迷迭香精油的化學成分日月變化規(guī)律研究

李天會，張維耀，張婧，陳少雄

迷迭香精油的化學成分日月變化規(guī)律研究

李天會，張維耀，張婧，陳少雄＊

(國家林業(yè)和草原局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

以2 a生迷迭香枝葉為材料，用超聲微波和水蒸氣蒸餾法提取迷迭香精油，運用GC-MS方法分析其精油的化學成分日月變化規(guī)律，為迷迭香的擴大開發(fā)和利用提供依據(jù)。結(jié)果表明：超聲微波提取迷迭香精油的速度快，平均提取率55.63%，但其化學成分種類少，僅有5類15種，分別是醇類8種、烯類3種、脂類2種、酮類1種和醛類1種；水蒸氣蒸餾法提取精油的速度慢，平均提取率0.71%，但其化學成分種類多，有11類105種，分別是醇類22種，烯類30種、酯類8種、酮類5種、醛類3種、酚類2種、酸類4種、烷類6種，苯類和胺類各1種，其他類19種。超聲微波提取精油速度快，提取率高，但提出精油的化學成分種類少，該種方法的提取率受迷迭香含水率的影響，提取率與含水率成正相關(guān)；水蒸氣蒸餾法提取精油的速度慢，提取率低，但其化學成分種類多；氣溫越高，精油的化學成分種類越多。1 d中，化學成分種類在12:00－14:00最多；4－6月份，以6月份最多。馬鞭草烯醇、龍腦、桉葉油醇、萜烯醇、香葉醇、蒎烯和β-蒎烯是精油的主要物質(zhì)。

迷迭香；提取率；精油；化學成分；日月變化；GC-MS

迷迭香()為唇形科(Labiatae)迷迭香屬()多年生常綠小灌木，原產(chǎn)于歐洲地區(qū)和非洲北部地中海北岸，有“海水之珠”、“瑪利亞的玫瑰”之美稱[1]。香氣濃，用途廣泛，帶有松木香氣味[2]，甜中帶有苦味，具有鎮(zhèn)靜安神、消毒殺菌的效果。迷迭香的葉子、花和莖中能提精油，迷迭香精油的化學成分中有多種抗氧化劑，具有抑菌、抗氧化、抗癌、抗炎、抗抑郁等作用[3-5]，是純天然的抗氧化劑[6]，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、衛(wèi)生用品、食品保鮮、香料、空氣清新劑以及殺蟲、殺菌等。

李文茹等[4]在研究中指出，迷迭香精油有桉葉醇、莰酮、檜烯、莰醇、a-松油醇等化合物17種，并研究了迷迭香精油對黑曲霉和繩狀青霉的抑制作用。王莉等[5]研究表明迷迭香精油主要成分有1.8桉葉油醇和ɑ-蒎烯，發(fā)現(xiàn)這兩種物質(zhì)對肝癌HepG2細胞的增殖有抑制作用。本研究用超聲微波和水蒸氣蒸餾法提取迷迭香精油，分析了提取率，篩選出較優(yōu)的提取方法，闡明迷迭香精油化學成分的日月變化規(guī)律，為迷迭香的擴大開發(fā)和利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗品種

試驗品種為針葉迷迭香，葉長2 ~ 5 cm，寬0.2 ~ 0.5 cm，葉綠色，背面白色，于2017年4月種植于南方國家級林木種苗示范基地桉樹大徑材林下(21°30′N，111°38′E)。株行距30 cm ×30 cm，穴規(guī)格20 cm ×30 cm ×50 cm，種植前對林地進行了精細整地，起壟并覆蓋薄膜；安裝水滴管；施基肥。

1.1.2 材料采集

根據(jù)生長調(diào)查數(shù)據(jù)，在天氣晴朗時選取生長勢相對一致的迷迭香，設(shè)固定10 m × 1.2 m樣方3個。日變化研究試材采集：在同一天10：00、12：00、14：00和16：00共4個時間段重復采3次，于2019年4月共采集3 d。月變化研究試材采集：于2019年4－6月每月采1次，在采樣當天的14:00進行，每次重復3次。材料采集后，將3個樣方的葉和莖混勻。為防止迷迭香中的揮發(fā)性物質(zhì)揮發(fā)，將采集的原料存放于可封口的食品包裝袋中，記錄采集時間和質(zhì)量等，當天帶回實驗室處理備用。

1.2 研究方法

1.2.1 不同提取方法分析

采用超聲微波提取法(簡稱超聲法)和水蒸氣蒸餾法(簡稱蒸餾法)2種方法提取精油。

1.2.1.1 超聲法

用最新超聲微波萃取方式，采用密封式提取容器，升降式帶定位連接器，并有多重控制保護功能。與水蒸汽提取方法相比，超聲法可得到更高的提取比例，縮短了提取時間，操作簡便。植物芳香油與水構(gòu)成精油與水互不相容液體，通過超聲微波即可使植物內(nèi)的精油與水快速揮發(fā)，產(chǎn)生混合氣體，經(jīng)過冷凝得到精油與水的液體混合物，再經(jīng)油水分離后得到精油產(chǎn)品。

