天竺桂叶精油的提取及成分分析

舒康云，陶永元 ，徐成东 ，蔡晨波 ，陈 靖 ，杨 刚

（楚雄师范学院 a. 物理与电子科学系；b. 化学与生命科学系，云南 楚雄 675000）

天竺桂叶精油的提取及成分分析

舒康云a，陶永元b，徐成东b，蔡晨波b，陈 靖b，杨 刚b

（楚雄师范学院 a. 物理与电子科学系；b. 化学与生命科学系，云南 楚雄 675000）

研究了从天竺桂叶中提取精油的方法，并对其精油的成分进行分析。以天竺桂叶为研究材料，用水上水蒸汽蒸馏法提取天竺桂精油，并用GC-MS（气相色谱-质谱联用技术）对其组成成分进行分析。结果表明：提取时间以4 h为宜，精油得率为0.42 mL/100 g；天竺桂叶精油中鉴定出了57种物质，相对含量最高的成分为2-羟基-1,7,7-三甲基降冰片烯(18.55%)，其它依次为(-)-柠檬烯（7.68%）、乙酸冰片酯(7.55%)、l-石竹烯(7.34%)等。

天竺桂叶；精油；提取；化学成分分析

天竺桂Cinnamomum pedunculatum为樟科樟属植物，又名山肉桂、野桂，为常绿乔木，其树皮和叶可作调料，也可入药，在我国主要分布于安徽、福建、江苏、江西、台湾、浙江等地，由于天竺桂树冠发达，枝繁叶茂，四季常绿，树形美观，现已成为许多城市、乡村绿化的主要树种之一。由于天竺桂生长较快，城市绿化管理部门每年都要进行修剪，大量的天竺桂树枝和树叶被作为废弃物处理，资源浪费。

植物精油是从植物中提取的芳香物质，人们早已认识到许多植物精油具有治疗和杀菌作用。由于天然植物精油具有低毒或无毒，对皮肤不会产生灼热感，气味清新，使用后无药物残留、易降解、对环境无污染等许多优点而受到国内外研究者的高度关注[1]。植物挥发油已广泛应用于食品、化装品、医药等领域, 从不同植物中提取的挥发油具有各自特殊的药理活性，挥发油主要具有抗过敏、酶抑制、抗突变、抗微生物、抗癌、抗病毒、驱虫、抗氧化和对中枢神经系统的镇静作用等药理活性并在医学方面有多种用途[2]。

天竺桂叶可以提取精油，生长于湖南长沙的天竺桂叶出油率为0.52%，精油密度为0.96 g/mL，对蚊虫（白蚊伊蚊和致倦库蚊）的幼虫和蛹有显著的毒杀作用[1]。已有研究证明，天竺桂精油具有抑制炎症的作用，对风湿导致的发热、关节红肿有治疗作用，还具有镇痛和抗癫痫作用。天竺桂挥发油对大肠杆菌、枯草杆菌和金黄色葡萄球菌都有明显的抑菌作用[3]。体外抗菌试验表明天竺桂精油对普通变形杆菌、藤黄八叠球菌、甘蓝黑腐菌、白菜软腐菌等均具有较强的抑菌活性[4]。

提取植物精油的方法有很多种，如水蒸气蒸馏法、溶剂提取法、同时蒸馏—萃取法、超临界CO2流体萃取法、亚临界水提取法、分子蒸馏技术等；另外还有辅助提取方法，如超声波辅助萃取法、微波辅助提取技术、生物酶制剂辅助提取法等辅助提取方法[5-10]。水蒸气蒸馏法又可分为水中蒸馏法、直接蒸汽蒸馏法和水上蒸馏法。水中蒸馏法是将原料放入锅内，然后向锅中加适量的水，加热煮沸蒸馏；水上蒸馏法是将原料只与蒸汽接触，产生的低压饱和蒸汽由于含湿量大，有利于精油的蒸出；直接蒸汽蒸馏法是指蒸馏器内不加水，采用从锅炉生产的蒸汽直接通入蒸馏器内，由装在器底的喷气管喷出进入料层进行蒸馏[11]。

用水中蒸馏法提取天竺桂精油已有报道，尚未见用水蒸汽水上蒸馏法、直接蒸汽蒸馏法从天竺桂叶中提取精油的报道。本研究采用水蒸气水上蒸馏法提取天竺桂叶精油，并用GC-MS分析方法研究精油的化学成分，为合理开发利用天竺桂这一植物资源提供参考。

