云南不同品種薰衣草精油含量及成分評價

陸 琳 ，李紳崇 ，瞿素萍 ，李 涵 ，楊少杰 ，曹 樺 ，田 敏 ，楊錦紅

（1.云南省農業科學院花卉研究所，云南昆明650205；2.國家觀賞園藝工程技術研究中心，云南昆明650205；3.云南省科學技術院，云南昆明650228）

薰衣草（lavandula angustifolia）為唇形科薰衣草屬，多年生亞灌木，原產于地中海沿岸[1]，目前全世界有37個種，100多個品種[2]，是一類集觀賞、食用和藥用為一體的都市型農業種植香料植物。云南位于西南地區邊陲，氣候的多樣性可以滿足不同花卉的生產需要；許多地區四季溫暖，可周年生產各種花卉；由于高原地區紫外光充足，有利于花卉品質的提高[3]。薰衣草是一種提取精油的重要香料植物，其精油具有顯著的抑菌、抗氧化等生物活性及醫療保健作用，廣泛用于醫療、日化和食品行業[4-5]。

目前，云南部分地區開始有以薰衣草為主題的觀光園出現，栽培品種從最初的觀賞品種到現在精油含量高的新疆主栽品種都有，品種較多，精油產品質量不一，栽培生產和產品市場混亂，缺乏品種質量評價，多是一些作為切花或花壇用的品種。通過引進美國、德國、日本等一系列表現優異的薰衣草品種，以及云南目前主栽品種在云南省農業科學院花卉研究所大春河基地進行試驗研究，從開花性狀和精油成分上進行了全面的對比分析研究，以發現不同品種薰衣草之間的形態特征和精油成分的差異，為薰衣草在加工行業中的不同用途提供科學依據。

本研究旨在探討水蒸氣蒸餾法對不同薰衣草品種進行精油提取，利用GC-MS檢測精油中的主要揮發性化學成分，并對薰衣草品種間的主要揮發性化學成分進行分析評價，旨在為薰衣草的開發利用提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

于2012年分別從英國、德國、美國、日本引進7個薰衣草品種：優雅冰雪、法國藍、萊文絲、優雅雪白、優雅紫色、優雅天藍色和迷你藍，種植于云南省農業科學院花卉研究所基地。

1.2 試驗地概況

試驗地位于昆明市晉寧縣城西南部昆陽鎮中和鋪村，屬低緯高原亞熱帶季風氣候區，年均氣溫14.8℃，極端最高氣溫31.6℃，極端最低氣溫-6.2℃，平均無霜期240 d。多年平均年降水量900 mm，主要集中在5—10月。土壤為紅沙壤土，貧瘠，pH值為 5.3～6.5。

1.3 方法

采用水蒸氣蒸餾法提取精油，在薰衣草開花期取鮮花穗2 kg，在半自動精油提取裝置中加入5 000 L水，置于電磁爐上快速加熱至沸點，保持微沸2 h后停止加熱，蒸餾結束后在油水分離器中進行分離，放置在4℃冰箱里靜置5h以上，取出精油，測定精油質量并進行含油率分析，重復3次。提取的精油存放在4℃以下，待GC/MS分析。

薰衣草精油送到中國科學院昆明植物研究所測試中心進行精油成分含量檢測。氣相色譜條件：儀器為美國Agilent Technologies公司6890N。HP-5石英毛細管柱（30 mm×0.32 mm×0.25 μm）；柱溫：起始溫度80℃，程序升溫3℃/min至280℃，保持30 min；柱流量為1.5 mL/min；進樣口溫度250℃；氫火焰檢測器溫度250℃；進樣量0.20 μL；分流比50∶1；載氣為高純氮氣。氣相色譜-質譜條件：儀器為美國AgilentTechnologies公司HP6890GC/5973MS氣相色譜-質譜聯用儀。GC-MS條件：HP-5MS石英毛細管柱（30 mm×0.25 mm×0.25 μm）；柱溫：起始溫度80℃，程序升溫3℃/min至280℃，保持30min；柱流量為1.0 mL/min；進樣口溫度250℃；柱前壓100 kPa；進樣量 0.10 μL；分流比 50∶1；載氣為高純氦氣。MS條件：電離方式EI，電子能量70，傳輸線溫度250℃，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，質量范圍35～500；采用wiley7n.l標準譜庫檢索定性。

