暴瑋，張聞楊，馬麗，賴芳，劉雄民*

(1.桂林理工大學(xué) 南寧分校，廣西 南寧 530001；2.廣西大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，廣西 南寧 530004)

桉樹是自然分布在澳大利亞等國家的重要經(jīng)濟樹種，至今已有120多個國家和地區(qū)引種栽培。中國引種桉樹已有100多年的歷史，廣西為桉樹適生區(qū)，年雨量多，生長速度快，有良好的林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件，已經(jīng)成為國家速生豐產(chǎn)商品林的主要區(qū)域。桉葉油是桉樹重要的產(chǎn)品之一，是國際市場大宗香料天然精油之一。我國桉葉油的產(chǎn)品主要是藍(lán)桉油和檸檬桉油，有關(guān)桉葉油提取和分離已有較多文獻(xiàn)報道[1-7]。課題組[8-9]在檸檬桉果實的成分研究取得了一定進(jìn)展。

巨尾桉(E.grandis×E.urophylla)生長迅速，干形好，是良好的速生用材樹種，是廣西大量種植的速生桉品種。巨尾桉葉的揮發(fā)油成分提取和分析方面已有文獻(xiàn)報道[10-11]，劉喜明等[12]開展了人工林巨尾桉脫落樹皮化學(xué)成分研究，結(jié)果表明，脫落樹皮主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，為其開發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。課題組[13]進(jìn)行了巨尾桉葉總黃酮抗氧化抑菌研究，結(jié)果表明，總黃酮提取率達(dá)14.77 %，總黃酮對DPPH 自由基的清除率達(dá)到94.12 %，對食品中的腐敗菌和產(chǎn)毒素菌有較好的抑制效果。并以水為溶劑[14]，加熱回流法提取巨尾桉樹葉、樹皮、樹芯單寧的得率分別為4.19 %、1.86 %和0.25 %，單寧提取物對DPPH·、·OH自由基和H2O2均有較好的清除作用，為巨尾桉綜合利用提供理論基礎(chǔ)。巨尾桉果實由較好的香氣，但它的果實小，生長有季節(jié)性，其化學(xué)成分研究還沒有受到關(guān)注。

巨尾桉果實成熟后都會落地(落果)，長期以來一直沒有得到有效利用，這不僅是資源的浪費，同時落果對環(huán)境帶來一定負(fù)面影響。為了充分利用巨尾桉資源，使落果變廢為寶，有必要了解它的化學(xué)成分。因此，本文采用水蒸氣蒸餾法提取巨尾桉果實得到的揮發(fā)成分，又稱揮發(fā)油，以石油醚為溶劑提取果實油脂，使用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀分別分析揮發(fā)油和油脂中的脂肪酸化學(xué)成分。為揮發(fā)油在香料領(lǐng)域開發(fā)利用，油脂在生物柴油應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與儀器

新鮮巨尾桉果實于2017年10月采自廣西南寧市廣西大學(xué)校園，干果為野外自然干燥果實。

實驗所采用的化學(xué)試劑石油醚(60 ℃～90 ℃)、甲醇(99 %)，、濃硫酸(98 %)、正己烷(99 %)均為化學(xué)純。氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀為日本島津株式會社生產(chǎn)的GCMS-QP2010型。

1.2 實驗方法

1.2.1 提取揮發(fā)油

為了加快水蒸氣對巨尾桉果實鮮果和干果傳質(zhì)和傳熱速率，提高有效成分的提取速度，有必要破碎巨尾桉果實。使用粉碎機破碎時，因表面積大，揮發(fā)油容易揮發(fā)。為了減少損失，室溫下，將采集新鮮果實或干果在2 h內(nèi)用小刀將巨尾桉果實(鮮果或干果)切開兩半，然后采用水蒸氣蒸餾法分別對巨尾桉新鮮果實和干果實中的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取。

水蒸氣蒸餾提取巨尾桉新鮮果實和干果實中的揮發(fā)性成分采用課題組[15]有關(guān)檸檬桉果實揮發(fā)油提取方法。分別稱取100 g(M, g)巨尾桉新鮮果實和干果實放入1 000 mL圓底燒瓶中，以料液比1∶4初次加入400 mL水，油浴加熱溫度120 ℃，水蒸氣蒸餾時間8 h后，補充水，至水總量為800 mL，油浴加熱溫度120 ℃，再次蒸餾8 h，分別用具塞刻度試管收集餾出物上層芳香性淡黃色油狀物，稱重得到提取得率。

