异樟叶精油及其主成分含量的动态变化研究

胡文杰，江香梅，杨海宽

(1.江西省林业科学院国家林业局樟树工程技术研究中心，江西 南昌 330032；2.井冈山大学生命科学学院，江西 吉安 343009)

樟树(Cinnamum camphora (L.)Presl.)为樟科(Lauraceae)樟属植物，是常绿高大乔木，集药用、用材和观赏等多种价值于一身。樟树精油是樟树的一种主要次生代谢物。樟树精油所含的化学物质主要有芳樟醇、樟脑、1,8–桉叶油素、柠檬醛、龙脑、异橙花叔醇和黄樟油素等[1]。据文献[2–3]记载，植物精油所含的化学成分大多数是化工、食品、医药和香料等工业的重要原料，具有重要的开发利用价值。按照叶精油中所含主成分的不同，可将樟树划分成脑樟(主含樟脑)、芳樟(主含芳樟醇)、油樟(主含桉叶油)、异樟(主含异橙花叔醇)和龙脑樟(主含右旋龙脑)5 种化学型[4]。目前，国内外有关异樟的研究文献非常少，仅见于异樟精油的抑菌活性[5]及其化学成分[5–7]的报道。笔者对异樟叶精油及其主要成分含量进行研究，探索异樟生长期叶精油及其主要成分含量的动态变化规律，以期为异樟的资源开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试异樟

采用闻香法，在异樟自由授粉群体中，按叶精油中主要化学成分的含量，对3 000余个单株进行初步化学分类，作好分类记录。再从异樟中随机选择100个单株进行标记和编号，作为固定取样株，绘出位置图，同时建立取样档案。

1.2 样品的采集

每个单株分别于1、3、5、7、9、11月(即不同生长期)的中旬，分别在同部位的东、西、南、北、中不同方位采集叶片，并充分混合，每棵树每次采样不少于500g。叶样采集后做到随采随蒸馏，以免叶精油挥发。

1.3 叶精油的提取

准确称取异樟新鲜叶200g，采用水蒸气蒸馏法提取叶精油。提取按照优化出的条件(预试验结果，提取时间为65min，水料比为 2 500mL︰200g，加热功率1 200 W 时提取率最大)进行，收集精油，并计算精油含量(以质量分数计)。

1.4 叶精油主成分含量的检测

采用Perkin Elmer Clarus 680 型气相色谱仪和Perkin Elmer Clarus 600C 型质谱仪对提取的叶精油进行主成分含量检测。色谱柱为Elite–5 MS，石英毛细管柱 30 m × 0.25 mm，0.25 μm。色谱升温程序为：进样口温度 280℃，柱温 50℃保持 2min，以3 ℃/ min升至 140℃，保持 2min，再以 15℃/ min 升至 280℃，保持 10min，共运行 53min，载气为He， 流速 1.0mL/min，进样量 0.5 μL，分流比 10∶1。质谱条件为：EI–MS，EI 离子源温度 180℃，接口温度260℃，扫描范围(m/z) 50～600。

1.5 质谱检索及数据处理

采用Nist 谱库、文献检索和人工解析等方法，鉴定精油中的各种成分；利用峰面积归一法计算出各成分的相对含量；采用SPSS 软件进行方差分析，得油率(%)作arcsin变换。

2 结果与分析

2.1 异樟叶平均含油量的动态变化

由表1 可以看出，异樟叶平均含油量年变化分为2个阶段：一是3—9月呈逐渐增加的趋势；二是9月后至下一个生长期到来之前的1月，呈逐渐下降的趋势。9月叶平均含油量最高(0.51%)，是最低月份(1月)的1.89 倍，为最佳采集时期。不同月份异樟叶含油量方差分析结果(表2)显示，异樟叶不同月份平均含油量差异极显著(P＝0.000 1)，说明以叶含油量为指标进行最佳采收期的筛选，可以获得显著选择效果。

表1 异樟叶不同月份的含油量 Table 1 The oil content from isonerolidol type leaves in different months

表2 异樟不同月份叶含油量的方差分析结果 Table 2 Result of variance analysis of oil content from isonerolidol type leaves in different months

2.2 异樟叶精油主成分相对含量的动态变化

通过 GC–MS 检测，异樟叶精油中有9 种成分在6个批次样品中都检测为主成分(相对含量大于1%)，即异–橙花叔醇、三甲基–2–丁烯酸环丁酯、1,8–桉叶油醇、异丁香酚甲醚、α–松油醇、甲基丁香酚、桧烯、匙叶桉油烯醇和石竹烯氧化物。这9种固定主成分相对含量的月变化趋势存在较大差异，且相对复杂，但呈现一定规律性(表3)。由表3可知，异–橙花叔醇相对含量从3月开始逐渐升高，至7月达到最大值(41.13%)，7月后开始逐渐下降；三甲基–2–丁烯酸环丁酯相对含量从5月开始逐渐升高，11月达最大值(24.39%)，之后开始降低，并在1—3月保持较稳定水平的变化趋势；1,8–桉叶油醇相对含量5—11月维持在相对稳定的水平，在1月升到最大值(14.93%)后，又开始急速下降；异丁香酚甲醚的相对含量总体上相对稳定，仅7月和11月相对较低，但变化幅度很小；α–松油醇相对含量从1月至5月呈逐渐升高趋势，5月达到最大值(2.09%)，5月后又开始逐渐下降；甲基丁香酚相对含量从1—5月呈逐渐下降趋势，5月后又开始升高，9月达到最高点(1.54%)，9月后相对含量变化趋势相对平缓；桧烯相对含量从1月至3月呈逐渐升高趋势，3月至5月呈急剧下降，5月后下降趋势较平缓；匙叶桉油烯醇相对含量从1月至5月呈下降趋势，5月至7月呈上升趋势，7月后呈下降趋势，各月份的差异没有统计学意义；石竹烯氧化物相对含量的变化趋势与匙叶桉油烯醇刚好相反，各月份的差异没有统计学意义。

