互葉白千層（Melaleuca alternifolia）不同類型葉片精油組分差異比較

喬健 李國鵬

摘 要 利用MTBE方法結(jié)合氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)比較了互葉白千層嫩葉與老葉精油的揮發(fā)性組分差異。研究發(fā)現(xiàn)，在互葉白千層不同類型葉片精油中共檢測到10種單萜、16種倍半萜、5種單萜衍生物及1種倍半萜衍生物共32種揮發(fā)性物質(zhì)。互葉白千層不同類型葉片精油組分亦不同，互葉白千層老葉精油含量達5 000.79 ng/g，嫩葉精油含量僅為3 470.38 ng/g。單萜類衍生物是互葉白千層精油的絕對含量及相對含量最高的一類化合物。松油烯-4-醇、松油烯、d-杜松萜烯及2-蒈烯在互葉白千層精油中含量較高。互葉白千層不同葉片精油組成不同，以倍半萜類化合物種類最多。互葉白千層葉片的成熟度與松油烯-4-醇的含量亦相關(guān)。

關(guān)鍵詞 互葉白千層；揮發(fā)性組分；精油；差異

中圖分類號 R284.1 文獻標識碼 A

Abstract The essential oils of different essential oil types including young leaves and mature leaves of M. alternifolia were extracted by the MTBE method and then analyzed by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. A total of 32 volatile compounds were identified， mainly including 10 moneterpenes， 16 sesquiterpenes， 5 moneterpenes derivations and 1 sesquiterpenes derivations. However， the volatile compositions were different between each other. Essential oils extracted from mature leaves showed abundant volatiles namely， 5 000.79 ng/g， while the content was 3 470.38 ng/g in the essential oils from young leaves. Moneterpene derivations played an important role in the composition of essential oils. Four volatiles including terpinen-4-ol， γ-terpinene， d-cadinene and pinonene showed a higher concentration in the essential oils and showed different contribution to the total essential oils. The compositions of different essential oils were different and sesquiterpenes were the most abundant. The maturity of the leaves showed a correlation with terpinen-4-ol.

Keywords Melaleuca alternifolia； volatile compounds； essential oil； difference

DOI 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.09.027

互葉白千層（Melaleuca alternifolia）是桃金娘科（Myrtaceae）白千層屬（Melaleue）的一種常綠小灌木，原產(chǎn)于澳大利亞東部昆士蘭州和新南威爾士北海岸[1]。從20世紀80年代開始植物源殺菌劑受到重視后，互葉白千層的種植及其精油產(chǎn)業(yè)得以迅速發(fā)展，從1993年開始我國廣東、廣西、海南及云南等地大面積引種了互葉白千層。到20世紀末，互葉白千層的栽培面積已達150 hm2左右，年產(chǎn)油17～20 t，國內(nèi)關(guān)于互葉白千層精油的研究也日益活躍，并已建立了我國茶樹油的質(zhì)量標準[2]。

茶樹油（Tea Tree Oil，TTO）是從互葉白千層新鮮枝葉中提取到的淡黃色透明狀液體，具有良好的廣譜殺菌保健作用，并有誘人的肉蔻香氣，因而被廣泛地用于日化、制藥等行業(yè)中。鐘振聲等[3]研究發(fā)現(xiàn)茶樹精油對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有較強的抑制作用，茶樹油中的松油烯-4-醇是最主要的抗真菌成分。茶樹油的產(chǎn)量及組分受栽培條件、精油提取技術(shù)等因素影響，前人比較了不同提取壓力、溫度、浸泡時間等對茶樹油主要成分含量的影響，研究結(jié)果表明常壓提取有利于增加輕組分的比例，加壓有助于提高重組分的比例[4-6]。Baker等[7]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過蒸餾得到的茶樹油主要由低濃度的倍半萜類化合物和極少量的單萜類組成，但隨著提取時間延長，茶樹油中松油烯-4-醇、1，8-桉葉素等含氧單萜類化合物的提取量減少。盡管互葉白千層已經(jīng)引種至我國數(shù)十年，但對互葉白千層及其茶樹油的研究多為比較不同提取方法及植物精油的化學成分及生物活性研究[8-9]。基于此，本研究比較不同類型互葉白千層葉片茶樹油的組分差異，以期為其開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

互葉白千層（Melaleuca ahemifolia）材料由廣東省興寧市綠也生物科技有限公司于2017年三月進行剪取并運至湛江市。將新鮮的互葉白千層當年生葉片（嫩葉）與2年生葉片（老葉）分別取樣后，室內(nèi)陰干后用于精油提取與揮發(fā)性組分測定。

