采收时期、部位、干燥方式对海南罗勒精油质量的影响

1、采收时期、部位、干燥方式对海南罗勒精油质量的影响 陈峰，李海龙，谭银丰，赖伟勇，张俊清作者单位：(海南医学院药学院，海南省热带药用植物研究开发重点实验室，海南 海口571101)【摘要】 目的：探讨采收时期、部位以及干燥方式对海南罗勒精油的影响。方法：采摘海南罗勒(Ocimum basilicum L.)无花鲜叶(嫩)、含花鲜叶(嫩)、全花、全叶、茎;取新鲜罗勒嫩叶，部分经过冻存、50低温烘干或自然风干等处理，再用水蒸气蒸馏法提取精油，以精油收率对上述处理过程进行评价。利用气相色谱或气相色谱-质谱联用技术分析上述所得的精油，利用正交实验法优选罗勒鲜叶水蒸气蒸馏的最佳工艺。结果：无花嫩叶出油率最

2、低，全花出油率最高，顺序是：全花 > 全叶 > 含花鲜叶 > 无花嫩鲜叶，茎中不含精油。鲜叶低温烘干或自然风干比鲜叶和冻存鲜叶的出油率低，约损失35%。精油中主要的物质为沉香醇(34.4%)、丁香酚(19.0%)、甲基胡椒酚(13.4%)等。丁香罗勒鲜叶剪成5 cm长、加入5倍量水和提取3 h为水蒸气蒸馏的最佳提取工艺。结论：采收时期、部位、干燥方式对海南罗勒精油的质量产生影响，这些信息可为海南罗勒精油的研究开发提供参考。【关键词】 罗勒;精油;采收时期和部位;干燥方式;气相色谱-质谱联用;水蒸气蒸馏;出油率ABSTRACT Objective：The

3、 present study aimed to assess the effects of harvest periods， parts of plant， and drying methods on quality of essential oil extracted from Basil.Methods： The Ocimum basilicum leaves were harvested before and during florescence， meanwhile the flowers and the twig were also harvested. The fresh leav

4、es were dried by freeze-drying， using hot air at 50， or drying naturally. The essential oils were extracted by steam distillation from the above mentioned samples， i.e.， different parts of the basil， dry leaves， with chemical analyses performed by gas chromatography (GC) or GC coupled to mass spectr

5、ometry (GC–MS). The yield (%) of essential oils was used as evaluation parameter. The extraction of essential oils from fresh basil leaves by steam distillation was also optimized using orthogonal design. Results：The yield (%) of essential oils from the different parts of the basil was dif

6、ferent， and was listed as follows： flowers > leaves > leaves with flowers > tender leaves. The oils could not be extracted from twig. Drying process decreased the yield of essential oils from basil leaves by 35% compared with fresh or freeze-dried ones. The results of GC-MS for

7、essential oils demonstrated that the main constituents， expressed as percentage of total peak area， were Linalool (34.4%)， Eugenol (19.0%)， and Estragole (13.4%). Fresh leaves， cut to length 5 cm， was extracted with 5 times of water for 3 h was the relatively optimum steam distillation process for t

8、he extraction of essential oil from Ocimum gratissimum L. Conclusions： Harvest period， different parts of the basil， and drying process influenced the essential oils extracted from Ocimum basilicum L. by steam distillation. These results provide us useful information for further research and develop

9、ment of basil oils.KEY WORDS Basil (Ocimum basilicum L.); Essential oils; Harvest period; Parts of the basil; Drying type; GC-MS; Steam distillation; Yields甜罗勒(Ocimum basilicum L.)为唇形科(Lamiaceae)罗勒属(Ocimum)一年生草本植物，生长于亚洲、非洲和南美洲的热带和亚热带地区，新鲜植物或干燥品用于食品加香和传统医学中。世界上罗勒属中有超过150种植物，其中甜罗勒是本属最主要的油料作物，在很多国家有栽培种

10、植，用于商业开发。甜罗勒精油(essential oils)主要用于食品工业的风味剂、香水制造及医药工业;丁香罗勒(Ocimum gratissimum L.)也是罗勒属重要的香料植物和药用植物。甜罗勒和丁香罗勒在我国南方多省有栽培种植，其精油生物活性多样，如抗菌1-3、抗寄生虫4、镇痛5、杀虫6、抗氧化7。罗勒精油还可提高透皮吸收制剂的膜通透性8，其含量与组成成分不仅与罗勒的基因型有关9，也与罗勒叶所在树枝的位置有关10。干燥过程影响罗勒精油的产率11。海南岛的地理位置适合罗勒的生长，本文主要探讨采收时期、部位以及干燥方式对甜罗勒精油产率的影响，并利用气相色谱(GC)或气相色谱-质谱联用(G

