樟树油樟、脑樟和异樟化学型的叶精油成分及含量分析

胡文杰，高捍东，江香梅，杨海宽

樟树油樟、脑樟和异樟化学型的叶精油成分及含量分析

胡文杰1，高捍东1，江香梅2，杨海宽2

（1．南京林业大学 森林资源与环境学院，江苏 南京210037 ；2．江西省林业科学院 国家林业局樟树工程技术研究中心，江西 南昌 330032）

于3月和5月分两次重复采集樟树油樟、脑樟和异樟3个化学型、每个化学型采集10棵样株的叶样;用水蒸气蒸馏法提取每棵样株的叶精油，从每棵样株精油中吸取等量精油，组成该化学型的混合样; 用气相色谱-质谱联用技术，对每个化学型的叶精油成分进行分离鉴定;采用峰面积归一法确定各成分的相对含量。结果表明：（1）不同采样时间（3月样为老叶，5月样为新叶），同一化学型精油成分种类及其含量基本一致。（2）不同化学型之间，精油成分种类差异显著。油樟精油成分有51种，已鉴定出39种；脑樟精油成分有54种，已鉴定出47种；异樟精油成分有54种，已鉴定出40种。在已鉴定的成分中，3个化学型鉴定出的不同成分共有73种。其中3个化学型共有的成分有16种；油樟与脑樟共有的成分有9种；异樟与脑樟共有的成分有7种；油樟和异樟共有的成分有5种。油樟特有成分有9种；脑樟特有成分有12种；异樟特有成分有12种。（3）精油中主成分及其含量差异显著。油樟叶精油中含量大于1%的成分有8种；含量大于10%的成分有2种，即桉叶油醇和β-水芹烯；主成分桉叶油醇，两次试样的含量分别为53.38%和50.80%。脑樟精油中含量大于1%的成分有9种，含量大于10%的成分有1种，即樟脑，其含量两次试样分别为65.21%和73.40%，为绝对主导成分。异樟叶精油中含量大于1%的成分有9种；含量大于10%的成分有4种，其含量两次试样分别为：异-橙花叔醇为26.02%和29.21%，桉叶油醇为17.66%和18.05%，三甲基-2-丁烯酸环丁酯为13.90%和16.01%，异丁香酚甲醚为13.66%和12.07%，即异樟叶精油中没有占绝对主导的成分。

樟树；化学型；叶精油；成分；含量；气相色谱-质谱法

樟树Cinnamum camphora (L.)Presl.为樟科樟属树种，国家二级保护植物，为我国所特有，是一种重要的化学利用植物资源，其根、茎、枝、叶中富含精油，主要化学成分为樟脑、芳樟醇、桉叶油醇（素）、松油醇、龙脑、丁香酚、香叶醇、蒎烯、莰烯、黄樟油等，广泛应用于医药、化工、食品、香料和烟草等工业[1]，是重要的化工原料。根据其枝叶精油中所含主成分的不同，可把樟树划分成脑樟（主含樟脑，下同）、芳樟（芳樟醇）、油樟（桉叶油）、异樟（异橙花叔醇）和龙脑樟（右旋龙脑）5种化学类型[2]。目前有关樟树精油的化学成分研究国内外已有报道[3-8]，但现有研究均未分别化学类型进行比较分析和鉴定。而樟树化学类型之间化学成分种类和含量均存在着极显著差异，很难用随机取样测定的数据来代表樟树的化学成分组成及其含量。本试验旨在采用气相色谱-质谱联用技术，分析鉴定油樟、脑樟和异樟3个化学型用水蒸气蒸馏法提取的叶精油的成分组成及其含量，为定向选育和分类利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采用闻香法将江西省林业科学院内及其周边的成年樟树，根据其叶精油中主成分的不同进行初步化学类型分类[2]，做好分类记录并建立档案。从分出的油樟、脑樟和异樟3个化学类型中，每个类型随机取10棵作为本试验叶样采集样株。

1.2 试验方法

1.2.1 叶样采集及精油提取方法

每样株于2012年3月中旬（老叶）和5月中旬（新叶）分两次采集叶样；每次采样时，每棵样株采集的叶量约为500 g，所有样株的叶样均在同一天内采集完成。采样后，随即用自制水蒸汽蒸馏器提取叶精油。

