北京山區(qū)林下種植藿香模式研究

田曄林++嚴(yán)道崎++馬學(xué)斌++胡俊++秦嶺

摘要 對生長在不同郁閉度林下藿香全株運用水蒸氣蒸餾法提取精油，然后用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對精油成分進行分析。結(jié)果表明，共分離出32種物質(zhì)，主要成分是薄荷酮、草蒿腦、D-檸檬烯、異薄荷酮、胡薄荷酮、胡椒酮等；主成分薄荷酮相對含量分別占高、中、低各郁閉度總峰的38.31%、54.75%和33.15%。高、低郁閉度林下種植的藿香主要成分為薄荷酮、草蒿腦和異薄荷酮，中郁閉度林下的為薄荷酮、異薄荷酮和胡薄荷酮。根據(jù)精油成分和產(chǎn)量，藿香適宜種植在北京山區(qū)高郁閉度、中郁閉度林下。

關(guān)鍵詞 藿香；精油成分；林下種植；北京山區(qū)

中圖分類號 S567.23 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）09-0151-04

Abstract The essential oil of Agastache rugosa was extracted by steam distillation and analyzed by using gas chromatography/mass spectroscopy（GC/MS）.Results showed that 32 kinds of compounds were identified by GC/MS.The main components were menthone，estragole，D-linonene，cyclohexanone，pulegone，piperitone et al.Menthone was the most abundant component（33.15%-54.75% in different canopy density）.Menthone，estragole and cyclohexanone were the main components in low and high forest canopy closure；Menthone，cyclohexanone and pulegone were the main components in medium forest canopy closure.According to the component and yield of essential oil，it′s suggested that Agastache rugosa can be planted in high and medium forest canopy closure as fragrant plants in mountain area of Beijing.

Key words Agastache rugosa；components of essential oil；planting under forest；mountain area of Beijing

發(fā)展林下經(jīng)濟，不僅可有效促進林區(qū)村民增收、保護和改善林區(qū)生態(tài)環(huán)境、增加生物多樣性，而且能增加林農(nóng)收入，在一定程度上緩解林區(qū)普遍存在的貧困問題[1-2]。此外，發(fā)展林下經(jīng)濟還能在保護現(xiàn)有林業(yè)資源的基礎(chǔ)上，優(yōu)化林農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，為保證社會主義新農(nóng)村建設(shè)做出重要貢獻[3]。2010 年中央1號文件首次明確提出“因地制宜發(fā)展林下種養(yǎng)業(yè)，挖掘農(nóng)業(yè)內(nèi)部就業(yè)潛力，積極發(fā)展森林旅游、農(nóng)村服務(wù)業(yè)，拓展農(nóng)村非農(nóng)就業(yè)空間”，肯定了林下經(jīng)濟拉動就業(yè)特別是“非農(nóng)”就業(yè)的重要作用，為林下經(jīng)濟加快發(fā)展帶來了新機遇[4]。北京地區(qū)的林下經(jīng)濟模式多樣，有林草、林花、林菌、林糧、林禽、林桑、林蔬、林瓜、林藥、林油、林特等[5]。在林下種植鄉(xiāng)土植物，可同時滿足生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。因此，多用途的鄉(xiāng)土植物成為首選，如藿香（Agastache rugosa），又名土藿香、野蘇子等，是唇形科藿香屬多年生草本植物，株高可達(dá)1.5 m，北京各地均有分布，生于林下、溝旁、山坡道邊和山坡草叢中[6]。藿香全身是寶，全草入藥，具有芳香化濕、祛暑解表、和胃止嘔等功效[7]；其嫩莖葉和花序可供食用[8]，吉菜系的名菜之一“慶嶺活魚”即是以藿香為主要的調(diào)味品[9]；藿香與青蒿揮發(fā)油復(fù)合后抑菌能力增加[10]，藿香油常用于香精、香料行業(yè)中，在化妝品調(diào)制中發(fā)揮著定香和調(diào)和的作用，同時對于皮膚細(xì)胞再生、促進傷口結(jié)疤、改善粗糙龜裂的皮膚及各種 傷口有極大幫助[11]；另外，還可用于提取天然防腐劑，用于食品防腐保藏[12]。本文對北京山區(qū)藿香林下種植模式進行研究，以期為開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗地位于延慶縣張家灣鎮(zhèn)蔡家河，林地是2012—2013年的人工林，林木種類主要為旱柳，試驗地分為高、中、低3個不同的郁閉度，具體情況見表1。種子來源于河北安國，種植時施底肥，播種后澆水，之后仿野生栽培。

