不同化学型樟树精油的化学成分和抑菌效果研究

摘要  采用水蒸气蒸馏法提取芳樟和龙脑樟2种不同化学型的樟树叶精油。利用GC-MS法对比分析2种精油化学成分，并采用平板对峙法测试500 mg/L浓度下精油对10种植物病原真菌的抑菌活性。结果表明，芳樟和龙脑樟2种精油共分析鉴定出52种化合物，精油成分组成以单萜类和倍半萜类为主。芳樟精油分析鉴定出39种化合物，其中醇类化合物9种、烯类化合物24种，主要成分为芳樟醇（53.73%）。龙脑樟精油分析鉴定出28种化合物，其中醇类化合物10种、烯类化合物12种，主要成分为龙脑（80.69%）。2种樟树叶精油对甘蔗赤腐病菌等8种植物病原真菌均有不同程度的抑制作用，对苹果轮纹病菌和小麦赤霉病菌无抑制作用。2种樟树精油对不同植物病原真菌的抑菌率相差较大，芳樟精油对8种植物病原真菌抑制率在11.51%～71.51%，而龙脑樟精油的抑制率在10.89%～63.54%。芳樟精油抑菌效果总体优于龙脑樟精油。

关键词  芳樟；龙脑樟；樟树精油；气相色谱-质谱法；化学成分；抑菌活性

中图分类号  TQ 651+.2文献标识码  A文章编号  0517-6611（2022）22-0193-05

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2022.22.048

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on Chemical Composition and Antifungal Effect of Different Chemical Types of Cinnamomum camphora Essential Oils

HU Shan， LIANG Wei-qu， HUANG Hao et al

（Dongguan Agricultural Science Research Institution，Dongguan， Guangdong 523000）

Abstract  The essential oil of two types of Cinnamomum camphora leaves were extracted by steam distillation.The chemical composition of the two essential oils were compared and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS） method，and the antibacterial activity of the essential oils against 10 phytopathogenic fungi at a concentration of 500 mg/L was tested by the plate confrontation method.The results showed that 52 compounds were identified from the two essential oils. The main components of the essential oils were monoterpenes and sesquiterpenes. 39 compounds were identified from aromatic camphor essential oil，including 9 alcohols and 24 olefins，the main component was linalool （53.73%）.28 compounds were identified from essential oil of borneol-type， including 10 alcohols and 12 olefins，the main component was borneol （80.69%）. The two type C.camphora essential oils had different inhibitory effects on 8 pathogens， but had no inhibitory effect on Physalospora piricola and Fusarium graminearum. The antifungal rates of two type C.camphora essential oils against different pathogenic fungi were quite different. The inhibitory rate of aromatic camphor essential oil on 8 plant pathogenic fungi was 11.51%-71.51%， while the inhibitory rate of borneol-type essential oil was 10.89%-63.54%. The antifungal activities of aromatic camphor essential oil was better than that of borneol-type essential oil.

Key words  Aromatic camphor;Borneol-type;C.camphora essential oil;Gas chromatography-mass spectrometry;Chemical composition;Antifungal activities

樟树（Cinnamomum camphora），又名香樟、乌樟、樟木、芳樟等，是亚热带地区重要的材用和特种经济树种，其根、木材、枝、叶均可提取精油［1］。樟树精油具有芳香气味和良好的防腐、消炎、抗病毒、杀菌、杀虫等活性，目前被应用于香料、医药和食品工业等行业，具有广阔的研究前景［2-3］。樟树精油成分因各个地域的环境、气候等差异而不尽相同。大多数学者根据樟树精油的成分所含的主要化学成分的不同将其划分为5种化学型：主含芳樟醇（17.30%～84.83%）的芳樟型、主含樟脑（10.00%～75.03%）的樟脑型、主含桉叶油素（30.70%～58.51%）的油樟型、主含异橙花叔醇（20.74%～42.00%）的异樟型、主含龙脑（67.06%～81.78%）的龙脑樟型［4-7］。不同化学型樟树精油的化学成分和理化性质不同，生物活性亦有差异。樟树精油的大多数化学成分有杀菌、抑菌的作用。Chen等［8］研究发现樟树精油对金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌、鸡沙门氏菌和大肠杆菌等具有良好的抗菌活性。陶翠等［9］研究发现油樟叶挥发油对须毛癣菌、犬小孢子菌和石膏小孢子菌 3株真菌具有较强的抗真菌活性。邓海英等［10］研究樟树叶乙醇提取物和水提取物对4种细菌的抗菌活性，结果表明2种提取物对G+菌及G-菌均有不同程度的抑制作用。胡小刚等［11］在芳樟醇R-和S-对映异构单体的体外抗菌活性研究中发现，2种芳樟醇对金黄色葡萄球菌等细菌均具有抗菌活性，R-芳樟醇对部分细菌抗菌活性稍强于S-芳樟醇。Pragadheesh等［12］ 研究发现樟树精油对瓜褐腐病有良好的抑制作用。有关樟树精油抑菌作用的研究已有较多报道，其中主要研究同种化学型对不同菌的抑菌作用，而针对不同化学型樟树精油对相同病原菌的抑菌作用比较分析鲜见报道。

该研究选取应用较为广泛2种化学型（芳樟型和龙脑樟型）樟树，采用水蒸气蒸馏法提取2种樟树叶的精油，利用GC-MS 法对比分析2种樟树叶精油化学成分的差异，并以多种常见的农作物病害病原菌为研究对象进行抑菌作用研究，以期为拓宽樟树精油的开发利用思路和开发绿色安全植物病原菌防治药剂提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 新鲜樟树树叶。龙脑樟由广东华清园生物科技有限公司提供；芳樟由广东省林业科学研究院提供。

