墨西哥柏木精油组成分析及化学特征成分筛选

王侨，万福绪，毛萍，罗金岳，朱凯∗

（1.南京林业大学化学工程学院，南京 210037；2.南京林业大学林学院，南京 210037；3.南京欧亚香精香料有限公司，南京 210000）

墨西哥柏（Cupressus lusitanice）又称露丝柏［1-2］，原产地位于北纬15°～27°，海拔1 300～3 300 m 的中美洲亚热带干旱地区，具有耐干旱瘠薄、抗病虫能力较强、生长速度较快等优点，是优良的速生用材树种，并具有较高的观赏价值［3-4］。南京林业大学自2008 年从墨西哥引进墨西哥柏良种进行育苗造林试验，发现多数良种生长迅速，且枝叶中含有丰富的柏木精油，是一种优良的造林树种［5-6］。

柏木油的主要品种有贵州柏木油、刺柏子油、得克萨斯柏木油、弗吉尼亚柏木油等［7-8］，不同产地、不同气候条件下生长的柏木，其精油的成分差异较大。柏木精油是一种重要的天然香料，具有柔和的木香气味并且隐含有淡的檀香气息，主要用于化妆品和皂用类香精中［9-10］。柏树叶精油具有解热、利肺、抗菌消炎等功效，也常被用作杀虫剂、消毒剂、室内喷雾剂的原料［11-13］。王亚琦等［14］研究超临界CO2萃取崖柏精油，共鉴定出28 种成分，主要成分为α-雪松醇和花侧柏烯；彭映辉等［15］鉴定出绒柏精油中含α-蒎烯（29.89%）、17-降贝壳杉-15-烯（9.96%）、3-蒈烯（9.79%）等16 种成分，鉴定出日本扁柏精油含3-蒈烯（35.33%）、α-蒎烯（25.60%）、β-月桂烯（12.86%） 等22 种成分；Carroll 等［16］对中国以及欧洲产的柏木精油进行了化学成分的鉴定，主要成分包括α-蒎烯（27.0%）、α-萜品烯（14.0%）和芳樟醇（10.9%）等。

笔者以不同产地的墨西哥柏的鲜叶为原料，采用蒸汽蒸馏法提取精油，利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析精油组成成分，对精油中的化学成分进行比较和归类，并从中筛选出成分特殊的不同化学类型的树种，为墨西哥柏的精油用品种选育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

原料为南京林业大学白马基地9 年生墨西哥柏（来源于不同种源地的墨西哥柏植株）。分别于奇数月选取60 棵墨西哥柏，采集其新鲜针叶，剪碎至长约2 mm，用于提取柏木精油。

1.2 实验仪器

TRACE 1300-ISQ 型气相色谱-质谱联用仪，美国Thermo Fisher Scientific 公司。

1.3 提取方法

分别称取150 g 剪碎的墨西哥柏鲜叶，置于水蒸气蒸馏装置中进行提取，精油随水蒸气带出并经冷凝后储存在分水器中。最后经乙醚萃取后，收集所得精油，用于精油化学组成分析。

1.4 分析检测

采用GC-MS 对精油成分进行分析。

色谱条件为：色谱柱DB-5MS，初温60 ℃，保留时间为2 min，以5 ℃／min 升温至220 ℃，再以10 ℃／min 升温至280 ℃，并保留5 min。进样口温度为250 ℃，FID 检测器温度为280 ℃；以氦气为载气，进样量为0.4 μL。采用面积归一法确定各化学组分的相对质量分数，与数据库进行比对并参考文献校对，确定化合物名称。

