桉樹葉活性成分提取方法及生物活性研究進展

李萃邦 徐勝臻 徐文興 曹敏惠

摘要：對桉樹葉活性成分提取方法及其抑菌、抗蟲、除草和藥用活性等進行了綜述，為桉樹研究開發(fā)提供依據和方向。

關鍵詞：桉樹；活性成分；提取方法；生物活性

中圖分類號：Q-0 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）06-0012-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.06.002

Abstract： The extraction methods， the fungi and bacteria inhibition， insect resistance， herbicidal and pharmaceutical activities of active ingredients from eucalyptus leaves were reviewed， to provide a basis and direction for the further research and development of eucalyptus.

Key words： eucalyptus； active ingredients； method of extraction； biological activity

桉樹（Eucalypt）是桃金娘科（Mytaceae）植物，含有桉樹屬（Eucalyptus）、杯果木屬（Angophora）和傘房屬（Corymbra）。它是地球現有最高的被子植物之一，種類繁多，已知種類有945種；種植區(qū)域寬廣，世界50多個國家都有種植[1，2]。

桉樹經濟價值極高，是一種具有觀賞、用材、藥用作用的優(yōu)良樹種，人們將人工種植的桉樹用于家具制作、建筑工程、紙漿原料等方面。桉樹樹干可以作為礦橋、建筑、漿粕[3]、人造板等用料；桉樹皮可用于鍋爐除垢和緩凝劑以及綠色新能源[4]；桉樹葉可生產精油、檸檬醛和桉葉醇等。除此之外，桉樹皮和葉可用作醫(yī)藥材料治療腹瀉、發(fā)燒、牙痛等疾病[5]。

本研究綜述了桉樹葉活性物質的提取方法及其生物活性，以期充分利用桉樹的活性成分，開發(fā)更多的產品，實現桉樹的最大利用價值。

1 桉樹葉提取方法研究進展

1.1 溶劑提取法

溶劑提取法是最傳統(tǒng)的也是目前國內使用最廣泛的植物內活性物質的提取方法之一。溶劑提取法可以直接采用溫水、純有機溶劑或有機溶劑-水混合液[6]提取，常用的溶劑有水、乙醇、石油醚等[7]。

王明祖等[8]通過模擬自然條件，將新鮮桉樹葉洗凈剪碎，與去離子水1∶5配比在人工氣候箱內28 ℃恒溫浸泡7 d，并且每4 h攪拌一次，過濾得到桉樹葉水浸提液。姜萍等[9]通過正交試驗提取了尾葉桉中的原花色素，發(fā)現在60%乙醇、80 ℃、100 min、料液比1∶14（g∶mL，下同）產率最高。周洲等[10]采用加熱回流的方式以乙醇為溶劑在80～90 ℃油浴2 h處理桉樹葉得到單寧類物質。

溶劑提取法操作方法簡單，但需根據不同的活性成分控制提取溫度，以保證提取物成分保持原有成分。

1.2 超聲波提取法

超聲波提取法是利用超聲波在溶劑中破碎植物細胞壁后，細胞內的活性成分游離到溶劑中，并且融入了活性物質的溶劑在超聲波下分子運動加速，使兩者更快地混勻。

趙宇寧等[11]用石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯和無水乙醇等4種不同極性的溶劑對不同時期的大葉桉進行超聲提取，4種溶劑提取物的平均產率分別為4.4%、2.1%、2.3%和2.3%，石油醚提取物5月份的產率高達5.4%。王俊亮等[12]將桉樹葉粉末于70%乙醇以1∶20的比例超聲30 min提取2次，得到桉樹葉粗提物后，再利用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇等不同溶劑萃取得到多酚類物質。

超聲提取法方法快速高效，萃取溫度低，不會破壞桉樹葉中熱敏的、易水解或氧化特性的活性成分。

1.3 微波提取法

微波提取法是利用不同物質的化學結構不同，其吸收微波的能力有差異，在微波加熱時針對性地選擇某些活性成分，這些組分受熱與本體分離進入到萃取劑中去[13]。

韋學豐等[14]采用正交試驗，研究了乙醇濃度、固液比、微波時間、微波功率對桉樹葉黃酮提取率的影響。結果表明，提取工藝的最佳參數為乙醇濃度200 mL/L，固液比1∶25，時間5 min，功率245 W，最高提取率為34 g/L。岳芯吟等[15]通過傳統(tǒng)水提微波輔助的方法在480 W、液固比45∶1、提取時間為7 min時，提取巨尾桉中多糖物質，多糖含量為9.17%。

