柠檬马鞭草在不同生长期精油含有率及组分变化的研究

柠檬马鞭草在不同生长期精油含有率及组分变化的研究 柠檬马鞭草在不同生长期精油含有率及组 分变化的研究 第22卷第1期上海交通大学(农业科学版)2004年3月JOURNALOFSHANGHAIJIA0rONCUN?ERSITY(AGRICULTURALSCIENCE)V01.22No.1 Mar.2004 文章编号:1671.9964(2004)01—0022.04 柠檬马鞭草在不同生长期精油含有 率及组分变化的研究 沈校军,姚雷,黄健 (1.上海交通大学农业与生物学院,上海201101;2.上海爱普香料有限公司,上海201908) 摘要:本实验是为摸索柠檬马鞭草在上海地区的生长规律及不同生长时期精油含有率和成分的变化,以找到最佳收获时 间和收获器官而设计此.测定了株高变化,用水蒸汽蒸馏装置提取精油,用气相色谱仪(GC)和气相色谱质谱联用仪 (GC-MS)分析了不同时期精油含有率与成分的变化,对比不同器官(叶和茎),不同部位和不同采样时间的精油含有率的差 异.实验结果明:柠檬马鞭草四月到六月株高增长速度较快,其精油主要成分为柠檬醛,柠檬烯和姜黄烯,在整个生长季节 中六月中旬精油含有率达到最高,一天中精油含有率在中午12:00时达到最高,叶片精油含有率高于茎,枝条上部鲜叶精油 含有率要高于下部. 关键词:柠檬马鞭草;精油含有率;精油成分 中图分类号:Q946.82;$567.239文献标识码:A StudyontheContentandCompositionofEssentialOilin DifferentPeriodofGrowthinLippiaCitriodora SHENXiao-jun,YAOLei,HUANGJian. (1.SchoolofAgricultureandBiology,ShngllaiJiaotongUniversity,Shanghai201101;2.ShanghaiAppleFhvor& FragranceCo.,LTD,Shanghai201908,China) Abstract:ThepurposeofthestudywastoresearchthegrowthandcIlanseinthecontentandconstituentsofessentialoiloflemon verbenaindifferentperiodinShanghaiandtodiscoverthebestharvesttimeandorgan.Theheightofplantwasmeasuredevery15 days.eessentialoilofthelemonverbenaWasobtainedbystemndistillationindifferentperiodofgrowthandanalyzedbyGCand GC?MS.Thechangesofthecontentsandconstituentsofessentialoilwerestudiedinaday,indifferento~ans(1eafandstem)and partsofplant.eresultsshowthatthemajorconstituentsofessentialoilarecitra1.1imoneneandcureumene.1hebestharvesttime isatnooninthemiddleofJune.Thereismoreessentialintheleafthaninthestem.Theessentialoilmainlyconsistsintheupside offreshleaves. Kwords:lemonverbena;content;constituents 柠檬马鞭草(,却iacitriodora)是马鞭草科多年生草本,原产于南美的智利,阿根廷 和秘鲁等地,在北 非的摩洛哥也有栽培.其叶子具有芳香成分及其它药用成分,大多数被用于人茶, 因具有助消化,止痉挛 的功能,用于治疗感冒,发烧等症【Jl.在芳香疗法中,从叶中提取的精油具有良好的 镇静效果,用于按摩 油缓解和治疗神经紧张【3l. 本文主要摸索柠檬马鞭草在上海地区的生长规律和精油变化规律,确定最佳的收 获期和收获部位, 为该芳香植物在国内的发展提供理论依据.