2種芳香萬壽菊精油的GC-MS分析與抑菌活性研究

陳品品，陳日忠，馬曉娟，劉 靚，蔡錦玲，莊衛東

（1.泉州市農業科學研究所，福建泉州 362212；2.福建泉州東潤園農業科技發展有限公司，福建泉州 362018）

芳香萬壽菊（A.Gray）又名墨西哥龍蒿、檸檬萬壽菊，為菊科萬壽菊屬（L.）多年生草本亞灌木，原產于美洲中部以及墨西哥等地。芳香萬壽菊花期較長，全年都有花朵，花盛期在9月中旬至次年3月上旬，花朵具有明亮的黃色，葉背有豐富的油腺點（圖1）。植株與花朵散發著濃郁的百香果清香，葉片和花朵皆可食用，嫩葉泡茶可作飲料，能降火去燥，還可用于廚房烹調，也適合作插花材料，是建設香草觀光園和香化工程的優秀品種，近幾年備受歡迎。

圖1 芳香萬壽菊花和葉

萬壽菊屬植物中萬壽菊（L.）的研究報道較多。萬壽菊葉、花均含精油，其主要化學成分有葉黃素、黃酮、α-三聯噻吩和萜類等，具有抗氧化、抗菌、殺蟲等多種生物學活性。萬壽菊莖葉乙醇提取物具有鎮痛抗炎活性。但尚未有對芳香萬壽菊精油成分進行分析和抑菌效果研究的報道。

本文首次以泉州地區引進種植的芳香萬壽菊的花、葉為研究對象，利用水蒸氣蒸餾法提取精油，結合氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）分析比較其化學組成，并比較2種精油對匍枝根霉（）、 鏈 格 孢（）、灰葡萄孢菌（）、粉紅單端孢（）和意大利青霉（）5種真菌的抑制效果，旨在為進一步開發和利用芳香萬壽菊精油抑菌劑提供數據支持。

1 材料和方法

1.1 主要材料、試劑和儀器

試驗材料：采集自泉州市農業科技園區（E118°38'～119°05'，N24°29'～25°15'）香藥植物資源引種圃內長勢良好的芳香萬壽菊的花和葉，整個田間隨機取樣。

供試菌種：匍枝根霉、鏈格孢、灰葡萄孢、粉紅單端孢和意大利青霉是從番茄中分離、純化和鑒定后得到。

儀器：SJ-HX001多功能植物萃取物（精油）生產機組，購自福建世紀海峽農業發展投資有限公司；7890B-5977氣相色譜-質譜聯用儀，購自美國安捷倫公司；CP2202C電子天平，購自上海奧豪斯儀器有限公司；SW-CJ-2D超凈工作臺，購自蘇州凈化設備有限公司；TS2200945壓力蒸汽滅菌鍋，購自日本株式會社平山制作所；Classic DI超純水機，購自德國ELGA公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 芳香萬壽菊精油提取與成分分析 水蒸氣蒸餾法提取芳香萬壽菊精油，準確稱取1 000 g芳香萬壽菊花（葉），洗凈剪碎，加入5 000 mL蒸餾水，振搖混勻后，隔水提取2.5 h，靜置分層后收集精油，于4℃冰箱避光保存備用。1 000 g芳香萬壽菊樣品提取得到精油的得率為0.52%（花）和0.50%（葉）。供試的2種芳香萬壽菊的含油率均高于萬壽菊的含油率（0.37%）。2種精油皆有特殊的百香果濃郁香味，呈淡金黃色。

氣相色譜條件：色譜柱為HP-5 MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度為230℃；載氣為高純氦氣（99.999%）；恒定流量0.8 mL·min；分流比50∶1；溶劑延遲3 min；進樣量1.0 μL。

升溫程序：初始溫度為45℃，保持2 min，以20℃·min升至150℃，以4℃·min升至250℃，保持5 min，總時長37.25 min。

質譜條件：四級桿溫度150℃，離子源溫度250℃，電離方式EI電離，電子能量70 eV，掃描范圍50～600 m·z，溶劑延遲時間5 min；采集方式SCAN掃描。

數據處理與質譜檢索：各峰經質譜數據系統檢索及NIST 2014標準質譜圖數據庫比對，參閱有關文獻，并采用峰面積歸一化法確定組分的相對百分含量（質量分數），用SPSS 27.0軟件進行統計分析。

