全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (3) : 555～560
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 09 - 26; 修回日期 : 2006 - 04 - 28
基金项目 : 国家自然科学基金项目 (30370151)3 通讯作者 Author for correspondence
茴香不同器官精油含量及其成分比较
何金明 1 , 2 　肖艳辉 2 　郭　园 3 　王羽梅 23 　卓丽环 1 　张振明 2
(1东北林业大学园林学院 , 黑龙江哈尔滨 150040; 2 韶关学院英东生物工程学院 , 广东韶关 512005; 3 内蒙古民族大
学职业技术学院 , 内蒙古通辽 028043)
摘 　要 : 使用同时蒸馏萃取法 , 对内蒙古小茴香不同器官风干样进行分析 , 根、茎、叶、花序梗、花
序和果实精油含量分别为 419、913、1210、1219、2818、3115 mL /kgDM。茴香精油含量与全氮含量、蛋白
氮含量达到极显著正相关 , 相关系数分别为 0192和 0195; 精油含量与全碳含量、C /N显著呈负相关 , 相
关系数分别为 - 0183和 - 0182。根的精油主要成分是其所特有的莳萝芹菜脑 , 茎的精油主要成分是柠檬
烯、反式茴香脑 , 叶、花序梗、花序和果实的精油主要成分为反式茴香脑、柠檬烯。同时比较了不同器官
精油中单萜类化合物、含氧化合物、反式茴香脑和柠檬烯的变化趋势。
关键词 : 茴香 ; 精油 ; 碳 ; 氮
中图分类号 : S 63613　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0320555206
The Com par ison of Essen tia l O il Con ten ts and Com ponen ts in Var ious
O rgan s of Fennel
He J inm ing1, 2 , Xiao Yanhui2 , Guo Yuan3 , W ang Yumei23 , Zhuo L ihuan1 , and Zhang Zhenm ing2
(1 College of Gardens, N ortheast Forest U niversity, Harbin, Heilong jiang 150040, China; 2 College of Yingdong B ioengineering,
Shaoguan U niversity, Shaoguan, Guangdong 512005, China; 3 College of Professiona l Techn ica l Educa tion, InnerM ongolia U ni2
versity for N ationalities, Tong liao, N eim enggu 028043, China)
Abstract: The essential oil contents of InnerMongolia fennel, obtained by simultaneous distillation and
extraction, were 419, 913, 1210, 1219, 2818, 3115 mL /kg DM in root, stem, leaf, peduncle, anthotaxy
and fruit respectively. The essential oil contentswere significantly correlated to the contents of full nitrogen ( r
= 0192) and p rotein nitrogen ( r = 0195). A significant negative correlation between the essential oil contents
and the full carbon contents ( r = - 0183) , and the essential oil contents and C /N ratio ( r = - 0182) were
observed respectively. The major component of essential oil in rootwas dillap iolwhich existed only in root, the
major components of essential oil in stem were limonene and ( E) 2anethole, and the major components of es2
sential oil in leaf, peduncle, anthotaxy and fruit were ( E) 2anethole and limonene. Meanwhile, the changing
trends of monoterpenes compounds, oxygenated compounds, ( E) 2anethole and limonene in essential oils from
different organs were compared.
Key words: Fennel; Essential oil; Carbon; N itrogen
茴香 ( Foen icu lum vulgare M ill. ) 原产地中海地区 , 经丝绸之路传入我国。我国历史上茴香被记
载为草、食用调料、中药、菜和香料〔1〕, 是一种具有悠久历史、用途广泛的芳香植物。茴香全株各
器官均含有精油 , 其中种子含量最高〔2～4〕。关于茴香精油含量及成分的分析国内外均有少量研究报
道 , 其中大部分是以果实为研究材料〔5～9〕。茴香不同器官精油成分的分析与比较在国内外也有个别研
究报道〔2～4, 10, 11〕, 但是缺乏系统研究。
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作者曾对影响茴香精油含量和质量的因素进行了综述〔12〕, 并就蒸馏因子对茴香精油含量与成分
的影响进行了研究〔13〕。作者以内蒙古小茴香为材料 , 对其不同器官精油含量及其成分进行比较研究 ,
