香樟精油研究進展

劉 楊，邱慧敏，廉嘉欣，袁睿楠，李 瑩，包心怡，楊 晉，趙 立

（淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江蘇淮安 223001）

0 引言

香樟（Cinnamomum camphoraL.Presl），屬于樟科、樟屬、常綠性喬木，又名芳樟、樟木、番樟、烏樟等，在我國的北緯10°~34°，東經(jīng)88°~122°大量分布，尤其在長江以南，如臺灣、海南、江西、重慶、四川、云南、廣東、廣西、湖南、湖北等地[1]。香樟是我國傳統(tǒng)中藥材，其根、葉、果實均可入藥，并且具有抗血栓、預(yù)防動脈硬化、抗癌、抗氧化衰老等作用，在傳統(tǒng)中醫(yī)醫(yī)療中，常用來治療風(fēng)濕痛、疥癬、皮膚瘙癢、毒蟲咬傷等。在云南少數(shù)民族地區(qū)，香樟也被用于治療胃痛[2]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，香樟具有抗菌、抗氧化、止痛、殺蟲、抗癌等多種藥理活性。以其木材及根、枝、葉提取的樟腦和樟油，可作為原料在食品、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生及香料工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。此外，香樟還具有凈化大氣污染的作用，同時可作為城市行道樹美化環(huán)境，具有較高的觀賞和生態(tài)價值。

1 香樟精油成分

香樟精油主要含有醚、酯、醇和醛類等成分，是多種揮發(fā)物的總和，呈液體狀，帶有香氣。香樟精油可以從香樟的葉、枝、果實中提取出來，呈淡黃色[3]。已知的香樟精油化學(xué)成分共有300多種，其中有132種烯類、70種醇類、43種醛酮類、22種烷烴類、33種酸和酯類、17種芳香類、12種其他類及1種倍半萜類[4]。不同的香樟產(chǎn)地、提取部位和提取方法等影響其精油的組成。

劉亞等人[5]從香樟樹葉中提取精油，分離出149個組分，鑒定出98種結(jié)構(gòu)，其中香樟精油中相對含量超過1%的成分為β-芳樟醇、桉油醇、α-松油醇、石竹烯、蛇床-6-烯-4-醇、β-水芹烯、γ-欖香烯、α-石竹烯、匙葉桉油烯醇、β-芹子烯、牛兒烯、β-松油醇，其中芳樟醇在香樟精油中含量最大，且具有抗細菌、抗真菌和抗病毒等作用。蔡麗琴等人[6]在對幾種精油的成分分析中發(fā)現(xiàn)，香樟精油為單萜衍生物類，主要成分為2-茨醇(即龍腦)、α-松油醇、1,8-桉葉素，且香樟精油對大腸桿菌極為敏感，對金黃色葡萄球菌為高度敏感，對黑曲霉和青霉菌不敏感。

王進等人[7]對廣西、江西、安徽3個不同產(chǎn)地的香樟葉精油進行吹掃捕集-熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析，發(fā)現(xiàn)3種精油的共有成分為萜烯類化合物，相對含量不小于1%的共有成分為芳樟醇、β-石竹烯和月桂烯。細毛樟精油中共分析出12種化合物：3-已烯醇-1，羅勒烯，L-芳樟醇，香葉醇，α-胡椒烯，β-丁香烯，t-β-金合歡烯，α-葎草烯，δ-杜松烯，(Z)-α-金合歡烯，二苯胺，金合歡醇，其中芳樟醇的含量高達97.51%[8]。

香樟精油具有較強的抗菌、抑菌及抗氧化等作用[9]。精油中倍半萜類化合物是天然產(chǎn)物化學(xué)中極為活躍的研究領(lǐng)域之一，是芳香油高沸點部分的主要成分，對芳香油的香味起著重要作用，具有抗菌、抗腫瘤、免疫抑制、昆蟲拒食劑等活性。楊英鐸等人[10]研究發(fā)現(xiàn)香樟精油可以通過影響金黃色葡萄球菌的細胞膜的通透性，從而破壞金黃色葡萄球菌細胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)，達到抑制金黃色葡萄球菌生長的目的，該結(jié)論被秦海燕等人[11]驗證，當(dāng)香樟精油質(zhì)量分數(shù)大于12.5%時，可以完全抑制金黃色葡萄球菌的生長。

2 香樟精油提取方法研究現(xiàn)狀

目前，可用于提取香樟精油的方法主要有水蒸餾法、超臨界CO2萃取法、索氏提取法、有機溶劑萃取法等。

2.1 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法是將原料與水共蒸餾，精油因其揮發(fā)性強而隨水蒸氣一起餾出，之后再經(jīng)冷凝收集的一種提取方法，這種提取分離方法目前比較成熟，也是提取植物精油最簡單、應(yīng)用最廣泛的方法，具有設(shè)備簡單、成本低、易操作、綠色環(huán)保等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用。但是，該種方法提取效率低、耗時長。

