廣西桉樹葉片揮發性成分分析

谷瑤，伍琪,2*

1.廣西壯族自治區林業科學研究院 （南寧 530002）；2.南寧桉樹森林生態系統廣西野外科學觀測研究站 （南寧530002）

桉樹（Eucalyptusspp.）為桃金娘科（Myrtaceae）桉樹屬（Eucalyptus）喬木，在我國種植面積廣泛，尤其是廣西種植面積，截至2021年約303萬 hm2[1]。桉樹葉片含有一定揮發油，主要成分為1,8-桉葉素、α-蒎烯、β-蒎烯、香茅醛、松油醇等[2]，被廣泛用于食品、化工、醫藥等各個行業。因品種和產地的不同，揮發油含量及成分存在較大差異[3-4]。尾巨桉（Eucalyptusurophylla×E.grandis）是尾葉桉（E.urophylla）和巨桉（E.grandis）的雜交種，是我國南方推廣種植的主要桉樹品系，具有生長速度快、樹干通直勻稱和采伐期短等特點[5]。尾巨桉的研究主要集中在培育、造林、材性、干燥、改性和解剖特性等方面。對研究廣東產的尾巨桉葉進行傳統水蒸氣蒸餾得到揮發油，并進行化學成分鑒定，鑒定出41種化合物，其中主要成分為桉葉素油、α-蒎烯、藍桉醇、乙酸松香酯、香橙烯、α-松油醇、愈創木醇[6]。林麗靜等[7]采用頂空固相微萃取-氣質聯用分析廣東省湛江市生長的尾巨桉葉，共鑒定出86種化合物，其中桉葉油素占33.10%，其次是α-蒎烯（10.58%）。大花序桉（Eucalyptuscloeziana）是桉屬（Eucalyptus）昆士蘭亞屬（Idiogenes）唯一的樹種[8]。呂必文等[9]采用有機溶劑萃取大花序桉的揮發油，對比大花序桉不同無性系葉片揮發性成分，其中以α-蒎烯、白樺脂醇、高根二醇和正二十七烷的相對含量占優勢，但未見對揮發油得油率進行報道。粗皮桉（Eucalyptuspellita）是重要的用材樹種和優良的水源涵養樹種，是桉樹種間雜交的重要育種材料[10]，其木材廣泛用于建筑枕木、造船等用材[11]。對粗皮桉的研究主要集中在木材的利用[12]，關于粗皮桉揮發油的研究中，周賢闖[2]報道廣西種植的粗皮桉葉揮發油成分中環氧化物占40.661%、碳氫化物占29.514%、醇類物質占比20.376%。田玉紅[13]發現廣西東門林場采集的粗皮桉葉揮發油成分中環氧化物占62.52%，其次是碳氫化合物，占23.02%，醇類占6.23%。

試驗采用水蒸氣蒸餾法提取在廣西產的粗皮桉、尾巨桉和大花序桉新造林的鮮葉揮發油，通過GC-MS定性定量分析這3種揮發油的主要化學成分，為桉葉的開發利用提供試驗參考。

1 材料與方法

1.1 試驗樣本的選取

試驗地條件：東經107°59’～108°18’，北緯22°28’～22°46’，處于北回歸線以南，屬南亞熱帶氣候，日照時間長，全年日照時數在1 800 h以上，太陽輻射量在105～110 kal/cm2年，全年平均氣溫在21～22 ℃，活動積溫7 500 ℃。全年降雨1 200～1 300 mm，年蒸發量1 600～1 800 mm，相對濕度在79%左右。

采集枝葉的桉樹來源：選擇大花序桉、尾巨桉、粗皮桉的葉為研究對象，所選樹種均為2021年4月造林（苗高25～40 cm），2022年11月采樣。每個樹種隨機選10株健康株體，葉片混合。

1.2 材料與儀器

1.2.1 試劑與儀器

GCMS-TQ80150NX三重四極桿氣相色譜-質譜聯用儀（島津），具電子轟擊（EI）電離源（日本島津公司）；EGLL-230B電熱鼓風干燥箱（天津泰斯特公司）；揮發油測定器（廣西南寧藍天儀器公司）；DNC3002電子天平（北京朗科興業稱重設備有限公司）；AL204萬分之一分析天平[梅特勒托利多科技（中國）有限公司]。

