茶树鲜叶和鲜花精油成分及清除DPPH自由基能力的比较

李树炎 徐晓燕 王林

摘要：以江苏茶博园的福鼎大白茶树鲜叶和鲜花为研究对象，采用减压水蒸气蒸馏法提取鲜花、鲜叶精油，对其成分采用气相色谱-质谱法（ GC-MS）进行分析，并测试它们对2，2-二苯基-1-三硝基苯肼（DPPH）自由基的清除能力。从茶树鲜叶精油中共鉴定出21种主要化学成分，占精油总量的96.58%，其中酯类化合物有6种，醇类化合物有10种，酚类化合物有1种，醛酮类化合物有3种，酸类化合物有1种。从茶树鲜花精油中共鉴定出25种主要化学成分，占精油总量的97.88%，其中酯类化合物有5种，醇类化合物有11种，酚类化合物有1种，醛酮类化合物有4种，萜烯类化合物有2种，烷烃类化合物有2种。2种精油成分和相对含量差异明显，共有组分有12种。结果表明，茶树鲜叶和鲜花精油对DPPH自由基具有明显的清除作用，且浓度越大，清除能力越强。

关键词：茶树鲜叶;茶树鲜花;精油;减压水蒸气蒸馏法;GC-MS;DPPH自由基;主要化学成分

中图分类号： TS225.3  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）06-0184-05

植物精油又称为挥发油，被誉为“液体黄金”，是一类存在于植物体中能在常温下挥发、具有芳香气味的油状液体，可随水蒸气蒸馏出来[1]。精油成分比较复杂，包含脂肪族、芳香族和萜烯类化合物以及它们的含氧衍生物，如醇、醛、酮、醚、酯等，以外还包括含氮和含硫化合物[2]。植物精油广泛分布于植物体内，具有一定的抗菌消炎、天然防腐和提高免疫等多种功效，被广泛应用于食品、香料、香精、化妆品及制药等工业领域。

茶树（Camellia sinensis）是我国重要的经济作物。长期以来，茶树嫩叶的开发和利用较多，而叶片和花朵的利用率极低。相对于茶树嫩叶，茶树叶片和花的生长周期较长，积累了多种活性物质与有益成分，适于提取精油。目前对茶树花精油的研究已有相关报道，而关于茶树叶精油的研究鲜有报道。王丽丽研究发现，新鲜初展茶树花精油的主要成分为萜烯醇类、芳香醇类、脂肪醇类和芳香酮类化合物，占精油总量的84.1%～95.6%[3]。金玉霞采用超临界CO2萃取法萃取得到的茶树花精油主要成分包括十九烷（187%）、二十一烷（12.2%）、二十三烷（4.91%）、甲基丙烯酸乙二醇酯（307%）、植酮（2.99%）、咖啡因（1.68%）、植物醇（1.61%）等，具有明显的总抗氧化活性，对2，2-二苯基-1-三硝基苯肼（DPPH）自由基具有明显的清除作用[4]。

为了充分利用茶树资源，减少精油成分受到的影响，本研究采用减压水蒸气蒸馏法提取精油，对茶树鲜叶和鲜花的精油主要成分进行比较研究，旨在为茶树叶、花精油的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

研究材料采自江苏茶博园，品种为福鼎大白，于霜降前后采摘茶树鲜叶和初展的茶树鲜花，冷冻保存。

2，2-二苯基-1-三硝基苯肼（DPPH）、维生素C、氯化钠、乙醚、乙醇、硫酸钠，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

旋转蒸发仪，上海越众仪器设备有限公司;AX124ZH电子天平，奥豪斯仪器（上海）有限公司;高速萬能粉碎机，上海转转电器有限公司;HH.S21-4 电热恒温水浴锅，上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;79-1磁力加热搅拌器，江苏金怡仪器科技有限公司;T6型紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司。

1.4 方法

1.4.1 试验时间和地点 试验从2016年9月至2018年12月在江苏茶博园和江苏农林职业技术学院生物工程中心进行。

1.4.2 茶树鲜叶和鲜花精油提取 样品制备：将茶树鲜叶、鲜花样品置于高速粉碎机内粉碎，得到相应的粉碎试样。

减压蒸馏提取：将粉碎后的试样按照2 g ∶ 3 mL的比例加入4%的NaCl溶液中浸泡1 h，转入旋蒸仪进行减压蒸馏提取，水浴温度控制在65～75 ℃，真空度控制在0.03～0.05 MPa，馏出液冷凝后即为纯露，当馏出液无茶香味或冷凝液滴在玻璃板上无油出现时即可停止蒸馏。

萃取分离：以无水乙醚为萃取剂，以体积比为 3 ∶ 1 的比例与纯露混合均匀，加入适量氯化钠作破乳剂，于分液漏斗中静置分层。精油及醚不溶于水浮于分液漏斗的上部，隔夜后将下部溶液放出，收集上部精油和无水乙醚混合物。