2 結果與分析

2.1 不同品種薰衣草精油含量分析

通過蒸餾法對從國外引進的7個薰衣草品種優雅冰雪、法國藍、萊文絲、優雅雪白、優雅紫色、優雅天藍色和迷你藍的精油進行了提取，并對各品種的精油含量進行測定。結果表明（圖1），供試的7個薰衣草品種精油含量在0.289%～1.522%，優雅雪白、法國藍、優雅紫色、優雅冰雪、優雅天藍色、迷你藍和萊文絲精油含量分別為1.522%，1.225%，0.767%，0.632%，0.581%，0.356%和0.289%，精油含量按高低依次排序為優雅雪白＞法國藍＞優雅紫色＞優雅冰雪＞優雅天藍色＞迷你藍＞萊文絲。可知，優雅雪白和法國藍精油含量較高，適宜作精油型品種加以利用。

法國藍為新疆目前主栽的薰衣草，屬于精油類品種，其花色為藍紫色，花序為輪傘花序，有7輪；而優雅雪白主要以觀賞為主，花色為白色，花序為密集輪傘花序，不分輪數。由此可看出，薰衣草精油含量因品種不同而具有較大差異，觀賞類薰衣草提取的精油也有高含量品種。雖然不同的提取方法可能會導致薰衣草精油含量不同，但品種間的精油含量差異主要是由于各品種之間的基因不同[6]。

2.2 不同品種薰衣草精油成分組成

根據我國和國際薰衣草精油成分標準，對提取的精油分別通過氣相色譜－質譜聯用儀（GC-MS）對14種成分苧烯、1，8-桉葉素、順-羅勒烯、反-羅勒烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯、樟腦、薰衣草醇、4-松油醇、α-松油醇、乙酸薰衣草酯、3-辛酮、龍腦、β-石竹烯的含量進行了測定，我國和國際薰衣草精油成分標準及7個不同品種薰衣草精油成分結果列于表1。

表1 薰衣草精油主要揮發性化學成分及其百分含量 %

由表1可知，薰衣草精油的最主要成分是芳樟醇和乙酸芳樟酯，為薰衣草精油的特征成分；其次為乙酸薰衣草酯和順-羅勒烯；另外還有一定量的β-石竹烯和反-羅勒烯，其余多為烯烴、醇和酯類化合物，且各成分在7個不同品種薰衣草中差異較大。薰衣草精油主要成分芳樟醇和乙酸芳樟酯總含量在7個不同薰衣草品種差異較大（圖2），含量為43.8%～74.4%，其中，含量最高的是優雅冰雪，二者總含量為74.4%；其次依次為優雅雪白（68.8%）、萊文絲（62.0%）、法國藍（61.2%）、迷你藍（59.1%）、優雅紫色（58.0%）；最低為優雅天藍色（43.8%）。芳樟醇和乙酸芳樟酯含量總和由高到低為優雅冰雪＞優雅雪白＞萊文絲＞法國藍＞迷你藍＞優雅紫色＞優雅天藍色。

供試的7個不同品種薰衣草精油中芳樟醇和乙酸芳樟酯含量在不同品種中的差異較大，芳樟醇含量為7.4%～42.2%，含量最高是的優雅紫色（42.2%），其次依次為迷你藍（41.4%）、優雅冰雪（25.2%）、法國藍（24.0%）、萊文絲（22.4%）、優雅雪白（20.7%）和優雅天藍色（7.4%）；同樣地，乙酸芳樟酯在不同品種中含量差異也較大，含量從高到低為優雅冰雪（49.2%）、優雅雪白（48.1%）、萊文絲（39.6%）、法國藍（37.2%）、優雅天藍色（36.4%）、迷你藍（17.7%）、優雅紫色（15.8%）。同時，供試的7個品種中芳樟醇和乙酸芳樟酯含量組成也不同，在優雅紫色和迷你藍中，芳樟醇的含量高于乙酸芳樟酯，而在法國藍、優雅天藍色、優雅冰雪、萊文絲、優雅雪白精油中乙酸芳樟酯的含量高于芳樟醇，這是由品種特性及其基因型不同所決定的。表明各個薰衣草品種具有特異性。

