不同月份對互葉白千層精油得油率及主要化學成分含量的影響

張曉寧，張 燁，肖玉菲，陳博雯，覃子海，梁忠云，劉海龍

（廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院 廣西特色經濟林培育與利用重點實驗室，廣西南寧 530002）

互葉白千層（Melaleuca alternifolia）為桃金娘科（Myrtaceae）白千層屬常綠灌木至小喬木，原產于澳大利亞，又稱澳洲茶樹，利用其枝葉蒸餾獲得的精油也稱澳洲茶樹油，含100多種揮發(fā)性成分，具有廣譜殺菌、抑菌及保健作用[1-4]，廣泛應用于抗癌、殺菌、食品防腐和生物材料等多個方面[5-8]，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最有效的天然抗菌劑之一，有望緩解全球抗菌藥物危機[9]。

在澳洲茶樹油眾多成分中，4-松油醇具有廣譜殺菌抑菌作用，且有紫丁香的柔和香氣，是目前國際上對茶樹油的主要利用成分，1,8-桉葉素是茶樹油刺激性氣味的主要來源，影響油的香氣，茶樹油的質量主要取決于這兩者的含量[10-11]，生產上要求4-松油醇含量越高越好，1,8-桉葉素含量越低越好。兩者含量受材料基因型、種植位置、栽培季節(jié)、栽培條件、樣品年齡、取材部位、收獲季節(jié)及生產工藝等影響[12]。Homer等[13]根據(jù)主要揮發(fā)性精油組分將澳大利亞新南威爾士州615株互葉白千層分為松油烯-4-醇、1,8-桉葉素和γ-松油烯等6種生化型；梁忠云等[14]將從澳大利亞引進的243株白千層分為4-松油醇型、1,8-桉葉素型和4-松油醇-1,8-桉葉素混合型等。不同生化型的茶樹油，其特征組分含量差異較大，如4-松油醇型互葉白千層精油中的4-松油醇含量一般＞30%，1,8-桉葉素含量＜5%[12]；1,8-桉葉素型白千層精油中，1,8-桉葉素含量高達70%以上。4-松油醇型互葉白千層油因其較高的4-松油醇含量和較低的1,8-桉葉素含量，成為目前國際市場需求量最大、價值最高的類型。不同的地理位置影響精油產油率。有研究指出在澳大利亞東海岸南緯8°～25°范圍內，產油率 ＜ 0.5%，南緯25°～33°產油率約為1.5%～3%，這種地理位置對產油率的影響與化學型無關[15]。莫昭展[16]的研究認為精油組分中的松油烯-4-醇與1,8-桉葉素含量隨土壤含水量的增加而降低；柴玲等[17]認為互葉白千層葉片精油較花和果實精油中松油烯-4-醇含量高，而1,8-桉葉素含量低。

一般認為不同收獲時間對白千層油的質量和得油率有較大影響。朱德明等[18]對廣東湛江種植6年的白千層，連續(xù)12個月每隔2個月取樣1次分析精油的化學組分，認為湛江地區(qū)種植的互葉白千層最佳的收獲時間為當年8月至次年2月，4—6月不適宜收獲。梁忠云等[19]通過測定12個月白千層油的成分和得油率，指出12月到次年2月4-松油醇含量和含油率最高，為收獲的最佳時間。此外，不同種源不同家系，甚至同一種源同一家系的實生苗單株在出油率及油質量方面也存在很大差異[20-21]。因此，開展互葉白千層優(yōu)良種質資源無性繁殖是保證出油率和油質量的關鍵[22]。項目組成員多年來致力于互葉白千層優(yōu)良品系的選育及無性繁殖技術的進一步熟化，并取得了一定的成果[23-26]。本試驗連續(xù)15個月取種植于廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院苗圃的2年生互葉白千層無性系植株中上部的枝條，采用水蒸氣蒸餾法提取精油，采用氣相色譜-質譜聯(lián)用技術（GC-MS）分析精油得油率及化學組分含量在不同月份的變化規(guī)律，為分析鑒定該無性系植株得油率及油的品質、選擇合適的收獲時間提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以2016年初種植的4-松油醇型互葉白千層34號為材料，分別于2017年1月和2018年1月砍伐后（離地20 cm處砍伐地上部分），于2018年4月到2019年6月，連續(xù)15個月，每個月28號上午9點剪取5株植株中上部非新萌發(fā)的帶葉枝條0.4 kg，用塑料袋包好，帶回實驗室。

1.2 方法

采用水蒸氣蒸餾法提取精油，按樣品鮮重計算產油率（濕基產油率），應用氣相色譜-質譜聯(lián)用技術（島津QP5050A氣質聯(lián)用儀）和氣相色譜儀（Agilent 7890A）分析測定所提取精油的化學成分及含量。精油的提取及成分的測定由廣西林科院林化所完成，方法參照陳海燕等[27]和梁忠云等[14]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2016進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 互葉白千層油化學成分及其含量

精油主要含4-松油醇、γ-松油烯和α-松油烯等成分，3種成分含量占69.07%；4-松油醇平均含量為38.39%，1，8-桉葉素平均含量為1.05%，具有高4-松油醇和低1，8-桉葉素的特點；砍伐第4個月（2018年4月）4-松油醇含量和對傘花烴含量稍低（表1）?？梢?，該無性系為4-松油醇型優(yōu)良品系，所得精油品質佳，且2次收獲時間間隔至少應多于5個月。

2.2 得油率的變化

得油率在不同月份間變化較大（1.46%～2.27%），平均得油率為1.87%；2018年4—12月總體呈上升趨勢（7月小幅下降），12月—次年3月呈下降趨勢，3—6月回升?？傮w來說，得油率隨距離砍伐時間間隔的延長逐漸上升，2019年4—6月得油率均高于2018年4—6月。2018年9月—2019年2月得油率較高，2018年4、7月和2019年3、4月得油率相對較低（圖1）。