1.2.1.2 蒸餾法

蒸餾法是分離和提純芳香類植物中揮發(fā)油的傳統(tǒng)方法。蒸餾時，先將選用的材料洗凈放到蒸餾器內(nèi)，接著打開蒸餾器底部的加熱裝置，當蒸餾器充滿水蒸氣時，蒸氣熱能將植物里的精油揮發(fā)出來。隨后，含有精油與水的混合蒸氣通過細頸管再冷卻成液體。由于精油不溶于水，利用水與精油的比重及密度差等原理的不同，可將精油分離出來。

1.2.2 GC-MS分析

對2種方法提取的精油，均采用美國安捷倫的AGILENT 7890A/5795C 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進行分析，色譜柱為HP-5MS(30 m ×0.25 mm ×0.25 um)石英毛細管柱。GC/MS分析色譜條件為：進樣溫度250℃，程序升溫：初溫60℃保持3 min，以8℃·min-1升至100℃，保持2 min，再以2℃·min-1升至120℃，保持2 min，最后以20℃·min-1升至250℃。

質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量70 eV，四級桿溫度150℃，離子源溫度230℃，接口溫度180℃，掃描質(zhì)量范圍40 ~ 550 amu。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

迷迭香中的不同揮發(fā)性組分色譜分離，形成各色的色譜鋒，通過NIST圖譜庫檢索及相關(guān)文獻輔助質(zhì)譜檢索定性，確認迷迭香精油的各種化合物和統(tǒng)計相應(yīng)的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種提取方法比較

超聲法提取效率高，所需時間短，提取率為52.50% ~ 60.00%，平均提取率55.62%，提取時長平均9.25 min。蒸餾法提取時間長，提取率為0.70% ~ 0.74%，平均提取率0.71%，提取時間需要120 min。推測超聲法的提取率可能受含水率影響，進行了含水率分析，得出迷迭香平均含水率60.03%。通過一元線性回歸分析，求出超聲法的提取率和含水率之間的回歸方程為：=3.47-152.93(2=0.95)。

2.2 超聲法提取精油的化學成分種類分析

用該法提取的精油，其化學成分有可劃分為5類15種(表1)，包括醇類、烯類、酯類、酮類、醛類。其中醇類最多(8種)，含量介于1.19% ~ 59.22%，以馬鞭草烯醇最高、桃金娘烯醇最低。烯類有3種，累計含量為2.43%。脂類有2種，酮類和醛類各1種，含量在1.04% ~ 4.07%之間。

表1 超聲法提取精油的化學成分分析表

2.3 蒸餾法的化學成分日月變化規(guī)律分析

2.3.1 日變化規(guī)律

在1 d 內(nèi)，迷迭香精油的化學成分種類隨溫度的升高逐漸增多。上午10：00時采集的樣品，分離出96種物質(zhì)；12：00和14：00采集的樣品，均分離出100種物質(zhì)，16：00時采集的樣品，下降至96種物質(zhì)(圖1-1、圖1-2)。

2.3.2 月變化規(guī)律

由圖2 ~ 4可知，4－6月采樣的迷迭香其化學成分種類有少量差異，其相對百分含量差異也較小。分析各月的化學成分發(fā)現(xiàn)，隨溫度的升高，化學成分的種類增加，反之下降。這與黃昕蕾等[7]研究植物花香釋放的規(guī)律一致，其研究結(jié)果是具有揮發(fā)性物質(zhì)的植物，其揮發(fā)性物質(zhì)的釋放量與環(huán)境因素尤其是溫度密切相關(guān)。各月采樣的迷迭香其化學成分如下：

(1) 4月采樣所提取的精油，所含化合物有可分為9類90種(圖2)。主要醇類20種54.18%、烯類30種32.78%、酮類4種4.83%、酯類7種4.4%、酚類2種0.67%、醛類2種0.65%、烷類3種0.39%、酸類3種0.22%和其他含量非常少的物質(zhì)19種1.88%。

(2)從5月采樣的樣品中分離出10類100種化合物(圖3)，比4月多了1類苯。10類化合物分別是：21種醇類化合物54.35%，較4月含量增加了0.17%；30種烯類化合物32.96%，較4月含量增加了0.18%；8種酯類化合物4.39%；5種酮類化合物4.85%，較4月含量增加了0.02%；2種醛類化合物0.65%；2種酚類化合物0.70%，較4月增加了0.03%；4種酸類化合物0.24%，較4月增加0.02%；4種烷類化合物0.44%，較4月增加了0.04%；1種苯類化合物0.29%；其他類23種1.13%，比4月少了0.67%。

(3) 6月采樣所提取的迷迭香精油其化學成分比5月增加了1類，共11類105種(圖4)，分別是22種醇類54.30%，該類物質(zhì)百分含量有所減少，但不明顯；30種烯類33.2%，增加了0.24%；8種酯類4.42%，增加了0.03%；5種酮類4.87%，增加了0.02%；3種醛類0.6%，較5月減少了0.05%；2種酚類0.75%，增加了0.05%；4種酸類0.25%，增加了0.01%；6種烷類0.55%；增加了0.11%，1種苯類0.35%；1種胺類0.01%，其他類19種0.6%，比5月減少了0.7%。

圖1-1 精油的化學成分日變化總離子圖