11、C-MS)技术分析精油的化学成分，并优选水蒸气蒸馏法提取丁香罗勒精油的提取工艺。1 材料与方法1.1 药材来源甜罗勒和丁香罗勒各样品来源于海南凤生香草园，经鉴定为唇形科甜罗勒(Ocimum basilicum L.)和丁香罗勒(Ocimum gratissimum L.)的叶、花或嫩枝。1.2 仪器美国Agilent公司的HP6890/5973 GC-MS联用仪，GC-14C岛津气相色谱仪，色谱柱为中科院兰州化学物理研究所SE-54毛细石英管柱(30 m × 250 μm × 0.25μm)。使用的数据库为Wiley275、N

12、IST05数据库。1.3 实验方法1.3.1 不同干燥方式对罗勒精油提取的影响采收的新鲜甜罗勒叶，分别通过冷冻干燥、50 低温烘干和自然风干处理。其中，鲜甜罗勒叶、冷冻干燥样品称取1 100 g，置于10 L烧瓶中，加入6 L水，装上精油提取装置，放入电热套中，加热提取4 h，收集精油，计算出油率;低温烘干和自然风干的样品取95 g，加入2.5 L水，提取方法同前。1.3.2 不同植物部位及采收时期对罗勒精油提取的影响采收无花鲜叶(嫩叶)、含花鲜叶(嫩叶)各300 g，新鲜罗勒花350 g，纯罗勒叶256 g以及茎165 g，以上样品分别置于2 L的烧瓶中，加入1 L水，装上精油提取装置，放入

13、电热套中，加热提取4 h，收集精油，计算出油率。1.3.3 水蒸气蒸馏法提取丁香罗勒精油的最佳工艺研究选择粉碎度、加水量和提取时间3个因素，各因素设计3个水平，即丁香罗勒叶不粉碎、中碎(剪成5 cm长)、细碎(剪成1 cm长);加水量为5、8和10倍;提取时间为2、3和4 h。按L9(34)正交表安排实验，以精油得率、丁香酚和桉油精的含量为评价指标，对提取工艺进行评价。实验结果采用综合加权评分，即出油率H(权重系数0.7)、丁香酚M(权重系数0.20)、桉油精N(权重系数0.10)来分析。由于3个指标的单位不同，所以各指标采用相对值进行加权综合评分。即按公式计算Wj =Hj/Hmax&

14、times;0.7 + Mj/Mmax×0.15 + Nj/Nmax×0.15J：试验号1.3.4 GC-MS分析手动进样，进样量0.5 μL;进样口为分流模式，分流比601;进样口温度 250 ;载气He，载气为恒流模式，柱流速1.0 mL/min，平均线速37 cm/s;分析柱为中科院兰州物理化学研究所SE-54毛细石英管柱(30 m × 250 μm × 0.25 μm);升温程序为初始温度65，以2/min升至250，共计92.5 min。质谱电离能量70 eV，电

15、子倍增管电压1 847 V，离子源温度230，四极杆温度150，质量扫描范围30550 amu。2 结果2.1 干燥方式对甜罗勒精油质量的影响从表1 可以看出：新鲜罗勒叶和放冰箱中保存几天的罗勒叶提取的精油出油量没有变化;50 低温烘干和自然风干的罗勒提取的精油出油量没有变化;低温烘干(或自然风干)的罗勒提取的精油出油量的损失是鲜叶提取的35%。表1 不同干燥方式罗勒精油分析结果2.2 采收时期和部位对甜罗勒质量的影响从表2 可以看出，无花的嫩叶含油量很低，最高含油为花，茎未含精油。表2不同部位及时期罗勒精油分析结果2.3 丁香罗勒精油的最佳提取工艺陈峰等.采收时期、部位、干燥方式对海南罗勒精