柠檬马鞭草的栽培,药用等方面的研究 国外已有部分报道,而 收稿日期:2003.09—01;修稿日期:20o3—104)8 基金项目:上海市农委科技攻关项目(农科攻字(2001)第5.4号) 作者简介:沈校军(1971.).男,安徽淮南人,硕士研究生;姚雷为本文通讯作者 第l期沈校军,等:柠檬马鞭草在不同生长期精油含有率及组分变化的研究23 国内尚未见相关报道. 1材料与方法 1.1材料 柠檬马鞭草于2001年从日本引种,扦插于上海交通大学农业与生物学院农场塑料大棚中,2002年l0 月中旬选取30om长生长势强,无病粗壮的枝条进行扦插.2003年4月一7月期问,株高为30,160cm 时,每隔15天在植物的上段摘取茎叶. 1.2实验方法. 1.2.1生长期间株高的变化随机选取10株柠檬马鞭草,每隔l5天测其株高. 1.2.2精油的提取方法用上述方法采取植物材料后,立即将叶和茎分开,并将茎切碎至20,30mm, 取鲜叶约150g和茎约500g,分别置于5000ml圆底烧瓶中,加水约2500ml,分别用水蒸汽蒸馏装置(上 海晶菱玻璃有限公司,中国)提取精油,控制馏出液馏出速度为2—3滴/秒,蒸馏时间为1h.蒸馏结束后在 油水分离器中进行分离,静置后,测量精油体积并进行成分及其含有率分析.具体方法参考《天然香料加 工手册》…. 1.2.3不同生长期精油的变化 1.2.3.1精油的提取从2003年4月到7月中旬,每隔15天对鲜叶进行取样,取样时间为中午12:o0 点,取样部位为植株上部鲜叶,每个样品约150g,四个重复.用水蒸汽蒸馏法提取精油,计算其精油含有 率,并用气相色谱仪分析其成分及含有率的变化.用气相色谱仪(Agilent6890N气相色谱仪,美国)和气质 联用仪(AgilentGc/MS6890/5973N质谱仪,美国)分析其成分的变化. 1.2.3.2精油成分分析条件气相色谱条件:Supelco18275—06AfrrE一5Capillary柱(30m×0.25mm× 0.25m),色谱柱流量(恒流)0.8oC/min,分流比为50:1,载气为氮气,FID检测器温度300~C,进样口温 度250oC,升温速度:70oC!竺180oC!:290oC(保持15min). 质谱条件:AgilentDB二5MS色谱柱(50m×0.25mm×0.25m),柱流速:1ml/min,质量范围:29— 420踟u,电子倍增电压(EMV):1435V,电离电压:70eV,离子源温度:230oC,四极杆温度:150oC. 1.2.4不同器官精油含有率的差异分别在不同时期(五月,六月和七月),采收柠檬马鞭草上部的枝 条,分别用水蒸汽蒸馏装置提取叶和茎的精油,计算其精油含有率. 1.2.5一天之中精油含有率的变化分别在不同时期(五月,六月和七月),选择晴天,从早上8:00点开 始,每隔2h取一次样,每次重复3次.每次采收植株上部的鲜叶,用水蒸汽蒸馏法提取其精油,计算精油 含有率. 1.2.6不同部位鲜叶精油含有率与成分的变化将柠檬马鞭草的枝条从中间分为上下部两个部分,分 别提取叶片精油,计算精油含有率,并用气相色谱分析成分的变化,重复3次. 2结果与分析 2.1生长期间株高的变化 从图1可以看出,柠檬马鞭草株高从四月初到六月中旬以 约1.36cm/天的生长速度生长,六月中旬之后,生长速度逐渐 下降到0.67cm/天,七月初仅为0.5cm/天.因此柠檬马鞭草 在四月初到六月中旬生长速度较快. 2.1不同生长期精油含有率与成分的变化 用毛细管色谱法对不同时期精油化学成分进行了分析, 经气相色谱仪用面积归一化法测得各组分的相对百分含量,图1柠檬马鞭草株高与时间的变化关系 Fig.1Changeswithtimeintheheightofplant E\luBlJ0_Ia}I恒 24上海交通大学(农业科学版)第22卷 并用气相色谱质谱联用技术做精油的GC—MS总离子流色谱检测,所得质谱图经计算机质谱图数据库检 索共鉴定出53种组分,其主要成分如表1所示.并用气相色谱仪对组分进行定量分析(图2).从表1可知 柠檬马鞭草精油的主要成份为柠檬醛(反式和顺式之和),接近总含有率的一半,其次为柠檬烯和姜黄烯, 三者总共占精油化合物组成的60%左右. 从图3和表2可知,从四月开始,叶片中精油含有率一直处于上升阶段,在六月中旬达到最高值,随后 其精油含有率有所下降,到七月中下降为其最高值的56%.