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不同生长阶段肉桂叶中油细胞的形态及精油成分



全 文 :文章编号:1006 - 1126 - 2016 (1) - 0085 - 04
不同生长阶段肉桂叶中油细胞的形态及精油成分
收稿日期:2015 - 12 - 25
基金项目:广西林科院基本科研业务费专项 (林科 201421 号) ;广西林业重点项目 (桂林科字 [2010] 第 4 号) ;中央财政林业科技推广
示范项目 ( [2009] TG05 号)
第一作者:黎贵卿 (1982—) ,工程师,硕士,主要从事林化产品加工技术研发。
通讯作者:陆顺忠 (1965—) ,教授级高级工程师,主要从事林化产品加工技术开发等研究。
黎贵卿1,陆顺忠1,江 燕2,谭桂菲1,苏骊华1
(1. 广西壮族自治区林业科学研究院 广西特色经济林栽培与利用重点实验室
国家林业局八角肉桂工程技术研究中心,南宁 530002;2. 广西分析测试研究中心,南宁 530022)
摘 要:利用组织透明法研究了不同生长阶段肉桂鲜叶油细胞形态、分布情况,结果显示:油细胞总数随着肉
桂叶的生长在不断增加,且精油在油细胞中的积累越来越多;利用挥发油测定器测定肉桂叶含油率并运用 GC -
MS对精油主要成分及含量进行研究,结果表明:肉桂叶精油中的主要成分,随着肉桂叶的生长至成熟,肉桂醛
的含量逐渐增加,而苯甲醛、乙酸肉桂酯、反式邻甲氧基肉桂醛的含量逐渐减少。因此,在肉桂叶采摘时,尽
量避免叶片初萌的时间段,否则肉桂精油的含油率和肉桂醛含量将会降低。
关键词:肉桂;鲜叶;油细胞;精油;成分
中图分类号:TQ654. 2;S794. 9 文献标识码:A
Morphology of Oil Cells in Cinnamomum cassia Leaves with Different Growth
Stages and Components of Essential Oil
LI Gui-qing1,LU Shun-zhong1,JIANG Yan2,TAN Gui-fei1,SU Li-hua1
(1. Guangxi Forestry Research Institute,Guangxi Key Laboratory of Characteristic Non-wood Forest Cultivation &
Utilization,Research Center of Anise & Cinnamon Technology,SFA,Nanning 530002,China;
2. Guangxi Analysis and Testing Center,Nanning 530022,China)
Abstract:Morphology and distribution of oil cells in fresh Cinnamomum cassia leaves were studied using
tissue transparent method. Results showed that total number of oil cells and quantity of essential oil in oil
cells increased with growth of Cinnamomum cassia leaves. The percentage of oil was measured by volatile
oil determination apparatus,and principal components and content of essential oil were studied by GC-
MS. Results showed that content of cinnamic aldehyde in principal components of essential oil increased
gradually with growth to maturity of Cinnamomum cassia leaves,and contents of benzaldehyde,cinnamyl
acetate,and trans-o-methoxycinnamaldehyde decreased gradually. Therefore,when picking Cinnamo-
mum cassia leaves,the budding period of leaves should be avoided,otherwise the percentage of essential
oil and content of cinnamic aldehyde would reduce.
Key words:Cinnamomum cassia;fresh leaves;oil cells;essential oil;component
第 45 卷 第 1 期 广 西 林 业 科 学 Vol. 45 No. 1
2016 年 3 月 Guangxi Forestry Science Mar. 2016
肉桂 (Cinnamomum cassia)又名玉桂,属樟
科,为热带、南亚热带常绿乔木,分布广泛,除
我国广西、广东、云南、海南、福建、浙江、湖
南、江西、四川等地种植外,在越南、老挝、印
度、印尼亦有人工栽培[1 - 2]。我国广西、广东是肉
桂的主产区,其肉桂油和肉桂皮产品约占世界产
量的 80%。主要出口到英国、日本、美国及东南
亚等国家和地区[3 - 4]。
肉桂枝、叶经水蒸气蒸馏提取可得到肉桂油,
其主要含有苯甲醛、肉桂醛、香豆素、乙酸肉桂
酯、反式邻甲氧基肉桂醛等[1,4 - 10]。肉桂油具有健
胃、驱风、杀菌、收敛作用,可用作香料、调味
