廣西桉樹(shù)葉片揮發(fā)性成分分析

谷瑤，伍琪,2*

1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 （南寧 530002）；2.南寧桉樹(shù)森林生態(tài)系統(tǒng)廣西野外科學(xué)觀測(cè)研究站 （南寧530002）

桉樹(shù)（Eucalyptusspp.）為桃金娘科（Myrtaceae）桉樹(shù)屬（Eucalyptus）喬木，在我國(guó)種植面積廣泛，尤其是廣西種植面積，截至2021年約303萬(wàn) hm2[1]。桉樹(shù)葉片含有一定揮發(fā)油，主要成分為1,8-桉葉素、α-蒎烯、β-蒎烯、香茅醛、松油醇等[2]，被廣泛用于食品、化工、醫(yī)藥等各個(gè)行業(yè)。因品種和產(chǎn)地的不同，揮發(fā)油含量及成分存在較大差異[3-4]。尾巨桉（Eucalyptusurophylla×E.grandis）是尾葉桉（E.urophylla）和巨桉（E.grandis）的雜交種，是我國(guó)南方推廣種植的主要桉樹(shù)品系，具有生長(zhǎng)速度快、樹(shù)干通直勻稱和采伐期短等特點(diǎn)[5]。尾巨桉的研究主要集中在培育、造林、材性、干燥、改性和解剖特性等方面。對(duì)研究廣東產(chǎn)的尾巨桉葉進(jìn)行傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾得到揮發(fā)油，并進(jìn)行化學(xué)成分鑒定，鑒定出41種化合物，其中主要成分為桉葉素油、α-蒎烯、藍(lán)桉醇、乙酸松香酯、香橙烯、α-松油醇、愈創(chuàng)木醇[6]。林麗靜等[7]采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析廣東省湛江市生長(zhǎng)的尾巨桉葉，共鑒定出86種化合物，其中桉葉油素占33.10%，其次是α-蒎烯（10.58%）。大花序桉（Eucalyptuscloeziana）是桉屬（Eucalyptus）昆士蘭亞屬（Idiogenes）唯一的樹(shù)種[8]。呂必文等[9]采用有機(jī)溶劑萃取大花序桉的揮發(fā)油，對(duì)比大花序桉不同無(wú)性系葉片揮發(fā)性成分，其中以α-蒎烯、白樺脂醇、高根二醇和正二十七烷的相對(duì)含量占優(yōu)勢(shì)，但未見(jiàn)對(duì)揮發(fā)油得油率進(jìn)行報(bào)道。粗皮桉（Eucalyptuspellita）是重要的用材樹(shù)種和優(yōu)良的水源涵養(yǎng)樹(shù)種，是桉樹(shù)種間雜交的重要育種材料[10]，其木材廣泛用于建筑枕木、造船等用材[11]。對(duì)粗皮桉的研究主要集中在木材的利用[12]，關(guān)于粗皮桉揮發(fā)油的研究中，周賢闖[2]報(bào)道廣西種植的粗皮桉葉揮發(fā)油成分中環(huán)氧化物占40.661%、碳?xì)浠镎?9.514%、醇類物質(zhì)占比20.376%。田玉紅[13]發(fā)現(xiàn)廣西東門林場(chǎng)采集的粗皮桉葉揮發(fā)油成分中環(huán)氧化物占62.52%，其次是碳?xì)浠衔铮?3.02%，醇類占6.23%。

試驗(yàn)采用水蒸氣蒸餾法提取在廣西產(chǎn)的粗皮桉、尾巨桉和大花序桉新造林的鮮葉揮發(fā)油，通過(guò)GC-MS定性定量分析這3種揮發(fā)油的主要化學(xué)成分，為桉葉的開(kāi)發(fā)利用提供試驗(yàn)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)樣本的選取

試驗(yàn)地條件：東經(jīng)107°59’～108°18’，北緯22°28’～22°46’，處于北回歸線以南，屬南亞熱帶氣候，日照時(shí)間長(zhǎng)，全年日照時(shí)數(shù)在1 800 h以上，太陽(yáng)輻射量在105～110 kal/cm2年，全年平均氣溫在21～22 ℃，活動(dòng)積溫7 500 ℃。全年降雨1 200～1 300 mm，年蒸發(fā)量1 600～1 800 mm，相對(duì)濕度在79%左右。

采集枝葉的桉樹(shù)來(lái)源：選擇大花序桉、尾巨桉、粗皮桉的葉為研究對(duì)象，所選樹(shù)種均為2021年4月造林（苗高25～40 cm），2022年11月采樣。每個(gè)樹(shù)種隨機(jī)選10株健康株體，葉片混合。

1.2 材料與儀器

1.2.1 試劑與儀器

GCMS-TQ80150NX三重四極桿氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（島津），具電子轟擊（EI）電離源（日本島津公司）；EGLL-230B電熱鼓風(fēng)干燥箱（天津泰斯特公司）；揮發(fā)油測(cè)定器（廣西南寧藍(lán)天儀器公司）；DNC3002電子天平（北京朗科興業(yè)稱重設(shè)備有限公司）；AL204萬(wàn)分之一分析天平[梅特勒托利多科技（中國(guó)）有限公司]。

