两种方法提取巨尾桉桉叶挥发油成分的分析

陈 亮，周莉君

(1.四川省林业信息中心，四川 成都 610081；2.四川农业大学生命科学学院，四川 雅安 625000)

巨尾桉(Eucalyptusgrandis×E.urophylla)是巨桉(E.grandis)和尾叶桉(E.urophylla)杂交的速生树种，具有速生高产、质优、适应性强、管理成本低等优点，是一种极具价值的经济林、生态林[1]。四川省洪雅县余坪镇于2008年引种巨尾桉无性系品种川桉C1号(广林9)，迄今已栽植130多hm2，为农民年均增收近2 000万元。但其主要用途是木材，桉叶并没有很好的被开发利用。

桉叶分泌的精油具有杀虫抑菌、消炎驱风等功效，被广泛应用于香料、化工、医药等行业，在国际芳香油市场上占据重要地位[2～5]。我国是桉叶油生产和贸易大国之一，人工栽培 1hm2桉树每年可产桉树油 20 t～40 t，其带来的经济收入可达种植总收入的20%[6]。开发桉叶油资源有利于提高桉树综合价值。但国内桉叶油生产工艺落后，主要是提取初级精油，质量不高。采用传统的水蒸气蒸馏法(SD法)萃取巨尾桉叶油，操作简单，成本低，但损耗大，得率仅在0.28%～1.35%[7～9]。SFE-CO2方法，可控性好，污染和损耗小，但成本较高，极少用于桉叶油提取。

本试验拟采用SFE-CO2法和SD法分别提取巨尾桉桉叶油，并采用GC-MS对桉叶油成分进行分析，比较两种方法在提取率和主要成分上的差异，为深入研究巨尾桉挥发油，开发其综合价值提供理论依据。

1 实验材料和方法

1.1 实验材料

在洪雅县余坪林场分别从随机选择的15～20棵3a生巨尾桉上采集新鲜叶片，经自然风干后备用。

蒸馏水，石油醚(沸点30～60°)，乙酸乙酯，无水乙醇，无水硫酸钠。所用化学试剂均为分析纯。

仪器：HX-1000A型中药粉碎机(浙江省永康市溪岸五金药具厂)，AB1352S型电子分析天平( METTLER TOLEDO公司) ，挥发油提取器，电子调温型(ZDHW型)电热套(北京中兴伟业仪器有限公司)，旋转蒸发仪(上海申顺生物科技有限公司，SENCOR201)，SFE500型超临界萃取设备(法国SEPAREX公司)，岛津气质联用仪-GCMS-QP2010 Plus-shimadzu(日本岛津公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 前处理

巨尾桉叶片阴干后，粉碎成细粉，过20目筛待用。

1.2.2 SD法提取桉叶油

根据挥发油测定法“甲法”(2015年版《中国药典》通则)，取100 g巨尾桉叶粉末，加入蒸馏水600 mL，保持微沸8 h。油量不再增加后停止加热，冷却后收集油层。经石油醚(30°～60°)萃取后收集石油醚层，用旋转蒸发仪低温回收溶剂，油层加入经活化的无水硫酸钠脱水，抽滤，得无色透明油状物，放置一段时间后变为淡黄色油状物。平行实验3次取平均值，计算桉叶油的平均得率，得率为0.61%。密封避光保存备用。

1.2.3 SFE-CO2法提取桉叶油

根据SFE-CO2法优化所得的提取条件[10]，取100g巨尾桉叶粉末放入超临界提取罐，分离温度80 ℃，在压力400 MPa条件下提取8 h，CO2流速40L·h-1，得到油状提取物，得率为7.8%。密封避光保存备用。

1.2.4 GC-MS检测条件

色谱条件：弹性石英毛细管色谱柱HP-5MS(0.25 mm×30 m ×0.25 um)；载气为高纯氦气，进样量1 ul，分流比1∶100，进样口温度260 ℃，接口温度220 ℃；程序升温：40 ℃保持5 min，以10 ℃·min-1的升温速度升至150 ℃，保持4 min，再以5 ℃·min-1的升温速度升至280 ℃，保持15 min。

质谱条件 电离源：电子轰击(EI)离子源，电子能量70 eV，电子倍增器电压1.5 kV，质量扫描范围33～600v，全扫描方式。进样量：1.0 ul。检索数据库为NIST02 L标准谱库，采用峰面积归一化法计算各成分相对含量。

2 结果与分析

通过 GC-MS 联用技术对两种方法提取的挥发油成分进行分析，总离子色谱图见图1。对各峰质谱图进行NIST标准谱库检索，根据质谱裂解规律进行核对，参考标准图谱和相关文献确定其化学结构。利用峰面积归一化法计算各组分的相对含量。通过检索比对得到的挥发油成分及含量见表1。

由表1可知，SD法提取的桉叶油共计0.599克，分离出了71个峰，共鉴定出了55种成分，占挥发油总量的98.18%。分别提取出醇类14种、醛类两种，酯类9种，酮类1种、萜类23种，其中占比较高为桉油醇42.22%，α-蒎烯22.32%，乙酸松油酯8.18%，α-松油醇6.29%，龙脑4.56%。SFE-CO2法提取的桉叶油共计7.768克，分离出了31个峰，共鉴定出了29种成分，占挥发油总量的99.59%。分别提取出醇类10种、醛类4种、 酯类两种、酮类1种、烯萜类8种，其中占比较高为桉油醇占45.64%，α-蒎烯占29.40%，乙酸松油酯占7.42%，

图1 GC-MS 总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram(TIC)of volatile oils

表1 两种方法提取巨尾桉桉叶挥发油成分GC-MS分析Tab.1 GC-MS analysis of the chemical composition of volatile oils of E.grandis×E.urophylla’s leaves by 2 extraction methods

(续表1)

综上可见，本实验中提取的桉叶油中最具经济价值成分桉油醇和α-蒎烯，SFE-CO2法均高于SD法，虽然SD法提取的桉叶油组成成分更多，且挥发油中乙酸松油酯、α-松油醇、龙脑等百分含量略高于SFE-CO2法，但由于SFE-CO2法得率远高于SD法，总成分含量SFE-CO2法依然较高。

3 讨论

SD法和SFE-CO2法提取巨尾桉叶挥发油的得率分别为0.61%和7.8%。采用传统的SD法，即使我国产油率最高的直干桉得油率也仅为4.14%[11]。可见SFE-CO2法的得油率远高于SD法。这是因为其密封的提取环境和更低的提取温度，降低了萜烯类物质的损耗，减少了热不稳定和易氧化成分物质的分解[12]。

不同提取方法所得巨尾桉叶挥发油成分存在一定差异，但有20种为共同成分。其中相对含量最高为氧化单萜类(桉油醇、α-松油醇、龙脑等)和单萜羟类(α-蒎烯等)，醇类、芳香类、倍半萜烃类和氧化倍半萜类含量相对较低。α-蒎烯和桉油醇是桉叶油中用途最广最有价值的成分[4，13]，SFE-CO2法对有效成分的提取率高于SD法，更有利于生产应用。

SD法成本低，操作简单，但提取率过低，在提取过程中对水资源浪费较大，不利于规模化生产。SFE-CO2法成本较高，但可控性好，损耗和污染少，能获得高含量的桉叶油总量和有效成分，有利于规模化生产桉叶油。因此进一步优化桉叶油提取条件，提高生产率，降低成本将有利于桉叶油的扩大化生产，提高桉树资源的综合利用率。