以期为探究小茴香精油形成规律提供依据。
1　材料与方法
111　材料及来源
以内蒙古小茴香为试材 , 于 2004年 5月 1日播种 , 2004年 9月 1日收获 , 播种地点为我国
小茴香传统产区内蒙古自治区托克托县。7月 20日 ～9月 10日每隔 10 d取样 1次 , 其中叶为 7
月 20日和 8月 1日混合样 , 根、茎为 8月 1日样 , 花序为 8月 1日和 8月 10日的混合样 , 花序
梗为 8月 10日至 9月 10日的混合样 , 果实 (成熟 ) 为 9月 10日样。将采集的新鲜样品荫干后
供分析用。
112　精油的提取与定量
精油采用同时蒸馏萃取法提取。具体为 : 取过 10目筛的风干样品粉 30 g于 1 000 mL烧瓶 , 加
450 mL水 , 蒸馏 3 h。在蒸馏时利用装有 10 mL正己烷 (色谱纯 ) 的接受管 (最小刻度为 0102 mL )
萃取 , 用正己烷溶液体积增加的量计算精油的提取量。蒸馏结束回收正己烷溶液 , 无水硫酸钠除去水
分后 , 定容至 11 mL。同时将风干样品烘干至恒重 , 计算样品的干物率 , 用 mL /kg DM表示精油含
量。每一样品蒸馏 3次 , 取平均值。精油的正己烷溶液用棕色精油瓶封装 , 于 4℃下保存。
113　精油成分分析
取茴香精油的正己烷溶液 10μL稀释至 5 mL, 进行 GC /MS分析。GC /MS联用仪为美国热电公司
( Thermo Finnigan) 生产 , 型号为 Trace GC - 2000 /DSQ。GC条件 : 色谱柱为 DB5石英毛细管柱 , 30
m ×0125 mm ×0125μm; 载气为高纯氦 (991999% ) ; 柱流量 1 mL /m in, 不分流 ; 柱前压 100 kPa;
进样口温度 220℃; 进样量 1μL; 柱温 40℃保持 1 m in, 以 10℃ /m in升高到 200℃, 保持 3 m in。MS
条件 : 电离方式为 E I, 电子能量 70 eV; 接口温度 210℃, 离子源温度 200℃; 流量扫描范围 50～350
m /z; 溶剂延迟 410 m in; 发射电流 100μA。
精油成分定性是在参考前人工作〔4, 14, 15〕的基础上 , 计算成分的保留系数〔15〕, 与文献 〔19〕比较
同时结合 N IST (2002) 标准谱库进行鉴定。精油成分的定量分析是用反式茴香脑 ( E2anethole) 标准
品 (质谱纯 ) 作外标 , 分析茴香精油成分的绝对含量。
114　其它生理指标的测定方法
可溶性糖含量用蒽酮比色法测定〔16〕, 全氮与蛋白氮用微量凯氏定氮法测定〔17〕, 全碳用 K2 Cr2 O7
容量法测定〔18〕。
2　结果与分析
211　茴香不同器官的精油、碳和氮含量的比较
茴香不同器官的精油含量在 419～3115 mL /kg DM之间 , 变化幅度较大 , 由低到高的顺序是根、
茎、叶、花序梗、花序和果实 , 最高者为最低者的 614倍。均值差异显著性分析表明 , 在 0101水平
下 , 除叶和花序梗间精油含量差异不显著外 , 其它各器官间精油含量差异均显著 (表 1)。
茴香不同器官全氮含量在 0180% ～3125%之间 , 差异较大 , 从低到高的顺序是根、茎、花序梗、
叶、果实和花序 ; 全碳含量在 14183% ～20193%之间 , 从低到高的顺序是果实、花序、叶、花序梗、
茎和根 ; 蛋白氮含量在 0135% ～2155%之间 , 从低到高的顺序是根、茎、花序梗、叶、花序和果实 ;
可溶性糖含量以根为最高 , 为 17145μg/g, 其他器官在 1195～7106μg/g之间 , 茴香地上部各器官的
可溶性糖含量变化趋势与其精油含量的变化趋势完全一致 ; C /N的比值在 4184～27123之间 , 变化幅
度较大 , 变化趋势与全碳含量变化趋势相似 , 与全氮含量变化趋势相反 , 从高到低的顺序是根、茎、
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　3期 何金明等 : 茴香不同器官精油含量及其成分比较 　
花序梗、叶、果实和花序 (表 1)。
表 1　不同器官精油含量与碳、氮含量
Table 1　The essen tia l o il con ten ts and carbon and n itrogen con ten ts in var ious organ s
器官
O rgan
精油含量
Content of
essential oil
(mL /kg DM)
全氮含量
Content of full
nitrogen ( % )
全碳含量
Content of full
carbon ( % )
蛋白氮含量
Content of p roteinic
nitrogen ( % )
可溶性糖含量
Content of solubility
sugar(μg/g)
碳 /氮比
C /N ratio
根 Root 419 ±014E 0180 ±0105D 20193 ±1176A 0135 ±0E 17145 ±0180A 27123 ±2199A
茎 Stem 913 ±110D 1101 ±0105D 19110 ±0178AB 0142 ±0E 1195 ±0118D 19128 ±1101B
叶 Leaf 1210 ±016C 2134 ±0105B 15160 ±0178C 1115 ±0105C 2176 ±0132CD 6176 ±0153D
花序梗 Peduncle 1219 ±014C 1136 ±0115C 17163 ±1181BC 0173 ±0105D 3139 ±0112C 13117 ±01323C
花序 Anthotaxy 2818 ±018B 3125 ±0105A 15133 ±018C 1173 ±0107B 3134 ±0102C 4184 ±0127D
果实 Fruit 3115 ±014A 3117 ±0103A 14183 ±1102C 2155 ±0105A 7106 ±0129B 4186 ±0117D
　　注 :同栏数字后不同大写字母表示 Duncan’s检测差异达 0101显著水平。
Note: The different cap ital letters followed the number the diversity at 0101 significance level of Duncan’s test.