水浴除醚：在（38±1） ℃水浴锅中蒸发除去乙醚，得到淡黄色有浓郁香味的精油粗提物，加入适量无水硫酸钠除去水分，静置后吸取液体，即为茶树鲜叶精油和茶树鲜花精油。

1.4.3 气相色谱质谱分析条件 仪器：Agilent 7890B-5977A气质联用仪，美国安捷伦科技公司;HP-5石英毛细管柱，30 m×0.25 mm×025 m。

分析条件：茶树鲜叶、鲜花精油与乙酸乙酯体积比为1 ∶ 33;进样口温度为250 ℃，不分流;离子源温度为230 ℃。升温程序：起始温度为50 ℃，保持 3 min;以30 ℃/min升温速率升温至70 ℃，保持 2 min;以3 ℃/min升温速率升温至80 ℃，保持 2 min;以30 ℃/min升温速率升温至115 ℃，保持 2 min;以3 ℃/min升温速率升温至146 ℃，保持 2 min;最后以50 ℃/min升温速率升温至250 ℃，保持 2 min。

1.4.4 定性和定量分析 采用气质联用仪对茶树鲜叶、鲜花精油进行成分分析，所得质谱信息采用仪器配置的NIST谱库进行检索，各化合物通过保留时间进行定性，采用峰面积归一化法进行定量。

1.4.5 DPPH自由基清除能力测定 分别将茶树鲜叶、鲜花精油稀释成不同浓度的乙醇溶液，取各浓度的溶液1 mL与2 mL 2 mmol/L 的DPPH溶液混匀，室温下避光反应15 min，于517 nm下测定吸光度（D1）：取各浓度的溶液1 mL与2 mL无水乙醇混匀，室温下避光反应15 min，于517 nm下测定吸光度（D2）：取1 mL蒸馏水与2 mL 2 mmol/L DPPH溶液混匀，于517 nm下测定吸光度（D3）。以蒸馏水和无水乙醇混合液为空白对照，1 mg/mL维生素C储备溶液配制成的梯度溶液为阳性对照，每组平行测定3次，DPPH清除率计算公式如下[5]。

2 结果与分析

2.1 茶树鲜叶精油成分分析

本研究从茶树鲜叶精油中共鉴定出21种主要化学成分，占精油总量的96.58%，各组分相对含量见表1。

从表1可以看出，在21种茶树鲜叶精油主要化学成分中，醇类化合物有10种，相对含量为4715%，其中，芳香醇有5种，脂肪醇有2种，萜烯醇有3种;酯类化合物有6种，相对含量为4262%;醛酮类化合物有3种，相对含量为548%;酚类化合物有1种，相对含量为1.22%;酸类化合物有1种，相对含量为0.11%。相对含量超过1%的成分有15种，分别是叶醇（26.67%）、丙酸乙酯（21.58%）、乙酸丁酯（10.03%）、反-2-己烯-1-醇（8.36%）、乙酸芳樟酯（8.05%）、植酮（402%）、2-苯乙醇（3.69%）、芳樟醇（2.29%）、橙花醇（2.13%）、苯甲醇（1.45%）、BHT（1.22%）、冬青油（1.10%）、苯乙酮（1.08%）、1-苯乙醇（108%）、异丁酸5-乙烯基-2-呋喃甲酯（101%）。在茶树鲜叶精油中叶醇含量最高。

2.2 茶树鲜花精油成分分析

本研究从茶树鲜花精油中共鉴定出25种主要化学成分，占精油总量的97.88%，各组分相对含量见表2。

从表2可以看出，在25种茶树鲜花精油主要化学成分中，醛酮类化合物有4种，相对含量为5331%;醇类化合物有11种，相对含量为3475%，其中萜烯醇有6种，脂肪醇有3种，芳香醇有2种;酯类化合物有5种，相对含量为3.91%;萜烯化合物有2种， 相对含量为0.57%;烷烃化合物

有2种，相对含量为5.67%;酚类化合物有1种，相对含量为0.16%。相对含量超过1%的组分有11种，分别是苯乙酮（5229%）、1-苯乙醇（1526%）、2-丁醇（5.53%）、二十三烷（4.47%）、2-己醇（3.86%）、2-苯乙醇（3.52%）、芳樟醇（262%）、乙酸丁酯（1.86%）、丙酸乙酯（1.31%）、二十一烷（1.20%）、桉叶油素（1.07%）。

2.3 茶树鲜叶和鲜花精油成分比较

茶树鲜叶和鲜花精油成分和相对含量差异明显。在茶树鲜叶精油中醇类化合物种类最多，含量最高;在茶树鲜花精油中醇類化合物种类最多，醛酮类化合物含量最高。

2种精油的共有组分有12种，分别是丙酸乙酯、乙酸丁酯、叶醇、苯甲醛、苯乙酮、2-苯乙醇、冬青油、植酮、BHT、橙花醇、芳樟醇、1-苯乙醇，相对含量见图1。其中，丙酸乙酯、乙酸丁酯、苯乙酮、1-苯乙醇、2-苯乙醇、芳樟醇等相对含量均大于1%。