1.2.2 提取巨尾桉果實中脂肪酸

按照參考文獻(xiàn)[16]的方法，采用石油醚作為溶劑分別提取巨尾桉新鮮果實和干果實中的油脂，采用索氏提取法提取檸檬桉果實中的油脂。

提取條件：以石油醚為提取液，液固比為6∶1(mL/g)，提取時間為4 h，溫度為70 ℃。提取完成后，40 ℃減壓1h去除石油醚，然后對剩下的物質(zhì)進(jìn)行稱重，計算油脂得率。采用硫酸—甲醇法對巨尾桉果實中的脂肪酸進(jìn)行甲酯化，通過GC-MS分析其主要成分。

甲酯化步驟：稱取0.5 g油脂置于100 mL圓底燒瓶中，加入10 mL的1 %硫酸—甲醇溶液，50 ℃回流1 h。反應(yīng)結(jié)束后，加入10 mL正己烷和10 mL蒸餾水，在分液漏斗中振蕩，放置30 min后，上清液以2 400 r/min離心10 min，取正己烷層，得到巨尾桉果實脂肪酸甲酯化產(chǎn)物，然后進(jìn)行GC-MS成分分析。

1.2.3 分析巨尾桉果實揮發(fā)油和脂肪酸成分

GC-MS分析條件采用參考文獻(xiàn)[26]的方法，GC條件和MS條件分別如下：

GC條件：色譜柱Rxi-5Sil(30 m×0.25 mm id×0.25 μm)，高純度He，柱前壓47.0 kPa；揮發(fā)油升溫程序：60 ℃保持1 min，升溫至120 ℃(1 ℃/min)，再升溫至150 ℃(3 ℃/min)，最后升溫至280 ℃(15 ℃/min，5 min)，分流比60∶1。

MS條件：EI離子源，電子能量70 eV，電子倍增器電壓1.5 kV，質(zhì)量掃描范圍33 ～ 550 u，全掃描方式。

2 結(jié)果與討論

2.1 巨尾桉果實揮發(fā)油得率

以水蒸汽蒸餾法分別對100 g巨尾桉果實鮮果和干果中揮發(fā)油進(jìn)行提取并計算得率。用乙醚萃取水相部分，為了減少揮發(fā)成分損失，萃取液室溫下進(jìn)行減壓旋轉(zhuǎn)蒸餾至恒重，計算水相中溶解在水中的揮發(fā)油成分質(zhì)量，結(jié)果如表1 所示。

表1 巨尾桉果實揮發(fā)成分得率

鮮果巨尾桉果實揮發(fā)油的總產(chǎn)率為2.28 %，其中從水中回收水溶性部分精油部分為0.28 %，占比為12.28 %。巨尾桉干果揮發(fā)油的總產(chǎn)率為5.96 %，其中從水中回收水溶性部分精油部分為0.46 %，占比為7.72 %。干果得率比新鮮果實高的原因來之于兩方面：一是因為新鮮果實含水量約為60 %，折合成干果得率為5.0 g/kg；二是長期野外放置發(fā)生生物轉(zhuǎn)化。

2.2 果實揮發(fā)成分

新鮮果實和干果(落果)對揮發(fā)油得率有一定影響，新鮮果實和干果揮發(fā)油成分GC-MS的總離子流結(jié)果如圖1所示。揮發(fā)油成分的定量分析采用面積歸一化法定性分析采用計算機對各峰的質(zhì)譜圖進(jìn)行NIST(national institute of standards and technology，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院)標(biāo)準(zhǔn)譜庫的檢索，根據(jù)質(zhì)譜裂解規(guī)律進(jìn)行核對，參考標(biāo)準(zhǔn)圖譜和相關(guān)文獻(xiàn)[5，12-14]確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)果如表2所示。

(a)新鮮果揮發(fā)油

(b)干果揮發(fā)油

表2 巨尾桉鮮果及干果揮發(fā)油成分

注1：表示物質(zhì)中沒有測到該成分。

在鑒定的巨尾桉果實揮發(fā)性成分的油相成分中，以單萜化合物為主，新鮮果實的主要成分有乙酸松油酯24.97 %、α-松油醇24.95 %、異龍腦12.89 %、葑醇4.57 %、桉葉醇3.85 %和藍(lán)桉醇2.97 %等。干果主要成分有桉葉油醇43.05 %、(1R)-(+)-α蒎烯21.12 %、α-松油醇酯12.71 %、α-松油醇6.12 %和莰烯3.38 %。鮮果和干果成分有較大差異，它們的差異來自于兩方面，一是揮發(fā)油中的各成分揮發(fā)度不同，在相同時間和溫度下，巨尾桉果實風(fēng)干過程揮發(fā)量有差別；二是巨尾桉果實內(nèi)部可能發(fā)生了生物轉(zhuǎn)化，生成的化合物有差別。課題組在研究單性木蘭揮發(fā)油成分時也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象[17-18]。