1.2.2 精油成分分析样品制备

分别采样时间，每个化学类型从每样株提取的精油中精密吸取50 μL，10棵样株共吸取500 μL组成混合样，作为该化学类型不同采样时间的精油样品。

1.1.3 精油成分检测方法

利用国家林业局樟树工程技术研究中心的美国产Perkin Elmer气相色谱-质谱联用仪，检测各精油样品中的化学成分及其含量。

1.1.4 不同化学类型精油分析气相色谱-质谱条件

1.1.4.1 油樟、脑樟气相色谱-质谱条件

Perkin Elmer Clarus680 型气相色谱仪，色谱柱为Elite-5MS，石英毛细管柱为 (30 m×0.25 mm×0.25 μm)。色谱程序升温条件：进样口温度280℃，柱温50℃保持2 min，以3℃/min升至180℃，保持2 min，再以8 ℃/min升至240℃保持5 min，共运行60 min。载气为He，流速1.0 mL/min，进样量0.5 μL，分流比10∶1。

Perkin Elmer Clarus 600C 型质谱仪，质谱条件：EI-MS，EI离子源温度180℃，接口温度：260 ℃，扫描范围（m/z）50～620。

1.1.4.2 异樟气相色谱-质谱条件（差异条件）

色谱条件：进样口温度280℃，柱温50℃保持2 min，以3 ℃/min升至140℃，保持2 min，再以15℃/min升至280℃保持10 min，共运行53 min。

质谱条件：其它条件同油樟、脑樟，仅扫描范围（m/z）为50～600。

1.1.5 数据处理及质谱检索

将所有样品用气相色谱-质谱分离出的组分，采用Nist谱库、文献检索和人工解析等联合方法，鉴定、确认各成分，采用峰面积归一法计算出各成分的相对百分含量。

2 结果与分析

2.1 油樟叶精油成分分析

根据油樟色谱-质谱条件，对提取的油樟叶精油进行成分分析，结果共分离出51个峰，其总离子流图见图1和图2。各色谱峰相应的质谱图经Nist谱库检索及人工解析，并通过查对文献[9]，鉴定出了精油中的39种成分，3月和5月两次采集的试样，其成分种类一致。采用峰面积归一法计算出各成分的相对百分含量。结果（表1）表明：两次试样鉴定出的39种成分的含量分别占精油总含量的93.53%和91.21%，即两次试样精油成分的可比总含量基本一致。其次，两次试样中，相对含量达到1%以上的成分有8种，分别为：桉叶油醇、β-水芹烯、α-松油醇、β-蒎烯、萜品醇-4、α-蒎烯、β-侧柏烯和樟脑，这8种成分分别占精油总含量的86.92%和85.46%；含量大于10%的成分有2种，即桉叶油醇和β-水芹烯，两者两次试样的含量分别为70.82%和67.74%。主成分桉叶油醇的含量则分别为53.38%和50.80%。

图1 3月份油樟叶精油总离子流图Fig.1 Total oil current of leave essential oil from cineol type in C. camphora in March

图2 5月份油樟叶精油总离子流图Fig.2 Total oil current of leave essential oil from cineol type in C. camphora in May

表1 樟树3个不同化学型叶精油成分及其含量测定结果Table 1 Results of constituents and their contents in leaf essential oil from three chemical types in C. camphora

续表1Continuation of Table 1

表1中所鉴定的油樟叶精油39种成分可分成5大类化合物，各类化合物的成分种类及其含量两次试样分别为：醇类化合物13种，其含量分别为65.29%和63.73%；烃类化合物21种，其含量分别为26.77%和25.89%；酯类化合物2种，其含量分别为0.32%和0.16%；酮类化合物2种，其含量分别为1.14%和1.41%；醛类化合物1种，其含量分别为0.01%和0.02%。上述结果还表明，不同采样时间（3月和5月），各类化合物含量均很接近。

2.2 脑樟叶精油成分分析

根据脑樟叶精油色谱-质谱条件，对脑樟叶精油成分进行分析，结果共分离出54个峰，其总离子流图见图3和图4。各色谱峰相应的质谱图经检索、解析和文献查对，鉴定出了精油中的47种成分。两次试样47种成分的含量分别占精油总含量的97.16%和98.10%。两次试样的检测结果基本一致。

