沉香精油是从沉香中提取得到的极具药用价值的一类产品，具有镇静、安眠、抗焦虑/抑郁、神经保护等作用[1]，对人体的自主神经系统、中枢神经系统及内分泌系统具有调节功能，能影响人的情绪、生理状态及行为[2]。沉香精油的功效与其化学成分有关，倍半萜类和2-（2-苯乙基）色酮类化合物是精油的主要成分，这些特征化合物及一些小分子的芳香族成分共同赋予沉香精油独特的香味特性[3]。倍半萜作为一种天然的萜类化合物，对人体的中枢系统、消化系统及呼吸系统等均具有良好的生物活性[4]，色酮是一类含有苯并-γ-吡喃酮骨架的含氧杂环化合物，属于类黄酮类物质[5]，具有抗炎、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗氧化及乙酰胆碱酯酶抑制活性等多种生物活性[6-7]。沉香精油成分的种类及含量因沉香来源、提取方法的不同有所差异。
当前市场上沉香精油的提取方法以水蒸气蒸馏和超临界流体CO2 萃取为主[8]。水蒸气蒸馏法作为一种传统的精油提取方法[9]，其设备简单、所用溶剂为水、安全性高，但其原料需求量大、提取时间长、提取率较低，一般为0.1%～0.5%，且在提取过程中沉香挥发性成分易在高温条件下受到破坏，提取沉香精油的成分以倍半萜为主，小分子芳香族成分含量较低。超临界流体萃取是近年来一种新兴提取方法，其操作条件较为温和，萃取效率较高，为0.8%～5.0%，低温萃取对精油的芳香族类、色酮类等挥发性成分影响较小，且超临界流体的溶解度较强，可以提取出更多的特征性成分，在提高沉香精油品质方面具有明显的优势[10]。而不同品种的沉香所提取的沉香精油的成分存在差异，马来西亚沉香精油以芳香族成分为主，其中苄基丙酮的含量最高，达到32.10%；奇楠沉香精油主要成分为倍半萜，白木香醛和α-愈创木烯的含量分别达到36.31%、14.12%；土沉香精油成分以倍半萜和芳香族类为主，如苄基丙酮（19.51%）、古巴烯（6.24%）、马兜铃酮（4.06%）等特征性成分[11]。
目前对于沉香精油的研究主要集中于不同提取方法提取一种沉香精油，对其成分进行分析，而对采取不同提取方法提取不同的沉香精油的成分差异性（种类和含量）研究较少，尤其对不同系别沉香精油的成分对比鲜有研究。广义上，沉香分为三大系，分别为莞香系、惠安系和星洲系，其中星洲系沉香因气味单一、所结沉香块大，主要制成串珠、雕刻等产品，而莞香系和惠安系沉香因其独特的气味主要以熏材、精油等形式出现。因此，本研究选择莞香系、惠安系两种不同产地的沉香，以水蒸气蒸馏及超临界萃取两种提取方式得到的4 种沉香精油为研究对象，通过气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法对其成分进行鉴定，并对精油的抗氧化活性、抑菌活性进行测定，探究不同产地沉香之间化学成分的差别以及其成分与生物活性之间的关系，为不同产地的沉香品质鉴定、品质评价和生物活性机制研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
沉香精油：化州市千棋沉香专业合作社，两种提取方法所用的莞香系沉香批号GX20230423，惠安系沉香批号HA20230423，样品信息见表1，所有样品于4 ℃储存。大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌：美国模式培养物集存库。
表1 沉香精油样品信息
Table 1 Sample information of agarwood essential oil
编号GXC GXS HAC HAS提取方式超临界CO2 萃取水蒸气蒸馏提取超临界CO2 萃取水蒸气蒸馏提取来源莞香系惠安系
无水乙醇（分析纯）：天津市富宇精细化工有限公司；抗坏血酸（vitamin C，VC）（分析纯）：北京索莱宝生物科技有限公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）（分析纯）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐[2，2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid）ammonium salt，ABTS]、过硫酸钾（均为分析纯）：上海麦克林生物科技有限公司；硫酸亚铁（分析纯）：天津市大茂化学试剂厂；过氧化氢（分析纯）：上海默克化工技术有限公司；水杨酸、吐温80（均为分析纯）：上海凛恩科技发展有限公司；LB 琼脂、LB 肉汤（不含糖）：广东环凯微生物科技有限公司。
1.2 仪器与设备
7890A-5975C 型气相色谱质谱联用仪、HP-5 MS弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25µm）：美国Agilent 公司；ZDZY-BF8 型生化培养箱：上海知楚仪器有限公司；EvolutionTM 201/220 型紫外-可见分光光度计：上海赛默飞世尔科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 GC-MS 分析条件