2.4 DPPH自由基清除能力比较

DPPH自由基是一种稳定的有机自由基，在 517 nm 处有较强吸收峰，与自由基清除剂以单电子配对后，该吸收峰逐渐消失，吸光值的变化与其接收的电子数成定量关系，因此，可以利用分光光度计进行定量分析，测定自由基清除剂抗氧化性能强弱[6]。

不同浓度茶树鲜叶和鲜花精油清除DPPH自由基的能力见图2。茶树鲜叶、鲜花精油对DPPH自由基具有明显的清除作用，且浓度越大，清除能力越强。相同浓度的茶树鲜叶、鲜花精油对DPPH自由基清除能力差异不明显，表明二者的抗氧化活性相似，但均不如维生素C。

3 讨论与结论

在茶树鲜叶精油中含量最高的成分是叶醇，为2667%，叶醇广泛存在于茉莉花、薄荷、天竺葵、百里香、草莓、葡萄等植物叶片中，但在茶树鲜叶中含量最多。叶醇具有强烈的绿色嫩叶清香气味，可作为香料使用，通常只需添加0.5%或更少的叶醇，即可得到显著的叶草香味[7]。因此，可将茶树鲜叶精油开发为调香物质。

在茶树鲜花精油中含量最高的成分是苯乙酮，为5229%，其次是1-苯乙醇，为15.26%。苯乙酮是茶树鲜花的主要香气物质，具有强烈的清甜花香和甘草气息。1-苯乙醇具有淡栀子花香味，带有少许玫瑰香韵。本研究结果与王丽丽报道的苯乙酮和 1-苯乙醇等为茶树鲜花主要香气成分[3]一致，与茶树鲜花的感官香气特征相近。

在茶树鲜叶、鲜花精油中种类最多的成分均是醇类化合物。其中2-苯乙醇和芳樟醇在2种精油中的相对含量差异不大，二者均对精油的特征香气形成具有一定贡献。2-苯乙醇具有清甜的玫瑰样花香，被广泛用于调配皂用和化妆品香精，亦可用来调配各种食用香精。芳樟醇有“香料美王” 之誉，香气类似铃兰的花香，可用于香水、香料的调配，具有抗菌镇痛等药理作用，也可作为异植物醇合成前体[8]。

精油中含多种挥发性物质，成分复杂，这些成分共同作用，使精油具有一定的抗氧化活性。茶树鲜叶和鲜花精油对DPPH自由基的清除作用与其组分中含有多种抗氧化物质有关。2种精油都含有一种重要的抗氧化剂BHT。BHT有近70年的应用历史，是产量最大、应用最广的酚类抗氧化剂。此外茶树鲜叶、鲜花精油中还含有植酮等抗氧化物质。

本研究从茶树鲜叶精油中共鉴定出21种主要化学成分，其中醇类化合物有10种，酯类化合物有6种，醛酮类化合物有3种，酚类化合物有1种，酸类化合物有1种;从茶树鲜花中共鉴定出25种化合物，其中酯类化合物有5种，醇类化合物有11种，醛酮类化合物有4种，萜烯类化合物有2种、烷烃类化合物有2种，酚类化合物有1种。2种精油成分和相对含量差异明显，共有组分有12种。茶树鲜叶和鲜花精油对DPPH自由基具有明显的清除作用，量效关系明显。本研究为茶树资源的进一步开发利用提供了一定的参考。

参考文献：

[1]樊二齐，王云华，郭 叶，等. 6种木兰科植物叶片精油的气质联用（GC-MS）分析[J]. 浙江农林大学学报，2012，29（2）：307-312.

[2]李素清，何靖柳，秦 文. 几种植物精油对红阳猕猴桃中两种致病菌抑制效果的研究[J]. 四川农业大学学报，2014，32（3）：315-320.

[3]王丽丽. 茶（Camellia sinensis）树花香气成分研究[D]. 杭州：浙江工商大学，2008：33-42.

[4]金玉霞. 茶树花精油提取及其抗氧化和抑菌作用的研究[D]. 杭州：浙江大学，2010：37-45.

[5]刘春菊，牛丽影，郁 萌，等. 香橼精油体外抗氧化及其抑菌活性研究[J]. 食品工业科技，2016，37（24）：132-137.

[6]Kedare S B，Singh R P. Genesis and development of DPPH method of antioxidant assay[J]. Journal of Food Science and Technology，2011，48（4）： 412-422.

[7]王梦琪，朱 荫，张 悦，等. 茶叶挥发性成分中关键呈香成分研究进展[J]. 食品科学，2018，40（23）：341-349.

[8]周 翔，莫建光，谢一兴，等. 广西芳樟醇型樟树精油成分的 GC-MS 研究[J]. 食品科技，2011，36（1）：282-285.李 辉，赵传山，姜亦飞，等. 可降解植物纤维农用地膜纸的制备与性能[J]. 江苏农业科学，2020，48（6）：189-194.