云南麻栗坡县坚叶樟群落叶精油成分鉴定与化学型分析.pdf

收稿日期：2023-03-02；2023-05-15修回基金项目：江西省林业科学院青年人才培养项目(项目编号：2023522701)；江西省林业科学院基础研究与人才科研专项(项目编号：2022512701)作者简介：张月婷，女，助理研究员，硕士，主要从事林木遗传育种研究。E-mail:通信作者：汪信东，男，副研究员，博士，主要从事林木遗传育种研究。E-mail:x_坚 叶 樟（Cinnamomum chartophyllum）系 樟 科（Lauraceae）樟属（Cinnamomum）植物，产于云南南部及东南部，常生于海拔300800 m的山坡疏林中的水沟旁或沟谷密林中1。坚叶樟属常绿乔木，树高920 m，树皮灰褐色，具有芳香气味；叶形多变，干时坚纸质；花期 68月，果期 810月；以种子繁殖为主，也可以扦插繁殖2。坚叶樟富含挥发油，其根部黄樟素含量高达96%。黄樟素是合成香兰素、胡椒醛等香料的重要原料，具有很高的经济价值3。由于坚叶樟分布狭窄，自然种群稀少，因此，对其研究较少，经文献查阅，近年有少量研究人员开始对其提取物的化学成分和药理作用进行研究4-5。本研究于云南省麻栗坡县发现的小型坚叶樟群落中采集了20株植株的叶片并进行精油提取分析，旨在为进一步研究、利用其活云南麻栗坡县坚叶樟群落叶精油成分鉴定与化学型分析张月婷，刘新亮，符 潮，汪信东（江西省林业科学院，国家林业草原樟树工程技术研究中心，江西 南昌 330013）摘要：采用GC-MS对云南麻栗坡县的坚叶樟（Cinnamomum chartophyllum）自然群落中的20株植株叶精油化学成分进行了检测。总计鉴别出70种成分，其中单萜类化合物35种（占总精油种类的50%），倍半萜类化合物33种（占47.1%）以及苯丙烯类化合物2种（占2.8%）。基于精油主成分进一步将20株单株划分为8种化学类型，即芳樟醇型、1,8-桉叶油素型、橙花叔醇型、-石竹烯型、甲基丁香酚型、喇叭茶醇型、混杂型和混杂型等。1,8-桉叶油素型为本群落特征性化学型，9株单株（45%）叶精油皆以1,8-桉叶油素为主成分，含量介于26.95%56.75%之间。此外，本次调查还发现了1株优良单株，甲基丁香酚含量占叶精油相对含量的87.01%。研究结果可为今后樟属植物保护和育种提供参考数据。关键词：坚叶樟；精油；化学型；1,8-桉叶油素；甲基丁香酚中图分类号：S792.23 S759.82 R284.1文献标识码：A文章编号：2095-9818(2023)04-0001-04DOI编码：10.16259/ki.36-1342/s.2023.04.001Identification and chemotype analysis of leaf essential oilsfrom Cinnamomum chartophyllum community in Malipo County,Yunnan ProvinceZhang Yueting,Liu Xinliang,Fu Chao,Wang Xindong(Camphor Engineering and Technology Research Center of National Forestry and Grassland Administration,Jiangxi Academy of Forestry,Nanchang Jiangxi330013,China)Abstract:The leaf essential oil profiles of Cinnamomum chartophyllum population(twenty plants)from Malipo County of YunnanProvince were detected with GC-MS(Gas Chromatography-Mass Spectrometer).A total of 70 chemical constituents wereidentified，including 35 monoterpenoids(50%of the total essential oils),33 sesquiterpenoids(47.1%)and 2 phenylpropenes(2.8%).According to the main components of leaf essential