脑樟叶精油47种成分中，含量大于1%的成分有9种，即樟脑、柠檬烯、黄樟油素、α-蒎烯、月桂烯、莰烯、芳樟醇、α-松油醇及β-蒎烯。这9种成分分别占精油总含量的89.47%和90.37%；含量大于10%的成分有1种，即樟脑，两次试样含量分别为65.21%和73.40%，即樟脑为绝对主导成分（见表1）。

图3 3月份脑樟叶精油总离子流图Fig.3 Total oil current of leave essential oil from isonerolidol type in C. camphora in March

图4 5月份脑樟叶精油总离子流图Fig.4 Total oil current of leave essential oil from isonerolidol type in C. camphora in May

表1中所鉴定的脑樟叶精油47种成分可分成8大类，各类化合物的成分种类及其含量两次试样分别为：醇类化合物12种，其含量分别为5.79%和5.41%；烃类化合物26种，其含量分别为22.14%和17.19%；酚类化合物1种，其含量分别为0.01%和0.12%；酯类化合物3种，其含量分别为0.27%和0.34%；酮类化合物1种（樟脑），其含量分别为65.21%和73.40%；醚类1种，其含量为3.23%和1.50%；醛类2种，其含量为0.23%和0.05%；氧化物为1种，其含量为0.19%和0.09%。

2.3 异樟叶精油成分分析

根据异樟叶精油色谱-质谱条件，对异樟叶精油成分进行分析，结果共分离出54个峰，其总离子流图见图5和图6。各色谱峰相应的质谱图经检索、解析和文献查对，鉴定出了精油中的40种成分。40种成分两次试样的含量分别占精油总含量的93.99%和97.43%，两次试验结果基本一致。含量大于1%的成分有9种，分别为：异-橙花叔醇、桉叶油醇、三甲基-2-丁烯酸环丁酯、异丁香酚甲醚、桧稀、松油醇、甲基丁香酚、匙叶桉油烯醇和石竹氧化物，其含量两次试样分别为84.23%和87.30%。含量大于10%的成分有4种，其含量两次试样分别为71.24%和75.34%；各成分含量两次试样分别为：异-橙花叔醇为26.02%和29.21%，桉叶油醇为17.66%和18.05%，三甲基-2-丁烯酸环丁酯为13.90%和16.01%，异丁香酚甲醚为13.66%和12.07%（详见表1）。由此可知，异樟叶精油主要由4种主要成分组成，而没有占绝对主导的成分，含量最高的异-橙花叔醇占精油总含量的比例不足30%。

表1中所鉴定的异樟叶精油40种成分可分成7大类化合物，各类化合物的成分种类及其含量两次试样分别为：醇类化合物13种，其含量分别为50.61%和55.05%；烃类化合物19种，其含量分别为11.17%和10.33%；酚类化合物1种，其含量分别为1.89%和1.80%；酯类化合物3种，其含量分别为14.30%和16.29%；酮类化合物2种，其含量分别为0.95%和0.44%；醚类化合物有1种，其含量为13.66%和12.07%；氧化物类化合物1种，其含量分别为1.41%和1.45%。

图5 3月份异樟叶精油总离子流图Fig.5 Total oil current of leave essential oil from isonerdidol type in C. camphora in March

图6 5月份异樟叶精油总离子流图Fig.6 Total oil current of leave essential oil from isonerdidol type in C. camphora in May

2.4 油樟、脑樟和异樟3个化学型叶精油成分比较分析

2.4.1 三个化学型叶精油成分组成差异显著

前已述及，油樟、脑樟、异樟3个化学型精油成分组成存在显著差异。油樟叶精油成分有51种，本研究鉴定出39种；异樟叶精油成分有54种，本研究已鉴定出40种；脑樟叶精油成分有54种，本研究已鉴定出47种，是3个化学型中精油成分最多的类型。3个化学型共鉴定出73种化学成分。但由表1不难看出，每个化学型的成分组成及其含量差异较大。油樟、脑樟和异樟3个化学型共有的化学成分仅有16种，分别为：莰烯、桉叶油醇、十一烷、樟脑、芳樟醇、α-石竹烯、匙叶桉油烯醇、α-水芹烯、α-松油醇、萜品醇-4、β-榄香烯、大根香叶烯、p-伞花烃、侧柏烯、榄香烯及异-橙花叔醇。除上述3个化学型共有的16种成分外，油樟与脑樟共有的成分有9种，即β-水芹烯、α-蒎烯、β-蒎烯、γ-萜品烯、萜品油烯、反式-4-侧柏醇、橙花醇、柠檬醛及乙酸异龙脑酯；异樟与脑樟共有的成分有7种，即桧烯、甲基丁香酚、异丁香烯、柠檬烯、罗勒烯、β-香茅醇及石竹烯氧化物；油樟和异樟共有的成分有5种，分别为：三甲基-2-丁烯酸环丁酯、(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯、左旋樟脑、β-桉叶烯及杜松烯。其它均为各化学型特有成分，其中：油樟特有成分为9种；脑樟特有成分为12种；异樟特有成分为12种。

