陳海燕 李桂珍 秦榮秀 唐偉 梁忠云
摘要? ? 本文采用水蒸氣蒸餾法從1,8-桉葉素型互葉白千層中提取精油,采集不同蒸餾時間的揮發(fā)油,利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-M S)對揮發(fā)油的化學成分進行定性,參照ISO 4730:2017標準用氣相色譜進行定量分析,研究蒸餾時間對1,8-桉葉素型互葉白千層揮發(fā)油得率和成分的影響。結果表明,隨著蒸餾時間的延長,1,8-桉葉素型互葉白千層葉揮發(fā)油相對得率降低,蒸餾2 h后,96%以上的揮發(fā)油已被蒸出,精油主要成分1,8-桉葉素(70.537%)、α-松油醇(10.222%)、檸檬烯(8.429%)、α-蒎烯(3.080%)、β-月桂烯(2.030%)、4-松油醇(1.351%)含量變化不大。1,8-桉葉素型互葉白千層蒸餾時間以2 h為宜。
關鍵詞? ? 互葉白千層;揮發(fā)油;蒸餾時間;1,8-桉葉素
中圖分類號? ? TQ420.6+7? ? ? ? 文獻標識碼? ? A
文章編號? ?1007-5739(2020)21-0228-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(資源服務)標識碼(OSID)
Effect? of? Distillation? Time? on? Yield? and? Composition? of? Volatile? Oil? of? 1, 8-Cineole? Type? Melaleuca? alternifolia
CHEN Haiyan 1, 2? ? LI Guizhen 1, 2? ? QIN Rongxiu 1? ? TANG Wei 3? ? LIANG Zhongyun 1, 2 *
(1 Guangxi Zhuang Autonomous Region Forestry Research Institute, Nanning Guangxi 530002; 2 Guangxi Special Economic Forest Cultivation and Utilization Key Laboratory, Nanning Guangxi 530002; 3 Guangxi Hengjie Agricultural Technology Development Co., Ltd., Qinzhou Guangxi 535000)
Abstract? ? This paper used steam distillation to extract essential oils from 1, 8-cineole type Melaleuca alternifolia, collected volatile oils with different distillation times, and used gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) to qualitatively determine the chemical composition of the volatile oils according to ISO 4730:2017 standard, gas chromatography was used for quantitative analysis, the effect of distillation time on the yield and composition of the volatile oil of 1, 8-cineole type Melaleuca alternifolia was studied. The results showed that with the extension of the distillation time, the relative yield of volatile oil of 1, 8-cineole type Melaleuca alternifolia decreased. After 2 hours of distillation, more than 96% of the volatile oil had been steamed out. The main components of the essential oil were 1, 8-cineole (70.537%), α-terpineol (10.222%), limonene (8.429%), α-pinene (3.080%), β-myrcene (2.030%), 4-terpineol (1.351%), the content of these components had little change. The optimum distillation time of 1, 8-cineole type Melaleuca alternifolia was 2 h.
Keywords? ? Melaleuca alternifolia; volatile oil; distillation time; 1, 8-cineole
互葉白千層是桃金娘科(Myrlaceaca)白千層屬(Melaleuca)常綠灌木至小喬木樹種,原產(chǎn)于澳大利亞東部的昆士蘭州和新南威爾士北部。我國于20世紀90年代初開始引種,在廣東、廣西、福建等地均有大面積種植[1-3]。研究發(fā)現(xiàn),利用互葉白千層枝葉經(jīng)水蒸氣蒸餾得到的精油因主成分不同可分為6種生化類型[4],其中研究和應用較多的是4-松油醇型(茶樹油)和1,8-桉葉素型。關于茶樹油化學成分的提取、應用已有報道[5-7],1,8-桉葉素型互葉白千層油主成分及應用已有研究[2,7-10],但1,8-桉葉素型互葉白千層油提取工藝未見報道。本試驗采用水蒸氣蒸餾法,采集不同蒸餾時間的1,8-桉葉素型互葉白千層油,并進行得率和成分分析,探討蒸餾時間對1,8-桉葉素型互葉白千層油得率和成分的影響,以期為1,8-桉葉素型互葉白千層的利用與開發(fā)提供參考。