1.2.2 芳香萬壽菊精油最低抑菌濃度（MIC）的測定精油的制備：用0.002%吐溫-80將精油配制成10 μL·mL濃度，超聲波超聲5 min備用。

菌懸液的制備：用接種環取5種供試菌分別裝入有10 mL無菌水的試管中，配制成1×10cfu·mL的懸浮液，振蕩器使其混合均勻備用。

用二倍稀釋法配制濃度為0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.4、12.8、25.6 μL·mL的精油培養基，每個濃度3個重復，無菌對照組不添加，28℃培養48 h，觀察真菌生長情況，測定菌落直徑，以無供試菌生長平板對應的最低濃度為最低抑菌濃度（MIC）。

1.2.3 芳香萬壽菊精油抑菌圈直徑（DIZ）的測定采用濾紙片法測定。通過測定抑菌圈直徑的大小來判斷芳香萬壽菊精油的抑菌效果。取100 μL菌液均勻涂布于平板培養基表面，制成含菌平板。取10 μL精油（對照組：取10 μL吐溫-80）于5 mm的圓形濾紙片上，濾紙朝下貼于平板，靜置10 min，28℃恒溫培養箱培養72 h，采用十字交叉法測定抑菌圈的直徑，3個重復，取平均值。以放置無菌濾紙片的培養皿作為空白對照。

2 結果與分析

2.1 芳香萬壽菊精油成分分析

運用GC-MS分析技術對芳香萬壽菊花、葉精油成分進行分析（總離子流圖TIC，圖2），精油組成成分及其相對百分含量見表1。從芳香萬壽菊花精油中共鑒定出相對含量在0.1%以上的主要成分共49個，占比98.17%；從葉精油中鑒定出45種化學成分，占總量的96.45%。花精油的主要成分有γ-大西洋酮（33.85%）、α-大西洋酮（12.20%）、（Z）-羅勒烯酮（9.02%）、（E）-羅勒烯酮（6.85%）、(Z)-萬壽菊酮（3.89%）、二氫萬壽菊酮（3.29%）、β-石竹烯（3.01%）和3-蒈烯（2.58%）等；枝葉精油的主要成分有γ-大西洋酮（31.07%）、（Z）-羅勒烯酮（9.82%）、α-大西洋酮（9.57%）、（E）-羅勒烯酮（7.06%）、(Z)-萬壽菊酮（4.47%）、二氫萬壽菊酮（3.90%）、3-蒈烯（3.57%）、大根香葉烯D（3.16%）和β-石竹烯（2.93%）等。

圖2 芳香萬壽菊花、葉精油成分總離子流圖

從表1可知，2種精油成分中共有成分39種，特異性成分14種，其中花精油的特異性成分有10種，β-崖柏烯（2.24%）、氯代十八烷（1.01%）、木香醇（0.35%）、油酰氯（0.29%）和雙環[3.2.0]庚烷-2-酮，5-（乙氧羰基甲基）-6-羥基-3,3-二甲基-6-（氧酰基氯丙基）（0.22%）等；葉精油的特異性成分有6種，β-月桂烯（1.60%）、D-檸檬烯（0.38%）、4-甲酰基-3,5-二叔丁基苯甲酸（0.37%）、玫瑰呋喃（0.24%）、t-杜松醇（0.22%）和β-水芹烯（0.21%）。2種精油的共有成分所占比例大，總相對百分含量分別為93.36%、93.43%；特異性成分相對含量所占比率很小，僅為4.81%、3.02%。

表1 芳香萬壽菊精油主要特征性化合物的比較

通過對其主成分進行分析，發現其中主要為酮類（18種，占比分別為78.03%、73.76%），其次是萜烯類（11種，占比分別為12.54%、15.59%）和醇類（占比分別為3.79%、4.73%）。

芳香萬壽菊與萬壽菊同屬萬壽菊屬，兩者精油成分差異明顯，萬壽菊精油中檸檬烯、異松油烯、β-羅勒烯和石竹烯等成分的含量較高。李健等研究萬壽菊葉精油成分，主要有異松油烯（37.025%）、2-異丙基-5-甲基-3-環己烯-1-酮（14.08%）、檸檬烯（13.08%）、β-羅勒烯（8.78%）和石竹烯（4.18%）等。回瑞華等研究萬壽菊不同器官的精油成分，發現葉精油的檸檬烯含量高達15.73%。