oils,8 chemotypes were classified,namely linalool type,1,8-eucalyptol type,nerolidol type,-caryophyllene type,methyl eugenol type,ledol type,mixed type I and mixed type II.Thepopulation was characterized as 1,8-eucalyptol type due to 9 plants,accounted for 45%containing 1,8-eucalyptol from 26.95%to56.75%content.Whats more,a fine strain which contained methyl eugenol content of as high as 87.01%in leaf essential oils wasalsoselected.Theresultwillprovidereferencefortheprotection and breedingof Cinnamomum.Key words:Cinnamomum chartophyllum;essential oil;chemomtype;1,8-eucalyptol;methyl eugenol南方林业科学南方林业科学South China Forestry Science第51卷第4期2023年8月Vol.51，No.4Aug.,2023南 方 林 业 科 学第51卷南 方 林 业 科 学性物质提供科学参考，也为今后樟属植物保护和育种提供参考数据。1材料与方法1.1 材料来源坚叶樟在我国分布范围有限，本研究在云南文山州东南部麻栗坡县坚叶樟群落（23855 N，1044938 E）共发现坚叶樟40株，为天然小型种群，种群中的坚叶樟胸径区间主要集中在25 cm，胸径在10cm以上的个体极少；该种群中幼体数量充足，缺乏大胸径个体，属于典型增长型种群结构类型。坚叶樟群落中主要伴生树种有苏铁蕨（Brainea insignis）、桫椤（Alsophila spinulosa）、红 椿（Toona ciliata）、青 冈（Cyclobalanopsis glauca）等。课题组于2021年8月在麻栗坡随机选取20株坚叶樟单株，分别采集其成熟叶片20 g，用于精油提取与成分分析。1.2 精油提取方法本研究采用正己烷有机溶剂萃取法提取坚叶樟叶精油成分6。具体操作步骤为：1）取5 g新鲜叶片于液氮中研磨；2）分别称取1 g 粉末置于10 mL离心管中，设置3次重复，加入有机溶剂正己烷（分析标准品含量99.5%）5 mL，密封后水平置于摇床中低速震荡12 h，之后4 000 rmin-1离心10 min，取上清。3）将上清液放入2 mL EP管中，10 000 rmin-1离心10 min后取上清液，重复2次。4）过滤除杂后取500 L液体转移至进样瓶中，利用Shimadzu气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）进行精油成分分析7。1.3 GC-MS 检测GC-MS 检测条件：进样口温度 250，进样量 1L，载气He，载气流速1.0 mLmin-1，分流进样。升温程序：初始柱温 80保持 2 min，3min-1升温至180保持 2 min，再以 8min-1升温至 240保持 5min，共运行60 min。峰面积归一化法计算各组分相对百分含量。MS 条件：EI 离子源温度 200，连接线温度230，扫描范围 50600 m/z。各分离组分采用Nist8.0谱库进行化合物检索。2结果与分析2.1 坚叶樟叶精油主成分组成有机溶剂萃取20株坚叶樟叶精油，经GC-MS分析获得各成分相对含量，统计坚叶樟群落叶精油化学主成分并划分化学类型(某种化学成分相对含量大于25%即以其化学成分名称命名类型，如：芳樟醇含量大于25%，则划分命名为芳樟醇型；若无成分大于25%，则划分为混杂型；若多种成分相对含量大于25%，则为混杂型)。经统计分析，本次20株坚叶樟叶精油可分为8种化学类型，即为芳樟醇型、1,8-桉叶油素型、橙花叔醇型、-石竹烯型、甲基丁香酚型、喇叭茶醇型、混杂型、混杂型（表1）。