广西桉树叶片挥发性成分分析

谷瑶，伍琪,2*

1.广西壮族自治区林业科学研究院 （南宁 530002）；2.南宁桉树森林生态系统广西野外科学观测研究站 （南宁530002）

桉树（Eucalyptusspp.）为桃金娘科（Myrtaceae）桉树属（Eucalyptus）乔木，在我国种植面积广泛，尤其是广西种植面积，截至2021年约303万 hm2[1]。桉树叶片含有一定挥发油，主要成分为1,8-桉叶素、α-蒎烯、β-蒎烯、香茅醛、松油醇等[2]，被广泛用于食品、化工、医药等各个行业。因品种和产地的不同，挥发油含量及成分存在较大差异[3-4]。尾巨桉（Eucalyptusurophylla×E.grandis）是尾叶桉（E.urophylla）和巨桉（E.grandis）的杂交种，是我国南方推广种植的主要桉树品系，具有生长速度快、树干通直匀称和采伐期短等特点[5]。尾巨桉的研究主要集中在培育、造林、材性、干燥、改性和解剖特性等方面。对研究广东产的尾巨桉叶进行传统水蒸气蒸馏得到挥发油，并进行化学成分鉴定，鉴定出41种化合物，其中主要成分为桉叶素油、α-蒎烯、蓝桉醇、乙酸松香酯、香橙烯、α-松油醇、愈创木醇[6]。林丽静等[7]采用顶空固相微萃取-气质联用分析广东省湛江市生长的尾巨桉叶，共鉴定出86种化合物，其中桉叶油素占33.10%，其次是α-蒎烯（10.58%）。大花序桉（Eucalyptuscloeziana）是桉属（Eucalyptus）昆士兰亚属（Idiogenes）唯一的树种[8]。吕必文等[9]采用有机溶剂萃取大花序桉的挥发油，对比大花序桉不同无性系叶片挥发性成分，其中以α-蒎烯、白桦脂醇、高根二醇和正二十七烷的相对含量占优势，但未见对挥发油得油率进行报道。粗皮桉（Eucalyptuspellita）是重要的用材树种和优良的水源涵养树种，是桉树种间杂交的重要育种材料[10]，其木材广泛用于建筑枕木、造船等用材[11]。对粗皮桉的研究主要集中在木材的利用[12]，关于粗皮桉挥发油的研究中，周贤闯[2]报道广西种植的粗皮桉叶挥发油成分中环氧化物占40.661%、碳氢化物占29.514%、醇类物质占比20.376%。田玉红[13]发现广西东门林场采集的粗皮桉叶挥发油成分中环氧化物占62.52%，其次是碳氢化合物，占23.02%，醇类占6.23%。

试验采用水蒸气蒸馏法提取在广西产的粗皮桉、尾巨桉和大花序桉新造林的鲜叶挥发油，通过GC-MS定性定量分析这3种挥发油的主要化学成分，为桉叶的开发利用提供试验参考。

1 材料与方法

1.1 试验样本的选取

试验地条件：东经107°59’～108°18’，北纬22°28’～22°46’，处于北回归线以南，属南亚热带气候，日照时间长，全年日照时数在1 800 h以上，太阳辐射量在105～110 kal/cm2年，全年平均气温在21～22 ℃，活动积温7 500 ℃。全年降雨1 200～1 300 mm，年蒸发量1 600～1 800 mm，相对湿度在79%左右。

采集枝叶的桉树来源：选择大花序桉、尾巨桉、粗皮桉的叶为研究对象，所选树种均为2021年4月造林（苗高25～40 cm），2022年11月采样。每个树种随机选10株健康株体，叶片混合。

1.2 材料与仪器

1.2.1 试剂与仪器

GCMS-TQ80150NX三重四极杆气相色谱-质谱联用仪（岛津），具电子轰击（EI）电离源（日本岛津公司）；EGLL-230B电热鼓风干燥箱（天津泰斯特公司）；挥发油测定器（广西南宁蓝天仪器公司）；DNC3002电子天平（北京朗科兴业称重设备有限公司）；AL204万分之一分析天平[梅特勒托利多科技（中国）有限公司]。