微波提取法提取桉樹葉中的化合物，提取率高、省時、高效、工藝簡單[16]。但是，由于這個過程中提取體系升溫速度快，而提取溶劑沸點不高、易揮發(fā)，容易引起暴沸現象，提取物對熱不穩(wěn)定的有效成分容易分解和氧化。

1.4 超臨界流體萃取（SFE）技術

超臨界流體萃取技術[17]是當今世界最先進的物理萃取技術。超臨界流體具有氣體和液體的共有性質，具有良好的溶解性，可用于進行萃取、分離單體的溶劑，超臨界流體萃取技術也不斷應用到桉樹葉內活性成分的提取方面[18]。

Dogenski等[19]利用SFE技術與水蒸氣蒸餾和水蒸餾方法得到桉樹葉精油成分，對比發(fā)現，SFE方法得到了質量更高、含量更多的香茅醛成分。Francisco等[20]通過此方法分離得到單萜烴類、含氧單萜類、二萜、倍半萜、表皮蠟、脂肪酸等，同時發(fā)現在80 pa、60 ℃下分離得到的1，8-桉葉素比水蒸氣蒸餾得到的質量更好。

超臨界萃取的條件比較溫和，特別適合桉樹葉中活性成分的提取和純化，但是耗資相對較大。

2 桉樹葉提取物的化學成分研究進展

桉樹葉內化學成分種類繁多，并且一種桉樹葉中所含有的成分可能有幾十種甚至數百種，其中以幾種成分為主，主要有桉葉油、黃酮類、有機酸類、鞣質、酚類、多糖以及蛋白質等具有較高生理活性的有效成分。

2.1 桉葉油

桉葉油的基本組成有芳香族、脂肪族和萜類化合物，其中萜類成分又分為單萜、倍半萜以及相應的含氧衍生物，研究中發(fā)現這些含氧衍生物大多具有芳香氣味和較強的生理活性。不同種類的桉樹葉所含的化學物質成分以及含量都有所差異。Li等[21]對澳大利亞塔斯馬尼亞島上的20多種桉樹葉揮發(fā)油成分進行了分析，經分析鑒定后發(fā)現其主要化學成分為1，8-桉葉油素、茨烯、α-蒎烯、β-蒎烯、對傘花烴等。宋愛華等[22]采用水蒸氣蒸餾法得到了云南藍桉葉揮發(fā)油，通過GC-MS分析其主要成分是1，8-桉葉素、α-蒎烯、α-松油醇醋酸酯、藍桉醇、α-松油醇和別香橙烯。陳虹霞等[23]對4種非洲產桉樹葉的揮發(fā)性成分進行了研究，發(fā)現尾葉桉、尾細桉揮發(fā)油的主要化學成分是1，8-桉葉素、乙酸松油酯、α-古蕓烯、香木蘭烯、別香橙烯、喇叭烯、藍桉醇和喇叭茶醇等，而巨桉、尾巨桉揮發(fā)油的主要成分是對傘花烴、1，8-桉葉素、異丙基環(huán)己烯酮、枯茗醛、水芹醛、匙葉桉油烯醇、桉葉醇和亞油酸等。近些年，黃瑤等[24]分析了廣西尾葉桉精油的化學成分， 主要為1，8-桉葉素、乙酸松油酯、α-蒎烯、松油醇、藍桉醇和喇叭茶醇等。陳婷婷等[25]分析了廣東托里桉葉精油的化學成分，其主要成分為α-松油醇、長葉烯、愈創(chuàng)木醇、α-蒎烯等。

