不同月份檸檬醛型樟樹葉精油變化規(guī)律及最佳采葉時(shí)間

楊素華，安家成，黎貴卿，陸順忠，邱 米，黨萬燕，蘇驪華，黨中廣

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣西木本香料工程技術(shù)研究中心國(guó)家和草原局八角肉桂工程技術(shù)研究中心，廣西南寧 530002；2.陜西學(xué)前師范學(xué)院，陜西西安 710100）

檸檬醛是一種重要的單體香料，有順反異構(gòu)體α-檸檬醛（又稱香葉醛、反式檸檬醛）和β-檸檬醛（又稱橙花醛、順式檸檬醛），具有保鮮、抑菌抗菌和抗氧化[1-2]等生物活性，還具有抗白血病、較強(qiáng)的平喘鎮(zhèn)咳和抗過敏[3-6]等功效。檸檬醛可調(diào)配生姜（Zingiber officinale）、檸檬（Citrus limon）、蘋果（Ma?lus pumila）、甜橙（C.sinensis）、櫻桃（Cerasus pseudoc?erasus）、葡萄（Vitis vinifera）和草莓（Fragaria×anan?assa）等食用香精，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、肥皂和花露水，也是合成紫羅蘭酮和維生素A的原料。天然檸檬醛大多存在于檸檬草（Cymbopogon citratus）和山蒼子（Litsea cubeba）油中，檸檬草鮮葉含精油0.5%左右，精油中的檸檬醛含量為50%～80%[7]；山蒼子油出油率為4%～5%，精油中的檸檬醛含量為65%～80%[8-9]。檸檬草葉產(chǎn)量有限，出油率較低；山蒼子油主要是從山蒼子果實(shí)中獲得，山蒼子為雌雄異株植物，早期很難進(jìn)行性別鑒定，若全部或絕大多數(shù)為雄株，會(huì)造成傳粉受精效率低，影響果實(shí)產(chǎn)量。因此有必要從其他植物中尋找可替代的植物資源。

樟樹揮發(fā)油是從樟樹（Cinnamomum camphora）的根、干、枝、葉和果中提取出來的芳香油，簡(jiǎn)稱精油[10]。按樟樹葉精油的主成分，可將樟樹分為芳樟型（主成分為芳樟醇）、油樟型（主成分為1,8-桉葉油素）、腦樟型（主成分為樟腦）、龍腦型（主成分為龍腦）和異樟型（主成分為橙花叔醇）等[11]。我國(guó)樟屬植物有45種，廣西有24種[12]，99%以上為芳樟醇型樟樹。陶光復(fù)等[13]發(fā)現(xiàn)湖北樟葉油中檸檬醛含量高達(dá)95.01%，接近出口山蒼子油一級(jí)品含檸檬醛97%的要求[14]，并于2003年測(cè)定了湖北樟葉油的物理性質(zhì)[15]；張海燕等[9]發(fā)現(xiàn)猴樟（C.bodinieri）、黃樟（C.porrectum）、沉水樟（C.micranthum）和細(xì)毛樟（C.tenuipilum）中也含有檸檬醛，猴樟葉中檸檬醛含量可高達(dá)95.7%；廣西也發(fā)現(xiàn)檸檬醛型樟樹[16]，但檸檬醛含量較其他樟屬低。

檸檬醛用途廣泛，檸檬醛型樟樹作為一種具有香精香料潛在開發(fā)價(jià)值的資源植物，未來市場(chǎng)前景廣闊。目前對(duì)樟樹精油中的檸檬醛研究較少，對(duì)其新鮮葉精油主成分種類及其含量的月變化規(guī)律報(bào)道較少，為進(jìn)一步了解檸檬醛型樟樹精油的成分，采用水蒸氣蒸餾法提取葉精油，并采用毛細(xì)管氣相色譜法（GC）和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）鑒定精油的化學(xué)成分，得出葉精油主成分種類及其含量的月變化規(guī)律，以期為廣西檸檬醛型樟樹資源的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

樣株位于廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院種質(zhì)資源庫（108°57′E，23°55′N），海拔85～255 m，年均氣溫21.8℃，最高氣溫40.5℃，最低氣溫-1.6℃，平均相對(duì)濕度80.3%，年均降水量1 345 mm，降雨集中于5—9月，為磚紅壤性紅壤，pH值5～6。2018年1月至2019年11月，分別于1、3、5、7、9和11月的上旬，在同一株檸檬醛型樟樹的東、南、西、北、中分別采集新鮮葉，重量不少于500 g，用塑料袋密封，并置于4℃冰箱低溫保存，待測(cè)。

1.2 試驗(yàn)儀器與試劑

儀器為氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津公司，QP2010）；揮發(fā)油測(cè)定器（四川寰宇玻璃儀器廠）；電子萬用電爐（天津泰斯特儀器有限公司，1 000 W）；電子分析天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司，AL204-IC）。試劑為蒸餾水；無水硫酸鈉（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；檸檬醛對(duì)照品（批號(hào)G156701，純度97.8%，德國(guó)Dr.Eh?renstorfer公司）。

1.3 精油的提取方法

將采集到的新鮮葉按《中國(guó)藥典》[17]揮發(fā)油測(cè)定法（甲法）進(jìn)行水蒸氣蒸餾，連續(xù)蒸餾5 h，無水硫酸鈉去除殘余水分后，稱取質(zhì)量，計(jì)算得率。

