楊雪冰，董 上，夏海濤，山小淞，梅雪松，魏曉雪

(1.黑龍江省科學院，哈爾濱 150000； 2.黑龍江省林業(yè)科學院伊春分院，黑龍江 伊春 153000； 3.黑龍江省科學院自然與生態(tài)研究所，哈爾濱 150040； 4.黑龍江省科學院大慶分院，黑龍江 大慶 163319)

百里香屬(ThymusL.)植物是唇形科的低矮灌木，在中國分布有17種，2變種，主要分布于黃河以北的干旱及半干旱山區(qū)礫石坡地及草地[1]。黑龍江省分布8種，1變種，調查中發(fā)現百里香、地椒2種在黑龍江省也有分布[2]。顯脈百里香和興安百里香分布具有地帶性，其中顯脈百里香只分布于黑龍江省，興安百里香分布于黑龍江省和遼寧省[3-4]。關于顯脈百里香和興安百里香揮發(fā)油提取和成分的研究鮮有報道，對興安百里香的探討多集中于植物形態(tài)和快速繁育方面[5-6]。王玲等對黑龍江省4種野生百里香屬植物東北百里香(ThymusmandschuricusRonn.)、顯脈百里香、興凱百里香(ThymusprzewalskiiNakai)、興安百里香的種子微形態(tài)進行了比較研究[5]，并于2010年對這4種百里香屬植物的扦插苗在不同處理條件下的生根情況進行了比較研究[6]。閆紅秀等運用微波法提取興安百里香揮發(fā)油并對其主要組分活性進行了研究，得到主要成分為百里香酚(52.52%)、α-萜品烯(12.72%)和對傘花烴(8.24%)。體外抑菌實驗表明，興安百里香揮發(fā)油3種主要組分中，百里香酚抑菌活性最強[7]。本研究采用水蒸氣蒸餾法提取百里香揮發(fā)油，利用GC-MS對黑龍江省4種野生百里香的揮發(fā)性成分進行分析、鑒定，以期為進一步合理開發(fā)利用黑龍江省興安百里香資源提供可靠的科學依據。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

百里香和興安百里香采集于黑龍江省黑河市五大連池風景區(qū)(東經126°00′～126°26′，北緯48°34′～48°48′)，地椒和顯脈百里香采集于黑龍江省伊春市(東經127°37′～130°46′，北緯46°28′～4°26′)，模式標本保存于黑龍江省科學院自然與生態(tài)研究所植物標本室(HNR)。采樣于2020年9月進行，選擇在天氣晴好的上午，在植株離地面10 cm處用剪刀截取整株百里香，包括植株的莖、葉、花和果實，多株混合隨機采樣，帶回實驗室陰干。氣質聯用分析儀為安捷倫7890A-7000B氣質聯用儀(美國安捷倫科技公司生產)，所用試劑除正己烷為色譜純外，其余試劑均為分析純。

1.2 試驗方法

1.2.1 百里香揮發(fā)油提取

稱取百里香粉末10～20 g置于1 L圓底燒瓶中，按料液比1∶10(m/V)的體積加入蒸餾水并避光浸泡15 h，用水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油5 h，提取的揮發(fā)油用過量無水硫酸鈉吸取水分后保存于2 mL Agilent樣品瓶中，放入-4℃ 冰箱中保存待測。含油率計算如下：

W(%)=m1/m2×100%

式中：W為含油率，%；m1為百里香揮發(fā)油的質量，計量單位為g；m2為百里香陰干樣原料的質量，計量單位為g。

1.2.2 百里香揮發(fā)油成分分析

色譜條件：色譜柱：HP-5 MS，5%苯甲基聚硅氧烷彈性石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，進樣口溫度250℃，柱室溫度70℃(5 min)，以8℃/min 升溫速率升至150℃(保持10 min)，10℃升至250℃(保持8 min)；載氣：高純氦氣，柱前壓8.12 Psi，流速1.0 mL/min，分流比37∶1。

質譜條件：接口溫度280℃。電離方式：EI，電子能量70 eV，離子源溫度250℃，四極桿溫度130℃。調諧方式：標準調諧。質量掃描方式：SCAN，溶劑延遲3 min。掃描范圍m/z：35～550。

分析方法：用 HP-5 MS 色譜柱對色譜分離條件進行優(yōu)化，確定了最佳的分離條件，進行GC-MS分析，獲得揮發(fā)油的總離子流色譜圖(TIC)。利用該儀器所配的Nist 2008 質譜庫進行檢索，再對所得的譜圖進行人工核對和補充檢索，用面積歸一化法測得各組分的百分含量。