表3 异樟叶精油主成分含量不同生长期差异显著性分析 Table 3 Significant analysis of main components contents of isonerolidol type leaves oil during thegrowing periods

进一步对异樟叶精油中方差分析差异显著的7个固定主成分进行不同生长期差异显著性检验，结果(表4)表明，第一主成分异–橙花叔醇相对含量最高的月份为7月(41.13%)，其次为5月(41.07%)，这2个月的异–橙花叔醇相对含量之间的差异不显著，而与其他月份之间的差异达到显著或极显著水平。由此认为，异–橙花叔醇的最佳采收期为5—7月。第二主成分是三甲基–2–丁烯酸环丁酯，其相对含量最高的月份为11月(24.39%)，其次为9月(22.80%)，两者之间的差异不显著，与其他月份之间的差异则达到显著或极显著水平，说明三甲基–2–丁烯酸环丁酯的适宜采收期为11月。第三大主成分是1,8–桉叶油醇，其相对含量最高的月份为1月(14.93%)，与其他月份之间的差异均达到极显著水平，认为1,8–桉叶油醇的最佳采收期为1月。第四大主成分是异丁香酚甲醚，其相对含量最高的月份为3月(10.68%)，与其他月份之间的差异达到显著或极显著水平，因此，认为异丁香酚甲醚的最佳采收期为3月。α–松油醇、甲基丁香酚和桧烯3 种主成分在异樟叶精油中的相对含量均低于5%，但其相对含量在不同生长期有着显著差异，其中α–松油醇相对含量最高的月份为5月(2.09%)，与其他月份之间的差异达到显著或极显著水平；甲基丁香酚相对含量最高的月份为1月(1.54%)，与其他月份之间的差异达到显著或极显著水平；桧烯相对含量最高的月份为3月(2.41%)，与其他月份之间的差异达到极显著水平，因此，α–松油醇、甲基丁香酚和桧烯3 种主成份的最佳采收期分别为5月、1月和3月。

表 4 异樟叶精油主成分相对含量生长期方差分析 Table 4 Variance analysis of main components contents of isonerolidol type leaves oil during thegrowing periods

3 结论与讨论

本研究结果表明，全年中不同生长期的异樟叶平均含油量存在一定的差异，呈现一定的规律性，即最高值出现在生长季节，最低值出现在非生长季节或休眠期。异樟叶平均含油量3—9月呈逐渐增加的趋势，9月叶平均含油量达到最高峰(0.51%)，随后至下一个生长期到来之前的1月，呈逐渐下降的趋势，这与张国防[3]对化学型芳樟叶片含油率季节变化的研究得出的结果相似，而与张国防[3]、胡文杰[8]分别对不同化学型脑樟、油樟不同生长期叶片含油率的变化趋势有所不同。这可能与樟树不同化学型、气候、栽种地域等不同有关。在芳香植物中，精油是次生代谢的产物，也是光合作用的最终产物[9]，在7—8月高温时，光合作用受到抑制，影响了精油的合成。分析原因主要有3个：一是受环境胁迫，导致精油分解加快[10]；二是在高温季节光合作用不理想，直接导致精油的合成下降[11]；三是幼叶所占的比例较低[12]，幼叶的量较少，而成长的老叶较多。由于9月平均含油量较高，因此，较适宜在这个时期采收。

异樟叶精油中9 种固定主成分相对含量的月变化趋势存在较大差异，且相对复杂，但呈现一定规律性。异樟叶精油的主成分相对含量也受到环境温度变化的影响。有学者认为，在环境胁迫下，植物次生代谢往往生成更多的稳定的化合物[13–15]。笔者在研究中发现，在 5月和7月，有更多的异–橙花叔醇、石竹烯氧化物和α–松油醇，说明异樟叶精油的主成分相对含量与月平均气温有一定关系。

樟树异樟叶精油的形成、转化和积累是一个动态的复杂的过程，受植物所处的生长条件、土壤的理化性质和气候等诸多因素的影响。气候因子决定植物的生长发育过程，一年中不同季节气候表现出节律性的变化，各种植物的生长发育也表现出规律性的生长节律，其体内的次生代谢产物的含量、主成分及其含量也必然会发生相应的变化[3]，因此，了解和掌握异樟叶精油的主成分及其含量的变化规律，对异樟的产业化经营和管理具有重要的意义。

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