在香樟精油提取方面，水蒸氣蒸餾法也得到了最廣泛的應(yīng)用。鄭紅富等人[12]在芳樟精油提取工藝優(yōu)化中使用此方法得到的最高提取率為1.42%。史娟[13]從香樟葉中提取精油的研究中得出，在料液比10∶1，提取時間80 min，提取溫度75℃的條件下，香樟精油可達到4.78%。楊素華等人[14]通過水蒸氣蒸餾法連續(xù)提取5 h，從香樟的枝葉中提取出了較多的香樟精油，提取率達到2.67%。在對廣西芳樟樹枝葉的64份樣品的精油提取試驗中，得到的精油平均得率為1.22%~2.22%[15]。

隨著提取技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多水蒸餾與其他方法復(fù)合提取植物精油的方法。叢贏[16]在對油樟精油提取的研究中，使用了酶輔助-水蒸餾法，在pH值為5，酶解時間為67 min，酶解溫度為48.5℃的條件下，油樟精油提取率達到4.37%。徐興堂等人[17]在興安落葉松針葉精油提取工藝優(yōu)化中，在pH值為5，酶解時間為90 min，酶解溫度為50℃時得到了最佳的精油得率為1.7%。易潤青等人[18]發(fā)現(xiàn)微波輔助水蒸餾法在馬來沉香精油的提取中能夠提高精油得率至2.38%，并且有效成分大致相同。在離子液體輔助水蒸氣蒸餾法提取檸檬精油的研究中，得到的最佳工藝條件為離子液體[EMIm]BF4質(zhì)量分數(shù)1.5%，蒸餾時間4 h，料液比1∶6，檸檬皮顆粒大小0.5 mm。在此優(yōu)化的條件下，檸檬精油的提取率為0.93%[19]。

綜合大量文獻，水蒸氣蒸餾法提取精油的得率區(qū)間大致為1.5%~5.0%，但是時間均在1 h以上，甚至達到6~7 h[20-24]。

2.2 超臨界CO2萃取法

超臨界流體萃取法是近30年來發(fā)展迅速的一種提取分離技術(shù)，該方法萃取能力強，具有產(chǎn)率高、生產(chǎn)周期短、工藝簡單、容易操作、無溶劑殘留等優(yōu)點，但是成本和能耗較高。在檀香精油提取工藝研究中，最佳工藝條件為萃取時間150 min，萃取壓力30 MPa，萃取溫度45℃，檀香精油的平均得率為8.02%。

陳鐵壁等人[25]在對香樟葉精油提取工藝的優(yōu)化試驗中，在最佳工藝為CO2流量20 L/h，萃取壓力18 MPa，萃取溫度46℃，萃取時間1.6 h時，使用超臨界CO2萃取法得到的香樟葉精油萃取率可達到98.37%，高出索氏提取法42.97%，高出水蒸氣蒸餾法26.69%。

秦國正等人[26]用同樣的方法，在萃取溫度為45℃，萃取壓力為15 MPa，萃取時間為90 min的最優(yōu)條件下，得到最高的香樟精油萃取率為10.2%。經(jīng)過大量研究驗證[27-28]，超臨界CO2萃取精油重復(fù)性良好、產(chǎn)率穩(wěn)定，適用于精油的工業(yè)化大規(guī)模提取。

2.3索氏提取法

索氏提取法廣泛適用于實驗室內(nèi)提取精油，因為此法具有以下優(yōu)點：①選擇性好，萃取劑可用CS2、苯、甲醇、乙醇等；②能耗低，由于索氏提取是直接對萃取劑進行加熱，且選用的萃取劑一般沸點都較低，從根本上保證了能量的快速傳導(dǎo)和充分利用，而且萃取劑是在索氏萃取器中循環(huán)利用的，這樣既減少了溶劑用量，又縮短了操作時間，大大降低了能耗；③設(shè)備簡單、操作簡便。

李艷芳等人[29]采用索氏提取法，以無水乙醇為溶劑對紅棗干粉進行提取，并通過料液比、提取時間、提取溫度的改變研究其對精油得率的影響，得出最佳的提取條件為料液比1∶4.5，提取溫度94.8℃，提取時間5 h，精油提取率達到了77.8%。在對杭白菊精油的提取工藝優(yōu)化試驗中，呂都等人[30]采用兩步法提取杭白菊精油的最佳條件為樣品粒度80目，超聲時間30 min，料液比1∶11（g∶mL），蒸餾時間9 h，在該條件下杭白菊精油的提取率為4.8 mL/kg。