1.2 方法

1.2.1 精油制備 采用MTBE（methyl tert-butyl ether）方法制備互葉白千層精油[10]。準確稱取1.0 g互葉白千層樣品裝入20 mL樣品瓶，加入10 mL含有濃度為10 μg/mL異丁基苯的99.8% 的MTBE溶液。室溫振蕩過夜后過分離柱去除提取液中的水分、極性物質(zhì)及葉綠素等大分子化合物后置于4 ℃冰箱備用。

1.2.2 氣相色譜—質(zhì)譜分析 采用島津QP-2010- Plus氣質(zhì)聯(lián)用儀，色譜柱為安捷倫Rtx-5MS毛細管柱（30 m×0.5 ?m×0.32 mm）。升溫程序如下：起始溫度50 ℃，保留1 min，以5 ℃/min升溫到260 ℃，保留10 min。進樣口與連接口溫度分別為250 ℃和280 ℃，解吸附5 min。載氣為高濃度He（99.99%），1：50分流進樣，流速為1 mL/min。質(zhì)譜條件：連接口溫度280 ℃，電離方式EI，離子源溫度為230 ℃，四級桿溫度150 ℃；電子能量70 eV，Scan模式全程掃描。

揮發(fā)性物質(zhì)的定性分析：樣品經(jīng)過氣相色譜進行分離后，形成不同的色譜峰。各組分質(zhì)譜經(jīng)NIST/WILEY檢索及資料分析，再結(jié)合有關(guān)文獻進行人工譜圖分析以確定各化學成分。

定量分析以10 μg/mL異丁基苯作為內(nèi)標進行濃度計算。各樣品分別重復4次。

2 結(jié)果與分析

2.1 互葉白千層精油組成

利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀在互葉白千層不同類型葉片精油中共檢測出32種揮發(fā)性物質(zhì)，其中包括10種單萜、16種倍半萜、5種單萜衍生物及1種倍半萜衍生物（表1）。不同種類化合物在互葉白千層不同類型葉片精油中的含量不同。32種揮發(fā)性組分中，松油烯-4-醇在互葉白千層葉片精油中的含量最高，在嫩葉和老葉精油中分別為1 045.80、2 026.75 ng/g。盡管γ-松油烯在互葉白千層不同類型葉片中的含量差異較大，但其含量卻是第二高的組分，其在嫩葉精油和老葉精油中的含量分別為396.15、741.41 ng/g。

2.2 互葉白千層嫩葉與老葉精油組分差異比較

由表1可知，互葉白千層不同類型葉片精油的揮發(fā)性物質(zhì)組成不同，在嫩葉與老葉精油中分別檢測出29、28種化合物。盡管不同類型互葉白千層精油組成相似，但老葉精油的揮發(fā)性物質(zhì)含量顯著高于嫩葉精油，達到5 000.79 ng/g，而嫩葉精油含量僅為3 470.38 ng/g。在不同類型互葉白千層葉片精油中共檢測到10種單萜類化合物，其中含量最高的分別為γ-松油烯，在嫩葉與老葉精油中分別為396.16、741.41 ng/g；其次為蒈烯，在嫩葉與老葉精油中的含量分別為200.81、327.81 ng/g；月桂烯和驅(qū)蛔素在嫩葉互葉白千層精油中未檢測到，其在老葉精油中的含量分別為32.97、24.70 ng/g。倍半萜類化合物是在互葉白千層精油中檢測到最多的化合物。不同倍半萜類化合物在不同組織間的含量不盡相同，16種倍半萜類化合物中，d-杜松萜烯的含量較高，在互葉白千層嫩葉與老葉精油中的含量分別為290.24、203.83 ng/g，其對互葉白千層精油的貢獻率較高。喇叭烯在互葉白千層老葉精油中的含量達到201.67 ng/g，但在嫩葉精油中卻并未檢測到。此外，欖香素亦僅在老葉精油中檢測到，含量為20.53 ng/g。而α-蓽澄茄油萜、喇叭茶醇、胡蘿卜醇等倍半萜類化合物僅在嫩葉精油中檢測到，其含量分別為23.64、22.55、25.85 ng/g。盡管本研究中僅檢測到6種萜類衍生物，但其卻是互葉白千層精油中重要的揮發(fā)性組分，其中松油烯-4-醇、γ-松油烯和順-β-萜品醇的含量最高。松油烯-4-醇在嫩葉與老葉精油中的含量分別為1045.80、2 026.75 ng/g。