1 材料、仪器与试剂

1.1 实验材料

天竺桂鲜叶采于楚雄师范学院校园内，从多棵天竺桂树上采集树叶，切碎混匀，备用。

1.2 仪器与试剂

主要有：电炉（1 000 W）、家用高压锅(口径22 cm)、冷凝管、HH-S2恒温水浴锅（金坛市大地自动化仪器厂）、梨形分液漏斗、样品管、GCMS-QP2010型气质联用仪（日本岛津公司）、无水硫酸钠等。

2 试验方法

2.1 精油的提取

采用水蒸汽水上蒸馏法，研究了蒸馏时间对精油得率的影响。用口径为22 cm普通家用高压锅代替圆底烧瓶组装成蒸馏装置。在高压锅下层中加入2 500 mL水，称取360 g碎叶放于高压锅蒸层上面，盖上盖子，不放加压阀，高压锅盖正中间的出气孔连接冷凝装置。将锅放在功率为1 000 W的电炉上加热，用水蒸汽水上蒸馏法提取精油。在云南楚雄地区大气压力约为82.3 kPa、水的沸点约为94.5℃的条件下蒸馏，将冷凝管中滴出的馏出液用梨形分液漏斗收集。由于精油不溶于水且密度比水小，在漏斗中会分为上下两层，每隔一段时间将漏斗中的下层水放出，并从安装在高压锅的另一个孔道中的分液漏斗倒回锅内；上层为精油，呈淡黄色，香气较浓。每隔1 h，将收集到的精油用无水硫酸钠除去水分，量取精油的体积，计算其产率。实验完毕，合并各时段的精油，测定精油密度，将精油装在玻璃瓶内密封保存在4 ℃冰箱中，待测。

2.2 精油化学成分分析

天竺桂精油组成成分采用GC-MS法(气相色谱-质谱联用)分析。

气相色谱条件：弹性石英毛细柱(HP-5MS，30 m×250 μm×0.25 μm)。柱温：65 ～ 250℃程序升温。初始温度为65 ℃，保持5 min，以8 ℃/min的速度升至180 ℃，保持2 min，再以20 ℃/min的速度升至250 ℃，保持2 min。载气为高纯氮气，柱流量为1.0 mL/min，以分流方式进样，分流比为20∶1，进样口温度为250℃。

质谱条件：采用EI电离方式，电离能量70 eV，离子源温度250 ℃，接口温度230 ℃，溶剂采集方式Scan，容积迟延时间4.2 min。间隔时间0.3 s，开始采集时m/z=50，结束时m/z=550，进样量0.2µL。采用wiley275标准质谱库进行检索、分析。

3 结果与分析

3.1 天竺桂叶精油得率

从开始有馏出液就有精油产生，在前4 h内，精油得率与蒸馏时间基本呈正比，到4 h时精油得率为0.42 mL/100g。从4 h以后虽然仍有精油产生，但精油馏出速率下降，5 h以后精油已经很少。所以，考虑到节约能源因素，蒸馏时间以4 h以内为宜。经测定，精油密度为0.95 g/mL。

图1 蒸馏时间对天竺桂精油得率的影响Fig.1 Effect of distillation duration on yield of essential oil of C. edunculatum

本实验天竺桂鲜叶采集时间为4月份，精油得率为0.42%左右，福建泉州四月份天竺桂叶（阴干）精油得率仅为0.35%左右[4]，相对而言楚雄地区的天竺桂叶精油含量较高，具有综合开发利用价值。目前，在云南省各地区，部分农民已会用水蒸气蒸馏法提取桉叶油，所以可用提取桉叶油的设备和方法提取天竺桂精油，无需再另外增加设备。

3.2 精油的化学成分分析

对天竺桂叶精油进行GC-MS分析，其总离子流图见图2，化学成分定性分析及相对含量(以面积归一化法测得)结果见表1。

图2 天竺桂叶精油的总离子流Fig.2 Total ion current of essential oil of C. edunculatum

表1 天竺桂精油化学成分Table 1 Chemical components of essential oil of C. edunculatum

由图2可知，共检测出60个峰，谱库比对共检出化学成分匹配度大于85%的57种，占精油总量的99.99%。由表1可知，在检出的成分中，天竺桂叶精油中化合物主要以烯烃、酯类、醇类以及烷烃化合物为主，相对含量最高的成分为2-羟基-1,7,7-三甲基降冰片烯(18.55%)，其它依次为(-)-柠檬烯（7.68%）、乙酸冰片酯(7.55%)、l-石竹烯(7.34%)、（1E，5E）1，5-二甲基 -8-（1-甲基亚乙基）-1，5-环辛二烯（5.2%）、[3S-(3α,5α,8α)]-1,2,3,4,5,6,7,8-八 氢 化 -α,α-3,8-四甲基 -5-奥甲醇 (4.56%)、α-松油醇 (4.42%)、β-桉叶醇(4.33%)、邻异丙基甲苯（3.76%）、榄[香]烯（3.31%）、1,1-乙基-甲基-2-（1-甲基乙烯基）-4-（1-甲基亚乙基）-环己烷（2.7%）、α-石竹烯（2.66%）等。