质谱条件为：EI 离子源250 ℃，四级杆150℃；电子能量70 eV；电子倍增管电压1 347 V，扫描原子质量范围45～450 amu。

2 结果与分析

2.1 精油成分分析

采用绝干原料得率计算方法对精油得率进行计算，计算公式如下：

式中：m1为所得精油质量，g；m2为绝干原料质量，g。

于3 月采摘的6 种成分特殊的精油，产地信息如表1，其得率分别为：1 号（柠檬型）精油得率0.29%，2 号（石竹烯型）精油得率为0.42%，3 号（蒎烯型）精油得率为0.34%，4 号（衣兰型）精油得率0.27%，5 号（桧烯型）精油得率为0.31%，6 号（香紫苏型）精油得率为0.24%。

表1 1～6 号精油产地信息Table 1 Origin information of essential oil 1-6

采用GC-MS 对精油进行成分鉴定分析，其中6 种有特色的精油组成分析结果见表2，其他化学组成没有特点的株样在筛选时被略去，6 种精油共鉴定出37 种成分，多以单萜、倍半萜以及含氧化合物为主。

1 号精油共鉴定出27 种成分，其主要化学成分包括柠檬烯（41.6%）、α-蒎烯（14.2%）、桧烯（5.0%）、β-石竹烯（2.6%）、月桂烯（2.6%）、T-杜松醇（2.1%）、异丙基-4，7-二甲基-1，2，3，5，6，8a-六氢萘（2.0%）等。

2 号精油共鉴定出19 种成分，其中相对含量大于2%的成分包括β-石竹烯（27.9%）、桧烯（12.5%）、α-蒎烯（12.4%）、柠檬烯（6.9%）、β-姜黄烯（4.1%）、异丙基-4，7-二甲基-1，2，3，5，6，8a-六氢萘（2.6%）、石竹素（2.2%）、γ-松油烯（2.2%）等。

3 号精油共鉴定出28 种成分，其主要成分有α-蒎烯（42.7%）、柠檬烯（12.1%）、顺式衣兰油-4（15），5-二烯（7.2%）、松香二烯（4.7%）、桧烯（4.7%）、（1S，4S，4aS）-1-异丙基-4，7-二甲基-1，2，3，4，4a，5-六氢萘（3.1%）、月桂烯（2.9%）、异喇叭烯（2.8%）、1，3，3-三甲基-三环［2.2.1.0（2，6）］庚烷（2.2%）。

4 号精油共鉴定出21 种成分，其相对含量高于2%的有顺式衣兰油-4（15），5-二烯（32.0%）、（1S，4S，4aS）-1-异丙基-4，7-二甲基-1，2，3，4，4a，5-六氢萘（11.7%）、异喇叭烯（11.4%）、α-蒎烯（4.2%）、α-毕橙茄醇（3.9%）、1，3，3-三甲基-三环［2.2.1.0（2，6）］庚烷（2.6%）。

5 号精油共鉴定出23 种成分，其主要成分包括桧烯（23.5%）、β-侧柏烯（20.0%）、柠檬烯（13.1%）、α-蒎烯（12.4%）、月桂烯（4.6%）、繖柳酮（4.5%）、γ-松油烯（3.7%）、4-萜烯醇（3.2%）、乙酸冰片酯（2.9%）、乙酸松油酯（2.8%）、萜品油烯（2.6%）等。

6 号精油共鉴定出28 种成分，其主要成分为香紫苏醇（14.2%）、α-蒎烯（10.1%）、异扁枝烯（8.4%）、异丙基-4，7-二甲基-1，2，3，5，6，8a-六氢萘（8.4%）、1，3，3-三甲基-三环［2.2.1.0（2，6）］庚烷（6.6%）、水芹烯（4.7%）、月桂烯（3.2%）、桧烯（2.9%）、γ-松油烯（2.7%）、T-杜松醇（2.4%）、桃柁酚（2.3%）、β-石竹烯（2.2%）等。