松油醇是很好的香料，存在于芳樟油、玉樹油及橙花油等植物揮發(fā)油中。乙酸松油酯也是一種重要的香料，它天然存在于苦橙油、丁子香花、黑加侖、胡椒、松針油、柏木油、玉樹油中，被大量用于薰衣草、香薇、古龍香水等香精香料中[19]，但天然α-松油醇和乙酸松油酯含量少，分離困難。而它們在巨尾桉果實中的含量高，容易進(jìn)行分離。因此從巨尾桉揮發(fā)油分離松油醇和乙酸松油酯具有重要的經(jīng)濟價值。

2.3 巨尾桉鮮果和干果脂肪酸成分

采用溶劑分別提取巨尾桉新鮮果實和干果實中的油脂，實驗結(jié)果為：鮮果油脂得率為1.75 %，干果油脂得率為5.0 %。鮮果油脂換算成干果油脂得率約為4.38 %，稍低于干果油脂得率。

提取的油脂經(jīng)甲脂化后獲得混合脂肪酸甲酯，采用GC-MS進(jìn)行脂肪酸甲酯成分分析，得到巨尾桉油脂的脂肪酸組成。鮮果與干果油脂中脂肪酸成分的定量分析采用面積歸一化法，鮮果和干果脂肪酸甲酯GC見圖2。定性分析采用計算機對各峰的質(zhì)譜圖進(jìn)行NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫的檢索，根據(jù)質(zhì)譜裂解規(guī)律進(jìn)行核對，參考標(biāo)準(zhǔn)圖譜。油脂中脂肪酸組成和含量分析結(jié)果如表3所示。

(a)鮮果 Fresh fruit

(b)干果 Dried fruit

表3 速生桉鮮果及干果中脂肪酸成分

注1：表示物質(zhì)中沒有測到該成分。

由表3看出，巨尾桉鮮果油脂中，其脂肪酸組成為反-9-十八碳烯酸29.01 %、棕櫚酸23.0 %、花生酸8.78 %、硬脂酸6.56 %和肉豆蔻酸5.17 %。干果油脂中，脂肪酸組成為反-9-十八碳烯酸39.36 %、棕櫚酸19.01 %、硬脂酸8.62 %、花生酸6.51 %。巨尾桉油脂有兩方面利用價值：一是從巨尾桉混合脂肪酸中分離出不同用途脂肪酸，二是巨尾桉油脂作為生物柴油原料。

3 結(jié)論

采用水蒸氣蒸餾法提取巨尾桉果實揮發(fā)油，使用石油醚溶劑提取巨尾桉油脂，利用GC-MS分別對揮發(fā)油和油脂的脂肪酸組成進(jìn)行定性和定量分析，得到了如下結(jié)論：

① 新鮮果實揮發(fā)油得率為2.28 ‰，主要成分有乙酸松油酯、α-松油醇、異龍腦、葑醇、桉葉醇和藍(lán)桉醇等。干果揮發(fā)油的得率為5.96 %?！?，主要成分有桉葉油醇、(1R)-(+)-α蒎烯、乙酸松油酯、α-松油醇和莰烯。其中，在鮮果揮發(fā)油中，α-松油醇和乙酸松油酯的含量分別達(dá)到24.95 %和24.97 %；在干果揮發(fā)油中，桉葉油醇和乙酸松油酯的含量分別達(dá)到43.05 %和12.71 %。它們都是高附加值的天然香料，具有廣泛應(yīng)用前景。

② 巨尾桉鮮果和干果的油脂得率分別為1.75 %和5.0 %。鮮果油脂中脂肪酸組成為反-9-十八碳烯酸29.01 %、棕櫚酸23.0 %、花生酸8.78 %、硬脂酸6.56 %和肉豆蔻酸5.17 %。干果油脂中脂肪酸組成為反-9-十八碳烯酸39.36 %、棕櫚酸19.01 %、硬脂酸8.62 %、花生酸6.51 %。巨尾桉油脂可作為生物柴油的原料，具有經(jīng)濟價值。