四种樟属植物精油的成分分析、抗氧化活性及对中华按蚊幼虫的毒杀活性测定

摘要

樟属植物不仅在外观上具有树形优美、四季常青、枝繁叶茂的特点，并且还有滞尘、减噪、驱虫、净化空气等许多生态功能，因此被作为园林绿化树种在我国南方广泛种植。重庆地区樟属植物资源丰富，为充分开发利用樟属植物资源，本研究选择了4种重庆地区常见的樟属植物作为研究对象，采用水蒸气蒸馏法提取了香樟（Cinnamomum camphora(L.) Presl.）、天竺桂（Cinnamomum japonicum Sieb）、蜀桂（Cinnamomum szechuanense Yang in Journ）以及香桂（Cinnamomum subavenium Miq.）叶片的精油；采用GC-MS联用技术研究分析了四种樟属植物精油的化学成分；测定了四种精油的总抗氧化能力，对羟基自由基、DPPH自由基的清除能力；并采用浸液法测定了四种樟属植物精油对中华按蚊幼虫的毒杀活性。研究结果如下：
　　1.采用水蒸气蒸馏法提取了香樟、天竺桂、蜀桂和香桂四种樟属植物叶片的精油，四种精油的提取率分别为：香樟（0.625％）、天竺桂（0.516%）、蜀桂（0.600%）和香桂（0.579%），提取率相差不大。
　　2.采用GC-MS联用技术分析了四种樟属植物精油的化学成分：香樟精油测出了45个化学成分，鉴定出了其中的43个，其主要化学成分为1,8-桉叶素（40.9147%）、芳樟醇（20.6623%）、α-松油醇（9.5843%）和β-水芹烯（9.5259%）；从天竺桂精油中鉴定了42个化学成分，其中含量较高的为龙脑（25.1613%）、1,8-桉叶素（24.6174%）、邻伞花烃（12.4607%）、α-松油醇（9.5843%）和α-水芹烯（6.4985%）；从蜀桂精油中测出了55种成分，共鉴定出了53种，精油的主要成分为1,8-桉叶素（42.8964%）、α-蒎烯（12.3536%）、莰烯（7.8123%）、邻伞花烃（7.5873%）和乙酸龙脑酯（6.5332%）；从香桂精油中测出了49种成分，鉴定出了47种，其中含量较高的为丁香酚（67.7290%）、乙酸丁香酚酯（13.1856%）、α-蒎烯（4.1845%）和罗勒烯（3.0017%）。四种精油的共同成分有9种，分别为：α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、月桂烯、邻伞花烃、1,8-桉叶素、δ-松油烯、石竹烯、乙酸龙脑酯，其中，1,8-桉叶素的含量最高，在四种精油中的含量分别为40.9147%（香樟精油）、24.6174%（天竺桂精油）、42.8964%（蜀桂精油）、1.9208%（香桂精油）。聚类分析发现香桂精油的组成成分与香樟、天竺桂和蜀桂差异较大。
　　3.测定了四种精油的总抗氧化能力，以及精油对羟基自由基、DPPH自由基的清除能力，结果发现：四种樟属植物精油都表现出一定的抗氧化活性，并且总抗氧化活性随着浓度的升高而逐渐加强。其中，香桂的总抗氧化活性最强，在浓度为0.1-0.3 mg/mL时，其总抗氧化活性甚至高于人工合成抗氧化剂BHA，四种樟属精油的总抗氧化活性顺序为：香桂精油＞蜀桂精油＞天竺桂精油＞香樟精油。四种樟属植物精油均有一定的DPPH自由基清除活性，并且清除活性与精油的浓度呈现出正向相关关系。香桂精油的EC50值小于1.0 mg/mL，香樟精油、天竺桂精油以及蜀桂精油的EC50值分别为23.86 mg/mL、34.11 mg/mL和11.99 mg/mL。在低浓度（1.0-2.0 mg/mL）时，香桂精油表现出了能与人工合成抗氧化剂BHA相媲美的DPPH自由基清除能力。四种樟属植物精油的DPPH自由基清除活性顺序为：香桂精油＞蜀桂精油＞香樟精油＞天竺桂精油。四种樟属植物精油在实验浓度下均表现出较好的羟基自由基清除活性，并且清除活性随着精油浓度升高呈现出小幅度的增强。在低浓度（1.0×10-5-2.0×10-5 mg/mL）时，只有香桂精油的羟基自由基清除活性显著低于人工合成抗氧化剂BHA（P<0.05）。四种樟属植物精油的羟基自由基清除活性顺序为：蜀桂精油>天竺桂精油>香樟精油>香桂精油。总的说来，香桂精油具有最强的总抗氧化能力与自由基清除能力，具有成为天然抗氧化物质的潜力。
　　4.采用浸液法测定了四种樟属植物精油及精油的四种主要成分对中华按蚊幼虫的毒杀活性，结果表明：四种樟属植物精油对中华按蚊的幼虫均有一定的毒杀作用。其中，香桂精油对中华按蚊四龄幼虫的24 h的半致死浓度（LC50）为79.632μg/mL，毒杀作用最强，香樟精油、天竺桂精油和蜀桂精油的24 h的LC50值分别为109.401、117.802、96.808μg/mL。四种樟属植物精油的毒杀活性大小依次为：香桂精油>蜀桂精油>香樟精油>天竺桂精油。4种化合物对中华按蚊幼虫也有一定的毒杀效果，其中，丁香酚对中华按蚊四龄幼虫的24 h的LC50为154.400μg/mL，毒杀作用相对最强，1,8-桉叶素、芳樟醇、龙脑的24 h的LC50值分别为449.996、227.873、251.730μg/mL。四种化合物的毒杀活性大小依次为：丁香酚>芳樟醇>龙脑>1,8-桉叶素。
　　以上研究结果表明，4种樟属植物精油中，香桂精油不仅具有较好的抗氧化活性及自由基清除能力，对中华按蚊幼虫也有较好的毒杀效果，具有被开发成为天然抗氧化剂与植物源杀虫剂的潜力。