1.2.3 百里香揮發(fā)油香氣的感官評價方法

百里香揮發(fā)油的感官評價方法按GB/T 14454.2-2008《香料香氣評定法》對百里香揮發(fā)油進行香氣感官評價，天然香料除評辨其即時的香氣外，還應注意對其在揮發(fā)過程中所呈現的頭香香韻特征、體香香韻特征、尾香香韻特征進行評析，以綜合評定其香氣質量[8]。

2 結果與分析

2.1 百里香揮發(fā)油含油率比較

從表1可知，不同品種的百里香揮發(fā)油的含油率有較大差異，含油率范圍為0.29%～1.72%，其中，興安百里香的揮發(fā)油含油率最高，為1.72%，百里香次之，為0.76%，顯脈百里香含油率為0.55%，地椒含油率最低為0.29%。4種百里香揮發(fā)油含量之間的差異顯著，五大連池地區(qū)的2種百里香揮發(fā)油含油率顯著高于伊春地區(qū)。

表1 4種百里香揮發(fā)油含量比較Tab.1 Comparison of the content of essential oil from 4 Thymus species

2.2 百里香揮發(fā)性成分分析

4種百里香屬植物共檢測出55種化合物，利用Nist標準質譜庫—計算機聯機檢索，結合查閱質譜手冊和文獻資料分析核對，共鑒定出38種化合物采用面積歸一化法測定各種成分的相對質量分數，結果見表2。從化學成分種類來看，4種揮發(fā)油主要由16種萜烯類、9種醇類、5種酚類、2種酯類、1種酮類、1種醚類、1種醛類等組成。黑龍江省4種野生百里香揮發(fā)性成分占比最多的均為百里香酚，其中興安百里香、顯脈百里香、地椒的揮發(fā)油百里香酚占比達到75%以上，按照揮發(fā)油中主要成分分類法，可以將4種百里香揮發(fā)油均定為百里香酚型。

表2 4種百里香揮發(fā)油化學成分及其相對含量Tab.2 Volatile chemical compositions and relative content of essential oil from 4 Thymus species

4種野生百里香揮發(fā)油的主要化學成分及相對質量分數表現出一定的差異。興安百里香鑒定出21種成分，占總質量分數的98.16%，百里香酚占比最高，為79.04%。其次為2-環(huán)己烯-1-醇和2-異丙基-1-甲基苯，分別占比5.15%和4.09%，其余成分總和占總量的9.88%。百里香鑒定出20種成分，占總質量分數的96.85%，主要成分為百里香酚32.86%、龍腦13.45%、4-萜品醇9.93%、2-環(huán)己烯-1-醇7.77%、橙花醇乙酸酯5.94%等。顯脈百里香鑒定出25種成分，占總質量分數的95.49%，百里香酚占比最高，為77.73%，其余成分占比不高，只有5種成分占比超過1%，剩余14種都未超過1%。地椒鑒定出21種成分，占總質量分數的97.05%，百里香酚為最主要成分，占比最高，為78.05%，其余20種成分占比總和為18%，其中含量在1%～5%的化合物共6種，剩余沒有占比超過1%的成分。

從鑒定出的化合物相對分子質量來看，相對分子質量稍大的倍半萜及含氧倍半萜含量占絕大多數。所鑒定的化合物中，最小相對分子質量為128，只有1-辛烯-3-醇一種化合物；相對分子質量為136的化合物共6個，都為帶環(huán)的烯烴類(單萜)，平均含量較?。幌鄬Ψ肿淤|量為154的化合物較多，有7種，全為醇類或其衍生物，其中龍腦含量較大，其次為4-萜品醇和2-環(huán)己烯-1-醇平均含量相對較大；相對分子質量為150的化合物有4種，其中百里香酚是百里香揮發(fā)油的主要成分，含量最高。相對分子質量為152的化合物有反式-松香芹醇和檸檬醛2種，含量在2%左右；相對分子質量超過200的化合物共11種，其中相對分子質量為204化合物最多，共8個，都是倍半萜類化合物，平均含量較小，總量也不大，但為重要的尾香成分；相對分子質量為220的化合物只有異長葉烯一種，是萜烯類化合物。

2.3 百里香揮發(fā)油香氣的感官評價

百里香揮發(fā)油提取物的感官特征呈微黃至淡褐色，按照GB/T 14454.2-2008《香料香氣評定法》評價表明，具有清涼帶干焦的藥草香又兼有龍腦、芳樟醇、石竹烯等的清香氣息，香氣透發(fā)有力但粗糙，留香持久。4種百里香揮發(fā)油共有的化合物有5個，分別為α-萜品烯、百里香酚、4-萜品醇、石竹烯、異長葉烯，其中百里香酚在4種百里香揮發(fā)油中含量均為最高，除百里香酚和龍腦外，沒有超過占比10%的成分。