212　茴香精油含量与碳、氮含量的相关分析
将茴香不同器官所有精油含量与相应的所有碳、氮含量等指标进行相关分析 , 结果表明 , 茴香精
油含量与全氮含量、蛋白氮含量呈极显著正相关系 , 相关系数分别为 0192和 0195; 与全碳含量、C /
N比呈显著负相关关系 , 相关系数分别为 - 0183和 - 0182。茴香全氮含量与全碳含量、C /N比呈极
显著负相关 , 相关系数分别为 - 0194和 - 0193; 全氮含量与蛋白氮含量为极显著正相关 , 相关系数
为 0193。茴香全碳含量与 C /N比呈极显著正相关 , 相关系数为 0199, 与蛋白氮含量呈显著负相关关
系 , 相关系数为 - 0187; C /N比与蛋白氮含量呈显著负相关 , 相关系数为 - 0184; 可溶性糖含量与
精油含量以及其它指标之间相关性均不显著 (表 2)。
表 2　茴香精油含量与碳、氮含量的相关分析
Table 2　The correla tion ana lysis between the essen tia l o il con ten ts and carbon and n itrogen con ten ts in fennel
指标
Physiological index
精油含量
Content of
essential oil
全氮含量
Content of full
nitrogen
全碳含量
Content of full
carbon
碳 /氮比
C /N
ratio
蛋白氮含量
Content of
p roteinic
nitrogen
可溶性糖含量
Content of
solubility sugar
精油含量 Content of essential oil 　1
全氮含量 Content of full nitrogen 　01923 3 　1
全碳含量 Content of full carbon - 01833 - 01943 3 　1
碳 /氮比 C /N Ratio - 01823 - 01933 3 　01993 3 　1
蛋白氮含量 Content of p roteinic nitrogen 　01953 3 　01933 3 - 01873 - 01843 　1
可溶性糖含量 Content of solubility sugar - 0130 - 0135 　0158 　0162 - 0121 　13 相关显著水平 0105; 3 3 相关显著水平 0101。3 Correlation at the 5% ; 3 3 Correlation at the 1%.
213　茴香不同器官精油成分的比较
茴香不同器官精油成分数量差异较大 , 根只检测出 4种成分 ; 茎、叶成分稍多 , 分别为 11和 9
种 ; 花序梗、花序和果实成分较多 , 分别为 17、21和 19种。茴香不同器官精油共同具有的成分有 3
种 , 为反式茴香脑、对聚伞花素和柠檬烯。莳萝芹菜脑是根特有成分。
不同器官精油主要成分不同 , 根的主要成分是莳萝芹菜脑 , 然后依次是反式茴香脑、柠檬烯和对
聚伞花素 ; 茎的主要成分是柠檬烯 , 然后是反式茴香脑 , 其它成分则较少 ; 叶、花序梗、花序和果实
精油的主要成分为反式茴香脑、柠檬烯 , 叶精油中其它成分极少 , 花序梗精油中较多的成分还有反式
葑酮乙酸酯、对聚伞花素和爱草脑 , 花序精油中较多的成分还有γ -萜品烯、爱草脑、水芹烯、对聚
伞花素、α -蒎烯 , 果实精油中较多的成分还有葛缕醇、γ -萜品烯、小茴香酮、α - 蒎烯、对聚伞花
素 (表 3)。
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园 　　艺 　　学 　　报 33卷
表 3　茴香不同器官精油成分及绝对含量
Table 3　The essen tia l o ils com ponen ts and absolute con ten ts in var ious organ s (μg/g DM)
化合物名称
Compounds KI
a KIb
果实
Fruit
花序
Anthotaxy
花序梗
Peduncle
叶
Leaf
茎
Stem
根
Root