在香樟精油的提取研究方面，曾孟祥等人[31]研究了溶劑種類、提取溫度、提取時間、料液比對香樟葉中精油提取效果的影響，并通過正交試驗確定了最佳提取工藝，使用無水乙醇為提取溶劑，提取條件為料液比8∶1，提取溫度70℃，提取時間90 min，香樟葉的出油率達到了3.661%。

綜合大量文獻，索氏提取法提取精油的效率顯著，但是普遍提取時間較長，均在5 h及以上，不適用于進行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)[32-33]。

2.4 其他方法

張峰[34]利用酶解-超聲輔助法提取樟樹精油，最佳工藝為酶添加量1.9%，乙醇體積分數(shù)54%，料液比1∶34（g∶mL），酶解溫度50℃，酶解時間1.5 h，超聲時間30 min，超聲頻率45 kHz，超聲功率360 W，超聲溫度70℃。

曾孟祥等人[35]使用有機溶劑浸取及微波輔助法提取香樟精油試驗中，以無水乙醇為提取溶劑，提取條件為微波功率700 W，微波時間10 min，料液比8∶1，得到的香樟葉出油率達到了4.26%。

3 香樟精油應(yīng)用研究現(xiàn)狀

3.1 醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用

香樟精油具有抗腫瘤作用。葉奎川等人[36]在對人肝癌BEL-7402細胞形成細胞集落的研究中發(fā)現(xiàn)，香樟葉精油及其主要成分對人肝癌BEL-7402細胞的抑制率最低為55.13%，最高可達94.56%。張婷[37]在篩選抗腫瘤小分子化合物的研究中發(fā)現(xiàn)，香樟精油的主要成分芳樟醇能夠在不影響正常骨髓造血細胞及外周血細胞增殖的同時，明顯抑制了多種人淋巴細胞白血病細胞增殖。雖然臨床尚未有相關(guān)的產(chǎn)品，但這些研究均表明香樟精油在抗腫瘤方面具有廣闊前景。

香樟精油具有殺蟲作用。研究發(fā)現(xiàn)，香樟精油中含有的2,4-二叔丁基苯酚和油酸乙酯2種活性化合物對朱砂葉螨成螨、幼螨和卵都具有顯著的觸殺效果[38]。當(dāng)在擬除蟲菊酯類農(nóng)藥中加入香樟精油時，除蟲效果有顯著的增強[39]。

香樟精油具有鎮(zhèn)靜安神作用。陳冬晶等人[40]的研究發(fā)現(xiàn)香樟和薰衣草的復(fù)合精油對失眠有較好的治療效果，嗅吸了復(fù)合精油的人群睡眠質(zhì)量得到了改善。

3.2 畜牧業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

香樟精油具有抑菌消炎作用。在畜牧業(yè)中，引起奶牛子宮內(nèi)膜炎的主要原因是病原微生物的感染，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等。付敬敬[41]研究發(fā)現(xiàn)，香樟精油對于抑制奶牛子宮內(nèi)膜炎大腸桿菌生物膜有積極作用。林杰[42]研究發(fā)現(xiàn)，由于香樟精油分子量小、滲透性強，可被機體迅速吸收，其對奶牛乳房炎多種致病菌有良好的抑菌、殺菌效果。有研究表明，香樟精油對于絲瓜菌絲的生長有明顯的抑制作用[43]。在對番茄體內(nèi)外抗鏈格孢菌活性研究表明，香樟精油對于番茄早疫病的防治有顯著作用[44]。

3.3 香精香料領(lǐng)域的應(yīng)用

從香樟精油中分離出的主要成分芳樟醇及其衍生物廣泛應(yīng)用于香精香料領(lǐng)域，是重要的工業(yè)原料。在染燙用品中，芳樟醇的添加能夠很好地遮蓋住此類化學(xué)產(chǎn)品的臭味，這主要是因為純的香樟精油的香氣強度很高，甚至超過了二氫月桂烯醇[45]。

4 結(jié)語

在我國香樟精油的應(yīng)用歷史悠久，從過去的簡單利用到如今的精細加工，通過研究技術(shù)的不斷進步，香樟精油的利用越來越廣。香樟精油含有豐富的化學(xué)成分，并且具有抗菌、抗氧化等生物活性，在醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣泛的開發(fā)應(yīng)用前景。

香樟精油的開發(fā)利用也存在一些問題，如許多城市的行道樹是香樟樹，但是香樟的果實及枝葉等沒有得到充足的利用，并且對城市環(huán)境造成了一定影響。因此，未來要加大對城市香樟樹的利用，確保香樟資源的合理開發(fā)。