2.2 其他化學成分

2.2.1 黃酮類 1995年，Conde等[26]在桉樹葉中用HPLC檢測出黃酮類化合物等。Hou等[27]研究桉樹葉的化學成分指出，桉樹葉中含有黃酮類化合物， 包括黃酮醇和二氫黃酮等類型， 如桉樹素、槲皮素、槲皮甙、蕓香甙和L（+）-高絲氨酸等。梁振益等[6]從桉葉中提取出質量含量為3.41%的總黃酮。

2.2.2 有機酸類 馬自超等[28]從窿緣桉樹葉中分離并鑒定了棕擱酸、（+）-兒茶素和楊梅酮葡萄糖貳化合物。孫漢洲等[29]在研究赤桉樹葉時，確定了其含有棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸和亞麻酸等。

2.2.3 鞣質及酚類 馬自超等[28]對窿緣桉樹葉中分離并鑒定了櫚酸、兒茶素、楊梅酮葡萄糖甙化合物及以乙酰衍生物形式分離出二種黃烷-3-醇的二聚體B1和B3，并確定縮合類單寧部分是原花青定。Hou等[27]對桉樹葉進行研究，從中分離出沒食子單寧酸、單寧酸、沒食子酸及兒茶酚等。

2.2.4 氨基酸和蛋白質類 包承玉等[30]通過試驗測定了中國25個品種桉樹葉的營養(yǎng)成分、氨基酸含量和微量元素等，研究發(fā)現，各桉樹葉均含9%粗蛋白質。

3 桉樹葉活性成分的生物活性研究進展

隨著化學農藥的大量使用，各種環(huán)境問題愈發(fā)明顯。人們越來越注重環(huán)境友好型農藥的開發(fā)，植物源農藥由于其殘留低、易代謝等原因引發(fā)了人們廣泛的研究。研究過程中發(fā)現，桉樹葉內有大量的生物活性成分，目前經鑒定主要有桉葉油、黃酮類、有機酸類、鞣質類、酚類、氨基酸和蛋白質類化合物。這些成分在抗菌[31]、殺蟲、抗炎、植物調節(jié)等方面都有著良好的作用。

3.1 抗菌作用

桉樹葉中含有抑制微生物生長的物質[32]。有試驗表明，桉樹葉對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、蠟狀芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、鏈球菌等有較強的抑制作用，其中對枯草芽孢桿菌的最小抑菌濃度（MIC）是1/160 g/mL[33]。Cimanga等[34]發(fā)現剛果境內15種桉樹葉的精油成分對細菌都有不同程度的抑制作用，其中赤葉桉和細葉桉精油的抑制效果最佳。同時對精油成分進行了鑒定，發(fā)現大部分精油都含有1，8-桉葉素，α和β-蒎烯，α-松油醇，ρ-傘花烴，γ-松油烯，月桂烯和檸檬烯。為了提高植物源農藥的生物活性，Ravindra等[35]利用檸檬桉提取研磨后負載在銀納米棉纖維AGNPs上，發(fā)現其對革蘭氏陰性菌有優(yōu)異的抗菌活性，可以用于醫(yī)療方面預防細菌感染等。除此之外，Sun等[36]發(fā)現桉葉精油成分對引起植物灰霉病、枯萎病、腐霉病、紋枯病等真菌病原菌有一定的抑制作用，而對引起炭疽病的病原菌卻無明顯的抑制作用。

呂東元等[37]以乙醇和水為提取劑，提取桉樹葉中的活性物質，發(fā)現其對7種耐甲氧西林金黃色葡萄球菌有抑制作用，同時對桉樹提取物是否加入苯唑西林的抑菌效果對比后發(fā)現，加入了苯唑西林的抑菌效果要好一些，反映了桉樹提取物和苯唑西林對試驗所用7種耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的抑菌作用中起協(xié)同作用[38]。藍桉葉提取物中的香橙烯和1，8-桉葉素成分對革蘭氏陰性菌有不同的抑制作用[38]，并且通過其對金黃色葡萄球菌的抑制結果，發(fā)現香橙烯起主要抑制作用，并與1，8-桉葉素等起協(xié)同作用[39，40]。