α2侧柏烯α2Thujene 923 922 　　 7135 　　 0106 　　 - 　　 - 　 - 　 -
α2蒎烯α2Pinene 927 930 　 188172 　 305129 　　0165 　　0124 14157 　 -
香桧烯 Sabinene 974 969 　　86175 　　69141 　　 - 　　 - 　 - 　 -
β2蒎烯β2Pinene 977 975 　　30199 　　 0114 　　 - 　　 - 　 - 　 -
月桂烯 Myrcene 989 983 　　43108 　　 0147 　　0139 　　0132 　 - 　 -
α2水芹烯α2Phellandrene 1 003 1 003 　　40163 　 337195 　　0128 　　013 　 - 　 -
对聚伞花素 p2Cymene 1 025 1 021 　 174123 　 319157 　119171 　　0156 18169 10142
柠檬烯 L imonene 1 030 1 027 1 630169 9 859134 2 059107 　870146 848145 12160
罗勒烯 Ocimene 1 037 1 041 　　 - 　　 0106 　　0106 　　 - 　 - 　 -
γ2萜品烯γ2Terp inene 1 059 1 056 　 624139 　 964187 　　0154 　　 - 　 - 　 -
单萜化合物 Monoterpenes compounds 　 - 　 - 2 826184 11 857115 2 180170 　871188 881171 23102
小茴香酮 Fenchone 1 095 1 089 　 555142 　　 0166 　 34134 　　 - 　 - 　 -
萜品 222醇 Trans2p inan222ol 1 121 1 119 　　 - 　　 0106 　　0117 　　 - 　 - 　 -
反式氧化柠檬烯 Trans2L imonene oxide 1 138 1 136 　　 - 　　 0117 　　0117 　　014 20186 　 -
爱草脑 Estragole 1 199 1 198 　　 - 　 413150 　113141 　　 - 14133 　 -
葛缕醇 Carveol 　 - 1 223 1 086194 　　 012 　　0145 　　 - 20194 　 -
反式葑醇乙酸酯 tran2Fenchyl acetate 1 138 1 232 　　22140 　　 0196 　167121 　　0139 68. 96 　 -
葛缕酮 Carvone 1 243 1 244 　　 - 　　 0112 　　0134 　　0117 27182 　 -
顺式茴香脑 ( Z) 2Anethole 1 252 1 251 　　33113 　　 0108 　　0115 　　 - 　 - 　 -
茴香醛 p2Anis aldehyde 1 270 1 254 　　 - 　　 - 　 68174 　　 - 　 - 　 -
反式茴香脑 ( E) 2Anethole 1 310 1 307 26 000190 13 041179 2 995131 2 023175 488101 31185
古巴烯 Copaene 1 375 1 386 　　 - 　　 0106 　　 - 　　 - 　 - 　 -
吉玛烯 D Germacrene D 1 478 1 492 　　12127 　　 0122 　　 - 　　 - 　9105 　 -
莳萝芹菜脑 D ill Ap iol 1 621 1 628 　　 - 　　 - 　　 - 　　 - 　 - 404181
含氧化合物 Oxygenated compounds 　 - 　 - 27 698179 13 457154 3 380128 2 024171 6401915 436170
　　注 : KI
a为文献 〔19〕中给出的保留系数 ; KIb为本试验中测算的保留系数 ; - : 为未检测出。
Note: KIa , Kovats index (Van2den Dool and Kratz, 1963)〔19〕; KIb , Kovats index determ ined authors; - , Not detected.