将表1数据与黄晓东等人[4]测定的福建泉州天竺桂叶精油成分、申鸽等人[1]测定的长沙天竺桂叶精油成分对比，3个地区天竺桂精油的许多成分不完全相同，部分组成成分虽然相同，但含量有较大差别。如，黄晓东等人测定的精油中桉叶油醇和芳樟醇含量分别为20.98%和5.94%，而本研究的含量则分别为0.29%和1.25%，含量相差非常大。表2中分别列出了云南楚雄、福建泉州和湖南长沙3地天竺桂精油中含量最高的4种物质的情况。由表2可见，产地不同，其含量较高的几种成分也不同。

表2 不同产地天竺桂精油中含量较高的4种化学成分及含量Table 2 Four higher-content chemical components of essential oil of C. edunculatum from different producing areas

4 讨 论

用水蒸气蒸馏法提取云南楚雄天竺桂叶（4月份）精油得率为0.42 mL/100g，精油得率不是很高，但在农村已有桉叶油提取设备的条件下，无需增加投入就可进行生产，是比较理想的方法。这一方法有许多优点，一是原料来源丰富，可以利用从城乡绿化树天竺桂上修剪下来的叶子进行提取；二是操作简单易学，普通农户也能掌握提取方法；三是充分利用原有桉叶油提取设备，不需要另外购置设备；四是不需要化学提取剂从而减少污染；五是提取精油后的“废树叶”可作加热蒸馏时的燃料，变废为宝，且解决了生产废料的处理问题。当然，采用微波辅助提取、超声波辅助提取，虽然精油得率提高了，但设备的投入也就增加了，对农村来说没有现实意义。

通过上面的比较可知，各地区的天竺桂精油成分有一定差异，各成分含量相差较大，同一地区采收树叶的月份不同、树龄不同，得到的精油成分也有差异，各地区天竺桂精油的主要组成成分都是醇类、烯烃类、酯类和少部分烷烃类，都含有具有杀虫和驱蚊作用的柠檬烯、桉叶油醇、芳樟醇、乙酸龙脑酯等物质。天竺桂精油具有香味纯正、持久、无毒的特点，把从行道树上修剪下来的天竺桂叶子充分利用（提取精油），且提取精油过程中具有原料来源广泛、量大、生产成本低、不产生化学污染等特点，具有开发利用价值。

[1] 申 鸽,彭映辉,秦巧慧,等. 天竺桂叶精油成分分析及其对蚊虫的毒杀作用[J]. 中南林业科技大学学报, 2010, 30(9):132-136.

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Extraction of essential oil from leaves of Cinnamomum pedunculatum and chemical composition analysis

SHU Kang-yuna, TAO Yong-yuanb, XU Cheng-dongb, CAI Chen-bob, CHEN Jingb, YANG Gangb
(a. Dept. of Electronic Information Science and Technology; b. Dept. of Chemistry and Life Science, Chuxiong Normal University,Chuxiong 675000, Yunnan, China)

The methods for extracting essential oil from the leaves ofCinnamomum edunculatumwere studied, and the chemical components were analyzed. The leaves ofC. edunculatumwere cut to pieces, the essential oil was extracted out by on-water water vapor distillation method. The tests results indicate that the optimal extraction time was 4 hours, the yield of essential oil was 0.42 mL/100g. The oil extracted has been analyzed with GC-MS, and results show that there are 57 kinds of chemical materials, of them,the components with highest relative contents of essential oil were Bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol,1,7,7-trimethyl-(18.55%), (-) - limonene（7.68%）, bornyl acetate (7.55%), and l- caryophyllene (7.34%).

leaves ofC. pedunculatum; essential oil; extraction; chemical components analysis

S789.2

A

1673-923X(2014)01-0107-05

2013-05-10

国家自然科学基金项目（31260095）；云南省社会发展科技计划项目（2010CD087）

舒康云（1962-），女，云南大理人，副教授，本科，主要从事物理教学研究；E-mail：shuky@cxt.edu.cn

陶永元（1963-），男，云南禄劝人，副教授，本科，主要从事物理化学及植物化学研究；E-mail：taoyy@cxt.edu.cn

[本文编校：谢荣秀]