2.4.2 三个化学型叶精油主成分及其含量差异显著

研究（表2）表明，油樟、脑樟、异樟3个化学型叶精油中，含量大于1%的主成分及其含量均不一样。3个化学型之间有一种共有的主成分；油樟与脑樟之间有4个共有主成分（α-松油醇、β-蒎烯、α-蒎烯、樟脑）；油樟与异樟之间只有2个共有主成分（桉叶油醇、α-松油醇），脑樟与异樟之间没有共有主成分。3个化学型叶精油中含量最高的主成分：油樟为桉叶油醇，该成分两次试样含量分别为53.38%和50.80%；脑樟分为樟脑，两次试样含量分别为65.21%和73.40%，为绝对主导成分；异樟为异-橙花叔醇，两次试样含量分别为26.02%和29.21%，精油中没有占绝对主导的成分。

3 结论与讨论

植物次生代谢产物是植物对环境的一种适应，是在长期进化过程中植物与生物和非生物因素相互作用的结果。樟树叶精油是樟树生理代谢过程中分泌的一类次生代谢产物，这些次生代谢产物对樟树本身的生长发育和抵御外界逆环境具有重要作用，同时还具有重要的利用价值。而樟树叶精油成分的多样性则是由于形成樟树叶精油的生理生化过程复杂多样所致。有关这些次生代谢产物在植物体内形成的机理，则至今了解的极少[10]，有待进一步研究。本研究的目的旨在深入了解樟树油樟、脑樟和异樟3个化学型叶片精油成分、精油中主要成分及其含量是否存在差异，差异性程度如何？以便为樟树资源的差别化利用提供理论依据和实践指导。研究取得较大发现，分别讨论如下：

表2 樟树3个化学型主成分及其含量差异比较Table 2 Comparison of principal component and its content difference from three chemical types in C. camphora

3.1 樟树3个不同化学型间叶精油成分种类存在较大差异

本研究采用GC-MS 技术，对樟树油樟、脑樟和异樟3个化学型叶片精油成分种类进行了鉴定和比较分析，发现不同化学型间叶精油成分种类存在较大差异：油樟精油成分有51种，已鉴定出39种；脑樟精油成分有54种，已鉴定出47种；异樟精油成分有54种，已鉴定出40种。3个化学型已鉴定出的成分种类共有73种。其中：3个化学型共有的成分有16种；油樟与脑樟共有的成分有9种；异樟与脑樟共有的成分有7种；油樟和异樟共有的成分有5种。而油樟特有成分有9种；脑樟特有成分有12种；异樟特有成分有12种。可见，就化学利用而言，确定目标成分并分类经营是极其必要的。然而，现有研究中，虽已有较多有关樟树叶精油化学成分分析的研究报道[3，7-8，10-11]，但实际上所鉴定出的成分种类是樟树“种”层次上一种笼统的说法，具体到某一特定单株样品或化学型，则势必出现属于其它化学型特有的成分检测不到的现象。这就是为什么在现有研究中，不同研究者得出的检测结果不同的原因，从而给研究和利用带来了不同程度的混乱。