按照分子结构 , 精油成分可分为两大类 , 即含氧化合物和单萜类化合物 , 其中含氧化合物包括小
茴香酮、萜品 222醇、反式氧化柠檬烯、爱草脑、葛缕醇、反式葑酮乙酸酯、顺式茴香脑、茴香醛、
反式茴香脑、莳萝芹菜脑 ; 单萜类化合物包括α2侧柏烯、α2蒎烯、香桧烯、β2蒎烯、月桂烯、水芹
烯、对聚伞花素、柠檬烯、罗勒烯、γ2萜品烯。茴香不同器官精油中含氧化合物含量变化与精油含量
变化一致 , 从低到高的顺序是根、茎、叶、花序梗、花序和果实 , 含量由 43617μg/g DM 增至 27
698179μg/g DM。单萜类化合物含量变化与之稍有不同 , 从低到高的顺序是根、茎、叶、花序梗、
果和实花序 , 含量由 23102μg/g DM增至 2 826184μg/g DM , 花序含量最高 (表 3, 图 1)。
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　3期 何金明等 : 茴香不同器官精油含量及其成分比较 　
　　除根外 , 不同器官精油的主要成分反式茴香脑和柠檬烯的变化趋势与含氧化合物和单萜类化合物
的变化趋势一致 (表 3)。在花向果实发育的过程中 , 精油成分表现出单萜类化合物含量的下降 (由
11 857115μg /g DM降至 2 826184μg/g DM ) 和含氧化合物的含量的增高 (由 13 457154μg/g DM增
至 27 698179μg /g DM ) , 直接反映在柠檬烯含量的降低 (由 9 859134μg/g DM降至 1 630169μg/g
DM ) 和反式茴香脑含量的增高 (由 13 041179μg/g DM增至 26 000190μg/g DM ) 上 (表 3, 图 1,
图 2)。
3　讨论
前人对茴香不同器官间精油含量的比较研究表明 , 精油含量以果实中为最高 , 其次是花、花序
梗 , 再次是叶、根、茎 , 其中二级花序梗高于一级花序梗 , 叶片高于叶柄〔2, 3〕。本研究中茴香不同器
官精油含量由小到大的顺序是根、茎、叶、花序梗、花序和果实 , 与前人的结果相似。在精油成分的
种类上 , 本文比 Paupardin等〔2〕和 Akgül等〔3〕报道的少 , 其原因可能是取样的方式不同 , 试材是风干
样 , 而他们所用的试材是鲜样 , 对新鲜根、茎、叶的精油含量分析与他们的结果相一致 , 说明有些精
油成分在风干过程中容易挥发 , 特别是根中的精油比其它器官更容易挥发损失。
茴香不同器官精油主要成分不同。前人的研究结果表明 , 苦茴香叶、茎、花梗中精油的主要化学
成分均为反式茴香脑 ( 29170% ～54122% )、α2蒎烯 ( 13130% ～25158% ) 和α2水芹烯 ( 10172% ～
13120% ) ; 花、果实精油第 1主成分均为反式茴香脑 (61108% ～64171% ) , 但第 2主成分花为α2蒎
烯 (11127% ) , 果实为小茴香酮 (13185% )〔4〕; 苦茴香和甜茴香根部精油的主要成分是莳萝芹菜脑
(分别为 82%和 80% )〔5〕。作者的研究显示 , 内蒙古小茴香根的主要成分也是莳萝芹菜脑 , 占精油含
量的 88106% , 与文献报道相符 ; 叶、茎、花梗、花序、果实的精油主要成分是反式茴香脑 , 分别占
精油含量的 31186% ～85114% , 与 Paupardin等〔2〕的报道一致。但是 , 作者所测得的叶、茎、花梗、
花序、果实精油的第 2主要成分均为柠檬烯 , 而文献中认为在叶、茎、花梗、花序精油中第 2主要成
分是α2蒎烯 , 果实精油第 2主要成分是小茴香酮 , 与我们的结果不同。造成这种差异的原因可能是
品种不同或精油的提取方法不同 , 也有可能是生长环境的不同所致 , 有待于今后进一步研究。
比较营养器官与生殖器官的精油含量、含氧化合物的含量、单萜类化合物含量 3个指标 , 生殖器
官 (果实、花序、花序梗 ) 均高于营养器官 (根、茎、叶 ) , 二者是否为库源关系 , 还有待进一步的
研究。
作者的研究表明 , 在花向果实发育的过程中 , 精油成分表现出单萜类化合物含量的下降和含氧化
合物的含量的增高 , 具体反映在柠檬烯含量的降低和反式茴香脑含量的增高上 , 这与 Paupardin等〔2〕
的报道相似。在此过程中是否存在着单萜类化合物向含氧化合物转化的反应 , 有待进一步研究。
关于氮与精油含量关系的研究报道很少 , 所得结果也不尽一致。如 Franz等和 Meawad等对甘菊
(Cham om illa recu tita L. ) 的研究结果表明 , 在一定范围内增加氮的施用量可以增加精油的含量〔20, 21〕
但是 , Baranauskiene的研究结果却影响不大〔22〕。
相关分析表明 , 精油含量与全氮、蛋白氮含量呈极显著正相关关系 , 而与全碳含量、C /N比呈
显著负相关关系。植物不同器官的结构特点和内部生理特性有着明显的差异 , 精油又是多种成分的混
合物 , 其合成途径尚不明了 , 碳、氮含量及其代谢与精油形成有着怎样的内在联系 , 有待今后进一步
研究。
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