桉樹葉提取物優(yōu)異的抑菌活性物質可以應用到農業(yè)生產方面。例如Sushil等[41]經測試發(fā)現檸檬桉精油在濃度較低時就可以有良好的抑制作用。如禾谷鐮刀菌、黃色鐮刀菌、青霉菌等真菌的生長，利用精油噴霧到水果上，在40 μL/mL時就可以完全控制腐爛問題，這種方法在延長水果保質期的同時，對人類無不良影響。

3.2 殺蟲作用

桉樹是一類含有較多活性物質且廣泛種植的速生植物，各種桉樹葉的提取物都不同程度地抑制寄生蟲的生長，桉樹葉內提取物活性物質對鞭毛蟲、孢子蟲、纖毛蟲等體表、體內寄生原蟲有趨避[42]和滅殺[43]作用。

Nerio等[44]發(fā)現微波輔助水蒸氣蒸餾技術獲得的檸檬桉等植物精油成分對玉米象有一定的驅避作用，檸檬桉精油提取物在0.063～0.503 μL/cm2對玉米象有驅避作用。同時利用GC-MS聯用技術對精油成分進行了鑒定，發(fā)現大部分為氧化單萜和酚類化合物。蚊子是疾病和害蟲滋擾的重要載體，人們逐漸意識到傳統(tǒng)驅蚊劑的副作用，發(fā)現桉樹精油可以作為代替商品DEET（N，N-二乙基-間-甲基苯甲酰）驅蚊劑，降低了其毒副作用，其驅蚊作用的化學成分主要是檸檬烯和樟腦[45]。

Maciel等[46]以去離子水和3%吐溫80做陰性對照，0.196 mg/mL氯氰菊酯為陽性對照，發(fā)現檸檬桉、藍桉、Staigeriana等精油成分z-檸檬醛和α-檸檬醛、香茅醛、1，8-桉葉素等對長須羅蛉卵、幼蟲、成蟲有殺蟲效果，最佳的是Staigeriana桉樹提取物，檸檬桉、藍桉次之。在巴西，桉樹葉中具有殺蟲活性成分的化學物質已經投入到商品化生產。

3.3 除草作用

由于傳統(tǒng)農藥的大量使用，靶標生物農藥殘留、雜草抗性以及再猖獗問題日益突出。隨著環(huán)境友好型農藥的研究，人們對桉樹葉活性成分作為除草劑開展了廣泛的研究。Batish等[47]選用小麥、玉米、蘿卜、槐西花薊馬、綠莧和稗草為靶標作物，不同濃度的檸檬桉桉葉中揮發(fā)性油類物質對種子的萌發(fā)率有良好的抑制作用，其中對綠莧的效果最佳，蘿卜的效果最差。

王靜等[48]就大葉桉、藍桉、直桿藍桉3種桉樹葉提取物采用種子萌發(fā)法測定其對高粱、小麥、油菜、黃瓜幼苗根長和莖長的影響。結果發(fā)現，3種桉樹葉提取物對高粱、小麥、黃瓜、油菜幼苗根長和莖長均有較強的抑制作用，3種桉樹葉提取物均具有較強的除草活性，其中，大葉桉葉提取物除草活性最強，藍桉次之，直桿藍桉最弱。

3.4 植物生長調節(jié)劑

桉葉中黃酮化合物大多含有槲皮素、楊梅素和山奈酚。在國內，有研究采用單罐提取桉葉中提取黃酮類物質的工藝，黃酮產品得率達到30%，后來通過改裝工藝采用三罐組或者五罐組逆流提取產品得率可達35%。試驗研究發(fā)現，通過這種工藝得到的黃酮類物質能夠調節(jié)蔬菜和果樹的生長。該黃酮類物質對于黃瓜有促進開花、增加產量的作用，同時可以減少黃瓜畸形；對增加葡萄穗重以及甜度都有良好的促進作用；同時對蕉柑的座果率有一定的提升作用；除此之外，還對油菜結角數、粒數、千粒重的提升有明顯作用，進而使油菜增產[49]。