加香、化妆品、日用香精等,常见中成药及食品
中有 10 000 个左右的品种含有肉桂油成分[4,11 - 12]。
植物油细胞为一种异细胞,属于分泌组织之
一,是产生和储存精油的主要场所。肉桂叶油细
胞其发育情况与肉桂叶含油量及其主成分变化密
切相关[13 - 17]。本文以组织透明法观测不同发育阶
段肉桂鲜叶油细胞性状,通过挥发油测定器提取
肉桂叶油,以气相色谱 - 质谱联用检测肉桂叶精
油主要成分,分析其主要成分的变化,两者结合
揭示肉桂叶油含量及其主成分变化与其油细胞发
育存在的关系,以期更好的为肉桂产业提供基础
数据。
1 材料与方法
1. 1 植物材料的采集
肉桂鲜叶于 2014 年 10 月采摘于广西林科院油
桐山苗圃,树龄 5 年。
1. 2 试剂与仪器
NaOH,蒸馏水,挥发油测定器,电子天平
(AL204 - 1,梅特勒 -托利多仪器 (上海)有限公
司) ,显微图像成像系统 (Nikon 80i,日本尼康) ,
气质联用仪 (QP5050A,日本岛津)。
1. 3 组织透明
肉桂鲜叶用蒸馏水清洗表面,徒手切片 1 cm
×1 cm左右,均用 5% NaOH 水溶液在 60 ℃恒温
箱中透明 48 h,中间换 1 次 5% NaOH 水溶液,待
组织透明后用蒸馏水冲洗,观察、照相[11]。
1. 4 精油的提取
取新采集的不同生长阶段肉桂叶各 500 g 分别
经水蒸气蒸馏提取 6 h,油水分离,得到肉桂精油。
精油称重、干燥,然后进行气质联用分析。分析
条件如下:
QP5050A气 - 质联用仪 (GC-MS)。色谱柱:
弹性石英毛细管柱 AT - 35 (60 m × 0. 25 mm ×
0. 25 μm) ;载气为高纯氦气;程序升温:80 ℃
(1 min) ,以 3 ℃ /min升至 180 ℃,再以 5 ℃ /min
升至 220 ℃;进样口温度 250 ℃;接口温度 270
℃;手动进样;分流比1 ∶ 50;进样量 0. 2 μL。质
谱条件:EI 离子源,电离电压 70 eV,柱前压 47
kPa,电子倍增器 1. 2 kV,扫描范围 33 ~ 800 amu,
全扫描方式。
2 结果与讨论
2. 1 肉桂叶油含量及其主要成分
用挥发油测定器测定不同生长阶段的肉桂叶
油含量,GC-MS测定精油主要成分及含量。
表 1 肉桂叶含油率及主要成分
Tab. 1 The percentage of oil and main components of Cinnamomum cassia leaves
类型
得油率
(%)
苯甲醛
(%)
肉桂醛
(%)
香豆素
(%)
乙酸肉桂酯
(%)
反式邻甲氧基肉桂醛
(%)
初萌叶片 0. 11 5. 72 41. 75 1. 87 9. 97 10. 15
1 年生叶片 0. 18 4. 55 62. 31 2. 36 6. 56 7. 22
2 年生叶片 0. 23 4. 01 71. 28 1. 86 4. 99 5. 10
表 1 表明,所提取的肉桂叶精油,随着生长年
份的增加含油率逐渐增加,由初萌时 0. 11%增加
到 2 年生的 0. 23%;精油的主成分为肉桂醛、苯
甲醛、乙酸肉桂酯、反式邻甲氧基肉桂醛,这 5 种
化合物分别占到不同生长阶段各自总量的
69. 46%、83. 00%、87. 24%;肉桂醛含量最高。
随着生长年份的增加,肉桂醛的含量逐渐增加,
从 41. 75%增加到 71. 28%;而苯甲醛、乙酸肉桂
酯、反式邻甲氧基肉桂醛的含量逐渐减少。
2. 2 肉桂叶油细胞形态和分布
对不同生长阶段鲜叶油细胞进行组织透明后
观测,并进行统计。初萌叶片、1 年生叶片、2 年
生叶片的油细胞形态和分布如图 1 - 3。
68 广 西 林 业 科 学 第 45 卷
图 1 初萌叶片油细胞
Fig. 1 Oil cells of budding leaves
图 2 1 年生叶片油细胞
Fig. 2 Oil cells of 1-year-old leaves
图 3 2 年生叶片油细胞
Fig. 3 Oil cells of 2-year-old leaves
通过油细胞形态和分布研究发现,油细胞总
数随着叶片生长而不断增加,且精油在油细胞中
的积累越来越多,精油的含量也揭示了这一现象。
初萌肉桂叶片中的油细胞以无精油期、精油形成
期、精油积累期为主,1 年生肉桂叶片中的油细胞
以精油形成期、精油积累期为主,2 年生肉桂叶片
中的油细胞以精油形成期、精油积累期、精油饱
和期为主,并伴随少量精油解体期的油细胞。
表 2 肉桂叶油细胞统计 个
Tab. 2 Statistic of oil cells in Cinnamomum cassia leaves
各形成期细胞个数
总数 无精油期 精油形成期 精油积累期 精油饱和期 精油解体期
初萌 12 3 6 3 0 0
1 年生 14 2 5 4 2 1
2 年生 19 1 4 5 7 2
与表 1 中的结果联合分析可知,油细胞总数随
着叶片生长而不断增加,精油的得率也增加;主
成分肉桂醛随着油细胞的发育不断积累;苯甲醛、
乙酸肉桂酯、反式邻甲氧基肉桂醛的相对含量却
随着油细胞的发育逐渐减少。
因此,为了使肉桂油生产中能达到高得率和
高品质,应尽量避免叶片初萌的时间段采摘。
3 结论
(1)通过精油提取和油细胞的研究,发现油
细胞总数在不断增加,且精油的量在油细胞中的
积累也越来越多,精油的得率也揭示了这一现象。
(2)所提取的肉桂叶精油中的主成分,随着
生长年份的增加,肉桂醛的含量逐渐增加,而苯
甲醛、乙酸肉桂酯、反式邻甲氧基肉桂醛的含量
逐渐减少。
(3)在肉桂采摘时,尽量避免叶片初萌的时
间段,否则生产时肉桂精油的得率和品质将会
降低。
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