1.2.2 揮發(fā)油提取

參照《中華人民共和國(guó)藥典》（2020年版）四部通則2204揮發(fā)油測(cè)定法（甲法）[14]測(cè)定桉葉揮發(fā)油。分別稱取500 g采集得到的粗皮桉、尾巨桉、大花序桉鮮葉，切碎至1～2 cm長(zhǎng)度，裝入2 000 mL單口圓底燒瓶中，裝上揮發(fā)油收集裝置和冷凝管，保持微沸，控制回流速度1滴/s，蒸餾至精油層高度不再增加，停止加熱，靜置，冷卻至室溫后分離出上層精油，進(jìn)行稱量。密封避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 桉樹(shù)葉片含水率測(cè)定

利用烘干法測(cè)定桉樹(shù)葉片的含水量。精確稱取3～ 5 g切碎好的葉片樣品，裝入稱量瓶中，放置105±2 ℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中，烘干至恒重，稱量葉片干重。

1.2.4 揮發(fā)油成分分析的檢測(cè)條件

1.2.4.1 氣相色譜條件

SH-Rxi-5Sil MS色譜柱（0.25 mm×30 m×0.25 μm，日本島津公司）；載氣為高純氮?dú)猓d氣流量1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度250 ℃，檢測(cè)器溫度280 ℃，接口溫度250 ℃，分流比1∶40。程序升溫：初始溫度為50 ℃，保持3 min，以20 ℃/min的速率升至120 ℃，以2 ℃/min的速率升至180 ℃，保持2 min，繼續(xù)以50 ℃/min的速率升至250 ℃/min，保持5 min。

1.2.4.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊（EI）離子源，電子能量70 eV，離子源溫度200 ℃，接口溫度250 ℃，溶劑延遲時(shí)間5 min，質(zhì)量掃描范圍m/z35～550，全掃描方式。進(jìn)樣量1.0 μL。檢索數(shù)據(jù)庫(kù)為NIST02.L標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)，采用面積歸一化法計(jì)算各成分相對(duì)含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 得油率

根據(jù)1.2.2和1.2.3小節(jié)，分別計(jì)算桉葉揮發(fā)油得油率和含水率，按照式（1）折算為絕干含水率。

計(jì)算得到：粗皮桉鮮葉揮發(fā)油得油率0.084%，含水率56.3%，絕干得油率0.19%，低于文獻(xiàn)[13]報(bào)道的0.97%；尾巨桉鮮葉揮發(fā)油得油率0.17%，稍低于與文獻(xiàn)[6]報(bào)道的得油率0.26%，含水率61.6%，絕干得油率0.44%；大花序桉鮮葉揮發(fā)油得油率0.15%，含水率57.3%，絕干得油率0.35%，低于文獻(xiàn)[13]報(bào)道的絕干得油率1.01%。試驗(yàn)所得的絕干得油率均低于文獻(xiàn)報(bào)道，可能是由于試驗(yàn)所選的桉樹(shù)生長(zhǎng)年齡僅19個(gè)月，葉片揮發(fā)油的累積未達(dá)到峰值[15]。另外，枝葉采收季節(jié)也會(huì)對(duì)揮發(fā)油得油率存在一定影響[16]。

2.2 桉葉揮發(fā)油成分分析

2.2.1 粗皮桉葉揮發(fā)油成分分析

粗皮桉葉揮發(fā)油的總離子流圖見(jiàn)圖1，揮發(fā)油的成分及其含量見(jiàn)表1。通過(guò)GC-MS共鑒定出揮發(fā)性有機(jī)物18種，占揮發(fā)油含含量的86.404 8%。在鑒定出的揮發(fā)性成分中，碳?xì)浠衔锕?種，占總峰面積的24.175 4%，醇類物質(zhì)10種，占總峰面積的60.382 7%，酮類物質(zhì)1種，占總峰面積的1.846 7%。其中，相對(duì)含量較高的有α-松油醇（25.226 1%）、異龍腦（11.433 7%）、α-蒎烯（11.034 9%）、反式-松香芹醇（8.711 1%）、葑醇（6.041 3%）、檸檬烯（5.017 8%）、桃金娘烯醇（4.531 9%）、β-石竹烯（3.246 2%）、β-蒎烯（3.001 3%）、松油芹酮（1.846 7%）。與文獻(xiàn)[2]報(bào)道的1,8-桉葉油素（40.485%）、α-蒎烯（23.768%）不一致。

