互叶白千层（Melaleuca alternifolia）不同类型叶片精油组分差异比较

乔健 李国鹏

摘 要 利用MTBE方法结合气相色谱—质谱联用（GC-MS）技术比较了互叶白千层嫩叶与老叶精油的挥发性组分差异。研究发现，在互叶白千层不同类型叶片精油中共检测到10种单萜、16种倍半萜、5种单萜衍生物及1种倍半萜衍生物共32种挥发性物质。互叶白千层不同类型叶片精油组分亦不同，互叶白千层老叶精油含量达5 000.79 ng/g，嫩叶精油含量仅为3 470.38 ng/g。单萜类衍生物是互叶白千层精油的绝对含量及相对含量最高的一类化合物。松油烯-4-醇、松油烯、d-杜松萜烯及2-蒈烯在互叶白千层精油中含量较高。互叶白千层不同叶片精油组成不同，以倍半萜类化合物种类最多。互叶白千层叶片的成熟度与松油烯-4-醇的含量亦相关。

关键词 互叶白千层；挥发性组分；精油；差异

中图分类号 R284.1 文献标识码 A

Abstract The essential oils of different essential oil types including young leaves and mature leaves of M. alternifolia were extracted by the MTBE method and then analyzed by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. A total of 32 volatile compounds were identified， mainly including 10 moneterpenes， 16 sesquiterpenes， 5 moneterpenes derivations and 1 sesquiterpenes derivations. However， the volatile compositions were different between each other. Essential oils extracted from mature leaves showed abundant volatiles namely， 5 000.79 ng/g， while the content was 3 470.38 ng/g in the essential oils from young leaves. Moneterpene derivations played an important role in the composition of essential oils. Four volatiles including terpinen-4-ol， γ-terpinene， d-cadinene and pinonene showed a higher concentration in the essential oils and showed different contribution to the total essential oils. The compositions of different essential oils were different and sesquiterpenes were the most abundant. The maturity of the leaves showed a correlation with terpinen-4-ol.

Keywords Melaleuca alternifolia； volatile compounds； essential oil； difference

DOI 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.09.027

互叶白千层（Melaleuca alternifolia）是桃金娘科（Myrtaceae）白千层属（Melaleue）的一种常绿小灌木，原产于澳大利亚东部昆士兰州和新南威尔士北海岸[1]。从20世纪80年代开始植物源杀菌剂受到重视后，互叶白千层的种植及其精油产业得以迅速发展，从1993年开始我国广东、广西、海南及云南等地大面积引种了互叶白千层。到20世纪末，互叶白千层的栽培面积已达150 hm2左右，年产油17～20 t，国内关于互叶白千层精油的研究也日益活跃，并已建立了我国茶树油的质量标准[2]。

茶树油（Tea Tree Oil，TTO）是从互叶白千层新鲜枝叶中提取到的淡黄色透明状液体，具有良好的广谱杀菌保健作用，并有诱人的肉蔻香气，因而被广泛地用于日化、制药等行业中。钟振声等[3]研究发现茶树精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有较强的抑制作用，茶树油中的松油烯-4-醇是最主要的抗真菌成分。茶樹油的产量及组分受栽培条件、精油提取技术等因素影响，前人比较了不同提取压力、温度、浸泡时间等对茶树油主要成分含量的影响，研究结果表明常压提取有利于增加轻组分的比例，加压有助于提高重组分的比例[4-6]。Baker等[7]发现经过蒸馏得到的茶树油主要由低浓度的倍半萜类化合物和极少量的单萜类组成，但随着提取时间延长，茶树油中松油烯-4-醇、1，8-桉叶素等含氧单萜类化合物的提取量减少。尽管互叶白千层已经引种至我国数十年，但对互叶白千层及其茶树油的研究多为比较不同提取方法及植物精油的化学成分及生物活性研究[8-9]。基于此，本研究比较不同类型互叶白千层叶片茶树油的组分差异，以期为其开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

互叶白千层（Melaleuca ahemifolia）材料由广东省兴宁市绿也生物科技有限公司于2017年三月进行剪取并运至湛江市。将新鲜的互叶白千层当年生叶片（嫩叶）与2年生叶片（老叶）分别取样后，室内阴干后用于精油提取与挥发性组分测定。