由圖3可知，順-羅勒烯含量：法國藍（9.5%）、優雅紫色（10.6%）、優雅天藍色（4.4%）、優雅冰雪（3.1%）、萊文絲（2.5%）、迷你藍（5.7%）、優雅雪白（3.9%）；乙酸薰衣草酯含量：法國藍（11.0%）、優雅紫色（2.7%）、優雅天藍色（9.2%）、優雅冰雪（4.0%）、萊文絲（4.3%）、迷你藍（5.1%）、優雅雪白（4.0%）；β-石竹烯含量：法國藍（2.4%）、優雅紫色（4.8%）、優雅天藍色（8.8%）、優雅冰雪（2.0%）、萊文絲（3.6%）、迷你藍（2.1%）、優雅雪白（1.9%），各個品種中的各成分含量并不相同，可以根據需求進行不同精油的配制。

參照我國和國際薰衣草精油成分標準，供試的7個薰衣草精油絕大部分均達到國內或國際標準，綜合各成分含量，法國藍和優雅冰雪的精油主要揮發性化學成分最佳，達到了國際薰衣草精油成分標準，且這2個品種的精油含量也最高（表1），適宜作精油型品種種植。

2.3 優雅雪白薰衣草精油的主要揮發性化學成分及含量

為進一步明確精油含量高的薰衣草品種優雅雪白的利用價值，利用氣相色譜-質譜聯用儀（GCMS）對其精油的化學成分進行了全成分的分離鑒定，共分離、鑒定出48種組分（表2、圖4），鑒定出的48種成分占總成分的99.51%，表明本研究中已檢測出精油中的絕大部分成分。在檢出的48種成分中，含量最高的是乙酸芳樟酯，為48.10%；其次為芳樟醇（20.67%）；其余含量大于1%的分別為反-羅勒烯（5.94%）、乙酸薰衣草酯（4.00%）、順-羅勒烯（3.86%）、3-辛酮（3.79%）、β-石竹烯（1.94%）、反-β-金合歡烯（1.12%）、α-松油醇（1.02%）。這9種主要揮發性化學成分占檢出總的揮發性化學成分的90.44%；其余的39種成分占9.56%。精油中的最主要成分為乙酸芳樟酯和芳樟醇，共占總成分的68.77%（表2）。以上結果表明，優雅雪白薰衣草精油可作為精油型產品進行開發和利用。

表2 優雅雪白薰衣草精油的所含化合物及其百分含量 %

3 討論

薰衣草出苗較快且整齊，而且成活率高，在本次引種試驗中，播種時采用無紡布覆蓋，澆水直接從上噴灑，種子不容易溢出，出苗率整齊。因此，選擇合適的播種基質和適宜的覆蓋方法后可提高薰衣草種子的出苗率。另外，薰衣草的移栽成活率較高，在90%以上，但移栽后應注意遮陰。

薰衣草生長發育較快，在云南地區部分品種從播種后150 d左右開始開花，花色靚麗，綜合性狀良好，如優雅系列品種；但也有部分品種生育期長，需在第2年才能正常開花，如萊文絲。根據品種特性適時選擇薰衣草的用途是引種并開發推廣的關鍵。本研究通過在云南地區引進薰衣草進行栽培特性的研究，結果表明，薰衣草在云南地區的生長特點主要表現為萌發率高、栽植簡單、管理粗放、抗旱及耐寒性好、移栽成活率高、適應性強、基本無蟲害、植株和花朵香味持久、花色豐富，能適應云南省昆明地區的氣候和土壤條件，并且當年生苗可以自然越冬，宜作為地被香草植物栽植于坡地或地勢較高的開闊場所，在云南及周邊地區大力開發和增值利用前景廣闊。

