采收時(shí)期、部位、干燥方式對海南羅勒精油質(zhì)量的影響

1、采收時(shí)期、部位、干燥方式對海南羅勒精油質(zhì)量的影響 陳峰，李海龍，譚銀豐，賴偉勇，張俊清作者單位：(海南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，海南省熱帶藥用植物研究開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 海口571101)【摘要】 目的：探討采收時(shí)期、部位以及干燥方式對海南羅勒精油的影響。方法：采摘海南羅勒(Ocimum basilicum L.)無花鮮葉(嫩)、含花鮮葉(嫩)、全花、全葉、莖;取新鮮羅勒嫩葉，部分經(jīng)過凍存、50低溫烘干或自然風(fēng)干等處理，再用水蒸氣蒸餾法提取精油，以精油收率對上述處理過程進(jìn)行評價(jià)。利用氣相色譜或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析上述所得的精油，利用正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)選羅勒鮮葉水蒸氣蒸餾的最佳工藝。結(jié)果：無花嫩葉出油率最

2、低，全花出油率最高，順序是：全花 > 全葉 > 含花鮮葉 > 無花嫩鮮葉，莖中不含精油。鮮葉低溫烘干或自然風(fēng)干比鮮葉和凍存鮮葉的出油率低，約損失35%。精油中主要的物質(zhì)為沉香醇(34.4%)、丁香酚(19.0%)、甲基胡椒酚(13.4%)等。丁香羅勒鮮葉剪成5 cm長、加入5倍量水和提取3 h為水蒸氣蒸餾的最佳提取工藝。結(jié)論：采收時(shí)期、部位、干燥方式對海南羅勒精油的質(zhì)量產(chǎn)生影響，這些信息可為海南羅勒精油的研究開發(fā)提供參考?！娟P(guān)鍵詞】 羅勒;精油;采收時(shí)期和部位;干燥方式;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用;水蒸氣蒸餾;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甜羅勒(Ocimum basilicum L.)為唇形科(Lamiaceae)羅勒屬(Ocimum)一年生草本植物，生長于亞洲、非洲和南美洲的熱帶和亞熱帶地區(qū)，新鮮植物或干燥品用于食品加香和傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中。世界上羅勒屬中有超過150種植物，其中甜羅勒是本屬最主要的油料作物，在很多國家有栽培種

10、植，用于商業(yè)開發(fā)。甜羅勒精油(essential oils)主要用于食品工業(yè)的風(fēng)味劑、香水制造及醫(yī)藥工業(yè);丁香羅勒(Ocimum gratissimum L.)也是羅勒屬重要的香料植物和藥用植物。甜羅勒和丁香羅勒在我國南方多省有栽培種植，其精油生物活性多樣，如抗菌1-3、抗寄生蟲4、鎮(zhèn)痛5、殺蟲6、抗氧化7。羅勒精油還可提高透皮吸收制劑的膜通透性8，其含量與組成成分不僅與羅勒的基因型有關(guān)9，也與羅勒葉所在樹枝的位置有關(guān)10。干燥過程影響羅勒精油的產(chǎn)率11。海南島的地理位置適合羅勒的生長，本文主要探討采收時(shí)期、部位以及干燥方式對甜羅勒精油產(chǎn)率的影響，并利用氣相色譜(GC)或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(G

11、C-MS)技術(shù)分析精油的化學(xué)成分，并優(yōu)選水蒸氣蒸餾法提取丁香羅勒精油的提取工藝。1 材料與方法1.1 藥材來源甜羅勒和丁香羅勒各樣品來源于海南鳳生香草園，經(jīng)鑒定為唇形科甜羅勒(Ocimum basilicum L.)和丁香羅勒(Ocimum gratissimum L.)的葉、花或嫩枝。1.2 儀器美國Agilent公司的HP6890/5973 GC-MS聯(lián)用儀，GC-14C島津氣相色譜儀，色譜柱為中科院蘭州化學(xué)物理研究所SE-54毛細(xì)石英管柱(30 m × 250 μm × 0.25μm)。使用的數(shù)據(jù)庫為Wiley275、N

12、IST05數(shù)據(jù)庫。1.3 實(shí)驗(yàn)方法1.3.1 不同干燥方式對羅勒精油提取的影響采收的新鮮甜羅勒葉，分別通過冷凍干燥、50 低溫烘干和自然風(fēng)干處理。其中，鮮甜羅勒葉、冷凍干燥樣品稱取1 100 g，置于10 L燒瓶中，加入6 L水，裝上精油提取裝置，放入電熱套中，加熱提取4 h，收集精油，計(jì)算出油率;低溫烘干和自然風(fēng)干的樣品取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時(shí)期對羅勒精油提取的影響采收無花鮮葉(嫩葉)、含花鮮葉(嫩葉)各300 g，新鮮羅勒花350 g，純羅勒葉256 g以及莖165 g，以上樣品分別置于2 L的燒瓶中，加入1 L水，裝上精油提取裝置，放入