1.2.2 揮發油提取

參照《中華人民共和國藥典》（2020年版）四部通則2204揮發油測定法（甲法）[14]測定桉葉揮發油。分別稱取500 g采集得到的粗皮桉、尾巨桉、大花序桉鮮葉，切碎至1～2 cm長度，裝入2 000 mL單口圓底燒瓶中，裝上揮發油收集裝置和冷凝管，保持微沸，控制回流速度1滴/s，蒸餾至精油層高度不再增加，停止加熱，靜置，冷卻至室溫后分離出上層精油，進行稱量。密封避光保存備用。

1.2.3 桉樹葉片含水率測定

利用烘干法測定桉樹葉片的含水量。精確稱取3～ 5 g切碎好的葉片樣品，裝入稱量瓶中，放置105±2 ℃電熱鼓風干燥箱中，烘干至恒重，稱量葉片干重。

1.2.4 揮發油成分分析的檢測條件

1.2.4.1 氣相色譜條件

SH-Rxi-5Sil MS色譜柱（0.25 mm×30 m×0.25 μm，日本島津公司）；載氣為高純氮氣，載氣流量1.0 mL/min，進樣口溫度250 ℃，檢測器溫度280 ℃，接口溫度250 ℃，分流比1∶40。程序升溫：初始溫度為50 ℃，保持3 min，以20 ℃/min的速率升至120 ℃，以2 ℃/min的速率升至180 ℃，保持2 min，繼續以50 ℃/min的速率升至250 ℃/min，保持5 min。

1.2.4.2 質譜條件

電子轟擊（EI）離子源，電子能量70 eV，離子源溫度200 ℃，接口溫度250 ℃，溶劑延遲時間5 min，質量掃描范圍m/z35～550，全掃描方式。進樣量1.0 μL。檢索數據庫為NIST02.L標準譜庫，采用面積歸一化法計算各成分相對含量。

2 結果與討論

2.1 得油率

根據1.2.2和1.2.3小節，分別計算桉葉揮發油得油率和含水率，按照式（1）折算為絕干含水率。

計算得到：粗皮桉鮮葉揮發油得油率0.084%，含水率56.3%，絕干得油率0.19%，低于文獻[13]報道的0.97%；尾巨桉鮮葉揮發油得油率0.17%，稍低于與文獻[6]報道的得油率0.26%，含水率61.6%，絕干得油率0.44%；大花序桉鮮葉揮發油得油率0.15%，含水率57.3%，絕干得油率0.35%，低于文獻[13]報道的絕干得油率1.01%。試驗所得的絕干得油率均低于文獻報道，可能是由于試驗所選的桉樹生長年齡僅19個月，葉片揮發油的累積未達到峰值[15]。另外，枝葉采收季節也會對揮發油得油率存在一定影響[16]。

2.2 桉葉揮發油成分分析

2.2.1 粗皮桉葉揮發油成分分析

粗皮桉葉揮發油的總離子流圖見圖1，揮發油的成分及其含量見表1。通過GC-MS共鑒定出揮發性有機物18種，占揮發油含含量的86.404 8%。在鑒定出的揮發性成分中，碳氫化合物共7種，占總峰面積的24.175 4%，醇類物質10種，占總峰面積的60.382 7%，酮類物質1種，占總峰面積的1.846 7%。其中，相對含量較高的有α-松油醇（25.226 1%）、異龍腦（11.433 7%）、α-蒎烯（11.034 9%）、反式-松香芹醇（8.711 1%）、葑醇（6.041 3%）、檸檬烯（5.017 8%）、桃金娘烯醇（4.531 9%）、β-石竹烯（3.246 2%）、β-蒎烯（3.001 3%）、松油芹酮（1.846 7%）。與文獻[2]報道的1,8-桉葉油素（40.485%）、α-蒎烯（23.768%）不一致。