其中1,8-桉叶油素型为9株，占45%；芳香醇型2株，占10%；混杂型3株，占15%；混杂型2株，占10%；-石竹烯型、橙花叔醇型、甲基丁香酚型、喇叭茶醇型各 1株，分别占5%（图1）。结果表明本群落是以1,8-桉叶油素型为主的天然类群，其中1,8-桉叶油素含量最低为26.95%，最高为56.75%（表1），其相对含量差异较大，具有极高的选育价值。表1 坚叶樟叶精油主成分含量Tab.1 Main component content of deciduous essential oil inC.chartophyllum样本编号N01N02N03N04N05N06N07N08N09N10N11N12N13N14N15N16N17N18N19N20保留时间/min5.200-5.2175.200-5.2178.708-8.7259.217-9.2335.200-5.2175.200-5.2178.067-8.0838.708-8.7259.217-9.23314.658-14.67516.100-16.1176.250-6.2676.250-6.2678.708-8.7259.217-9.23311.442-11.4585.200-5.2175.200-5.2175.200-5.2175.200-5.2175.200-5.2175.200-5.21714.383-14.40015.542-15.55814.000-14.01711.942-11.958主成分1,8-桉叶油素1,8-桉叶油素-柠檬醛-柠檬醛1,8-桉叶油素1,8-桉叶油素-萜品醇-柠檬醛-柠檬醛(+)-喇叭茶醇芳樟醇芳樟醇-柠檬醛-柠檬醛甲基丁香酚1,8-桉叶油素1,8-桉叶油素1,8-桉叶油素1,8-桉叶油素1,8-桉叶油素1,8-桉叶油素(-)-匙叶桉油烯醇-桉叶油醇异橙花叔醇-石竹烯相对含量/%40.7926.9515.6920.2747.4932.4634.2316.5420.8827.3384.585.878.8611.6387.0141.9745.7641.8351.3942.6356.7527.4326.4987.9654.54化学类型1,8-桉叶油素型1,8-桉叶油素型混杂型1,8-桉叶油素型混杂型混杂型喇叭茶醇型芳樟醇型芳樟醇型混杂型甲基丁香酚型1,8-桉叶油素型1,8-桉叶油素型1,8-桉叶油素型1,8-桉叶油素型1,8-桉叶油素型1,8-桉叶油素型混杂型橙花叔醇型-石竹烯型另外，目前甲基丁香酚主要在细辛（Asarumsieboldii）、肉 豆 蔻（Myristica fragrans）、千 层 金2第4期（Melaleuca bracteata）、肉桂（Cinnamomum cassia）、茴香（Foeniculum vulgare）等天然植物中提取8-9，在我国樟组植物中尚未得到充分研究和利用，本研究中坚叶樟甲基丁香酚型精油GC-MS离子图仅存在少量其他化学成分峰值（图 2），相对含量高达 87.01%（表1），具有重要开发潜力。2.2 坚叶樟叶精油化学型成分分析经统计分析，8种精油主成分类型中共鉴定出化学成分70种，其中单萜类化合物35种（占总精油种类的 50%）；倍半萜类化合物 33种（占 47.1%）；苯丙烯类化合物2种（占2.9%）（表2）。因此，坚叶樟叶精油中化学成分种类主要以单萜类化合物、倍半萜类化合物为主，苯丙烯类化合物相对较少。在本研究中，1,8-桉叶油素型和芳樟醇型的叶精油中单萜类化合物占90%以上；在-石竹烯型和橙花叔醇型的叶精油中倍半萜类化合物占95%以上；在甲基丁香酚型叶精油中苯丙烯类化合物占87.01%张月婷等：云南麻栗坡县坚叶樟群落叶精油成分鉴定与化学型分析图2 甲基丁香酚叶精油总离子图Fig.2 Total ion images of methyl eugenol leaf essential oils图1 坚叶樟种群叶精油化学型组成Fig.1 Chemical composition of essential oil from fallenleaves of C.chartophyllum population注：A:1,8-桉叶油素型；B:芳香醇型；C:混杂型I；D:混杂型；E:-石竹烯型；F:橙花叔醇型；G:甲基丁香酚型；H:喇叭茶醇型。Note:A:1,8-Eucalyptol type；B:Linalool type；C:Hybrid type；D:Hybrid type；E:-Caryophyllene type；F:Nerolidol type；G:Methyleugenol type；H:Ledol type.