香樟花揮發(fā)性成分分析

郭向陽

(深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院， 廣東 深圳 518060)

香樟(Cinnamomumcamphoravar.linalooliferaFujita)，又稱芳樟、油樟等，隸屬于樟科(Lauraceae)樟屬(CinnamomumSchaeff.)，為常綠大喬木，樹形雄偉壯觀，并具有避臭、驅(qū)蟲、防止和滯留煙塵以及吸附和富集重金屬的能力，是城市綠化的常用樹種[1]。香樟的生物活性成分含量豐富，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、香精香料、日化及包裝等領(lǐng)域[1-2]。香樟的揮發(fā)性成分組成和含量決定了精油的風(fēng)味和功能[3]。研究表明：香樟的樹干、根、枝、葉、籽和果皮中均含有豐富的揮發(fā)性成分，且多數(shù)揮發(fā)性成分以萜烯類成分為主，主要包括芳樟醇、樟腦、龍腦、橙花叔醇和莰烯等成分[4-6]。然而，關(guān)于香樟花揮發(fā)性成分的研究尚未見報(bào)道，在一定程度上制約了香樟資源的開發(fā)和利用。

頂空(headspace)法萃取的成分能夠真實(shí)地反映植物的揮發(fā)性成分組成，該方法無溶劑干擾和熱降解作用，對(duì)中、低沸點(diǎn)揮發(fā)性成分的萃取效果較好，被廣泛用于茶葉及芳香植物的揮發(fā)性成分研究[7-10]。鑒于此，作者采用頂空法萃取香樟花揮發(fā)性成分，并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)對(duì)其揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，以期豐富和完善香樟全株各部位揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)據(jù)，為香樟花資源開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并為有效提高香樟的綜合經(jīng)濟(jì)效益提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

供試的香樟花采自安徽省合肥市琥珀公園。于2019年4月15日至17日的15：00至17：00，采用等距取樣法采集樹齡在10 a以上且無病蟲害的香樟樹冠邊緣顏色鮮亮的未開放的花蕾。每次采集5株香樟的花蕾并混勻，每株約400 g，總質(zhì)量約2 kg。采集的香樟花經(jīng)韓山師范學(xué)院食品工程與生物技術(shù)學(xué)院朱慧教授鑒定。將采集的香樟花進(jìn)行冷凍干燥，粉碎后過60目篩，備用。

所有揮發(fā)性成分標(biāo)準(zhǔn)品純度均在98%以上，且均購(gòu)自美國(guó)Sigma公司。

1.2 方法

準(zhǔn)確稱取香樟花干樣粉末3.0 g，采用優(yōu)化的頂空法[8]萃取揮發(fā)性成分，用7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀〔配備7697A頂空進(jìn)樣器，DB-5 MS毛細(xì)管色譜柱(30 m×250 μm×0.25 μm)，美國(guó)Agilent公司〕進(jìn)行分析[7]。升溫程序：起始溫度40 ℃，保持2 min；以3 ℃·min-1速率升溫至190 ℃，保持2 min；以10 ℃·min-1速率升溫至230 ℃，保持2 min。進(jìn)樣口溫度230 ℃，不分流頂空進(jìn)樣，進(jìn)樣量1 mL。

1.3 數(shù)據(jù)分析

依據(jù)文獻(xiàn)[7]的方法解析揮發(fā)性成分，采用NIST 2017數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，采用保留指數(shù)進(jìn)行定性分析，并采用峰面積歸一化法計(jì)算各揮發(fā)性成分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果和分析

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：從香樟花中共檢出134個(gè)揮發(fā)性成分，并鑒定出124個(gè)成分，總相對(duì)含量為98.83%。其中，萜烯類成分有69個(gè)，總相對(duì)含量為90.11%；醇類成分有14個(gè)，總相對(duì)含量為6.77%；芳香族類成分有6個(gè)，總相對(duì)含量為1.21%；醛類、酯類、酮類和酸類成分分別有13、8、6和1個(gè)，總相對(duì)含量分別為0.44%、0.12%、0.12%和0.02%；其他成分有7個(gè)，總相對(duì)含量為0.04%。相對(duì)含量在0.05%及以上的香樟花揮發(fā)性成分見表1。