13、電熱套中，加熱提取4 h，收集精油，計(jì)算出油率。1.3.3 水蒸氣蒸餾法提取丁香羅勒精油的最佳工藝研究選擇粉碎度、加水量和提取時(shí)間3個因素，各因素設(shè)計(jì)3個水平，即丁香羅勒葉不粉碎、中碎(剪成5 cm長)、細(xì)碎(剪成1 cm長);加水量為5、8和10倍;提取時(shí)間為2、3和4 h。按L9(34)正交表安排實(shí)驗(yàn)，以精油得率、丁香酚和桉油精的含量為評價(jià)指標(biāo)，對提取工藝進(jìn)行評價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用綜合加權(quán)評分，即出油率H(權(quán)重系數(shù)0.7)、丁香酚M(權(quán)重系數(shù)0.20)、桉油精N(權(quán)重系數(shù)0.10)來分析。由于3個指標(biāo)的單位不同，所以各指標(biāo)采用相對值進(jìn)行加權(quán)綜合評分。即按公式計(jì)算Wj =Hj/Hmax&

14、times;0.7 + Mj/Mmax×0.15 + Nj/Nmax×0.15J：試驗(yàn)號1.3.4 GC-MS分析手動進(jìn)樣，進(jìn)樣量0.5 μL;進(jìn)樣口為分流模式，分流比601;進(jìn)樣口溫度 250 ;載氣He，載氣為恒流模式，柱流速1.0 mL/min，平均線速37 cm/s;分析柱為中科院蘭州物理化學(xué)研究所SE-54毛細(xì)石英管柱(30 m × 250 μm × 0.25 μm);升溫程序?yàn)槌跏紲囟?5，以2/min升至250，共計(jì)92.5 min。質(zhì)譜電離能量70 eV，電

15、子倍增管電壓1 847 V，離子源溫度230，四極桿溫度150，質(zhì)量掃描范圍30550 amu。2 結(jié)果2.1 干燥方式對甜羅勒精油質(zhì)量的影響從表1 可以看出：新鮮羅勒葉和放冰箱中保存幾天的羅勒葉提取的精油出油量沒有變化;50 低溫烘干和自然風(fēng)干的羅勒提取的精油出油量沒有變化;低溫烘干(或自然風(fēng)干)的羅勒提取的精油出油量的損失是鮮葉提取的35%。表1 不同干燥方式羅勒精油分析結(jié)果2.2 采收時(shí)期和部位對甜羅勒質(zhì)量的影響從表2 可以看出，無花的嫩葉含油量很低，最高含油為花，莖未含精油。表2不同部位及時(shí)期羅勒精油分析結(jié)果2.3 丁香羅勒精油的最佳提取工藝陳峰等.采收時(shí)期、部位、干燥方式對海南羅勒精

16、油質(zhì)量的影響 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀分析見表3，方差分析見表4。直觀分析及方差分析結(jié)果表明3個因素均對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無明顯影響。結(jié)合實(shí)際情況，考慮節(jié)能環(huán)保的要求，最終確定最佳提取條件應(yīng)為A2B1C2，即羅勒藥材粉碎5 cm，加5倍水，水蒸氣蒸餾提取3 h。按A2B1C2的提取條件進(jìn)行驗(yàn)證，其出油率為0.92%左右。該工藝穩(wěn)定可靠。表3正交試驗(yàn)結(jié)果表4方差分析表2.4 GC-MS分析結(jié)果甜羅勒精油GC-MS色譜圖見圖1。對應(yīng)的成分及相對百分含量見表5。從圖1和表5可以看出，從甜羅勒精油中共分離鑒定出48種成分，相對含量比較高的6個揮發(fā)性成分分別為沉香醇(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%)。圖1 甜羅勒精油GC-MS色譜圖表5甜羅勒精油成分組成及相對含量3討論自古以來，芳香植物的提取物就具有廣泛的用途，如用作食品、藥品或芳香水。精油是植物的次生代謝產(chǎn)物，具有特殊氣味的揮發(fā)性物質(zhì)。因?yàn)榫途哂锌咕?、抗氧化、抗癌等生物活性，被用作一些食品的添加劑，也引起制藥工業(yè)的興趣。甜羅勒精油在一些國家被廣泛使用，因此其生產(chǎn)受到格外關(guān)注。本研究發(fā)現(xiàn)，甜羅勒地上部分的不同部位，如葉、花和莖中精油的產(chǎn)率不

18、同，以花的產(chǎn)率為最高，莖中極少。但是，花的產(chǎn)量較少，不能作為產(chǎn)油的主要植物部位。對于花期前的嫩葉和成熟的葉來說，嫩葉的出油率明顯低于后者。因此，處于開花期的甜羅勒可以用作制備精油的原料。氣相分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，某些成分在無花鮮嫩葉、有花鮮葉或全葉中的含量有很大的差異，說明生長過程對此產(chǎn)生了很大的影響。干燥方式影響甜羅勒精油的產(chǎn)率。自然風(fēng)干或低溫烘干(50)的甜羅勒葉和新鮮或凍干的羅勒葉相比，出油率減少了約35%，說明在干燥過程中的確有揮發(fā)性物質(zhì)的損失，這個發(fā)現(xiàn)與文獻(xiàn)11的報(bào)道是一致的。通過本文的研究，可以得出以下結(jié)論：甜羅勒地上部分的不同部位羅勒精油的產(chǎn)率不同，所含的成分也有差別;不同時(shí)期甜羅勒精油

19、產(chǎn)率及成分組成有所不同;干燥方式影響精油的產(chǎn)率。新鮮收割的處于開花期的地上部分可作為水蒸氣蒸餾提取甜羅勒精油的主要原料?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】 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