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全 文 ：Vol. 34 No. 1Jan. 2014第 34 卷 第 1期2014年 1月 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Journal of Central South University of Forestry & Technology收稿日期：2013-05-10基金项目：国家自然科学基金项目（31260095）；云南省社会发展科技计划项目（2010CD087）作者简介：舒康云（1962-），女，云南大理人，副教授，本科，主要从事物理教学研究；E-mail：[email protected]通讯作者：陶永元（1963-），男，云南禄劝人，副教授，本科，主要从事物理化学及植物化学研究；E-mail：[email protected]天竺桂 Cinnamomum pedunculatum为樟科樟属植物，又名山肉桂、野桂，为常绿乔木，其树皮和叶可作调料，也可入药，在我国主要分布于安徽、福建、江苏、江西、台湾、浙江等地，由于天竺桂树冠发达，枝繁叶茂，四季常绿，树形美观，现已成为许多城市、乡村绿化的主要树种之一。由于天竺桂生长较快，城市绿化管理部门每年都要进行修剪，大量的天竺桂树枝和树叶被作为废弃物处理，资源浪费。植物精油是从植物中提取的芳香物质，人们早已认识到许多植物精油具有治疗和杀菌作用。由于天然植物精油具有低毒或无毒，对皮肤不会产生灼热感，气味清新，使用后无药物残留、易降解、对环境无污染等许多优点而受到国内外研究者的高度关注 [1]。植物挥发油已广泛应用于食品、化装品、医药等领域 , 从不同植物中提取的挥发油具有各自特殊的药理活性，挥发油主要具有抗过敏、酶抑制、抗突变、抗微生物、抗癌、抗病毒、驱虫、抗氧化和对中枢神经系统的镇静作用等药理活性并在医学方面有多种用途 [2]。天竺桂叶可以提取精油，生长于湖南长沙的天竺桂叶出油率为 0.52%，精油密度为 0.96 g/mL，对蚊虫（白蚊伊蚊和致倦库蚊）的幼虫和蛹有显著的毒杀作用 [1]。已有研究证明，天竺桂精油具有抑制炎症的作用，对风湿导致的发热、关节红肿有治疗作用，还具有镇痛和抗癫痫作用。天竺桂挥发油对大肠杆菌、枯草杆菌和金黄色葡萄球菌都有明显的抑菌作用 [3]。体外抗菌试验表明天竺桂精油对普通变形杆菌、藤黄八叠球菌、甘蓝黑腐菌、白菜软腐菌等均具有较强的抑菌活性 [4]。天竺桂叶精油的提取及成分分析舒康云 a，陶永元 b，徐成东 b，蔡晨波 b，陈 靖 b，杨 刚 b（楚雄师范学院 a. 物理与电子科学系；b. 化学与生命科学系，云南 楚雄 675000）摘 要：研究了从天竺桂叶中提取精油的方法，并对其精油的成分进行分析。以天竺桂叶为研究材料，用水上水蒸汽蒸馏法提取天竺桂精油，并用 GC-MS（气相色谱 -质谱联用技术）对其组成成分进行分析。结果表明：提取时间以 4 h为宜，精油得率为 0.42 mL/100 g；天竺桂叶精油中鉴定出了 57种物质，相对含量最高的成分为 2-羟基 -1,7,7-三甲基降冰片烯 (18.55%)，其它依次为 (-)-柠檬烯（7.68%）、乙酸冰片酯 (7.55%)、l-石竹烯 (7.34%)等。关键词：天竺桂叶；精油；提取；化学成分分析中图分类号：S789.2 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2014)01-0107-05Extraction of essential oil from leaves of Cinnamomum pedunculatum and chemical composition analysisSHU Kang-yuna, TAO Yong-yuanb, XU Cheng-dongb, CAI Chen-bob, CHEN Jingb, YANG Gangb(a. Dept. of Electronic Information Science and Technology; b. Dept. of Chemistry and Life Science, Chuxiong Normal University, Chuxiong 675000, Yunnan, China)Abstract: The methods for extracting