由表1可見：萜烯類成分中，羅勒烯(ocimene)的相對(duì)含量最高(14.06%)，α-依蘭油烯(α-muurolene)的相對(duì)含量(12.94%)次之，石竹烯(caryophyllene)(6.01%)、香橙烯(aromandendrene)(5.57%)、α-水芹烯(α-phellandrene)(5.05%)、反式-β-羅勒烯(trans-β-ocimene)(4.61%)、α-古蕓烯(α-gurjunene)(4.47%)、喇叭烯(ledene)(3.51%)、異喇叭烯(isoledene)(3.18%)、α-蛇床烯(α-selinene)(2.62%)、(+)-δ-杜松烯〔(+)-δ-cadinene〕(2.56%)、(+)-α-長(zhǎng)葉蒎烯〔(+)-α-longipinene〕(2.31%)、石竹烯-(Ⅰ1)(caryophyllene-(Ⅰ1))(2.15%)、葎草烯(humulene)(2.12%)、4，11-蛇床二烯(4，11-selinadiene)(1.70%)、香樹烯(alloaromadendrene)(1.41%)、(-)-4，9-依蘭油二烯〔(-)-4，9-muuroladiene〕(1.32%)、古巴烯(copaene)(1.15%)、大根香葉烯(germacrene)(1.07%)和α-蒎烯(α-pinene)(1.01%)的相對(duì)含量也較高。醇類成分中，反式-橙花叔醇(trans-nerolidol)的相對(duì)含量最高(5.74%)。

3 討論和結(jié)論

揮發(fā)性成分是香樟呈現(xiàn)重要生理功能及藥學(xué)活性的物質(zhì)基礎(chǔ)，在適當(dāng)條件下，以一定組成和比例被激發(fā)和釋放[3]。本研究采用優(yōu)化的頂空法對(duì)香樟花揮發(fā)性成分進(jìn)行了萃取，并采用GC-MS技術(shù)鑒定出124個(gè)揮發(fā)性成分，鑒定出的揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)量遠(yuǎn)多于其他方法[11]。研究表明：香樟花揮發(fā)性成分以具有花香、辛香、木香或松香的萜烯類成分為主；醇類和醛類成分?jǐn)?shù)量均在10個(gè)以上，但總相對(duì)含量均較低。香樟花揮發(fā)性成分中羅勒烯、α-依蘭油烯、石竹烯、香橙烯和α-水芹烯的相對(duì)含量均在5%以上，并含有莰烯(camphene)等香樟關(guān)鍵香氣成分，但其相對(duì)含量與香樟果揮發(fā)性成分的研究結(jié)果差異較大[11]，而在廣東梅州香樟葉揮發(fā)性成分中，右旋龍腦(D-borneol)含量最高、樟腦油(camphor oil)含量次之[12]。芳樟醇在香樟花揮發(fā)性成分中的相對(duì)含量與其在芳樟型香樟葉精油中的相對(duì)含量也差異顯著[13]。上述結(jié)果表明香樟揮發(fā)性成分的組成和含量可能與其產(chǎn)地、化學(xué)型、部位和萃取方法有關(guān)。

鑒于香樟花揮發(fā)性成分中α-依蘭油烯、羅勒烯及反式-β-羅勒烯的相對(duì)含量較高，作者認(rèn)為可將香樟花作為天然植物源羅勒烯和α-依蘭油烯的提取材料。另外，還首次在香樟揮發(fā)性成分中鑒定出(+)-α-長(zhǎng)葉蒎烯和石竹烯-(Ⅰ1)及丁香醛的2個(gè)同分異構(gòu)體，即丁香醛A(syringaldehyde A)和丁香醛D(syringaldehyde D)。