表1 粗皮桉葉揮發油的化學成分

圖1 粗皮桉葉揮發油的總離子流圖

2.2.2 尾巨桉葉揮發油成分分析

尾巨桉葉揮發油的總離子流圖見圖2，揮發油的成分及其含量見表2。通過GC-MS共鑒定出揮發性有機物18種，所鑒定成分占色譜峰總流出面積的82.166 1%。在鑒定出的揮發性成分中，碳氫化合物4種，占總峰面積的19.643 6%，醇類物質9種，占總峰面積的17.568 3%，環氧化合物2種，占總峰面積的38.427 7%，酮類物質1種，占總峰面積的0.840 7%，醛類物質1種，占總峰面積的0.594 4%，酯類物質1種，占總峰面積的5.091 4。其中，相對含量最大的為桉葉油素（38.372 3%），其他含量相對較多的成分為α-蒎烯（17.975 4%）、α-松油醇（7.984 3%）、乙酸松油酯（5.091 4%）、異龍腦（4.526 5%）、反式-松香芹醇（2.092 7%）、崁烯（1.224 1%）。與文獻[6]報道的廣東產尾巨桉揮發油成分相近。

表2 尾巨桉葉揮發油化學成分分析

圖2 尾巨桉葉揮發油的總離子流圖

2.2.3 大花序桉葉揮發油成分分析

大花序桉葉揮發油的總離子流圖見圖3，揮發油的成分及其含量見表3。通過GC-MS共鑒定出揮發性有機物16種，所鑒定成分占色譜峰總流出面積的82.796 5%。在鑒定出的揮發性成分中，碳氫化合物共7種，占總峰面積的20.089 0%，醇類物質7種，占總峰面積的56.874 9%，醚類物質1種，占總峰面積的1.317 4%，酸類物質1種，占總峰面積4.515 2%。其中相對含量最大的為α-松油醇（41.676 3%），其他含量相對較多的成分為β-蒎烯（6.785 4%）、α-蒎烯（6.081 8%）、異植物醇（5.520 1%）、苯甲酸（4.515 2%）、長葉環烯（2.787 2%）、桉油烯醇（2.405 3%）、γ-桉葉醇（2.447 7%）、愈創醇（2.408 3%）、β-欖香烯（1.893 3%）、異丁香烯（1.605 4%）、3,7,11,15-四甲基十六烷醇（1.747 4%）、茴香腦（1.317 4%）。與文獻[9]報道的大花序桉多數無性系的葉揮發油中α-蒎烯、白樺脂醇、高根二醇和正二十七烷占優勢這一結論不一致。

表3 大花序桉葉揮發油化學成分分析

圖3 大花序桉葉揮發油的總離子流圖

桉葉揮發油含量和成分組成因葉片的不同發育階段[17]及樹木生長期[18]存在顯著差異，試驗選取的是造林19個月的粗皮桉、尾巨桉和大花序桉，采集的葉片是連同嫩葉和老葉，嫩葉揮發油的累計還未達到峰值，揮發油性成分與文獻報道的存在顯著差異。因此，有必要將粗皮桉、尾巨桉和大花序桉等揮發油積累規律和主要成分變化情況進行研究，為揮發油的綜合利用提供科學參考。

3 結論

采用傳統水蒸氣蒸餾方法提取廣西幼林期桉樹葉片的揮發油，粗皮桉、尾巨桉和大花序桉葉的揮發油得油率分別為0.19%，0.44%和0.35%。同一生長階段，尾巨桉葉片的揮發油得率較粗皮桉和大花序桉高。

采用GC-MS對提取得到的桉樹葉片揮發油進行成分，粗皮桉葉揮發油主要成分有α-松油醇、異龍腦、α-蒎烯、反式-松香芹醇、葑醇、檸檬烯、桃金娘烯醇、β-石竹烯、β-蒎烯、松油芹酮，尾巨桉葉揮發油主要成分為桉葉油素、α-蒎烯、α-松油醇、乙酸松油酯、異龍腦、反式-松香芹醇、崁烯；大花序桉葉揮發油主要成分為α-松油醇、β-蒎烯、α-蒎烯、異植物醇、苯甲酸、長葉環烯、桉油烯醇、γ-桉葉醇、愈創醇、β-欖香烯、異丁香烯、四甲基十六烷醇、茴香腦。不同桉樹品種葉片的揮發油主要成分含量存在較大差異，試驗結果可為桉葉揮發油的綜合利用提供科學參考。