essential oil from the leaves of Cinnamomum edunculatum were studied, and the chemical components were analyzed. The leaves of C. edunculatum were cut to pieces, the essential oil was extracted out by on-water water vapor distillation method. The tests results indicate that the optimal extraction time was 4 hours, the yield of essential oil was 0.4 2 mL/100g. The oil extracted has been analyzed with GC-MS, and results show that there are 57 kinds of chemical materials, of them, the components with highest relative contents of essential oil were Bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol,1,7,7-trimethyl-(18.55%), (-) - limonene（7.68%）, bornyl acetate (7.55%), and l- caryophyllene (7.34%).Key words: leaves of C. pedunculatum; essential oil; extraction; chemical components analysis舒康云，等：天竺桂叶精油的提取及成分分析108 第 1期提取植物精油的方法有很多种，如水蒸气蒸馏法、溶剂提取法、同时蒸馏—萃取法、超临界CO2流体萃取法、亚临界水提取法、分子蒸馏技术等；另外还有辅助提取方法，如超声波辅助萃取法、微波辅助提取技术、生物酶制剂辅助提取法等辅助提取方法 [5-10]。水蒸气蒸馏法又可分为水中蒸馏法、直接蒸汽蒸馏法和水上蒸馏法。水中蒸馏法是将原料放入锅内，然后向锅中加适量的水，加热煮沸蒸馏；水上蒸馏法是将原料只与蒸汽接触，产生的低压饱和蒸汽由于含湿量大，有利于精油的蒸出；直接蒸汽蒸馏法是指蒸馏器内不加水，采用从锅炉生产的蒸汽直接通入蒸馏器内，由装在器底的喷气管喷出进入料层进行蒸馏 [11]。用水中蒸馏法提取天竺桂精油已有报道，尚未见用水蒸汽水上蒸馏法、直接蒸汽蒸馏法从天竺桂叶中提取精油的报道。本研究采用水蒸气水上蒸馏法提取天竺桂叶精油，并用 GC-MS分析方法研究精油的化学成分，为合理开发利用天竺桂这一植物资源提供参考。1 材料、仪器与试剂1.1 实验材料 天竺桂鲜叶采于楚雄师范学院校园内，从多棵天竺桂树上采集树叶，切碎混匀，备用。1.2 仪器与试剂 主要有：电炉（1 000 W）、家用高压锅 (口径 22 cm)、冷凝管、HH-S2恒温水浴锅（金坛市大地自动化仪器厂）、梨形分液漏斗、样品管、GCMS-QP2010型气质联用仪（日本岛津公司）、无水硫酸钠等。2 试验方法 2.1 精油的提取 采用水蒸汽水上蒸馏法，研究了蒸馏时间对精油得率的影响。用口径为 22 cm普通家用高压锅代替圆底烧瓶组装成蒸馏装置。在高压锅下层中加入 2 500 mL水，称取 360 g碎叶放于高压锅蒸层上面，盖上盖子，不放加压阀，高压锅盖正中间的出气孔连接冷凝装置。将锅放在功率为1 000 W的电炉上加热，用水蒸汽水上蒸馏法提取精油。在云南楚雄地区大气压力约为 82.3 kPa、水的沸点约为 94.5℃的条件下蒸馏，将冷凝管中滴出的馏出液用梨形分液漏斗收集。由于精油不溶于水且密度比水小，在漏斗中会分为上下两层，每隔一段时间将漏斗中的下层水放出，并从安装在高压锅的另一个孔道中的分液漏斗倒回锅内；上层为精油，呈淡黄色，香气较浓。每隔 1 h，将收集到的精油用无水硫酸钠除去水分，量取精油的体积，计算其产率。实验完毕，合并各时段的精油，测定精油密度，将精油装在玻璃瓶内密封保存在 4 ℃冰箱中，待测。2.2 精油化学成分分析 天竺桂精油组成成分采用 GC-MS法 (气相色谱 -质谱联用 )分析。