兩種方法提取巨尾桉桉葉揮發(fā)油成分的分析

陳 亮，周莉君

(1.四川省林業(yè)信息中心，四川 成都 610081；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川 雅安 625000)

巨尾桉(Eucalyptusgrandis×E.urophylla)是巨桉(E.grandis)和尾葉桉(E.urophylla)雜交的速生樹種，具有速生高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性強、管理成本低等優(yōu)點，是一種極具價值的經(jīng)濟林、生態(tài)林[1]。四川省洪雅縣余坪鎮(zhèn)于2008年引種巨尾桉無性系品種川桉C1號(廣林9)，迄今已栽植130多hm2，為農(nóng)民年均增收近2 000萬元。但其主要用途是木材，桉葉并沒有很好的被開發(fā)利用。

桉葉分泌的精油具有殺蟲抑菌、消炎驅(qū)風(fēng)等功效，被廣泛應(yīng)用于香料、化工、醫(yī)藥等行業(yè)，在國際芳香油市場上占據(jù)重要地位[2～5]。我國是桉葉油生產(chǎn)和貿(mào)易大國之一，人工栽培 1hm2桉樹每年可產(chǎn)桉樹油 20 t～40 t，其帶來的經(jīng)濟收入可達種植總收入的20%[6]。開發(fā)桉葉油資源有利于提高桉樹綜合價值。但國內(nèi)桉葉油生產(chǎn)工藝落后，主要是提取初級精油，質(zhì)量不高。采用傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法(SD法)萃取巨尾桉葉油，操作簡單，成本低，但損耗大，得率僅在0.28%～1.35%[7～9]。SFE-CO2方法，可控性好，污染和損耗小，但成本較高，極少用于桉葉油提取。

本試驗擬采用SFE-CO2法和SD法分別提取巨尾桉桉葉油，并采用GC-MS對桉葉油成分進行分析，比較兩種方法在提取率和主要成分上的差異，為深入研究巨尾桉揮發(fā)油，開發(fā)其綜合價值提供理論依據(jù)。

1 實驗材料和方法

1.1 實驗材料

在洪雅縣余坪林場分別從隨機選擇的15～20棵3a生巨尾桉上采集新鮮葉片，經(jīng)自然風(fēng)干后備用。

蒸餾水，石油醚(沸點30～60°)，乙酸乙酯，無水乙醇，無水硫酸鈉。所用化學(xué)試劑均為分析純。

儀器：HX-1000A型中藥粉碎機(浙江省永康市溪岸五金藥具廠)，AB1352S型電子分析天平( METTLER TOLEDO公司) ，揮發(fā)油提取器，電子調(diào)溫型(ZDHW型)電熱套(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海申順生物科技有限公司，SENCOR201)，SFE500型超臨界萃取設(shè)備(法國SEPAREX公司)，島津氣質(zhì)聯(lián)用儀-GCMS-QP2010 Plus-shimadzu(日本島津公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 前處理

巨尾桉葉片陰干后，粉碎成細粉，過20目篩待用。

1.2.2 SD法提取桉葉油

根據(jù)揮發(fā)油測定法“甲法”(2015年版《中國藥典》通則)，取100 g巨尾桉葉粉末，加入蒸餾水600 mL，保持微沸8 h。油量不再增加后停止加熱，冷卻后收集油層。經(jīng)石油醚(30°～60°)萃取后收集石油醚層，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀低溫回收溶劑，油層加入經(jīng)活化的無水硫酸鈉脫水，抽濾，得無色透明油狀物，放置一段時間后變?yōu)榈S色油狀物。平行實驗3次取平均值，計算桉葉油的平均得率，得率為0.61%。密封避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 SFE-CO2法提取桉葉油

根據(jù)SFE-CO2法優(yōu)化所得的提取條件[10]，取100g巨尾桉葉粉末放入超臨界提取罐，分離溫度80 ℃，在壓力400 MPa條件下提取8 h，CO2流速40L·h-1，得到油狀提取物，得率為7.8%。密封避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.4 GC-MS檢測條件