1.2 生長量測算方法

于植物生長季節(jié)，連續(xù)每月測定30株植物的株高，比較不同郁閉度下供試植物的生長量。

1.3 精油的提取與GC-MS分析

1.3.1 精油的制備。藿香花后全株采收，采用水蒸氣蒸餾法進行精油制備，用30 L中試型多功能植物精油提取設(shè)備蒸餾。提取裝置需提前用水蒸氣蒸餾清洗。材料未經(jīng)粉碎直接放入裝置中，調(diào)節(jié)油溫及水溫，約4 h后待冷凝出的精油保持30 min無明顯增加時，停止加熱，待無冷凝水回流后將精油移出稱重。

1.3.2 精油化學(xué)成分的GC/MS分析。①取樣：用注射器A 抽取1～2 mL三氯甲烷注入樣品瓶中，用注射器B 抽取1滴精油至樣品瓶，混勻后用注射器B 抽取混合液通過0.22 μm有機濾膜后壓瓶封存，超聲波振蕩3 min。 進樣針用3氯甲烷清洗5次，再用樣品清洗3次，進樣1 μL。然后用Agilent 7890A-5975C氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進行精油成分分析。②色譜條件：毛細(xì)管色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm），載氣為高純氦氣，流速1 mL/min，進樣口溫度為200 ℃，輔助加熱器溫度為280 ℃，進樣量為2 μL，分流比為100∶1，采用程序升溫，溶劑延遲時間為3 min，初始溫度55 ℃，保留1 min，以5 ℃/min的速度升溫至220 ℃，保留6 min，之后運行溫度為250 ℃。③質(zhì)譜條件：質(zhì)譜條件EI電力源電力能量 70 eV，離子源溫度230 ℃，質(zhì)譜掃描范圍20～550（m/z），使用美國NIST08譜庫結(jié)合譜圖相減進行結(jié)果分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 藿香精油成分

由表2可知，本研究共分離出37種物質(zhì)，高郁閉度、中郁閉度和低郁閉度林內(nèi)的藿香分別分離出26種、34種和30種物質(zhì)，確定成分的分別為21種、29種和24種物質(zhì)。采用峰面積歸一法，計算各組分的相對含量（峰面積相對百分比），高郁閉度、中郁閉度和低郁閉度林內(nèi)的藿香成分分別占總峰的98.34%、97.68%和98.24%。3個郁閉度共有的物質(zhì)25種，分別占各自成分的98.04%、96.19%和96.52%。

相對含量>0.9%的主要成分12種，分別是薄荷酮、草蒿腦、D-檸檬烯、異薄荷酮、胡薄荷酮、胡椒酮、大根香葉烯、石竹烯、欖香烯、甲基丁香酚、1-辛烯-3-醇乙酸酯和1-辛烯-3-醇，其分別占高、中、低各郁閉度總峰的95.71%、92.89%和94.49%，主成分薄荷酮相對含量分別占高、中、低各郁閉度總峰的38.31%、54.75%和33.15%。高郁閉度和中郁閉度主要成分為薄荷酮、草蒿腦和異薄荷酮，中郁閉度為薄荷酮、異薄荷酮和胡薄荷酮。

由圖1可知，高、中、低3個郁閉度林內(nèi)主要成分的保留時間及峰的趨勢大致一樣，含量最高的成分薄荷酮（保留時間 12.792 min）在3個郁閉度的色譜圖中都是最高峰，低郁閉度和高郁閉度中草蒿腦（保留時間13.661 min）的含量高于中郁閉度。

2.2 藿香產(chǎn)量測定

試驗結(jié)果表明，藿香（全草）在低郁閉度下的產(chǎn)量（40 936.8 kg/hm2）均高于高郁閉度（35 333.7 kg/hm2）和中郁閉度（38 120.7 kg/hm2）。這是因為低郁閉度條件下光照較充足，利于光合產(chǎn)物積累，利于植株生長健壯，形成較高的產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

