[36]。本研究發現，芳樟醇型、桉葉油素型和檸檬醛型3種化學型黃樟間的精油含量及其主要化學成分存在顯著差異，同一化學型黃樟不同部位中的精油含量及成分也存在顯著差異。導致精油差異的主要原因可能是不同化學型的黃樟精油合成相關酶種類及活性存在差異[37]。另外，同一化學型黃樟不同器官的油細胞大小、密度及各種萜類合成酶表達峰度不同也會導致其精油含量及成分存在差異。

黃樟各部位中的精油含量均以葉片最高，其次為根，干和枝相對較低，可見黃樟適合以獲取葉生物量為主要目標的矮林作業模式作為香料樹種種植。3種化學型黃樟中，桉葉油素型黃樟的精油含量最高，并且精油主成分成分均為桉葉油素，特別是枝、葉、根精油中的桉葉油素占比達到或超過了55%；桉葉油素具有抗菌、殺蟲功效，是世界十大精油品種之一，在醫藥、香料和工業領域應用廣泛，故桉葉油素型黃樟可作為桉葉油素精油生產的新興植物源種植樹種。特別是3種化學型黃樟的根精油中黃樟油素含量均達到了70%以上，在種植經營后期黃樟根可成為黃樟油素精油的重要生產材料。除桉葉油素外，黃樟中富含的芳樟醇和檸檬醛均具有重要的經濟開發價值，芳樟醇是香水及日化產品使用頻率最高的香料，還具有鎮痛[38]、抗炎[39]、抗腫瘤[40]的功效，而檸檬醛廣泛用作食品添加劑，還具有顯著抑菌作用[41]。經綜合分析，黃樟是適合多種重要精油開發利用的木本植物樹種，規?；a業種植生產和利用前景廣闊。

本研究由于工作量考慮只研究了5年生的3種化學型黃樟不同部位精油變化情況，未涉及其他林齡及其他化學型的黃樟不同部位精油變化研究，致使其精油含量及成分變化規律研究不全面，后續將補充開展不同化學型和不同林齡黃樟精油含量及成分變化規律研究，以期更好地為黃樟精油開發利用提供理論支撐。

3.2 結 論

不同化學型黃樟不同部位的精油含量和主要化學成分均存在顯著差異。3種化學型黃樟不同部位精油含量高低順序為葉＞根＞干＞枝。芳樟醇型黃樟葉和枝精油成分均以芳樟醇為主，干和根精油成分分別以桉葉油素和黃樟油素為主。桉葉油素型黃樟葉、枝和干精油成分均以桉葉油素為主，根精油成分以黃樟油素為主。檸檬醛型黃樟葉和枝精油成分以檸檬醛為主，干和根精油成分分別以桉葉油素和黃樟油素為主。黃樟不同部位精油成分豐富多樣，適合分部位開展精油綜合開發利用。