其精油组分百分含量呈不规则的变化. FID1A(S)(J\SSS00000.DI Z-citraI一 limonene一 一 E—citraI 一ocimene ...-.JL.jjJj.h一一一-- lO20304050 图2柠檬马鞭草精油GC图谱 Fig.2IllustrationofGCofessentialoiloflemonverbena 表1柠檬马鞭草鲜叶精油组分(4月29日提取l Table1CompositionofessentialoiloffreshleavesoflemonverbenaobtainedinApril29 成分?El期Date consdtuonts29Apt.16May29May16Jun.1Ju1.7Ild_ 2.2不同器官精油含有率的差异 用水蒸汽蒸馏法测定植株茎和叶精油含有率的结果见表3. 第1期沈校军,等:柠檬马鞭草在不同生长期精油含有率及组分变化的研究25 从表3可见,在不同时期,植株鲜叶精油含有率分别是茎精油含有率的31倍,32倍和22倍(平均28 倍).因此柠檬马鞭草精油主要存在于叶片中. 表3柠檬马鞭草植株不同器官的精油含有率(nd/100g鲜重) Table3Contentofessentialoilofdifferentorganfromlemonverbena(ml/100gfreshwt.) 2.3一天当中叶片精油含有率的变化 从图4可知,在不同时期植株叶片精油含有率都从8:00开始逐渐升高,到中午l2:00达到最高值,然 后逐渐下降,到l8:o0达到与早上相当的水平.因而应在中午l2:00进行采收. : ? 8_ \ . 童 8 C 6 图3鲜叶不同生长期精油含有率的变化 Fig.3ChangesincontentofessentialoiloffreBh leavesindifferentperiodofgrowth 2.4不同部位鲜叶精油含量和成分的变化 : 童 ? 墨 \ ! 趸 ? 8 1 重C 6 3一May 2-Jun 0一JuI 图4柠檬马鞭草鲜叶一天之中精油含有率的变化 Fig.4Changesinthecontentofessentialoilof freshleavesinaday 从表4中可知,枝条上部鲜叶精油是下部的2.4倍.所以精油主要存在于枝条上部.精油成分中,上 部柠檬烯和罗勒烯百分含量要分比下部的1.5倍和2.3倍,而上部柠檬醛百分含量只有下部的0.89倍. 表4不同部位鲜叶精油含有率和成分的变化 Table4ChangesInthecontentandconstituentsofessentialoiloffreshleavesindifferentpart 3.讨论. 3.1株高从四月初到六月中旬增长较快,六月下旬之后增长缓慢.这可能是因为柠檬马鞭草在四月到六 月是其营养生长时期,而7月初开始进入生殖生长期,因而株高会呈现出上述变 化.' 3.2鲜叶精油的主要成分为柠檬醛,柠檬烯,姜黄烯,它们总共占精油化合物组成的60%左右.鲜叶在六 月中旬精油含有率最高,此时适宜收获鲜叶提取精油.这可能是由于柠檬马鞭草7月上旬开始进入初花期, 由于植株开花大量消耗植物体内的营养成分,因而精油含有率明显降低,具体的原因尚需进一步研究 3.3精油主要存在于柠檬马鞭草的叶片部位,平均为茎的28倍.这种变化可能是由于植物不同器官生 理变化机能不完全相同,各部位精油受植物代谢过程,系统遗传,生态等条件的影响,其精油的形成,转化, 积累过程不同之故】. (下转第42页) 42上海交通大学(农业科学版)第22卷 积,长江以南地区每千克果实维持1m叶面积才能收到好的效果.因此,应用任何一种膨大剂都应该提 倡疏穗,疏粒工作.对藤稔这一品种而言,具有15—18枚叶片的中庸新梢,保留一果穗,并通过疏粒保留 4555粒果粒,均匀分布在穗轴周围是必要的. 参考文献: 【1】马焕昔,刘志明.赤霉素与果树的生长发育U】.植物学通报,1998,15(1):27-36. 【2】Kim—cc.Effectsofplantgrowthregulationonthemorphologicalchangeofgrapevineandmutation ofgrapeberriesLI】.Jkorean SocHortSci,1991,32(2):199-205. 