在北京延慶林下種植的藿香，揮發(fā)油主要成分為薄荷酮、草蒿腦，其次為異薄荷酮、檸檬烯、胡薄荷酮、胡椒酮等。產(chǎn)量測定表明，在中郁閉度林下種植藿香產(chǎn)量最高。根據(jù)精油成分和產(chǎn)量，北京地區(qū)的中郁閉度林下種植藿香最適宜。

藿香是一種具有芳香性的植物，含有豐富的揮發(fā)油，在多個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其中在香精、香料行業(yè)中尤為重要[13]。藿香揮發(fā)油中很多成分可作為香料原料，如薄荷酮、草蒿腦等。薄荷酮具有較弱的薄荷氣味、較低的刺激性、較持久的清涼作用，廣泛用于合成香料，主要用作薄荷、熏衣草、玫瑰等香精的調(diào)和香料，以及香葉天竺油等的調(diào)配，也用于醫(yī)藥、食品工業(yè)及化妝品工業(yè)[14]。草蒿腦是重要的香料之一，也是重要的生物活性物質(zhì)或活性中間體，具有濃郁的茴香香氣和甜味，是調(diào)制日化和食用香精的香料之一，可作食品添加劑，在醫(yī)藥方面有很強的抗抑郁作用，可殺菌、退熱、驅(qū)蟲、減緩壓力、止咳、健胃等[15]。

本研究結(jié)果表明，花后采收不同郁閉度林下的藿香，全草提取精油后測定揮發(fā)油主要成分均為薄荷酮、草蒿腦、異薄荷酮、胡薄荷酮等，其中薄荷酮的含量最高，不同郁閉度林下的薄荷酮含量都在33%以上，以中郁閉度含量最高（54.75%）。本研究中，藿香揮發(fā)油中草蒿腦含量也高，低郁閉度林內(nèi)最高為29.57%，高郁閉林內(nèi)為26.32%，中郁閉度林內(nèi)僅1.35%。這2種成分都可用作香料和香精。

與本研究結(jié)果相似的有新疆人工栽培的藿香葉揮發(fā)油主要成分為草蒿腦，占20.79%，花中的揮發(fā)油成分以胡薄荷酮（34.10%）和草蒿腦（29.54%）為主[16]；張慧慧等[17]用水蒸氣蒸餾提取四川產(chǎn)干燥后藿香全草粉末獲得精油，主要成分為胡薄荷酮（含量為66.91%），薄荷酮、異薄荷酮和草蒿腦含量分別為15.55%、2.23%和0.41%，這可能與種源、采收時間相同有關(guān)。

本研究結(jié)果中未測到胡椒酚甲醚，而這種成分在很多研究報導(dǎo)中是藿香的主要成分，如王建剛[18]從蒸餾過篩后的藿香粉末獲得精油主要成分為47.60%的胡椒酚甲醚，這可能與藿香屬內(nèi)植物種間自然雜交普遍、過渡類型多、形成了許多不同的化學(xué)生態(tài)型有關(guān)[19]。如巴東和鄭州產(chǎn)的藿香揮發(fā)油成分中胡椒酚甲醚分別占74.84%和64.06%；而欒川產(chǎn)的藿香中則以丁香酚甲醚為主（有49.89%），胡椒酚甲醚只有19.45%[19]；日本大阪和兵庫縣附近生長的藿香揮發(fā)油成分中以胡椒酚甲醚為主，而生長在北海道北見市的則以丁香酚甲醚為主，產(chǎn)生這種結(jié)果也與采收期相關(guān)[19]。

本研究結(jié)果表明，在中郁閉林下藿香的產(chǎn)量最高，而低郁閉度林下的產(chǎn)量低，這與藿香在野外自然的生境息息相關(guān)（藿香多生于海拔500～1 000 m以下的林緣、坡地、灌叢、林下或草叢中，喜陰坡[8]）。

根據(jù)精油成分和產(chǎn)量，來源于安國的藿香適宜種植在北京延慶的中郁閉度林下。若利用林下空間規(guī)?；N植藿香，則根據(jù)市場需求，種植不同種源的藿香才能達(dá)到產(chǎn)品要求。

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