1.2 方法

1.2.1 精油制备 采用MTBE（methyl tert-butyl ether）方法制备互叶白千层精油[10]。准确称取1.0 g互叶白千层样品装入20 mL样品瓶，加入10 mL含有浓度为10 μg/mL异丁基苯的99.8% 的MTBE溶液。室温振荡过夜后过分离柱去除提取液中的水分、极性物质及叶绿素等大分子化合物后置于4 ℃冰箱备用。

1.2.2 气相色谱—质谱分析 采用岛津QP-2010- Plus气质联用仪，色谱柱为安捷伦Rtx-5MS毛细管柱（30 m×0.5 ?m×0.32 mm）。升温程序如下：起始温度50 ℃，保留1 min，以5 ℃/min升温到260 ℃，保留10 min。进样口与连接口温度分别为250 ℃和280 ℃，解吸附5 min。载气为高浓度He（99.99%），1：50分流进样，流速为1 mL/min。质谱条件：连接口温度280 ℃，电离方式EI，离子源温度为230 ℃，四级杆温度150 ℃；电子能量70 eV，Scan模式全程扫描。

挥发性物质的定性分析：样品经过气相色谱进行分离后，形成不同的色谱峰。各组分质谱经NIST/WILEY检索及资料分析，再结合有关文献进行人工谱图分析以确定各化学成分。

定量分析以10 μg/mL异丁基苯作为内标进行浓度计算。各样品分别重复4次。

2 结果与分析

2.1 互叶白千层精油组成

利用气相色谱-质谱联用仪在互叶白千层不同类型叶片精油中共检测出32种挥发性物质，其中包括10种单萜、16种倍半萜、5种单萜衍生物及1种倍半萜衍生物（表1）。不同种类化合物在互叶白千层不同类型叶片精油中的含量不同。32种挥发性组分中，松油烯-4-醇在互叶白千层叶片精油中的含量最高，在嫩叶和老叶精油中分别为1 045.80、2 026.75 ng/g。尽管γ-松油烯在互叶白千层不同类型叶片中的含量差异较大，但其含量却是第二高的组分，其在嫩叶精油和老叶精油中的含量分别为396.15、741.41 ng/g。

2.2 互叶白千层嫩叶与老叶精油组分差异比较

由表1可知，互叶白千层不同类型叶片精油的挥发性物质组成不同，在嫩叶与老叶精油中分别检测出29、28种化合物。尽管不同类型互叶白千层精油组成相似，但老叶精油的挥发性物质含量显著高于嫩叶精油，达到5 000.79 ng/g，而嫩叶精油含量仅为3 470.38 ng/g。在不同类型互叶白千层叶片精油中共检测到10种单萜类化合物，其中含量最高的分别为γ-松油烯，在嫩叶与老叶精油中分别为396.16、741.41 ng/g；其次为蒈烯，在嫩叶与老叶精油中的含量分别为200.81、327.81 ng/g；月桂烯和驱蛔素在嫩叶互叶白千层精油中未检测到，其在老叶精油中的含量分别为32.97、24.70 ng/g。倍半萜类化合物是在互叶白千层精油中检测到最多的化合物。不同倍半萜类化合物在不同组织间的含量不尽相同，16种倍半萜类化合物中，d-杜松萜烯的含量较高，在互叶白千层嫩叶与老叶精油中的含量分别为290.24、203.83 ng/g，其对互叶白千层精油的贡献率较高。喇叭烯在互叶白千层老叶精油中的含量达到201.67 ng/g，但在嫩叶精油中却并未检测到。此外，榄香素亦仅在老叶精油中检测到，含量为20.53 ng/g。而α-荜澄茄油萜、喇叭茶醇、胡萝卜醇等倍半萜类化合物仅在嫩叶精油中检测到，其含量分别为23.64、22.55、25.85 ng/g。尽管本研究中仅检测到6种萜类衍生物，但其却是互叶白千层精油中重要的挥发性组分，其中松油烯-4-醇、γ-松油烯和顺-β-萜品醇的含量最高。松油烯-4-醇在嫩叶與老叶精油中的含量分别为1045.80、2 026.75 ng/g。

在互叶白千层不同叶片精油中共检测到单萜类化合物、倍半萜化合物、单萜衍生物及倍半萜衍生物共四大类（表2）。不同化合物在不同组织间的绝对含量及相对含量不尽相同。单萜类衍生物是互叶白千层精油中最为重要的一类挥发性组分，其在不同组织内的绝对含量及相对含量均为最高。单萜类衍生物在互叶白千层嫩叶与老叶精油中的含量分别为1 369.15 和2 416.92 ng/g，相对含量分别为39.49%和48.24%。单萜化合物在嫩叶中的含量仅为894.07 ng/g（相对含量25.76%），而其在老叶中的含量达到1 566.47 ng/g（相对含量31.26%）。倍半萜化合物在嫩叶精油中的绝对含量较老叶精油中高，其含量分别为1 178.67 ng/g （25.76%）和1 002.61 ng/g （20.01%）。倍半萜类衍生物在互叶白千层精油中的含量较低，其相对含量均低于1%。