表1 不同月份互葉白千層主要化學成分含量Tab.1 Contents of main chemical compositions of M.alternifolia in different months (%)

2.3 4-松油醇含量的變化

4-松油醇含量在不同月份變化較大，平均含量為38.39%；2018年4月— 次年2月上升；2019年2—3月下降；3—6月逐漸回升?？傮w來講，4-松油醇含量隨距離砍伐時間間隔的延長而增加；12月—次年2月含量最高，2018年4月和2019年3、4月含量分別為對應年度內所測最低水平（圖1）。

2.4 1，8-桉葉素含量的變化

1,8-桉葉素平均含量為1.05%；2018年5月—2019年1月呈下降趨勢，2019年1—6月呈上升趨勢（圖1）?？傮w而言，1，8-桉葉素含量隨距離砍伐時間間隔的延長而下降，12月—次年5月含量較低，在砍伐當年的5—8月含量較高（圖1）。

2.5 γ-松油烯含量的變化

γ-松油烯平均含量為20%；2018年4月—2019年2月總體上升（2019年1月小幅下降），2019年2—4月下降，4—6月上升?？傮w而言，γ-松油烯含量隨距離砍伐時間間隔的延長而上升；12月—次年2月含量較高（圖1）。

2.6 α-松油烯含量的變化

α-松油烯平均含量為10.68%，其變化趨勢與γ-松油烯大致相同，2018年5—12月逐漸升高，12月—次年3月下降，3—6月逐漸回升。其中2018年11—12月含量最高，2018年4—7月和2019年3—5月含量較低（圖1）。

圖1 互葉白千層不同月份α-松油烯，γ-松油烯，4-松油醇，1,8桉葉素含量及得油率的變化Fig.1 Changes of α-terpinene,γ-terpinene,terpinen-4-ol,1,8-cineole and oil yield of M.alternifolia in different months

3 結論與討論

茶樹油是利用互葉或輪葉白千層的枝葉經過蒸餾得到的，含近100種化學成分，國際標準化組織規(guī)定含量范圍的有15種。目前國際標準化組織頒布的ISO 4730對4-松油醇型白千層芳香油含量要求越來越嚴格，ISO 4730:2017將4-松油醇型互葉白千層芳香油含量由原來的30%～48%提高到35%～48%[28]。很多標準將1,8-桉葉素含量上限規(guī)定為5%[29-31]。本試驗中的4-松油醇和1，8-桉葉素平均含量分別為38.39%和1.05%，具有高4-松油醇含量和低1,8-桉葉素含量的特點。且通過對精油主要成分的含量進行15個月的分析發(fā)現(xiàn)，各月各組分含量均符合國際標準ISO 4730:2017（除2018年4月）。由此可見，該無性系為4-松油醇優(yōu)良品系，具有較高的推廣應用價值。

一般認為收獲時間影響互葉白千層精油主要質量指標，如得油率、4-松油醇和1，8-桉葉素含量。而距離砍伐時間間隔對它們的影響鮮有報道。本研究結果顯示隨距離上次砍伐時間間隔的延長，得油率和4-松油醇含量總體呈升高趨勢，1，8-桉葉素含量總體呈下降趨勢?？撤ズ蟮?個月（2018年4月）4-松油醇和對傘花烴含量沒有達到國際標準，推測除與該時間本身精油組分含量低外，極有可能還與距離上次砍伐的時間間隔太短有關。因此，建議生產上收獲間隔時間至少在5個月以上。

4-松油醇在當年12月至次年2月含量較高，2019年3、4月含量相對較低，這與朱德明等[18]和梁忠云等[19]的研究結果基本相似。1，8-桉葉素含量隨距離砍伐時間間隔的延長總體呈下降趨勢，在砍伐當年的5—8月較高，12月—次年5月較低，與梁忠云等[19]的研究結果略有不同。本試驗材料為種植2～3年且已砍伐過3次的互葉白千層，還未開花，并不受開花影響，推測1，8-桉葉素總體呈下降趨勢和4-松油醇含量呈上升趨勢的可能原因是隨距離砍伐時間間隔延長其精油品質逐漸趨于完善和穩(wěn)定。

得油率在2018年7月和2019年3、4月含量較低，2018年9月—次年2月含量較高。γ-松油烯和α-松油烯的含量變化趨勢與得油率相似。3—4月互葉白千層發(fā)新芽、抽新枝，此季節(jié)采樣嫩葉較多，有研究認為互葉白千層嫩葉提取的精油組分含量較老葉中的低，4-松油醇和γ-松油烯等的含量也較老葉低[32]。這可能是3—4月得油率、4-松油醇、γ-松油烯和α-松油烯含量較低的主要原因之一。此外，3、4和7月降雨相對較多，植株含水量相對較大，這也可能導致其濕重，產油率相對較低。吳麗君等[33]認為11月得油率最高，8月得油率最低，建議最佳采收時間為11月中上旬。這些研究結果大致都認為在秋冬季節(jié)，得油率高，精油品質佳，是采收的最佳時期，與本研究結果一致。

廣西林科院種植的互葉白千層無性系為4-松油醇型優(yōu)良品系，所得精油品質較佳。建議生產上采收距離上次砍伐的時間間隔至少為5個月以上；在當年9月到次年2月收獲枝葉，得油率較高，其中在1—2月收獲，4-松油醇含量高，1,8-桉葉素含量低，所得精油的品質最佳；應盡量避免在春季3—4月采收。