（表3），其3种化合物分布都较为集中，为后续的开发利用提供了便利。3结论与讨论本研究对麻栗坡县坚叶樟天然群落叶精油化学成分进行分析测定，共筛选出8种化学类型，即芳樟醇型、1,8-桉叶油素型、橙花叔醇型、-石竹烯型、甲基丁香酚型、喇叭茶醇型、混杂型、混杂型。其中1,8-桉叶油素型个体最多，而植物精油成分和遗传因素是相互关联的，因此可以推测此坚叶樟群落是以1,8-桉叶油素型叶精油为主要遗传背景的天然种群。本研究以正己烷有机溶剂萃取，共鉴定出化学表3 坚叶樟叶精油主要化学型分类与相对含量Tab.3 Classification and relative content of main chemicaltypes of essential oil from C.chartophyllum leaves序号12345678主要化学型1,8-桉叶油素型芳樟醇型混杂型混杂型-石竹烯型橙花叔醇型甲基丁香酚型喇叭茶醇型单萜类化合物/%91.1592.3891.7493.4141.0869.971.695.320.461.040.571.60倍半萜类化合物/%7.148.256.367.9329.6658.524.3798.1496.7198.6912.2897.74苯丙烯类化合物/%/1.86/87.01/注:/表示未检测出。Note:/indicates not detected.表2 坚叶樟叶精油的化学成分类别Tab.2 Classification of chemical constituents of essential oilfrom C.chartophyllum leaves序号123精油化学成分种类单萜类化合物倍半萜类化合物苯丙烯类化合物种数35332占总精油种类/%5047.12.93南 方 林 业 科 学第51卷南 方 林 业 科 学成分70种，其中单萜类化合物35种（占总精油种类的50%）、倍半萜类化合物33种（占47.1%）及苯丙烯类化合物2种（占2.9%），而徐有伟5分别以石油醚和乙酸乙酯萃取进行化学成分研究，共鉴定出化合物32种。两者所用有机溶剂不同，本试验方法提取的化学成分更多，为其植物化学分类学研究奠定了基础。樟属植物枝叶富含天然精油成分，具有抑菌、杀菌、驱虫10、抗氧化11-12、延缓衰老及防治心血管疾病等作用13-14，具有广阔的开发利用前景。坚叶樟叶精油化学类型多样，本研究对云南文山州东南部麻栗坡县坚叶樟小群落叶精油进行分析，发现含有明显主成分的精油类型多达 6 种，而相对于油樟（C.longipaniculatum）、岩桂（C.petrophilum）等樟属植物化学成分类型较为多样15-17。其次，本研究也发现了甲基丁香酚作为主成分的坚叶樟优良单株，其含量高达87.01%，这是对樟属精油化学成分的重要补充。甲基丁香酚具有镇痛、镇咳、抗炎、抗氧化等多方面的药理学活性18-19，同时作为一种重要的芳香化合物，已经广泛应用于食品、化妆品、香料等领域，具有广阔的市场发展前景20。而坚叶樟作为自然分布范围较小的物种之一，极少受到研究，因此，在甲基丁香酚化学型樟属植物选育繁育研究过程中可以将坚叶樟作为目标树种之一。参考文献：1 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志M.北京:科学出版社,1984.2 程必强,许勇,喻学俭,等.黄樟素新资源一坚叶樟的初步研究J.香料香精化妆品,1988(4):2-4,45.3 梅家庆,孙凌峰.中国的黄樟素植物资源J.香料香精化妆品,2008,110(5):35-39.4 Zhou M X,Li G H,Sun B,et al.Identification of novel Nrf2activators from Cinnamomum chartophyllum H.W.Li and theirpotential application of preventing oxidative insults in humanlung epithelial cellsJ.Redox Biology,2018(14):154-163.5 徐有伟.坚叶樟化学成分研究D.济南:山东中医药大学,2016.6 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