在互葉白千層不同葉片精油中共檢測到單萜類化合物、倍半萜化合物、單萜衍生物及倍半萜衍生物共四大類（表2）。不同化合物在不同組織間的絕對含量及相對含量不盡相同。單萜類衍生物是互葉白千層精油中最為重要的一類揮發(fā)性組分，其在不同組織內(nèi)的絕對含量及相對含量均為最高。單萜類衍生物在互葉白千層嫩葉與老葉精油中的含量分別為1 369.15 和2 416.92 ng/g，相對含量分別為39.49%和48.24%。單萜化合物在嫩葉中的含量僅為894.07 ng/g（相對含量25.76%），而其在老葉中的含量達到1 566.47 ng/g（相對含量31.26%）。倍半萜化合物在嫩葉精油中的絕對含量較老葉精油中高，其含量分別為1 178.67 ng/g （25.76%）和1 002.61 ng/g （20.01%）。倍半萜類衍生物在互葉白千層精油中的含量較低，其相對含量均低于1%。

3 討論

互葉白千層原產(chǎn)于澳大利亞新南威爾士州北部沿海，由于其精油具有廣譜抗微生物、抑菌、環(huán)保、溫和、滲透性和生物降解力強等特點，因而被廣泛應用于個人護理、健康用品等日化行業(yè)[11]。本研究利用MTBE方法提取互葉白千層茶樹精油結(jié)合GC-MS分析共檢測到單萜、倍半萜、單萜衍生物及倍半萜衍生物四大類32種揮發(fā)性組分，其中倍半萜化合物的種類最多，共檢測到16種，其次為單萜衍生物（10種）。茶樹精油的質(zhì)量主要由其松油烯-4-醇和1，8-桉葉素的濃度決定。由于松油烯-4-醇具有紫丁香的花香，其香氣柔和，其含量不應低于30%，而1，8-桉葉素具有清涼的草藥味，使得茶樹精油具有一定的刺激性氣味，因此在茶樹精油的國際標準中要求松油烯-4-醇的最低含量為30%，而1，8-桉葉素的最高含量

為5%[2]。本研究中從互葉白千層不同類型葉片的精油中檢測到松油烯-4-醇的含量均高于30%，而1，8-桉葉素的含量均低于1.5%（表2）。Homer等[12]對澳大利亞新南威爾士州不同地方的615棵互葉白千層樹收集后發(fā)現(xiàn)615棵互葉白千層茶樹可以根據(jù)其主要的揮發(fā)性精油組分聚為6種不同的生態(tài)型，其中3種分別以松油烯-4-醇、1，8-桉葉素和γ-松油烯為主，在本研究中的松油烯-4-醇的含量顯著高于其他物質(zhì)，并且1，8-桉葉素含量極低，因此本研究中的互葉白千層屬于松油烯-4-醇型，而鐘振聲等[3]對從澳大利亞引種到廣西玉林的互葉白千層茶樹油組分分析發(fā)現(xiàn)1，8-桉葉素的相對含量高達72.49%，屬于典型的1，8-桉葉素型。

植物精油揮發(fā)性成分的種類及含量受栽培季節(jié)、栽培條件、樣品部位及采收時間等一系列因素影響。莫昭展[13]比較了栽培在不同的土壤水分條件下一年生的互葉白千層精油組分差異，研究發(fā)現(xiàn)土壤水分含量對互葉白千層葉片的產(chǎn)油率有著極顯著的影響，土壤水分含量越高，精油組分中的中松油醇與1，8-桉葉素含量呈下降趨勢。柴玲等[14]比較了互葉白千層花、葉片及果實中的揮發(fā)性精油組分，研究發(fā)現(xiàn)互葉白千層花與果實精油中的1，8-桉葉素含量較葉片精油中要高，而葉片精油中的松油烯-4-醇含量較花、果揮發(fā)油中高。張銘光等[15]對互葉白千層植株不同部位葉片揮發(fā)性組分分析中發(fā)現(xiàn)，葉片位置對γ-松油烯和松油烯-4-醇的影響較大，而對α-松油烯和異松油烯的影響不顯著，其研究還發(fā)現(xiàn)位于下部葉片精油組分中的γ-松油烯和松油烯-4-醇含量比上部葉片精油高，這與我們的研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)互葉白千層老葉精油組分含量較嫩葉精油高，并且松油烯-4-醇、γ-松油烯及萜品醇等組分的含量亦表現(xiàn)為老葉精油高于嫩葉精油，而β-萜品醇、d-杜松萜烯等組分在嫩葉精油中的含量高于老葉精油。