【3】l~etamales—J,Gooper—J,Bangerth—F,eta1.EffectofCPPUandGA3app~cfiononthedevelopmentandqualityofthegrape CV.U】.Sultanina.Resta—Fruticola,1993,14(3):89-94. 【4】沈岳清,李世诚.植物生长调节剂在葡萄上的应用LJ】.中外葡萄与葡萄酿酒,2000,(2):38-41. 【5】NosukchalVA,NosulchakEA.EffectofgibberellicondifferentvarifiesofgrapeinTurkmeni aLJ】.TurkmonistonSSR "Vlymal~Aka—demijasynynHabarlary,1984,100(2):52-59. 【6】农山渔村文化协会编.果树全书一葡萄(日文)【M】.农山渔村果树协会出版,1985.321-322. 【7】陈履荣.藤稔葡萄之若干特性初探LJ】.葡萄酿酒与栽培,1994,(4):1-3. 【8】陈履荣."大果宝"对藤稔葡萄果实发育的影响LJ】.葡萄栽培与酿 酒,1994,(3):11-13. 【9】王世 平,OkamotoG,KHirano.VineGrowthandFruitDevelopmentof,Pione'GrapesPlantedinR. oot—RestrictedBuried andRaisedBedsLJ】.J.Japan.Soc.Hort.Sci,1997,66(2):253-259. 【1O】郁建强,蔡云霞,殷绒一.灰色系统理论在平菇茵系(品种)综合评价中的应用LJ】.上海农业,1999,15(1):87-90. 【11】陈锦永,黄海,许留霞.利用植物生长调节剂促进葡萄果粒增大几无核化的试验LJ】.葡萄栽培与酿酒,1998,(4): 26—27. 【12】晁天疾,周敏,杨晓飞,等.激素处理对牛奶,龙眼葡萄果实的增大效应LJ】.葡萄栽培与酿酒,1998,(2):1_3. 【13】严大义.提高鲜食葡萄浆果品质的几项技术措施LJ】.葡萄栽培与酿 酒,1997,(8):35-38. 【14】徐正茂.葡萄增大剂K9A的增大机制LJ】.葡萄栽培与酿酒,1997,(1):45. 【15】骆军.KT30与GA0对葡萄增大的效应U】.葡萄栽培与酿酒,1997,(2):7-8. (上接第25页) 3.4鲜叶在中午12:00精油含有率最高,因而采收应在晴天的中午进行.这主要是因为阳光对植物体内 精油的形成起重要作用.如香叶的含油率以未受日照射的上午较低,受充分日照的下午最高.在温度高, 湿度小,日照量较高时上午7时含油量为0.195%,下午6时则为0.293%[61. 3.5枝条上部叶片精油含有率明显高于下部,精油成分也有明显变化.有资料表明多数植物,不论主枝 或侧枝,均以上层叶片的含量最高,中层次之,下层最少【6】.上下部精油成分含量出现差异的原因还有待 进一步的研究. 参考文献: 【1】CarnatA,CamatAP.Thearomaticandpolyphenoliccompositionoflemonverbenatea[J】.Fitoterapia,1999,70(1):44-49. 【2】VogelH,SilvaML.SeasonalfluctuationofessentialoilcontentinlemonverbenaU】.Internationalsocietyhorticulturalscience, 1999,70(6):44-49. 【3】KurtSchnabek.AdvancedAromatherapy:thescienceofessentialoiltherapy[M】.Rochester,Vermont:healingartspress. 1998.41.1O3. 【4】天然香料加工手册编写组.天然香料加工手册【M】.北京:中国轻工业出版社.1997,33-36. 【5】谷力,谷臣华,张永康.人工栽培缬草生长发育期精油及化学成分的变化规律研究LJ】.林产化学与工业,2000,20 (1):75-79. 【6】中国香料植物栽培与加工编写组.中国香料植物栽培与加工【M】.北京:轻工业出版社,1985.46—50.