气相色谱条件：弹性石英毛细柱 (HP-5MS，30 m×250 μm×0.25 μm)。柱温：65～ 250℃程序升温。初始温度为 65 ℃，保持 5 min，以 8 ℃ /min的速度升至 180 ℃，保持 2 min，再以 20 ℃ /min的速度升至 250 ℃，保持 2 min。载气为高纯氮气，柱流量为 1.0 mL/min，以分流方式进样，分流比为 20∶ 1，进样口温度为 250℃。质谱条件：采用 EI电离方式，电离能量 70 eV，离子源温度 250 ℃，接口温度 230 ℃，溶剂采集方式 Scan，容积迟延时间 4.2 min。间隔时间 0.3 s，开始采集时 m/z=50，结束时 m/z=550，进样量 0.2 μL。采用 wiley275标准质谱库进行检索、分析。3 结果与分析3.1 天竺桂叶精油得率 从开始有馏出液就有精油产生，在前 4 h内，精油得率与蒸馏时间基本呈正比，到 4 h时精油得率为 0.42 mL/100g。从 4 h以后虽然仍有精油产生，但精油馏出速率下降，5 h以后精油已经很少。所以，考虑到节约能源因素，蒸馏时间以 4 h以内为宜。经测定，精油密度为 0.95 g/mL。图 1 蒸馏时间对天竺桂精油得率的影响Fig.1 Effect of distillation duration on yield of essential oil of C. edunculatum109第 34卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报本实验天竺桂鲜叶采集时间为 4月份，精油得率为 0.42%左右，福建泉州四月份天竺桂叶（阴干）精油得率仅为 0.35%左右 [4]，相对而言楚雄地区的天竺桂叶精油含量较高，具有综合开发利用价值。目前，在云南省各地区，部分农民已会用水蒸气蒸馏法提取桉叶油，所以可用提取桉叶油的设备和方法提取天竺桂精油，无需再另外增加设备。3.2 精油的化学成分分析对天竺桂叶精油进行 GC-MS分析，其总离子流图见图 2，化学成分定性分析及相对含量 (以面积归一化法测得 )结果见表 1。图 2 天竺桂叶精油的总离子流Fig.2 Total ion current of essential oil of C. edunculatum表 1 天竺桂精油化学成分Table 1 Chemical components of essential oil of C. edunculatum序号 保留时间 /min 名称 分子式 分子量 CAS号 峰面积 % 匹配度1 6.482 莰烯 C10H16 136 79-92-5 0.20 982 6.721 α-蒎烯 C10H16 136 80-56-8 1.27 973 7.178 2,2-二甲基 -3-亚甲基二环 [2.2.1]庚烷 C10H16 136 5794-4-7 0.82 974 7.782 水芹烯 C10H16 136 99-83-2 1.02 865 7.938 β-蒎烯 C10H16 136 127-91-3 1.15 966 8.192 β-月桂烯 C10H16 136 123-35-3 1.16 957 8.741 3-蒈烯 C10H16 136 13466-78-9 0.40 978 8.949 桧烯 C10H16 136 3387-41-5 0.40 969 9.209 邻异丙基甲苯 C10H14 134 527-84-4 3.76 9510 9.47 (-)-柠檬烯 C10H16 136 5989-54-8 7.68 8911 9.671 罗勒烯 C10H16 136 13877-91-3 0.27 9612 9.989 4-萜烯醇 C10H18O 154 562-74-3 0.55 9613 10.293 桉叶油醇 C10H18O 154 470-82-6 0.29 9714 10.651 甲酸酯 C11H18O2 182 7492-41-3 0.66 9115 10.977 芳樟醇 C10H18O 154 78-70-6 1.25 9716 11.057 异蒲勒醇 C10H18O 154 7786-67-6 0.32 8617 11.251 乙酸龙脑酯 C12H20O2 196 5655-61-8 0.39 9818 11.457 小茴香醇 C10H18O 154 1632-73-1 0.29 9019 11.599 1-甲基 -4-（1-甲基乙基）-（1R，4S）-2-环己烯 -1-醇 C10H18O 154 29803-81-4 0.32 8620 11.821 2-甲基 -6-甲基 -1,7-辛二烯 C10H14O 150 41702-60-7 0.11 8721 12.1 2-莰酮 C10H16O 152 76-22-2 0.83 9622 13.053 2-羟基 -1,7,7-三甲基降冰片烯 C10H18O 154 10385-78-1 18.55 9623 13.29 α-松油醇 C10H18O 154 10482-56-1 4.42 9524 13.842 甲酸 [草 (之上 )+伯 ]酯 C11H18O2 182 7492-41-3 0.62 95舒康云，等：天竺桂叶精油的提取及成分分析110 第 1期由图 2可知，共检测出 60个峰，谱库比对共检出化学成分匹配度大于 85%的 57种，占精油总量的 99.99%。由表 1可知，在检出的成分中，天竺桂叶精油中化合物主要以烯烃、酯类、醇类以及烷烃化合物为主，相对含量最高的成分为 2-羟基 -1,7,7-三甲基降冰片烯 (18.55%)，其它依次为 (-)-柠檬烯（7.68%）、乙酸冰片酯 (7.55%)、l- 石竹烯 (7.34%)、（1E，5E）1，5- 二甲基 -8-（1- 甲基亚乙基）-1，5- 环辛二烯（5.2%）、[3S-(3α,5α,8α)]-1,2,3,4,5,6,7,8- 八 氢 化 -α,α-3,8- 四甲基 -5-奥甲醇 (4.56%)、α-松油醇 (4.42%)、β-桉叶醇 (4.33%)、邻异丙基甲苯（3.76%）、榄 [香 ]烯（3.31%）、1,1-乙基 -甲基 -2-（1-甲基乙烯基）-4-（1-甲基亚乙基）-环己烷（2.7%）、α-石竹烯（2.66%）等。将表 1数据与黄晓东等人 [4]测定的福建泉州天竺桂叶精油成分、申鸽等人 [1]测定的长沙天竺桂叶精油成分对比，3个地区天竺桂精油的许多成分不完全相同，部分组成成分虽然相同，但含量有较大差别。如，黄晓东等人测定的精油中桉叶油醇和芳樟醇含量分别为 20.98%和 5.94%，而本研究的含量则分别为 0.29%和 1.25%，含量相差非常大。表 2中分别列出了云南楚雄、福建泉州和湖南长沙 3地天竺桂精油中含量最高的 4种物质的情况。由表 2可见，产地不同，其含量较高的几种成分也不同。续表 1Continuation of table 1序号 保留时间 /min 名称 分子式 分子量 CAS号 峰面积 % 匹配度25 13.975 (Z)-3,7-二甲基 -2,6-辛二烯醛 C10H16O 152 106-26-3 0.61 9726 14.27 3,7-二甲基 -2,6-辛二烯 -1-醇 C10H18O 154 106-25-2 0.30 9027 14.613 (E)-3,7-二甲基 -2,6-辛二烯醛 C10H16O 152 141-27-5 0.85 9528 14.712 1-癸醇 C10H22O 158 112-30-1 0.65 9729 15.008 乙酸冰片酯 C12H20O2 196 76-49-3 7.55 9330,31 15.564, 15.766 1,1-乙基 -甲基 -2-（1-甲基乙烯基）-4-（1-甲基亚乙基）-环己烷 C15H24 204 3242-8-8 2.70 9532 15.944 乙酸松油酯 C12H20O2 196 80-26-2 0.35 9433 16.087 乙酸橙花酯 C12H20O2 196 141-12-8 0.41 9534 16.428 α-衣兰烯 C15H24 204 14912-44-8 1.02 8735 16.531 α-蒎烯 C15H24 204 3856-25-5 1.00 9336 16.987 白菖烯 C15H24 204 17334-55-3 0.97 9137 17.439 l-石竹烯 C15H24 204 87-44-5 7.34 9638 17.796 a-Gurjunene C15H24 204 489-40-7 0.85 9039 17.935 α-石竹烯 C15H24 204 6753-98-6 2.66 9240 18.178 1，2，3，4，4，5，6，8 -四氢 -7-甲基 -4-甲基 -1-(1-甲基乙基 )萘 C15H24 204 30021-74-0 0.50 8741 18.325 (-)-Germacrene D C15H24 204 23986-74-5 1.36 9142 18.624 （1E，5E）1，5-二甲基 -8-（1-甲基亚乙基）-1，5-环辛二烯 C15H24 204 15423-57-1 5.20 9043 19.589 β-桉叶醇 C15H24 204 473-15-4 4.33 9444 20.291 [3S-(3α,5α,8α)]-1,2,3,4,5,6,7,8-八氢化 -α,α-3,8-四甲基 -5-奥甲醇 C15H26O 222 489-86-1 4.56 9445 21.371 榄 [香 ]烯 C15H26O 222 639-99-6 3.31 9346 21.666 (+)-喇叭烯 C15H24 204 21747-46-6 0.69 8847 23.536 反 ,反 -西基乙酸 C17H28O2 264 4128-17-0 0.28 9348,50 24.190,24.997 二十一烷 C21H44 296 629-94-7 0.89 9249 24.742 棕榈酸 C16H32O2 256 1957-10-3 0.82 8951 25.536 正三十烷 C30H62 422 638-68-6 0.11 8652 25.624 ENT-16-贝壳杉烯 C20H32 272 562-28-7 0.69 9053 25.860 叶绿醇 C20H40O 296 150-86-7 1.03 9654 26.579 二十烷 C20H42 282 112-95-8 0.38 9155 27.524 六十烷 C60H122 842 7667-80-3 0.44 8856,60 28.662,41.213 三十五烷 C35H72 492 630-07-9 0.50 9457 30.081 五十四烷 C54H110 758 5856-66-6 0.32 9058 31.894 正四十四烷 C44H90 618 7098-22-8 0.19 9459 34.24 正四十烷 C40H82 562 4181-95-7 0.41 95111第 34卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报4 讨 论用水蒸气蒸馏法提取云南楚雄天竺桂叶（4月份）精油得率为 0.42 mL/100g，精油得率不是很高，但在农村已有桉叶油提取设备的条件下，无需增加投入就可进行生产，是比较理想的方法。这一方法有许多优点，一是原料来源丰富，可以利用从城乡绿化树天竺桂上修剪下来的叶子进行提取；二是操作简单易学，普通农户也能掌握提取方法；三是充分利用原有桉叶油提取设备，不需要另外购置设备；四是不需要化学提取剂从而减少污染；五是提取精油后的“废树叶”可作加热蒸馏时的燃料，变废为宝，且解决了生产废料的处理问题。当然，采用微波辅助提取、超声波辅助提取，虽然精油得率提高了，但设备的投入也就增加了，对农村来说没有现实意义。通过上面的比较可知，各地区的天竺桂精油成分有一定差异，各成分含量相差较大，同一地区采收树叶的月份不同、树龄不同，得到的精油成分也有差异，各地区天竺桂精油的主要组成成分都是醇类、烯烃类、酯类和少部分烷烃类，都含有具有杀虫和驱蚊作用的柠檬烯、桉叶油醇、芳樟醇、乙酸龙脑酯等物质。天竺桂精油具有香味纯正、持久、无毒的特点，把从行道树上修剪下来的天竺桂叶子充分利用（提取精油），且提取精油过程中具有原料来源广泛、量大、生产成本低、不产生化学污染等特点，具有开发利用价值。参考文献：[1] 申 鸽 ,彭映辉 ,秦巧慧 ,等 . 天竺桂叶精油成分分析及其对蚊虫的毒杀作用 [J]. 中南林业科技大学学报 , 2010, 30(9): 132-136.[2] 滑 艳 ,邓雁如 ,汪汉卿 .各种挥发油的药理活性及在医学方面的应用 [J].天然产物研究与开发 ,2003,15(5):467-469.[3] 蔡建秀 ,尤祖卿 ,黄晓东 ,等 . 天竺桂挥发油化学成分及抑菌活性研究 [J]. 热带亚热带植物学报 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(C15H26O)，7.81% 芳樟醇 (C10H18O),5.94%4种主要成分含量合计 41.12% 34.84% 61.87%
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