3 讨论

互叶白千层原产于澳大利亚新南威尔士州北部沿海，由于其精油具有广谱抗微生物、抑菌、环保、温和、渗透性和生物降解力强等特点，因而被广泛应用于个人护理、健康用品等日化行业[11]。本研究利用MTBE方法提取互叶白千层茶树精油结合GC-MS分析共检测到单萜、倍半萜、单萜衍生物及倍半萜衍生物四大类32种挥发性组分，其中倍半萜化合物的种类最多，共检测到16种，其次为单萜衍生物（10种）。茶树精油的质量主要由其松油烯-4-醇和1，8-桉叶素的浓度决定。由于松油烯-4-醇具有紫丁香的花香，其香气柔和，其含量不应低于30%，而1，8-桉叶素具有清凉的草药味，使得茶树精油具有一定的刺激性气味，因此在茶树精油的国际标准中要求松油烯-4-醇的最低含量为30%，而1，8-桉叶素的最高含量

为5%[2]。本研究中从互叶白千层不同类型叶片的精油中检测到松油烯-4-醇的含量均高于30%，而1，8-桉叶素的含量均低于1.5%（表2）。Homer等[12]对澳大利亚新南威尔士州不同地方的615棵互叶白千层树收集后发现615棵互叶白千层茶树可以根据其主要的挥发性精油组分聚为6种不同的生态型，其中3种分别以松油烯-4-醇、1，8-桉叶素和γ-松油烯为主，在本研究中的松油烯-4-醇的含量显著高于其他物质，并且1，8-桉叶素含量极低，因此本研究中的互叶白千层属于松油烯-4-醇型，而钟振声等[3]对从澳大利亚引种到广西玉林的互叶白千层茶树油组分分析发现1，8-桉叶素的相对含量高达72.49%，属于典型的1，8-桉叶素型。

植物精油挥发性成分的种类及含量受栽培季节、栽培条件、样品部位及采收时间等一系列因素影响。莫昭展[13]比较了栽培在不同的土壤水分条件下一年生的互叶白千层精油组分差异，研究发现土壤水分含量对互叶白千层叶片的产油率有着极显著的影响，土壤水分含量越高，精油组分中的中松油醇与1，8-桉叶素含量呈下降趋势。柴玲等[14]比较了互叶白千层花、叶片及果实中的挥发性精油组分，研究发现互叶白千层花与果实精油中的1，8-桉叶素含量较叶片精油中要高，而叶片精油中的松油烯-4-醇含量较花、果挥发油中高。张铭光等[15]对互叶白千层植株不同部位叶片挥发性组分分析中发现，叶片位置对γ-松油烯和松油烯-4-醇的影响较大，而对α-松油烯和异松油烯的影响不显著，其研究还发现位于下部叶片精油组分中的γ-松油烯和松油烯-4-醇含量比上部叶片精油高，这与我们的研究结果一致。本研究发现互叶白千层老叶精油组分含量较嫩叶精油高，并且松油烯-4-醇、γ-松油烯及萜品醇等组分的含量亦表现为老叶精油高于嫩叶精油，而β-萜品醇、d-杜松萜烯等组分在嫩叶精油中的含量高于老叶精油。

本研究在互叶白千层植物叶片精油中共检测到32种挥发性组分，其中倍半萜类化合物的化合物种类最多。通过比较互叶白千层不同成熟度叶片挥发性组分差异，尽管老叶精油的挥发性组分含量较高，达到5 000.79 ng/g，嫩叶精油含量仅为3 470.38 ng/g，但不同类型的互叶白千层植物精油挥发性组分均以松油烯-4-醇的含量最高，对互叶白千层植物精油的贡献率最高。依据茶树精油的国际标准，松油烯-4-醇的最低含量为30%，而茶树精油的价值高低与松油烯-4-醇的含量相关，互叶白千层叶片的成熟度与松油烯-4-醇的含量亦相关，因此在一定条件下可以根据叶片的成熟度指导最佳采收时间，以期获得较高品质的茶树精油。

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