3.2 樟树不同化学型叶精油中主成分及其含量差异显著

本试验测定结果表明：油樟叶精油中含量大于1%的成分有8种；含量大于10%的成分有2种，即桉叶油醇和β-水芹烯；精油中主成分为桉叶油醇，3月和5月两次试样测定的含量分别为53.38%和50.80%。脑樟精油中含量大于1%的成分有9种，含量大于10%的成分有1种，即樟脑，其含量两次试样分别为65.21%和73.40%，为绝对主导成分。异樟叶精油中含量大于1%的成分有9种；含量大于10%的成分有4种，其含量两次试样分别为：异-橙花叔醇为26.02%和29.21%，桉叶油醇为17.66%和18.05%，三甲基-2-丁烯酸环丁酯为13.90%和16.01%，异丁香酚甲醚为13.66%和12.07%；精油中主成分为异-橙花叔醇，但其含量不足30%，没有占主导地位。由上述结果可知，樟树3个化学型叶精油中，其主成分及其相对含量均存在着极大差异，进一步说明樟树化学分类研究和利用的重要性。

3.3 同一化学型不同采集时间，叶精油成分种类及其含量基本一致

为了给樟树化学类型分类提供理论依据，本研究分别于3月中旬采集生理老叶、于5月中旬采集幼嫩新叶进行测定和比较分析。结果表明，虽然叶片的生理年龄不同，叶片中精油含量差别也很大，但叶精油中所含的成分种类、精油中主成分及其含量则基本一致。说明樟树不同化学类型叶精油中的主要成分或特征性成分是不受环境、生理条件等影响而稳定遗传的，可以作为化学类型分类的依据和标准。

本研究可为樟树化学分类、定向选育和樟树资源分类利用提供科学依据。

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Analysis on constituents and contents in leaf essential oil from three chemical types of Cinnamum camphora

HU Wen-jie1, GAO Han-dong1, JIANG Xiang-mei2, YANG Hai-kuan2
( 1.College of Forest Resources and Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu,China; 2.Camphor Engineering and Technology Research Center of State Forestry Bureau, Jiangxi Forestry Academy, Nanchang 330032, Jiangxi,China)

The leaf essential oil was extracted by steam distillation method from three chemical types such as cineol type, camphor type and iso-nerolidol type of Cinnamum camphora, and ten sample tree’s leaves from every type were selected and repeated two times in March and May. The leaf essential oil of every sample tree’s leaves was extracted by using steam distillation, the equivalent essential oils were absorbed from the essential oils of every sample tree’s and then constituted the composite sample of the chemical type, The constituents and contents of the essential oil for every type were tested and analyzed by gas chromatography mass spectroscopy. The results were as follows: (1)The constituents and contents of the essential oil extracted from the three chemical types in different sampling time in Mach (old leaf) and in May (young leaf) were almost as the same. (2) The essential oil constituents were very different among three chemical types; There were 39 components identified from the 51 cineol type essential oil, 47 components from the 54 camphor type, and 40 components from the 54 iso-nerolidol type; and in the identified components from the three types, there were 73 different components, of them only 16 components were the common components for the three types, 9 components were the common for cineol type and camphor type, 7 components were the common for iso-nerolidol type and camphor type, and 4 components were the common for cineol type and iso-nerolidol. Meanwhile, the distinctive components in the cineol type were 9 kinds, in the camphor type were12, and in the iso-nerolidol type were 12. (3) The main components and their contents of the leaf essential oil among three chemical types were different significantly. For the cineol type, the main components which the contents were more than 1% were 8 kinds, and the dominant component was cineol, its content for two sampling time was 53.38% and 50.80%, relatively. For the camphor type, the camphor was the main components which the content more than 1% was 9 kinds, and the dominant component was camphor, and its content reached on 65.21% and 73.40%, relatively. And for the iso-nerolidol type, the main components which the contents more than 1%were 9 kinds; the most component was iso-nerolidol, but its content was only 26.02% and 29.21%, relatively. It means that there was no absolute dominant component in the type. This research can provide the foundation for breeding, cultivation and chemical utilization in C.camphora.

Cinnamomum camphora; chemical type; leaf essential oil; constituent; content; gas chromatography-mass spectrometry

S792.23

A

1673-923X(2012)11-0186-09

2012-10-10

林业公益性行业科研专项“樟树特色品种选育与化学开发利用研究”（2010191104）；江西省科技创新“六个一”工程重大科技专项“樟科主要药用、香料、油用植物定向选育及产业化技术”

胡文杰（1974-），男，江西吉安人，博士研究生，从事植物资源开发利用科研及教学工作；E-mail:huwenjie2008@126.com

江香梅（1962-），女，江西南昌人，研究员，博士，从事林木遗传育种研究，E-mail:xiangmeijiang@yahoo.com.cn

[本文编校：吴 毅]