表2 精油成分及相对质量分数Table 2 Essential oil composition and relative quality score

表2 （续）

2.2 比较筛选并确定化学类型

根据不同树种提取的精油中某些成分含量的高低及成分特殊性原则，分别以柠檬烯、α-蒎烯、桧烯、β-石竹烯、顺式衣兰油-4（15），5-二烯、香紫苏醇等化学成分作为特征组成，从60 棵样株中，筛选出以上6 种不同的化学类型，其中共有的成分有α-蒎烯、桧烯、月桂烯、柠檬烯、β-石竹烯、石竹素、α-毕橙茄醇等。1 号柏木精油散发出类似柠檬的香味，其柠檬烯含量高达41.6%，是3 号和5 号精油中该成分的3 倍之多，比2 号精油中的含量多了7 倍，而4 号和6 号精油中该成分含量较少，不足2%，因此命名该树种为柠檬型墨西哥柏。2 号柏木精油中β-石竹烯相对含量为27.9%，而其他树种中该成分相对含量分别为2.6%、0.1%、1.0%、1.3%和2.2%，与2 号精油相比少之又少。β-石竹烯为无色至微黄油状液体，具有淡的丁香似香味，主要用于配制精仿制品和定香剂，属于天然等同香料和人造香料，2 号树种中该成分含量较高，因此命名为石竹型柏。α-蒎烯是合成香料的重要原料，也是合成润滑剂、增塑剂等的原料，为无色透明液体，有蒎烯的气味。3 号精油中α-蒎烯相对含量为42.7%，是1 号、2 号、5 号、6 号精油中该成分的3～4 倍，是4 号精油中α-蒎烯（4.2%）的10 倍，因此命名为蒎烯型墨西哥柏。4 号柏木精油中顺式衣兰油-4 （15），5-二烯相对含量为32.0%，1 号、2 号、5 号精油中不含该成分，3 号和6 号相对含量也相对较低，分别为7.2%和1.8%，所以命名为衣兰型墨西哥柏。5 号精油中桧烯相对含量为23.5%，是2 号含量的2 倍，1 号、3 号、6 号相对含量也相对较少，占比分别为5.0%、4.7%和2.9%，而4 号精油的桧烯相对含量仅仅为0.7%，所以以桧烯作为筛选标准，命名此树种为桧烯型墨西哥柏。香紫苏醇是合成龙涎香产品的理想原料，主要用于香紫苏内酯及降龙涎醚等天然龙涎香代用品的合成，较小量亦用于香精的调配。6 号精油中香紫苏醇相对含量为14.2%，在1 号、3 号、4 号中检测出少量香紫苏醇，占比分别为0.3%，0.5%和0.4%，在2 号和5 号精油中并未检测出此种成分，以此命名此树种为香紫苏型墨西哥柏，在很多柏木品种中香紫苏醇的含量一般都不高，因此更具研究价值。

3 结论

1）采用水蒸气蒸馏法提取墨西哥柏木精油，通过GC-MS 对其组成进行分析，共鉴定出37 种成分，筛选出6 种组成特殊的单株，分别确定为柠檬型墨西哥柏、石竹型墨西哥柏、蒎烯型墨西哥柏、衣兰型墨西哥柏、桧烯型墨西哥柏、香紫苏型墨西哥柏等。

2）柠檬型的主要成分为柠檬烯、α-蒎烯、桧烯等；石竹型主要成分为β-石竹烯、桧烯、α-蒎烯、柠檬烯等；蒎烯型的主要成分包括α-蒎烯、桧烯、月桂烯、1，3，3-三甲基-三环［2.2.1.0（2，6）］庚烷；衣兰型的主要成分为顺式衣兰油-4（15），5-二烯、（1S，4S，4aS）-1-异丙基-4，7-二甲基-1，2，3，4，4a，5-六氢萘、异喇叭烯；桧烯型主要成分为桧烯、柠檬烯、α-蒎烯、月桂烯；香紫苏型主要成分为香紫苏醇、α-蒎烯、异扁枝烯等。

3）通过对墨西哥柏不同化学类型进行筛选，选出其含量高有价值的化学成分，为进一步实验研究提供科学基础，对墨西哥柏的选精油用种源培育也具有重大意义。