桉葉黃酮類物質對人畜安全，在農作物無毒副作用，在農業(yè)生產中有良好的應用前景。EF植物生長促進劑是是中國林業(yè)科學研究院林產化學工業(yè)研究所與廣東省雷州林業(yè)局共同在桉樹葉中提取的一種天然植物生長促進劑，有促進植物生長，使農作物增產的作用。EF能夠促進種苗茁壯生長，延長葉片活力、抑病增產；除此之外EF還能增強植物呼吸強度，增加植物糖分和葉綠素以及抗血酸酶和多酚氧化酶的含量；還有EF噴過的植物在一定的程度抗高溫[50，51]。

3.5 藥理活性

在世界各個種植桉樹的國家，桉葉都是民間常用的醫(yī)藥材料。檸檬桉中精油成分除了可以抑制真菌生長以及有一定的抗癌、抗氧化的作用[52，53]外，還可以用于治療肌肉痙攣，加入到洗澡水中浸泡關節(jié)可以減輕疼痛感[54]。同時桉樹內黃酮類物質是治療心血管病癥的輔助藥品，同時可以治療急性腎炎、腹瀉、燒傷等疾病[55]。

Hasegawa等[56]在藍桉葉的熱水水提物中發(fā)現化合物A（cypellocarpin A）、優(yōu)球蛋白、化合物B（cuniloside）和（1S，2S，4R）-反式-2-羥基-1，8-桉樹腦β-D-吡喃葡糖苷4種已知的化合物以及與沒食子酸結合的兩種單萜苷化合物C（globulusin A）和化合物D（globulusin B）。其中化合物C顯示出比其他化合物具有更加優(yōu)異的抗氧化活性，化合物C和優(yōu)球蛋白在一定程度上抑制了人骨髓瘤THP-1細胞的炎性細胞、α-腫瘤壞死因子以及白介素的產生。同時這些化合物也可以抑制體外培養(yǎng)的小鼠黑色素瘤B16F1細胞內黑色素的生成，有消炎以及抗黑色素生成活性的作用[57]。

在中藥方面，桉葉煎劑對體內常見的蠟狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、多殺性巴氏桿菌以及副溶血性弧菌等四種常見致病菌有不同的抑制效果，其中對多殺性巴氏桿菌抑菌效果最佳，優(yōu)于雙黃連效果。除此之外，細葉桉與藍桉的精油提取物對中樞神經以及外周有鎮(zhèn)痛作用，并且具有獨立抗炎活性[58]。

3.6 其他作用

桉樹葉中桉葉油、黃酮類、有機酸類、酚類、萜類和蛋白質等有效成分，在食品方面可以用作食品添加劑、防腐劑[59，60]等，同時在畜牧業(yè)還可以作為飼料和飼料添加劑；在化工行業(yè)，桉葉提取物可以用于浸提栲膠以及助燃劑等方面；在美容行業(yè)，桉葉提取物可以作為香料添加到美容劑中；在環(huán)境保護方面，桉樹提取物可以用來去除廢水污泥中的Cr、Pb、Cd等重金屬離子[61]?？偟膩碚f，桉樹葉活性成分在食品、化工、畜牧養(yǎng)殖、醫(yī)藥等方面都有著不同的用途[62]。

4 小結與展望

桉樹作為世界上木材主要來源，每年都有大量的枝葉等采伐剩余物未能得到充分利用。近些年，人們對桉樹葉內成分一直不斷的研究，桉樹活性物質的提取方法多種多樣，除了傳統(tǒng)的提取方法外，一些新技術新方法也應運而生。這些新方法可以縮短桉樹葉內活性物質的提取時間，操作簡單。在提取桉樹葉活性成分時，為了達到最佳效果要充分根據提取成分的性質結構調整提取方法。

桉樹葉內活性物質在抑菌、除草、抗蟲等方面都有著明顯的作用。桉樹被引入中國100多年，但由于中國與其原產地氣候、土壤等因素的差異，桉樹在形態(tài)結構、化學成分等方面也會有了較大的變化。因此，中國國內種植的各種桉葉化學成分以及理化性質的研究數據都需完善，桉樹葉內化學物質的抑菌、殺蟲等方面機理也有待進一步探索，進而為將來桉樹種植以及提高經濟效益提供理論依據，為桉樹葉內活性成分的充分利用提供方向。

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