1.4 GC-MS條件與分析

色譜條件：SH-Rxi-5Sil MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純氦氣；流量為1.0 mL/min；升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0℃，保持2 min，以10℃/min升至260℃，保持5 min；進(jìn)樣口溫度為250℃；汽化溫度為250℃；分流比為250∶1；進(jìn)樣量為0.4 μL。

質(zhì)譜條件：EI電離源；電離電壓為70 eV；離子源溫度為250℃；掃描方式為全掃描；質(zhì)量掃描范圍為35～500 m/z。

采用GC進(jìn)行定量分析，利用GC-MS法，通過NIST數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合裂片圖、相對(duì)豐度和匹配度等，對(duì)色譜圖的主峰加以確認(rèn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 檸檬醛型樟樹葉得油率的變化規(guī)律

檸檬醛對(duì)照品與樣品的色譜圖見圖1。葉得油率1月為0.58%，3月上升到0.69%，5月再上升到0.98%，7月達(dá)到最高（1.10%），9月降為0.72%，11月持續(xù)降低到0.60%，最高葉得油率（7月）是最低（1月）的1.90倍（圖2）。葉得油率在1—5月上升較明顯，5—7月上升較為平緩；7—11月明顯下降。因?yàn)?月嫩葉剛形成，5月葉子基本成熟，其間精油加速合成，所以精油含量上升較明顯，5—7月平穩(wěn)上升，從單株精油得油率考慮，7月為最佳采收時(shí)間。7—11月，葉子部分凋落，葉片中精油含量逐漸下降。

圖1 檸檬醛對(duì)照品與檸檬醛型樟樹葉精油總離子流圖Fig.1 Total ion flow chromatogram of citral control and leaf essential oils of citral C.camphora

圖2 檸檬醛型樟樹葉得油率變化規(guī)律Fig.2 Yield variations of leaf essential oils from citral C.camphora

2.2 檸檬醛型樟樹葉精油主成分種類和含量變化規(guī)律

對(duì)色譜圖的主峰加以確認(rèn)后，得出檸檬醛型樟樹葉精油相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞1%的主成分（表1）。固定主成分橙花醛的含量在3月較1月略有下降，5月達(dá)到最大，7月明顯下降，7—11月上升；香葉醛的含量1—7月呈上升趨勢(shì)，7—11月下降；石竹烯氧化物的含量變化不大（圖3）。葉精油中，單萜類含量非常少，α-蒎烯、β-蒎烯和莰烯等平均含量不超過1%。

2.3 檸檬醛型樟樹葉最佳采收時(shí)間

為充分利用檸檬醛型樟樹葉精油，指導(dǎo)其采摘，應(yīng)綜合考慮其葉得油率與檸檬醛含量的乘積，即總檸檬醛量，來選擇其最佳的采收時(shí)間[18]。檸檬醛型樟樹葉最佳的采收時(shí)間為7月，其次為5月（表2）。

圖3 橙花醛、香葉醛和石竹烯氧化物平均含量變化規(guī)律Fig.3 Variations of average contents of neroli,geranial and caryophyllene oxide

表1 檸檬醛型樟樹葉精油主成分種類和含量變化Tab.1 Main components and content changes of leaf essential oils of citral C.camphora

表2 檸檬醛型樟樹葉總檸檬醛量Tab.2 Total content of citral in citral C.camphora leaves (%)

3 結(jié)論與討論

葉得油率是衡量樟樹精油產(chǎn)量的重要指標(biāo)。檸檬醛型樟樹葉平均得油率為0.5%～1.1%。葉得油率最高在7月，說明檸檬醛型樟樹葉精油含量的積累在7月達(dá)到峰值，這可能與氣溫和降水量等氣候因素有關(guān)，氣候是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，氣候不同植物體內(nèi)的酶活性不同，導(dǎo)致精油含量出現(xiàn)差異。

檸檬醛含量是評(píng)價(jià)檸檬醛型樟樹葉精油質(zhì)量的重要指標(biāo)，檸檬醛型樟樹葉精油中香葉醛含量大于橙花醛。檸檬醛含量在5—11月相差不大，最大值出現(xiàn)在9月，其次為11月，再次為7月。這可能是由于樟樹葉精油中各種成分的合成和積累是樟樹體內(nèi)氧化、聚合和酯化等生化反應(yīng)的結(jié)果，5—11月的氣溫在1年中較高，溫度的升高，加速了樟樹體內(nèi)的生化反應(yīng)及精油主成分的合成。

葉精油的產(chǎn)量主要由葉得油率、主要利用的主成分含量及單位面積的生物量決定[18]，是樟樹優(yōu)良單株選擇最重要的指標(biāo)之一。通過分析檸檬醛型樟樹葉得油率和檸檬醛含量的季節(jié)變化規(guī)律，并對(duì)總檸檬醛量進(jìn)行分析，得出檸檬醛型樟樹葉的最佳采收時(shí)間為7月，其次為5月，這與胡文杰[18]和張國(guó)防[19]等對(duì)芳樟、油樟、腦樟、異樟和樟腦型樟樹的最佳采收時(shí)間在7月、9月和5月的研究結(jié)果基本一致，不同化學(xué)型樟樹的最佳采收時(shí)間主要集中在5—9月。