色譜條件：彈性石英毛細管色譜柱HP-5MS(0.25 mm×30 m ×0.25 um)；載氣為高純氦氣，進樣量1 ul，分流比1∶100，進樣口溫度260 ℃，接口溫度220 ℃；程序升溫：40 ℃保持5 min，以10 ℃·min-1的升溫速度升至150 ℃，保持4 min，再以5 ℃·min-1的升溫速度升至280 ℃，保持15 min。

質(zhì)譜條件 電離源：電子轟擊(EI)離子源，電子能量70 eV，電子倍增器電壓1.5 kV，質(zhì)量掃描范圍33～600v，全掃描方式。進樣量：1.0 ul。檢索數(shù)據(jù)庫為NIST02 L標(biāo)準(zhǔn)譜庫，采用峰面積歸一化法計算各成分相對含量。

2 結(jié)果與分析

通過 GC-MS 聯(lián)用技術(shù)對兩種方法提取的揮發(fā)油成分進行分析，總離子色譜圖見圖1。對各峰質(zhì)譜圖進行NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索，根據(jù)質(zhì)譜裂解規(guī)律進行核對，參考標(biāo)準(zhǔn)圖譜和相關(guān)文獻確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)。利用峰面積歸一化法計算各組分的相對含量。通過檢索比對得到的揮發(fā)油成分及含量見表1。

由表1可知，SD法提取的桉葉油共計0.599克，分離出了71個峰，共鑒定出了55種成分，占揮發(fā)油總量的98.18%。分別提取出醇類14種、醛類兩種，酯類9種，酮類1種、萜類23種，其中占比較高為桉油醇42.22%，α-蒎烯22.32%，乙酸松油酯8.18%，α-松油醇6.29%，龍腦4.56%。SFE-CO2法提取的桉葉油共計7.768克，分離出了31個峰，共鑒定出了29種成分，占揮發(fā)油總量的99.59%。分別提取出醇類10種、醛類4種、 酯類兩種、酮類1種、烯萜類8種，其中占比較高為桉油醇占45.64%，α-蒎烯占29.40%，乙酸松油酯占7.42%，

圖1 GC-MS 總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram(TIC)of volatile oils

表1 兩種方法提取巨尾桉桉葉揮發(fā)油成分GC-MS分析Tab.1 GC-MS analysis of the chemical composition of volatile oils of E.grandis×E.urophylla’s leaves by 2 extraction methods

(續(xù)表1)

綜上可見，本實驗中提取的桉葉油中最具經(jīng)濟價值成分桉油醇和α-蒎烯，SFE-CO2法均高于SD法，雖然SD法提取的桉葉油組成成分更多，且揮發(fā)油中乙酸松油酯、α-松油醇、龍腦等百分含量略高于SFE-CO2法，但由于SFE-CO2法得率遠高于SD法，總成分含量SFE-CO2法依然較高。

3 討論

SD法和SFE-CO2法提取巨尾桉葉揮發(fā)油的得率分別為0.61%和7.8%。采用傳統(tǒng)的SD法，即使我國產(chǎn)油率最高的直干桉得油率也僅為4.14%[11]。可見SFE-CO2法的得油率遠高于SD法。這是因為其密封的提取環(huán)境和更低的提取溫度，降低了萜烯類物質(zhì)的損耗，減少了熱不穩(wěn)定和易氧化成分物質(zhì)的分解[12]。

不同提取方法所得巨尾桉葉揮發(fā)油成分存在一定差異，但有20種為共同成分。其中相對含量最高為氧化單萜類(桉油醇、α-松油醇、龍腦等)和單萜羥類(α-蒎烯等)，醇類、芳香類、倍半萜烴類和氧化倍半萜類含量相對較低。α-蒎烯和桉油醇是桉葉油中用途最廣最有價值的成分[4，13]，SFE-CO2法對有效成分的提取率高于SD法，更有利于生產(chǎn)應(yīng)用。

SD法成本低，操作簡單，但提取率過低，在提取過程中對水資源浪費較大，不利于規(guī)?；a(chǎn)。SFE-CO2法成本較高，但可控性好，損耗和污染少，能獲得高含量的桉葉油總量和有效成分，有利于規(guī)?；a(chǎn)桉葉油。因此進一步優(yōu)化桉葉油提取條件，提高生產(chǎn)率，降低成本將有利于桉葉油的擴大化生產(chǎn)，提高桉樹資源的綜合利用率。