1.1.2 培养基。马铃薯琼脂培养基（广东环凯微生物科技有限公司）。

1.1.3 供试植物病原菌。甘蔗赤腐病菌（Colletotrichum falcatum Went）、玉米小斑病菌（Bipolaris maydis）、花生褐斑病菌（Cercospora arachidicola Hori）、水稻恶苗病菌（Fusarium moniliforme Sheld）、苹果轮纹病菌（Physalospora piricola）、小麦赤霉病菌（Fusarium graminearum）由华南农业大学植物病理系赠送。冬瓜根腐病菌（Fusarium solani）、苦瓜枯萎病菌（Fusarium oxysporum f.sp. momdicae）、冬瓜枯萎病菌（Fusarium oxysporum（schl.）f.sp.benincasae）、番茄早疫病菌（Alternaria solani），由东莞市农业科学研究中心分离保存。

1.1.4 试验设备。

GCMS-QP2020W/O气相色谱质谱联用仪（日本岛津公司）；TC-15套式恒温器（海宁市华星仪器厂）；YXQ-LS-75G立式压力蒸汽灭菌锅（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；SW-CJ-1F 洁净工作台（苏州安泰空气技术有限公司）；LRH-250 生化培养箱（上海一恒科学仪器有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 精油提取［13］。采用《中华人民共和国药典》（2015版）附录XD水蒸气蒸馏法提取龙脑樟树叶和芳樟树叶叶片精油。为减少挥发，采摘回实验室的鲜叶在7 d内按照采样顺序完成精油提取工作。所得精油在0～5 ℃条件下保存，用于精油成分分析。

1.2.2 樟树叶精油成分分析。

1.2.2.1 气相条件（GC）。升温程序：初始柱温为70 ℃，以2 ℃/min 速度升温至160 ℃保持2 min，再以10 ℃/min速度升温至220 ℃，保持5 min，全程共运行51 min。进样量0.5 μL，采用分流的方式进样，进样口温度230 ℃。载气为氦气，过柱载气恒流速为1.19 mL/min。

1.2.2.2 质谱条件（MS）。离子源温度200 ℃，接口温度250 ℃，扫描范围（m/z）50～500。溶剂延迟3 min。

1.2.2.3 化合物鉴定。将总离子流图中各峰经质谱扫描后得到质谱图，通过标准质谱图库进行检索分析鉴定，并采用峰面积归一定量法计算各组分在挥发油中的相对百分含量［14］。

1.2.3 樟树叶精油抑菌作用。

1.2.3.1 植物精油配制。在无菌条件下，将植物精油用3％吐温-80乳化剂溶液稀释配制为500 mg/L精油溶液。

1.2.3.2

真菌病原菌抑制试验。用6 mm打孔器打取植物病原真菌菌饼移至PDA平板中央，在距菌饼约2 cm处等距离呈等边三角形的3点打孔，每个孔内加100 μL樟树叶精油溶液，每处理3次重复，以3％吐温-80乳化剂溶液为阴性对照，不添加任何物质的处理为空白对照。所有处理平板放置28 ℃培养至空白对照菌落长满，测量各处理的菌落直径，计算抑制率［15］。抑制率=（空白对照菌落直径－乳化剂处理菌落直径－精油处理菌落直径）／空白对照菌落直径×100%。

1.3 数据处理方法

采用SPSS 17.0 及Microsoft Excel 2007 软件对试验数据进行统计分析，试验数据为平均值±标准差。采用单因素方差分析（One-way ANOVA），以最小显著性差异法（LSD）多重比较检验不同处理之间的差异显著性（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同化学型樟树叶精油的化学成分分析

通过对不同化学型樟树叶精油GC-MS分析得到总离子流图进行谱库匹配和人工鉴定，使用峰面积归一化法确定各化学成分的相对含量，结果见表1。芳樟和龙脑樟2种精油经弱极性色谱柱分析鉴定出共52种化合物，精油成分组成以单萜类和倍半萜类为主，相对成分总含量分别99.31%、99.98%。

芳樟精油共分析鉴定出39种化合物，其中醇类化合物9种，相对含量为73.50%；烯类化合物24种，相对含量为18.97%，此外，还鉴定出1种烃类、1种苯类、2种酚类、1种醚类和1种酮类化合物。该化学型精油中相对含量超过1%的主要化学成分有芳樟醇（53.73%）、反式-橙花叔醇（8.87%）、蒿酮（4.46%）、桉叶油醇（4.45%）、石竹烯（4.12%）、樟脑（3.33%）、α-石竹烯（3.29%）、顺β-罗勒烯（1.65%）、β-芘澄茄烯（1.49%）、α-松油醇（1.26%）、6-芹子烯-4-醇（1.09%）。

龙脑樟精油共分析鉴定出28种化合物，其中醇类化合物10种，相对含量为87.07%；烯类化合物12种，相对含量为9.63%，此外，还鉴定出1种烃类、1种酯类、3种酮类和1种酸类化合物。该化学型精油中相对含量超过1%的主要化学成分有龙脑（80.69%）、左旋乙酸冰片酯（2.84%）、α-石竹烯（2.46%）、石竹烯（2.18%）、氧化石竹烯（1.82%）、匙叶桉油烯醇（1.78%）、α-松油醇（1.41%）、樟脑（1.32%）、β-芹子烯（1.06%）。