1.2.2 挥发油提取

参照《中华人民共和国药典》（2020年版）四部通则2204挥发油测定法（甲法）[14]测定桉叶挥发油。分别称取500 g采集得到的粗皮桉、尾巨桉、大花序桉鲜叶，切碎至1～2 cm长度，装入2 000 mL单口圆底烧瓶中，装上挥发油收集装置和冷凝管，保持微沸，控制回流速度1滴/s，蒸馏至精油层高度不再增加，停止加热，静置，冷却至室温后分离出上层精油，进行称量。密封避光保存备用。

1.2.3 桉树叶片含水率测定

利用烘干法测定桉树叶片的含水量。精确称取3～ 5 g切碎好的叶片样品，装入称量瓶中，放置105±2 ℃电热鼓风干燥箱中，烘干至恒重，称量叶片干重。

1.2.4 挥发油成分分析的检测条件

1.2.4.1 气相色谱条件

SH-Rxi-5Sil MS色谱柱（0.25 mm×30 m×0.25 μm，日本岛津公司）；载气为高纯氮气，载气流量1.0 mL/min，进样口温度250 ℃，检测器温度280 ℃，接口温度250 ℃，分流比1∶40。程序升温：初始温度为50 ℃，保持3 min，以20 ℃/min的速率升至120 ℃，以2 ℃/min的速率升至180 ℃，保持2 min，继续以50 ℃/min的速率升至250 ℃/min，保持5 min。

1.2.4.2 质谱条件

电子轰击（EI）离子源，电子能量70 eV，离子源温度200 ℃，接口温度250 ℃，溶剂延迟时间5 min，质量扫描范围m/z35～550，全扫描方式。进样量1.0 μL。检索数据库为NIST02.L标准谱库，采用面积归一化法计算各成分相对含量。

2 结果与讨论

2.1 得油率

根据1.2.2和1.2.3小节，分别计算桉叶挥发油得油率和含水率，按照式（1）折算为绝干含水率。

计算得到：粗皮桉鲜叶挥发油得油率0.084%，含水率56.3%，绝干得油率0.19%，低于文献[13]报道的0.97%；尾巨桉鲜叶挥发油得油率0.17%，稍低于与文献[6]报道的得油率0.26%，含水率61.6%，绝干得油率0.44%；大花序桉鲜叶挥发油得油率0.15%，含水率57.3%，绝干得油率0.35%，低于文献[13]报道的绝干得油率1.01%。试验所得的绝干得油率均低于文献报道，可能是由于试验所选的桉树生长年龄仅19个月，叶片挥发油的累积未达到峰值[15]。另外，枝叶采收季节也会对挥发油得油率存在一定影响[16]。

2.2 桉叶挥发油成分分析

2.2.1 粗皮桉叶挥发油成分分析

粗皮桉叶挥发油的总离子流图见图1，挥发油的成分及其含量见表1。通过GC-MS共鉴定出挥发性有机物18种，占挥发油含含量的86.404 8%。在鉴定出的挥发性成分中，碳氢化合物共7种，占总峰面积的24.175 4%，醇类物质10种，占总峰面积的60.382 7%，酮类物质1种，占总峰面积的1.846 7%。其中，相对含量较高的有α-松油醇（25.226 1%）、异龙脑（11.433 7%）、α-蒎烯（11.034 9%）、反式-松香芹醇（8.711 1%）、葑醇（6.041 3%）、柠檬烯（5.017 8%）、桃金娘烯醇（4.531 9%）、β-石竹烯（3.246 2%）、β-蒎烯（3.001 3%）、松油芹酮（1.846 7%）。与文献[2]报道的1,8-桉叶油素（40.485%）、α-蒎烯（23.768%）不一致。

