迷迭香精油的化学成分日月变化规律研究

李天会，张维耀，张婧，陈少雄

迷迭香精油的化学成分日月变化规律研究

李天会，张维耀，张婧，陈少雄＊

(国家林业和草原局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

以2 a生迷迭香枝叶为材料，用超声微波和水蒸气蒸馏法提取迷迭香精油，运用GC-MS方法分析其精油的化学成分日月变化规律，为迷迭香的扩大开发和利用提供依据。结果表明：超声微波提取迷迭香精油的速度快，平均提取率55.63%，但其化学成分种类少，仅有5类15种，分别是醇类8种、烯类3种、脂类2种、酮类1种和醛类1种；水蒸气蒸馏法提取精油的速度慢，平均提取率0.71%，但其化学成分种类多，有11类105种，分别是醇类22种，烯类30种、酯类8种、酮类5种、醛类3种、酚类2种、酸类4种、烷类6种，苯类和胺类各1种，其他类19种。超声微波提取精油速度快，提取率高，但提出精油的化学成分种类少，该种方法的提取率受迷迭香含水率的影响，提取率与含水率成正相关；水蒸气蒸馏法提取精油的速度慢，提取率低，但其化学成分种类多；气温越高，精油的化学成分种类越多。1 d中，化学成分种类在12:00－14:00最多；4－6月份，以6月份最多。马鞭草烯醇、龙脑、桉叶油醇、萜烯醇、香叶醇、蒎烯和β-蒎烯是精油的主要物质。

迷迭香；提取率；精油；化学成分；日月变化；GC-MS

迷迭香()为唇形科(Labiatae)迷迭香属()多年生常绿小灌木，原产于欧洲地区和非洲北部地中海北岸，有“海水之珠”、“玛利亚的玫瑰”之美称[1]。香气浓，用途广泛，带有松木香气味[2]，甜中带有苦味，具有镇静安神、消毒杀菌的效果。迷迭香的叶子、花和茎中能提精油，迷迭香精油的化学成分中有多种抗氧化剂，具有抑菌、抗氧化、抗癌、抗炎、抗抑郁等作用[3-5]，是纯天然的抗氧化剂[6]，广泛应用于医药、化妆品、卫生用品、食品保鲜、香料、空气清新剂以及杀虫、杀菌等。

李文茹等[4]在研究中指出，迷迭香精油有桉叶醇、莰酮、桧烯、莰醇、a-松油醇等化合物17种，并研究了迷迭香精油对黑曲霉和绳状青霉的抑制作用。王莉等[5]研究表明迷迭香精油主要成分有1.8桉叶油醇和ɑ-蒎烯，发现这两种物质对肝癌HepG2细胞的增殖有抑制作用。本研究用超声微波和水蒸气蒸馏法提取迷迭香精油，分析了提取率，筛选出较优的提取方法，阐明迷迭香精油化学成分的日月变化规律，为迷迭香的扩大开发和利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验品种

试验品种为针叶迷迭香，叶长2 ~ 5 cm，宽0.2 ~ 0.5 cm，叶绿色，背面白色，于2017年4月种植于南方国家级林木种苗示范基地桉树大径材林下(21°30′N，111°38′E)。株行距30 cm ×30 cm，穴规格20 cm ×30 cm ×50 cm，种植前对林地进行了精细整地，起垄并覆盖薄膜；安装水滴管；施基肥。

1.1.2 材料采集

根据生长调查数据，在天气晴朗时选取生长势相对一致的迷迭香，设固定10 m × 1.2 m样方3个。日变化研究试材采集：在同一天10：00、12：00、14：00和16：00共4个时间段重复采3次，于2019年4月共采集3 d。月变化研究试材采集：于2019年4－6月每月采1次，在采样当天的14:00进行，每次重复3次。材料采集后，将3个样方的叶和茎混匀。为防止迷迭香中的挥发性物质挥发，将采集的原料存放于可封口的食品包装袋中，记录采集时间和质量等，当天带回实验室处理备用。

1.2 研究方法

1.2.1 不同提取方法分析

采用超声微波提取法(简称超声法)和水蒸气蒸馏法(简称蒸馏法)2种方法提取精油。

1.2.1.1 超声法

用最新超声微波萃取方式，采用密封式提取容器，升降式带定位连接器，并有多重控制保护功能。与水蒸汽提取方法相比，超声法可得到更高的提取比例，缩短了提取时间，操作简便。植物芳香油与水构成精油与水互不相容液体，通过超声微波即可使植物内的精油与水快速挥发，产生混合气体，经过冷凝得到精油与水的液体混合物，再经油水分离后得到精油产品。