續表1芳香萬壽菊精油主要特征性化合物的比較

2.2 芳香萬壽菊抑菌效果分析

通過測定的DIZ和MIC來判斷芳香萬壽菊花、葉精油對匍枝根霉、鏈格孢、灰葡萄孢、粉紅單端孢和意大利青霉5種真菌的抑制效果，結果如表2所示，2種精油對供試菌的抑制效果差異顯著，由強到弱分別為灰葡萄孢菌＞匍枝根霉＞鏈格孢＞意大利青霉＞粉紅單端孢，其中對灰葡萄孢的抑制效果最好（DIZ分 別 為63.52±0.45、65.49±0.50 mm，MIC為0.4、0.4 μL·mL），其次為匍枝根霉（DIZ分別為62.25±0.18、62.43±0.13 mm，MIC為0.4、0.4 μL·mL）和鏈格孢（DIZ分別為56.77±0.41、57.15±0.37 mm，MIC為0.4、0.4 μL·mL）。

表2 芳香萬壽菊精油抑菌效果

3 結論與討論

3.1 精油組成

本研究采用水蒸氣蒸餾法結合GC-MS技術對芳香萬壽菊花、葉精油成分進行分析，共鑒定出55種化合物，2種精油以酮類和萜烯類物質為主，主要成分有：西洋酮、羅勒烯酮、萬壽菊酮等。花精油鑒定出49種成分，主要成分有大西洋酮（47.21%）、羅勒烯酮（15.87%）、萬壽菊酮（6.43%）、二氫萬壽菊酮（3.29%）、β-石竹烯（3.01%）和3-蒈烯（2.58%）等；葉精油鑒定出45種化合物，主要成分有大西洋酮（41.13%）、羅勒烯酮（16.88%）、萬壽菊酮（7.28%）、二氫萬壽菊酮（3.90%）、3-蒈烯（3.57%）、大根香葉烯（3.16%）和β-石竹烯（2.93%）等。2種精油的主要成分相同，含量略有差異。此外，2種精油成分中共有成分39種，特有成分14種，特異性成分總相對百分含量較低，僅為4.81%、3.02%。

3.2 主要賦香成分

芳香萬壽菊花和葉的主要賦香成分有：大西洋酮、羅勒烯酮、萬壽菊酮、3-蒈烯和大根香葉烯等。這些賦香成分和相對百分含量差異較小。大西洋酮，是一種倍半萜酮，有3種同分異構體，具有淡淡的木質香味，具有抗氧化、抗腫瘤作用，能夠誘發癌癥細胞（淋巴癌、白血病）快速凋亡。羅勒烯酮和萬壽菊酮，有萬壽菊香氣，并有青香韻；3-蒈烯具有香甜的花果香氣，嗅感閾值低，具有殺菌、抗炎和抗焦慮等作用；β-石竹烯具有淡淡的丁香香氣；大根香葉烯，具有木香和薄荷香。

酯類化合物大部分呈現水果香、花香，具有果香型的感官特征，(-)-乙酸桃金娘烯酯，具有甜香、花香、柏木香；乙酸龍腦酯，又名乙酸冰片酯，有清涼的松木香氣和樟腦氣息。3個酯類化合物可能是芳香萬壽菊精油具有百香果香味的特征賦香成分。

3.3 抑菌效果

通過抑菌圈大小和最低抑菌濃度值的測定，筆者發現芳香萬壽菊精油對5種供試菌有不同程度的抑制作用，對灰葡萄孢的抑制效果最好（DIZ分別為63.52、65.49 mm，MIC為0.4、0.4 μL·mL），其次為匍枝根霉和鏈格孢。葉精油的抑菌效果略微好于花精油的抑菌效果，這一結果與葉精油中的3-蒈烯、檸檬烯等成分的相對含量較高有關，這些成分具有較強的抗氧化和抑菌作用。芳香萬壽菊精油對采后病原菌有很好的抑制作用，以期為精油在果蔬采后保鮮領域的應用提供理論依據。

綜上所述，本研究分離鑒定芳香萬壽菊花、葉精油共55種化合物，2種精油以酮類和萜烯類物質為主，主要成分有大西洋酮（47.21%、41.13%）、羅勒烯酮（15.87%、16.88%）、萬壽菊酮（6.43%、7.28%）和二氫萬壽菊酮（3.29%、3.90%）等。2種精油的主要化學成分相同，含量略有差異。此外，2種精油成分中共有成分39種，特有成分14種，特異性成分總相對百分含量較低，僅為4.81%、3.02%。

芳香萬壽菊精油抑菌活性的研究結果表明：芳香萬壽菊精油對灰葡萄孢、匍枝根霉、鏈格孢具有很好的抑制效果；葉精油的抑菌效果略微好于花精油的抑菌效果。

本研究初步探討芳香萬壽菊精油成分和抑菌活性，后期將深入研究不同采收期的精油成分差異，并結合減壓分餾的方法對精油進行分餾，提高目標成分含量，以獲得品質更好的精油，旨在為其進一步開發利用提供數據支持。