16、油质量的影响 正交实验结果直观分析见表3，方差分析见表4。直观分析及方差分析结果表明3个因素均对实验结果无明显影响。结合实际情况，考虑节能环保的要求，最终确定最佳提取条件应为A2B1C2，即罗勒药材粉碎5 cm，加5倍水，水蒸气蒸馏提取3 h。按A2B1C2的提取条件进行验证，其出油率为0.92%左右。该工艺稳定可靠。表3正交试验结果表4方差分析表2.4 GC-MS分析结果甜罗勒精油GC-MS色谱图见图1。对应的成分及相对百分含量见表5。从图1和表5可以看出，从甜罗勒精油中共分离鉴定出48种成分，相对含量比较高的6个挥发性成分分别为沉香醇(34.4%)>丁香酚(19.0%)&am

17、p;gt;甲基胡椒酚(13.4%)>α -杜松醇(5.56%)>反式α-香柑油烯(4.04%)>桉油精(3.75%)。图1 甜罗勒精油GC-MS色谱图表5甜罗勒精油成分组成及相对含量3讨论自古以来，芳香植物的提取物就具有广泛的用途，如用作食品、药品或芳香水。精油是植物的次生代谢产物，具有特殊气味的挥发性物质。因为精油具有抗菌、抗氧化、抗癌等生物活性，被用作一些食品的添加剂，也引起制药工业的兴趣。甜罗勒精油在一些国家被广泛使用，因此其生产受到格外关注。本研究发现，甜罗勒地上部分的不同部位，如叶、花和茎中精油的产率不

18、同，以花的产率为最高，茎中极少。但是，花的产量较少，不能作为产油的主要植物部位。对于花期前的嫩叶和成熟的叶来说，嫩叶的出油率明显低于后者。因此，处于开花期的甜罗勒可以用作制备精油的原料。气相分析结果发现，某些成分在无花鲜嫩叶、有花鲜叶或全叶中的含量有很大的差异，说明生长过程对此产生了很大的影响。干燥方式影响甜罗勒精油的产率。自然风干或低温烘干(50)的甜罗勒叶和新鲜或冻干的罗勒叶相比，出油率减少了约35%，说明在干燥过程中的确有挥发性物质的损失，这个发现与文献11的报道是一致的。通过本文的研究，可以得出以下结论：甜罗勒地上部分的不同部位罗勒精油的产率不同，所含的成分也有差别;不同时期甜罗勒精油

19、产率及成分组成有所不同;干燥方式影响精油的产率。新鲜收割的处于开花期的地上部分可作为水蒸气蒸馏提取甜罗勒精油的主要原料。【参考文献】 1Hossain MA， Kabir M J， Salehuddin S M， et al. Antibacterial properties of essential oils and methanol extracts of sweet basil Ocimum basilicum occurring in BangladeshJ. Pharm Biol， 2010， 48(5)：504-511.2Rattanachaikunsopon P， Phumkha

20、chorn P. Antimicrobial activity of basil (Ocimum basilicum) oil against Salmonella enteritidis in vitro and in foodJ. Biosci Biotechnol Biochem， 2010， 74(6)： 1200-1204.3Bassole IH， Lamien-Meda A， Bayala B，et al. Composition and antimicrobial activities of Lippia multiflora Moldenke， Mentha x piperit

21、a L . and Ocimum basilicum L . essential oils and their major monoterpene alcohols alone and in combinationJ. Molecules,2010， 15(11)：7825-7839.4de Almeida I， Alviano D S， Vieira D P，et al. Antigiardial activity of Ocimum basilicum essential oilJ. Parasitol Res， 2007， 101(2)： 443-452.5Venancio AM， On

22、ofre AS， Lira AF，et al. Chemical composition， acute toxicity， and antinociceptive activity of the essential oil of a plant breeding cultivar of basil (Ocimum basilicum L.) J. Planta Med， 2011， 77(8)： 825-829.6Keita SM，Vincent C， Schmit J，et al. Efficacy of essential oil of Ocimum basilicum L . and O

23、. gratissimum L . applied as an insecticidal fumigant and powder to control callosobruchus maculatus (Fab.)J. J Stored Prod Res， 2001， 37(4)： 339-349.7Beric T， Nikolic B， Stanojevic J， et al. Protective effect of basil (Ocimum basilicum L .) against oxidative DNA damage and mutagenesisJ. Food Chem Toxicol， 2008， 46(2)： 724-732.8Fang JY， Leu YL， Hwang TL，et al. Ess