1? ? 材料與方法
1.1? ? 試驗材料
供試材料為1,8-桉葉素型互葉白千層,采用扦插苗,2018年11月種植,2020年1月采摘于廣西欽州市欽北區(qū)平吉鎮(zhèn)平里村互葉白千層種植基地。
試驗所用儀器及主要試劑有BRUKER TQ456氣質(zhì)聯(lián)用儀、Aglient7890A氣相色譜儀、揮發(fā)油測定器。
1.2? ? 試驗方法
1.2.1? ? 精油提取。參照《中華人民共和國藥典》中的揮發(fā)油測定法,采用水蒸氣蒸餾法[2]測定枝葉得油率。將采集的枝葉切成1~2 cm,裝入5 000 mL圓底燒瓶中,裝上揮發(fā)油測定器和冷凝管,蒸餾時間4 h,每隔1 h收集精油1次,冷卻后進行分離,稱重且計算得油率。
1.2.2? ? 成分分析。用氣-質(zhì)聯(lián)用N1ST標準譜庫檢索及人工解析進行定性分析,參照文獻[11-14]確定主要化學成分,對部分單萜化合物采用氣相相對保留時間進行驗證,參照國際標準ISO 4730:2017(E)[15],利用氣相色譜法進行定量分析,采用面積歸一化法計算各組分的相對含量。
采用Aglient 7890A氣相色譜儀,進行GC定量分析。彈性石英毛細管柱AT35(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣為氮氣,程序升溫:70 ℃保持5 min,以5 ℃/min升至150 ℃,停留1 min,再以10 ℃/min升至220 ℃,保持2 min,進樣口250 ℃,汽化室250 ℃,分流比1∶50,進樣量0.3 μL。
采用美國BRUKER公司TQ456氣質(zhì)聯(lián)用儀,進行GC-MS定性分析。色譜柱:彈性石英毛細管柱AT35(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣為高純氦氣,進樣口230 ℃,柱溫250 ℃,分流比1∶50。程序升溫:70 ℃保持5 min,以5 ℃/min升至150 ℃,再以10 ℃/min升至220 ℃,保持2 min,進樣口250 ℃。質(zhì)譜條件:EI離子源,電離電壓70 ev,掃描范圍45~350 amu,全掃描方式。進樣量1.0 μL(1%乙醇溶液)。
2? ? 結果與分析
2.1? ? 蒸餾時間與蒸出精油量的關系
從表1可以看出,1,8-桉葉素型互葉白千層的相對出油率隨著蒸餾時間的延長而降低。在蒸餾4 h過程中,在0~1 h內(nèi),相對出油率為85.71%;在1~2 h內(nèi),相對出油率為10.45%;在2~3 h內(nèi),相對出油率為2.77%;在3~4 h內(nèi),平均相對出油率為1.06%。蒸餾2 h,96.16%以上的精油已蒸出。從成本上考慮,蒸餾時間以2 h為宜。這與提取4-松油醇型互葉白千層油中的結論一致[16]。
2.2? ? 蒸餾時間對1,8-桉葉素型互葉白千層油主要化學成分及其含量的影響
從表2可以看出,1,8-桉葉素型互葉白千層油的主要成分1,8-桉葉素隨著蒸餾時間的延長而降低;α-松油醇及倍半萜類物質(zhì)隨著蒸餾時間的延長而增加;α-蒎烯、 β-月桂烯、α-松油烯、檸檬烯、4-松油醇等單萜類物質(zhì)卻隨著蒸餾時間的延長而先增加后減少,因為它們都屬于輕組分,沸點低且相近,在蒸餾開始時,首先被蒸餾出來,所以開始時隨著蒸餾時間的延長而增加,但隨著蒸餾時間的進一步延長,互葉白千層枝葉中的輕組分已大部分蒸餾出來,導致這類單萜類物質(zhì)在精油中的含量逐漸減少;從蒸餾2 h和4 h的精油成分看,蒸餾4 h的4-松油醇前的輕組分基本低于蒸餾2 h的,但變化不大,而α-松油醇及倍半萜類化合物高于蒸餾2 h的,倍半萜類各主要成分均提高10%以上,這與提取4-松油醇型互葉白千層油規(guī)律一致[16]。從出油率和精油成分綜合考慮,蒸餾時間以2 h為宜。
從互葉白千層油各類標準看,1,8-桉葉素和4-松油醇都作為此精油的特征組分[15,17-20]。從表2可以看出,本試驗中1,8-桉葉素型互葉白千層油的主要成分為1,8-桉葉素(70.537%)、α-松油醇、檸檬烯、α-蒎烯、 β-月桂烯、4-松油醇(1.351%)、 β-蒎烯、γ-松油烯,對照廣西地方標準《互葉白千層(精)油,1,8-桉葉素型》(DB 45/T 889—2012)[21],其中特征組分1,8-桉葉素含量遠高于要求(>35%),而特征組分4-松油醇(>2%)和代表性組分γ-松油烯(1%~20%)含量不符合要求,究其原因可能是1,8-桉葉素型與桉葉素-松油醇型2種生化類型互葉白千層在種子繁育種植方面無法區(qū)分[22],導致加工出的精油成分差異較大[10]。
3? ? 結論與討論
采用水蒸氣蒸餾法從1,8-桉葉素型互葉白千層中提取揮發(fā)油,蒸餾時間以2 h為宜,其他影響出油率及成分的因素有待進一步研究。
4? ? 參考文獻
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基金項目? ?廣西林業(yè)科研與推廣項目(gl2018kt15);廣西科技基地和人才專項(桂科AD18281083);廣西特色經(jīng)濟林培育與利用重點實驗室自主課題(19-A-04-02);廣西林業(yè)科學研究院基本科研業(yè)務費(林科201821號)。
作者簡介? ?陳海燕(1974—),女,廣西容縣人,碩士,高級工程師,從事林化產(chǎn)品研究與開發(fā)工作。
通信作者
收稿日期? ?2020-06-17