3 討論

國內已報道的新疆、陜西、貴州、寧夏和甘肅等地野生百里香的揮發(fā)油含量為0.16%～0.67%[9-13]，但本研究中，興安百里香揮發(fā)油含量高達1.72%，百里香揮發(fā)油含量為0.76%，顯著高于其他地區(qū)，也高于伊春地區(qū)的顯脈百里香和地椒。經調查，野生興安百里香生長在五大連池地區(qū)龍門石寨，百里香生長在藥泉山，兩處皆為火山熔巖經風化形成的火山灰土。火山灰土是五大連池地區(qū)的主要土壤類型之一，具有有機質含量含量高、土壤容重小、孔隙度與持水能力高等特點，同時受玄武巖母質中礦物態(tài)磷和鉀的作用，使火山灰土中全磷和全鉀含量較高[14]，這可能是興安百里香揮發(fā)油含量顯著高于其他百里香的原因。

百里香酚型是百里香屬植物主要的化學型，于二汝等總結了已報道的國內13種百里香的化學型，有8種為百里香酚型，其主要成分百里香酚的含量介于22.72%～36.00%；國內引進的13種百里香也主要以百里香酚型為主，其中上海引進的銀斑百里香的百里香酚含量占比最高，為60.62%[13]。閆紅秀等提取的興安百里香揮發(fā)油中，百里香酚為52.52%[7]，均低于本研究中興安百里香的百里香酚79.04%。本研究中，顯脈百里香為百里香酚型，與張妤研究結果顯脈百里香為橙花醇型、但在花末期轉變?yōu)辇埬X/百里香酚型有明顯區(qū)別[15]。

閆紅秀等研究發(fā)現，興安百里香精油主要成分為百里香酚(52.52%)、α-萜品烯(12.72%)和對傘花烴(8.24%)[7]。本研究中，興安百里香的揮發(fā)油成分與閆紅秀的研究結果類似，都以百里香酚為主，不同的是本研究中未檢出對傘花烴；祁偉等[16]對山東德州郊區(qū)野生百里香精油成分進行分析，鑒定出30種化合物，主要成分為百里香酚(15.64%)和香芹酚等；張有林等[5]研究發(fā)現，甘肅鎮(zhèn)原縣的百里香精油主要成分為百里香酚(22.72%)和香芹酚(11.57%)等，本研究中百里香精油主要成分為百里香酚32.86%，未檢測到香芹酚；苗延青等[17]對陜西秦嶺山區(qū)地椒的精油成分進行分析，鑒定出52種化合物，主要成分為百里香酚(20.87%)、香芹酚(16.58%)、對傘花烴(15.62%)和龍腦(4.68%)等物質。而本研究中地椒精油中，百里香酚為最主要成分，占比78.05%，未檢測到龍腦。由此可見，百里香屬植物精油的主要組分與前人研究存在較大差異，地區(qū)差異性明顯，同種、不同產地的百里香精油成分和含量存在明顯差異，受基因型、地理環(huán)境、氣候條件等因素影響較大。黑龍江省分布的3種野生百里香百里香酚含量占比遠高于其他地區(qū)，這可能與黑龍江省的地理環(huán)境、取樣時期相關，同時受到基因型和環(huán)境型的共同影響。

4 結論

黑龍江省4種野生百里香含油率范圍為0.29%～1.72%，而本研究中，興安百里香揮發(fā)油含量高達1.72%，百里香揮發(fā)油含量為0.76%，顯著高于其他地區(qū)，也高于伊春地區(qū)的顯脈百里香和地椒。

4種百里香屬植物共檢測出55種化合物，共鑒定出38種化合物。從化學成分種類來看，4種揮發(fā)油主要由16種萜烯類、9種醇類、5種酚類、2種酯類、1種酮類、1種醚類、1種醛類等組成。4種百里香揮發(fā)油共有的化合物有5個，分別為α-萜品烯、百里香酚、4-萜品醇、石竹烯、異長葉烯。

黑龍江省4種野生百里香揮發(fā)性成分占比最多的均為百里香酚，其中興安百里香、顯脈百里香、地椒的揮發(fā)油百里香酚占比達到75%以上，按照揮發(fā)油中主要成分分類法，可以將4種百里香揮發(fā)油均定為百里香酚型。黑龍江省分布的3種野生百里香，百里香酚含量占比遠高于其他地區(qū)。

百里香揮發(fā)油提取物的感官特征呈微黃至淡褐色，按照GB/T 14454.2-2008《香料香氣評定法》評價表明，具有清涼帶干焦的藥草香又兼有龍腦、芳樟醇、石竹烯等的清香氣息，香氣透發(fā)有力但粗糙，留香持久。