不同產地香榧假種皮精油組分分析

朱海東 曾茂茂 何志勇 秦 昉 陳 潔

(江南大學食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇 無錫 214122)

香榧(Torreyagrandiscv.Merrillii)為紅豆杉科(Taxaceae)榧屬常綠喬木，是中國特有的珍貴經濟樹種。香榧又稱榧子、玉榧、玉山果、赤果、細榧等，呈核果狀，其種子包被于肉質中，成熟前假種皮呈綠色，熟時為暗紫色或紫褐色[1]。香榧不僅具有很高的食用價值，還具有很高的藥用價值[2]。其種子中含有豐富的優質油脂、蛋白質、維生素等礦物質，同時還含有煙酸、葉酸、維生素B2等，具有美容、增進食欲等功效[3]。研究[4-5]發現，香榧子油具有顯著的降血脂作用，對動脈粥樣硬化形成有明顯的預防作用。

香榧假種皮是香榧種子外層的較厚的肉質種皮，占種子鮮重的50%～60%[6]。在香榧種子充分利用的同時，其假種皮絕大多數被當作工業廢棄物丟棄，這不僅造成了資源浪費，還污染環境[7]。植物精油又稱香精油或揮發油，是萃取植物特有的一類具有芳香氣味的油狀液體的總稱[8]。香榧假種皮富含精油成分，但現有研究[9-10]主要比較不同提取方法對香榧假種皮精油的影響，而對不同產地的香榧假種皮精油的提取和利用還鮮有研究。水蒸氣蒸餾法是常用的并且傳統的植物精油提取方法[11-12]。研究擬采用水蒸氣蒸餾法提取磐安、嵊州2號、嵊州1號、諸暨及黃山香榧精油，采用GC-MS對精油進行成分分析，旨在比較不同品種的香榧精油組分，為香榧假種皮的開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香榧：于2014年9月分別采自安徽黃山、浙江諸暨、浙江嵊州(1號、2號)、浙江磐安；

蒸餾水：實驗室自制；

乙醇：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

電子天平：JB5374-91型，瑞士梅特勒—托利多儀器有限公司；

氣相色譜—質譜聯用儀：SCIONSQ-456-GC型，美國布魯克公司；

萃取頭：50/30 μm DVB/CAR/PDMS型，上海安普科學儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 水蒸氣蒸餾法 稱取過40目篩的香榧假種皮粉末100 g，按V蒸餾水∶m香榧假種皮粉=10∶1(mL/g)加入蒸餾水，放入水蒸氣蒸餾裝置進行加熱，水蒸氣蒸餾5 h后收集提取液，分液去除蒸餾水后獲得香榧假種皮精油，使用無水硫酸鈉干燥后，4 ℃避光密封保存。每組試驗重復3次[13]。

1.2.2 香榧假種皮精油得率的計算 按式(1)計算。

(1)

式中：

c——提取率，%；

m1——精油質量，g；

m2——假種皮質量，g。

1.2.3 香榧假種皮精油成分分析 水蒸氣蒸餾得到的5種香榧精油，通過固相微萃取技術直接進樣分析[14]。

(1)氣相色譜條件：采用美國布魯克公司的SCIONSQ-456-GC儀器。毛細管色譜柱為HP-5(0.25 μm×0.25 μm×30 m)；程序升溫：初始溫度為60 ℃，5 ℃/min升溫至270 ℃，保持35 min；進樣口溫度250 ℃；載氣為高純氦氣，流速為1.0 mL/min，進樣量為0.1 μL，分流比為20∶1。

(2)質譜條件：電離方式為EI，轟擊能量為70 eV；接口溫度為200 ℃，三重四級桿溫度為150 ℃，電子增倍器電壓為1.88 kV；掃描范圍為35～500 emu。

1.2.4 數據分析 采用MAINLIB、REPLIB及WILLEY 3個質譜庫進行串聯檢索，并結合相關參考文獻，采用面積歸一化求得各成分的相對含量。

2 結果與討論

2.1 不同產地香榧假種皮水蒸氣蒸餾法所得精油性狀及得率

采用水蒸氣蒸餾法分別對產自磐安、嵊州、諸暨、黃山的同種香榧的假種皮進行精油提取，其精油性狀及得率如表1所示。由表1可知，在精油性狀方面，不同產地的香榧所提取出來的精油均為油狀透明液體，具有很好的流動性，并帶有清涼的刺激性香味。其中磐安香榧精油顏色最淺，接近無色，諸暨香榧精油、嵊州1號香榧精油、嵊州2號香榧精油、黃山香榧精油顏色依次遞增。黃山香榧精油顏色最深，為深黃色透明的油狀液體。在得率方面，方差分析和多重比較結果表明：磐安香榧精油得率最高，諸暨、嵊州1號、嵊州2號香榧精油得率相差不大，黃山香榧精油得率最少。

表1 不同產地香榧假種皮精油的得率及性狀?