本研究在互葉白千層植物葉片精油中共檢測到32種揮發(fā)性組分，其中倍半萜類化合物的化合物種類最多。通過比較互葉白千層不同成熟度葉片揮發(fā)性組分差異，盡管老葉精油的揮發(fā)性組分含量較高，達到5 000.79 ng/g，嫩葉精油含量僅為3 470.38 ng/g，但不同類型的互葉白千層植物精油揮發(fā)性組分均以松油烯-4-醇的含量最高，對互葉白千層植物精油的貢獻率最高。依據(jù)茶樹精油的國際標準，松油烯-4-醇的最低含量為30%，而茶樹精油的價值高低與松油烯-4-醇的含量相關(guān)，互葉白千層葉片的成熟度與松油烯-4-醇的含量亦相關(guān)，因此在一定條件下可以根據(jù)葉片的成熟度指導最佳采收時間，以期獲得較高品質(zhì)的茶樹精油。

參考文獻

[1] 朱德明， 喻孟君， 周文釗， 等. 不同收獲時間對白千層油質(zhì)量及產(chǎn)油率的影響[J]. 熱帶作物學報， 2005（3）： 79-81.

[2] 呂 永， 何庭玉， 陳 珊. 互葉白千層植物精油的研究進展[J]. 廣東化工， 2005， 32（3）： 38-40.

[3] 鐘振聲， 樊麗妃， 黃繼兵. 引種互葉白千層茶樹油的化學成分及抑菌活性[J]. 華南理工大學學報（自然科學版）， 2011， 39（1）： 53-57.

[4] 陳祖洪， 周麗珠， 梁忠云， 等. 不同蒸餾方式對茶樹油主要成分含量及得油率的影響[J]. 林產(chǎn)化工通訊， 2003（5）： 21-23.

[5] 梁忠云， 劉 虹， 陳海燕， 等.不同工藝生產(chǎn)茶樹油產(chǎn)品質(zhì)量的研究[J].林產(chǎn)化學與工業(yè)，2009，29 （1）：107-110.

[6] 鄭 恒， 杜 光， 宗 凱， 等.茶樹油的提取工藝優(yōu)化試驗研究[J].中國藥師， 2004（3）： 166-167.

[7] Baker G R，Lowe R F，Southwell I A.Comparison of oil recovered from tea tree leaf by ethanol extraction and steam distillation[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2000， 48（9）： 4 041-4 043.

[8] 王近近， 邵興鋒， 劉淑敏， 等.茶樹精油對灰葡萄胞霉生理功能的干擾研究[J]. 現(xiàn)代食品科技， 2016， 32（6）： 56-62.

[9] 黃曉敏， 李海妙， 羅寶正， 等.茶樹精油對銅綠假單胞桿菌生物膜的抑制作用[J]. 現(xiàn)代預防醫(yī)學， 2012， 39（18）： 4 787-4 789.

[10] Fischer R， Nitzan N， Chaimovitsh D， et al. Variation in essential oil composition within individual leaves of sweet basil （Ocimum basilicum L.） is more affected by leaf position than by leaf age[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2011， 59（9）： 4 913-4 922.

[11] 黃 戈， 翁曉晨， 張 帆， 等. 互葉白千層的種植和加工研究進展[J]. 廣東化工， 2017， 44（4）： 71-73.

[12] Homer L E， Leach D N， Lea D， et al. Natural variation in the essential oil content of Melaleuca alternifolia Cheel （Myrtaceae）[J]. Biochemical Systematics and Ecology， 2000， 28（4）： 367-382.

[13] 莫昭展. 水分脅迫對互葉白千層產(chǎn)油率和油質(zhì)量的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學， 2011， 40（3）： 112-114.

[14] 柴 玲， 劉布鳴， 林 霄， 等. 互葉白千層花、果與葉揮發(fā)油成分的對比分析[J]. 香料香精化妝品， 2014（6）： 1-4， 16.

[15] 張銘光， 袁 敏. 互葉白千層植株不同部位葉片揮發(fā)組分分布初探[C]//中國植物生理學會. 中國植物生理學會第十次會員代表大會暨全國學術(shù)年會論文摘要匯編. 上海： 中國植物生理學會， 2009： 1.