1.2.1.2 蒸馏法

蒸馏法是分离和提纯芳香类植物中挥发油的传统方法。蒸馏时，先将选用的材料洗净放到蒸馏器内，接着打开蒸馏器底部的加热装置，当蒸馏器充满水蒸气时，蒸气热能将植物里的精油挥发出来。随后，含有精油与水的混合蒸气通过细颈管再冷却成液体。由于精油不溶于水，利用水与精油的比重及密度差等原理的不同，可将精油分离出来。

1.2.2 GC-MS分析

对2种方法提取的精油，均采用美国安捷伦的AGILENT 7890A/5795C 气相色谱-质谱联用仪进行分析，色谱柱为HP-5MS(30 m ×0.25 mm ×0.25 um)石英毛细管柱。GC/MS分析色谱条件为：进样温度250℃，程序升温：初温60℃保持3 min，以8℃·min-1升至100℃，保持2 min，再以2℃·min-1升至120℃，保持2 min，最后以20℃·min-1升至250℃。

质谱条件：电离方式EI，电子能量70 eV，四级杆温度150℃，离子源温度230℃，接口温度180℃，扫描质量范围40 ~ 550 amu。

1.2.3 数据分析

迷迭香中的不同挥发性组分色谱分离，形成各色的色谱锋，通过NIST图谱库检索及相关文献辅助质谱检索定性，确认迷迭香精油的各种化合物和统计相应的相对含量。

2 结果与分析

2.1 两种提取方法比较

超声法提取效率高，所需时间短，提取率为52.50% ~ 60.00%，平均提取率55.62%，提取时长平均9.25 min。蒸馏法提取时间长，提取率为0.70% ~ 0.74%，平均提取率0.71%，提取时间需要120 min。推测超声法的提取率可能受含水率影响，进行了含水率分析，得出迷迭香平均含水率60.03%。通过一元线性回归分析，求出超声法的提取率和含水率之间的回归方程为：=3.47-152.93(2=0.95)。

2.2 超声法提取精油的化学成分种类分析

用该法提取的精油，其化学成分有可划分为5类15种(表1)，包括醇类、烯类、酯类、酮类、醛类。其中醇类最多(8种)，含量介于1.19% ~ 59.22%，以马鞭草烯醇最高、桃金娘烯醇最低。烯类有3种，累计含量为2.43%。脂类有2种，酮类和醛类各1种，含量在1.04% ~ 4.07%之间。

表1 超声法提取精油的化学成分分析表

2.3 蒸馏法的化学成分日月变化规律分析

2.3.1 日变化规律

在1 d 内，迷迭香精油的化学成分种类随温度的升高逐渐增多。上午10：00时采集的样品，分离出96种物质；12：00和14：00采集的样品，均分离出100种物质，16：00时采集的样品，下降至96种物质(图1-1、图1-2)。

2.3.2 月变化规律

由图2 ~ 4可知，4－6月采样的迷迭香其化学成分种类有少量差异，其相对百分含量差异也较小。分析各月的化学成分发现，随温度的升高，化学成分的种类增加，反之下降。这与黄昕蕾等[7]研究植物花香释放的规律一致，其研究结果是具有挥发性物质的植物，其挥发性物质的释放量与环境因素尤其是温度密切相关。各月采样的迷迭香其化学成分如下：

(1) 4月采样所提取的精油，所含化合物有可分为9类90种(图2)。主要醇类20种54.18%、烯类30种32.78%、酮类4种4.83%、酯类7种4.4%、酚类2种0.67%、醛类2种0.65%、烷类3种0.39%、酸类3种0.22%和其他含量非常少的物质19种1.88%。

(2)从5月采样的样品中分离出10类100种化合物(图3)，比4月多了1类苯。10类化合物分别是：21种醇类化合物54.35%，较4月含量增加了0.17%；30种烯类化合物32.96%，较4月含量增加了0.18%；8种酯类化合物4.39%；5种酮类化合物4.85%，较4月含量增加了0.02%；2种醛类化合物0.65%；2种酚类化合物0.70%，较4月增加了0.03%；4种酸类化合物0.24%，较4月增加0.02%；4种烷类化合物0.44%，较4月增加了0.04%；1种苯类化合物0.29%；其他类23种1.13%，比4月少了0.67%。

(3) 6月采样所提取的迷迭香精油其化学成分比5月增加了1类，共11类105种(图4)，分别是22种醇类54.30%，该类物质百分含量有所减少，但不明显；30种烯类33.2%，增加了0.24%；8种酯类4.42%，增加了0.03%；5种酮类4.87%，增加了0.02%；3种醛类0.6%，较5月减少了0.05%；2种酚类0.75%，增加了0.05%；4种酸类0.25%，增加了0.01%；6种烷类0.55%；增加了0.11%，1种苯类0.35%；1种胺类0.01%，其他类19种0.6%，比5月减少了0.7%。

图1-1 精油的化学成分日变化总离子图