表1 粗皮桉葉揮發(fā)油的化學(xué)成分

圖1 粗皮桉葉揮發(fā)油的總離子流圖

2.2.2 尾巨桉葉揮發(fā)油成分分析

尾巨桉葉揮發(fā)油的總離子流圖見(jiàn)圖2，揮發(fā)油的成分及其含量見(jiàn)表2。通過(guò)GC-MS共鑒定出揮發(fā)性有機(jī)物18種，所鑒定成分占色譜峰總流出面積的82.166 1%。在鑒定出的揮發(fā)性成分中，碳?xì)浠衔?種，占總峰面積的19.643 6%，醇類物質(zhì)9種，占總峰面積的17.568 3%，環(huán)氧化合物2種，占總峰面積的38.427 7%，酮類物質(zhì)1種，占總峰面積的0.840 7%，醛類物質(zhì)1種，占總峰面積的0.594 4%，酯類物質(zhì)1種，占總峰面積的5.091 4。其中，相對(duì)含量最大的為桉葉油素（38.372 3%），其他含量相對(duì)較多的成分為α-蒎烯（17.975 4%）、α-松油醇（7.984 3%）、乙酸松油酯（5.091 4%）、異龍腦（4.526 5%）、反式-松香芹醇（2.092 7%）、崁烯（1.224 1%）。與文獻(xiàn)[6]報(bào)道的廣東產(chǎn)尾巨桉揮發(fā)油成分相近。

表2 尾巨桉葉揮發(fā)油化學(xué)成分分析

圖2 尾巨桉葉揮發(fā)油的總離子流圖

2.2.3 大花序桉葉揮發(fā)油成分分析

大花序桉葉揮發(fā)油的總離子流圖見(jiàn)圖3，揮發(fā)油的成分及其含量見(jiàn)表3。通過(guò)GC-MS共鑒定出揮發(fā)性有機(jī)物16種，所鑒定成分占色譜峰總流出面積的82.796 5%。在鑒定出的揮發(fā)性成分中，碳?xì)浠衔锕?種，占總峰面積的20.089 0%，醇類物質(zhì)7種，占總峰面積的56.874 9%，醚類物質(zhì)1種，占總峰面積的1.317 4%，酸類物質(zhì)1種，占總峰面積4.515 2%。其中相對(duì)含量最大的為α-松油醇（41.676 3%），其他含量相對(duì)較多的成分為β-蒎烯（6.785 4%）、α-蒎烯（6.081 8%）、異植物醇（5.520 1%）、苯甲酸（4.515 2%）、長(zhǎng)葉環(huán)烯（2.787 2%）、桉油烯醇（2.405 3%）、γ-桉葉醇（2.447 7%）、愈創(chuàng)醇（2.408 3%）、β-欖香烯（1.893 3%）、異丁香烯（1.605 4%）、3,7,11,15-四甲基十六烷醇（1.747 4%）、茴香腦（1.317 4%）。與文獻(xiàn)[9]報(bào)道的大花序桉多數(shù)無(wú)性系的葉揮發(fā)油中α-蒎烯、白樺脂醇、高根二醇和正二十七烷占優(yōu)勢(shì)這一結(jié)論不一致。

表3 大花序桉葉揮發(fā)油化學(xué)成分分析

圖3 大花序桉葉揮發(fā)油的總離子流圖

桉葉揮發(fā)油含量和成分組成因葉片的不同發(fā)育階段[17]及樹(shù)木生長(zhǎng)期[18]存在顯著差異，試驗(yàn)選取的是造林19個(gè)月的粗皮桉、尾巨桉和大花序桉，采集的葉片是連同嫩葉和老葉，嫩葉揮發(fā)油的累計(jì)還未達(dá)到峰值，揮發(fā)油性成分與文獻(xiàn)報(bào)道的存在顯著差異。因此，有必要將粗皮桉、尾巨桉和大花序桉等揮發(fā)油積累規(guī)律和主要成分變化情況進(jìn)行研究，為揮發(fā)油的綜合利用提供科學(xué)參考。

3 結(jié)論

采用傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾方法提取廣西幼林期桉樹(shù)葉片的揮發(fā)油，粗皮桉、尾巨桉和大花序桉葉的揮發(fā)油得油率分別為0.19%，0.44%和0.35%。同一生長(zhǎng)階段，尾巨桉葉片的揮發(fā)油得率較粗皮桉和大花序桉高。

采用GC-MS對(duì)提取得到的桉樹(shù)葉片揮發(fā)油進(jìn)行成分，粗皮桉葉揮發(fā)油主要成分有α-松油醇、異龍腦、α-蒎烯、反式-松香芹醇、葑醇、檸檬烯、桃金娘烯醇、β-石竹烯、β-蒎烯、松油芹酮，尾巨桉葉揮發(fā)油主要成分為桉葉油素、α-蒎烯、α-松油醇、乙酸松油酯、異龍腦、反式-松香芹醇、崁烯；大花序桉葉揮發(fā)油主要成分為α-松油醇、β-蒎烯、α-蒎烯、異植物醇、苯甲酸、長(zhǎng)葉環(huán)烯、桉油烯醇、γ-桉葉醇、愈創(chuàng)醇、β-欖香烯、異丁香烯、四甲基十六烷醇、茴香腦。不同桉樹(shù)品種葉片的揮發(fā)油主要成分含量存在較大差異，試驗(yàn)結(jié)果可為桉葉揮發(fā)油的綜合利用提供科學(xué)參考。