表1 粗皮桉叶挥发油的化学成分

图1 粗皮桉叶挥发油的总离子流图

2.2.2 尾巨桉叶挥发油成分分析

尾巨桉叶挥发油的总离子流图见图2，挥发油的成分及其含量见表2。通过GC-MS共鉴定出挥发性有机物18种，所鉴定成分占色谱峰总流出面积的82.166 1%。在鉴定出的挥发性成分中，碳氢化合物4种，占总峰面积的19.643 6%，醇类物质9种，占总峰面积的17.568 3%，环氧化合物2种，占总峰面积的38.427 7%，酮类物质1种，占总峰面积的0.840 7%，醛类物质1种，占总峰面积的0.594 4%，酯类物质1种，占总峰面积的5.091 4。其中，相对含量最大的为桉叶油素（38.372 3%），其他含量相对较多的成分为α-蒎烯（17.975 4%）、α-松油醇（7.984 3%）、乙酸松油酯（5.091 4%）、异龙脑（4.526 5%）、反式-松香芹醇（2.092 7%）、崁烯（1.224 1%）。与文献[6]报道的广东产尾巨桉挥发油成分相近。

表2 尾巨桉叶挥发油化学成分分析

图2 尾巨桉叶挥发油的总离子流图

2.2.3 大花序桉叶挥发油成分分析

大花序桉叶挥发油的总离子流图见图3，挥发油的成分及其含量见表3。通过GC-MS共鉴定出挥发性有机物16种，所鉴定成分占色谱峰总流出面积的82.796 5%。在鉴定出的挥发性成分中，碳氢化合物共7种，占总峰面积的20.089 0%，醇类物质7种，占总峰面积的56.874 9%，醚类物质1种，占总峰面积的1.317 4%，酸类物质1种，占总峰面积4.515 2%。其中相对含量最大的为α-松油醇（41.676 3%），其他含量相对较多的成分为β-蒎烯（6.785 4%）、α-蒎烯（6.081 8%）、异植物醇（5.520 1%）、苯甲酸（4.515 2%）、长叶环烯（2.787 2%）、桉油烯醇（2.405 3%）、γ-桉叶醇（2.447 7%）、愈创醇（2.408 3%）、β-榄香烯（1.893 3%）、异丁香烯（1.605 4%）、3,7,11,15-四甲基十六烷醇（1.747 4%）、茴香脑（1.317 4%）。与文献[9]报道的大花序桉多数无性系的叶挥发油中α-蒎烯、白桦脂醇、高根二醇和正二十七烷占优势这一结论不一致。

表3 大花序桉叶挥发油化学成分分析

图3 大花序桉叶挥发油的总离子流图

桉叶挥发油含量和成分组成因叶片的不同发育阶段[17]及树木生长期[18]存在显著差异，试验选取的是造林19个月的粗皮桉、尾巨桉和大花序桉，采集的叶片是连同嫩叶和老叶，嫩叶挥发油的累计还未达到峰值，挥发油性成分与文献报道的存在显著差异。因此，有必要将粗皮桉、尾巨桉和大花序桉等挥发油积累规律和主要成分变化情况进行研究，为挥发油的综合利用提供科学参考。

3 结论

采用传统水蒸气蒸馏方法提取广西幼林期桉树叶片的挥发油，粗皮桉、尾巨桉和大花序桉叶的挥发油得油率分别为0.19%，0.44%和0.35%。同一生长阶段，尾巨桉叶片的挥发油得率较粗皮桉和大花序桉高。

采用GC-MS对提取得到的桉树叶片挥发油进行成分，粗皮桉叶挥发油主要成分有α-松油醇、异龙脑、α-蒎烯、反式-松香芹醇、葑醇、柠檬烯、桃金娘烯醇、β-石竹烯、β-蒎烯、松油芹酮，尾巨桉叶挥发油主要成分为桉叶油素、α-蒎烯、α-松油醇、乙酸松油酯、异龙脑、反式-松香芹醇、崁烯；大花序桉叶挥发油主要成分为α-松油醇、β-蒎烯、α-蒎烯、异植物醇、苯甲酸、长叶环烯、桉油烯醇、γ-桉叶醇、愈创醇、β-榄香烯、异丁香烯、四甲基十六烷醇、茴香脑。不同桉树品种叶片的挥发油主要成分含量存在较大差异，试验结果可为桉叶挥发油的综合利用提供科学参考。