薰衣草精油的提取方法主要有水蒸氣蒸餾法（hydrodistillation）、溶劑浸提法（solvent extraction）和CO2超臨界萃取法（supercritical CO2extraction（SCE））。其中，水蒸氣蒸餾法和溶劑浸提法是批量生產薰衣草油的主要方法，一般認為，水蒸氣蒸餾法的產品品質較好[7]，但出油率不高，一般為0.5%～4.9%[8-12]，而且能耗較大，且高溫下可能會導致熱不穩定化合物的降解[13]；溶劑浸提法的出油率雖高，但需要大量的溶劑而且分離較麻煩，有機物會殘留于精油中，影響精油品質；而CO2超臨界萃取法出油率高，一般為3.2%～4.9%[8-12]，但對儀器設備的要求較高，提取成本也較高，一般實驗室難以進行，SCE研究中提取率的差異可能是由于操作條件不同（時間、壓力、溫度和顆粒大小）。而植物的精油含量則取決于品種、氣候、收獲時期及土壤狀況。DA PORTO等[10]通過水蒸氣蒸餾法提取的薰衣草精油中鑒定到了60種化合物；DANH等[12]對水蒸氣蒸餾法、溶劑浸提法和CO2超臨界萃取法提取的薰衣草精油的化學成分進行了鑒定，并且鑒定到了45種化合物，而本研究中鑒定到48種成分。前人報道所述，不同研究報告中薰衣草精油化學成分的差異可能除受提取的操作條件影響外，還受到品種、薰衣草種植環境以及收獲時間等的影響。不同的提取方法會導致化學成分的不同，4種主要化合物芳樟醇、乙酸芳樟醇、樟腦和龍腦占精油組成的80%。其中，芳樟醇是含量最高的化合物，在水蒸餾、SCE和己烷萃取的精油中含量分別為53%，43%和33%[12]。

在醫藥、化妝品和食品行業中，薰衣草精油中的酯類、萜烯類等化合物的利用價值較高。因此，應對薰衣草品種間精油化學成分的差異和相關行業的需求加以相應的開發利用，增加產品的附加值。前人的研究表明，不同薰衣草品種花的芳香性成分具有一定差異[12]，但對不同品種間薰衣草精油的成分差異研究較少。路喆等[13]對新疆地區3個品種薰衣草（NKS-L1，H-701，XDT-5）的精油成分進行分析，結果分別分離、鑒定出35，43，38種成分；而本研究共檢測出48種成分，薰衣草的精油含量及成分除受薰衣草品種內在基因決定外，可能還受到檢測方法和種植環境的影響，其還有待進一步深入研究。

我國于2008年起草了中國薰衣草精油的國家標準，該標準確認了芳樟醇、乙酸芳樟酯、薰衣草醇、乙酸薰衣草酯、樟腦、龍腦、1，8－桉葉素、松節油等13種重要組分的含量標準。本研究對7個不同薰衣草精油的這13種組成成分進行了分析，結果發現，烯、酮、酯類的芳香物質在薰衣草精油中含量較高，其中，乙酸芳樟酯和芳樟醇是含量較高的2種組分，這2種組分決定了薰衣草精油的香氣特征[14]。1991年，陳行烈等[15]在新疆伊梨薰衣草精油和印度進口薰衣草精油中分別鑒定出了27，36種化合物。1999年，張春玲等[16]通過氣相色譜－質譜聯用儀對云南薰衣草油進行了分析，并鑒定出其中的36種化學成分。2013年，路喆等[13]對新疆地區薰衣草精油成分分析發現，新疆地區不同品種的薰衣草精油主要成分均為芳樟醇和乙酸芳樟酯。而本研究中，在優雅雪白薰衣草精油中共分離、鑒定出48種化學成分，比云南薰衣草精油[16]的成分更復雜，但與新疆地區薰衣草精油主要成分相似，均以芳樟醇和乙酸芳樟酯為主要成分。CARRASCO等[17]對薰衣草屬和百里香屬的精油成分分析發現，薰衣草屬精油中的芳樟醇、乙酸芳樟酯是最豐富的化學成分，而在百里香屬中以百里香酚、芳樟醇和1，8-桉葉素為含量最高的化合物。