2.2 不同產地香榧假種皮精油的成分

采用GC-MS分別對磐安香榧、嵊州2號香榧、嵊州1號香榧、諸暨香榧、黃山香榧精油主要成分和相對含量進行分析，結果如表2所示。

由表2可知，磐安、嵊州2號、嵊州1號、諸暨、黃山的香榧假種皮精油中分別鑒定出53，57，63，57，56種化學成分。主要成分均為單萜、倍半萜類物質。5種不同產地的香榧精油中主要成分有α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、檸檬烯、異松油烯、大根香葉烯D、α-石竹烯及Δ-杜松烯等，且不同產地的香榧假種皮精油的化學組分及含量存在明顯差異。為了比較香榧假種皮精油組分的差異，分析這8種主要成分在5種產地的香榧假種皮精油中的含量，見圖1。

表2 不同產地香榧假種皮精油成分分析

由圖1可知，磐安、嵊州2號、嵊州1號、諸暨、黃山的香榧假種皮精油8種主要組分的總相對含量分別為81.58%，86.52%，30.64%，77.86%，44.08%，差異明顯。8種成分含量差異也很大，5種產地香榧假種皮精油中成分含量最高的均為檸檬烯，磐安、嵊州2號及諸暨香榧精油中檸檬烯含量超過37%，α-蒎烯、月桂烯次之。而嵊州1號、黃山香榧中的檸檬烯含量低于18%，大根香葉烯D、Δ-杜松烯次之。據報道[15-16]，檸檬烯具有抗腫瘤、抑菌、鎮咳、止痛、增加香氣等功效，已被廣泛應用于醫學、食品、化工等領域，因此，優先考慮嵊州2號香榧作為生產檸檬烯的主要原料，其次選擇諸暨、磐安香榧。在醫學上，α-蒎烯已被廣泛地作為合成抗腫瘤、抑菌藥物的前體物質。考慮到α-蒎烯的用量，則優先選擇磐安香榧，其次為嵊州2號、諸暨香榧。如果需要提取、富集大根香葉烯D，則選擇嵊州1號、黃山香榧作為原材料。

圖1 不同產地的香榧假種皮精油中主要成分的相對含量

植物精油香氣組分受多種因素的影響[17]，氣候、土質、品種、栽培技術、采摘時間等條件均會對精油的組分及含量造成影響。精油的香氣成分主要來源于香榧果實的香氣，品種差異會導致果實香氣的成分組成存在差異。同一品種成熟度不同的果實香氣也具有差異[18]。磐安、諸暨、黃山、嵊州地區不同，土質、氣候、栽培技術自然也不同，這些因素可能也會導致香榧假種皮精油組分的差異，這些因素可控性較低，很難得出一套科學、全面的香榧精油評估系統，香榧精油中的鍵合態特征香氣成分的種類、含量與呈香組分的相關性及其生物合成途徑還有待進一步研究。

從表3可以看出，5種不同產地的香榧精油中均檢出烯烴類、醇類、醛酮類、羧酸酯類化合物，烯烴類成分含量最高，接近90%，是香榧精油的主要組成成分，醛酮類成分含量最低，小于0.1%。其原因主要是由于烯烴類化合物沸點低，極性小，一般不溶于水或者溶解度很小，易與水蒸氣一起蒸出[19-20]。烯烴類、羧酸酯類以及醛酮類，各產地差異不大，但是醇類在含量上差異顯著。其中嵊州1號香榧最高(11.4%)、其次為黃山香榧(5.96%)、諸暨香榧(3.72%)、嵊州2號香榧(1.28%)，磐安香榧(0.55%)最低。可以看出嵊州1號的主要香氣成分是以烯烴類及醇類成分為主。烯烴類、羧酸酯類以及醛酮類，各產地差異不大，但是醇類在含量上差異顯著。該結果與于勇杰等[21]的研究結果相似。其中α-蒎烯、檸檬烯、異松油烯、牛兒烯、Δ-杜松烯等19種物質是5種不同產地香榧精油共同特征香氣成分。

表3 不同產地香榧假種皮水蒸氣提取物成分的分類

3 結論

采用水蒸氣蒸餾法獲取5種不同產地同種香榧假種皮精油，比較了精油得率，并采用固相微萃取結合GC-MS技術比較了不同產地香榧精油的組成差異。結果表明：磐安香榧精油得率最高(3.89±0.03)%，品質最優。GC-MS共檢測出118種化學成分，磐安、嵊州2號、嵊州1號、諸暨、黃山的香榧精油中分別鑒定出53，57，63，57，56種。5種不同產地的香榧精油中主要成分有α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、檸檬烯、異松油烯、大根香葉烯D、α-石竹烯及Δ-杜松烯。這8種主要組分在磐安、嵊州2號、嵊州1號、諸暨、黃山的香榧精油中總相對含量分別為81.58%，86.52%，30.64%，77.86%，44.08%。磐安、嵊州2號及諸暨香榧精油中檸檬烯含量超過37%，α-蒎烯、月桂烯次之。嵊州1號、黃山香榧中的檸檬烯含量低于18%，大根香葉烯D、Δ-杜松烯次之。產地對精油中烯烴類、羧酸酯類及醛酮類含量影響不大，但對醇類成分影響顯著，嵊州1號香榧最高(11.40%)，其次為黃山香榧(5.96%)、諸暨香榧(3.72%)、嵊州2號香榧(1.28%)，磐安香榧(0.55%)最低。由于試驗儀器靈敏度及試驗操作的影響，少量的揮發性成分未檢出，其中是否包含未知特征香氣組分，還有待進一步研究。