色谱条件：HP-5 MS 弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25µm），载气为高纯氦气，流速为1 mL/min，分流比为2∶1，进样量1µL，进样口温度250 ℃。程序升 温：柱 温50 ℃，保 持1 min；以15 ℃/min 升 至140 ℃，保持1 min；以0.25 ℃/min 升至145 ℃，保持5 min；以5 ℃/min 升至160 ℃，保持5 min；以6 ℃/min升至280 ℃，保持2 min。质谱条件：电子轰击（electron impact，EI）能量70 eV，离子源温度230 ℃，接口温度250 ℃，溶剂延迟8 min，扫描范围m/z 为40～500。
1.3.2 沉香精油抗氧化活性测定
1.3.2.1 沉香精油对DPPH 自由基清除能力的测定
参照文献[12]进行测定，并进行适当修改。取500µL DPPH-乙醇溶液（100µmol/L），分别加入10、20、30、40、50、100、150、200、250µL 沉香精油乙醇溶液（10 mg/mL），无水乙醇补足至1 mL，室温避光放置20 min，采用紫外-可见分光光度计在517 nm 处测定吸光值A1；以无水乙醇代替DPPH-乙醇溶液，同样条件下测定吸光值为A2；以无水乙醇代替沉香精油乙醇溶液，同样条件下测定吸光值为A0。每组试验重复3 次。以VC（10 mg/mL）作为阳性对照，按照公式（1）计算DPPH 自由基清除率（X，%）。
1.3.2.2 沉香精油对ABTS+自由基清除能力的测定
参照文献[13]进行测定，并进行适当修改。取7 mmol/L 的ABTS 溶液与2.45 mmol/L 的过硫酸钾溶液等体积混合均匀，避光放置16 h，用前用无水乙醇稀释至734 nm 处吸光度为0.70±0.02，得ABTS 工作液。取1.5 mL ABTS 工作液，分别加入10、20、30、40、50、100、150、200、250µL 沉香精油乙醇溶液（10 mg/mL），无水乙醇补足至2 mL，室温避光放置5 min 后，于734 nm 处测吸光值A1；以无水乙醇代替ABTS 溶液，同样条件下测定吸光值为A2；以无水乙醇代替沉香精油乙醇溶液，同样条件下测定吸光值为A0。每组试验重复3 次。以VC（10 mg/mL）作为阳性对照，按照公式（2）计算ABTS+自由基清除率（Y，%）。
1.3.3 沉香精油抑菌活性的测定
将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌在LB 液体培养基中活化24 h 后，将3 株菌分别涂布在LB 固体培养基中，将牛津杯垂直放置在固体培养基中间，向其中加200µL、10 mg/mL 沉香精油-0.5% 吐温80 水溶液，37 ℃培养1～2 d，观察是否有抑菌圈产生[14]。
1.4 数据处理
采用NIST 17 质谱库对沉香精油成分进行检索，采用峰面积归一化法计算各组分相对含量，采用Origin 2021 软件对沉香精油进行主成分分析（principal component analysis，PCA）及维恩图绘制，抗氧化及抑菌活性数据采用Excel 2021 软件计算平均值和标准差，Origin 2021 软件进行作图，每组试验均重复3 次。
2 结果与分析
2.1 4 种沉香精油GC-MS 分析
2.1.1 沉香精油化学成分鉴定
4 种沉香精油的挥发性成分鉴定见表2。
表2 4 种沉香精油的挥发性成分鉴定
Table 2 GC-MS analysis results of four kinds of agarwood essential oils
物质分类倍半萜类序号1 2 3 4 5 6 7物质名称沉香螺醇诺卡酮苍术酮马兜铃酮牛芷醇缬草提取物α-香附酮分子式C15H26O C15H22O C15H26O C15H22O C15H26O C15H22O C15H22O相对含量/%GXC 8.18 4.26 3.75 3.53 3.37 2.94 2.35 GXS 13.11 2.42-2.98 6.50 0.94 2.47 HAC 8.02 0.20 3.22 0.84 3.27 3.71 2.29 HAS 11.47 1.55-1.72 6.33 0.61 1.63
续表2 4 种沉香精油的挥发性成分鉴定
Continue table 2 GC-MS analysis results of four kinds of agarwood essential oils
物质分类倍半萜类芳香族类序号8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61物质名称愈创木烯愈创醇表蓝桉醇1-羟基缬草烯酸芹子烯4（15），5，10（14）-大根香叶三烯-1-醇α-檀香醇β-石竹烯石竹素菖蒲醇杜松烯长叶烯喇叭茶醇榄香醇缬草醇匙叶桉油烯醇蓝桉醇罗汉柏烯（-）-异长叶醇缬草素桉油烯醇桫椤-3，11-二烯-2-酮β-榄香烯13-柏木烯-8-醇香附烯酮吉马酮α-姜黄烯鳞毛松（+）-喇叭烯姜烯醇马兜铃烯荜澄茄醇木香烃内酯缬草烷γ-古朱烯环氧柏木烷β-檀香醇γ-桉叶醇巴伦西亚橘烯人参酚（1-甲基-8-丙-2-基-3-三环[4.4.0.02，7]癸-3-烯基）甲醇反式石竹烯雪松烯苍术醇环苜宿烯长马鞭草酮豚草素α-布藜烯苏脲内酯雪松烯醇β-广藿香烯茴香基丙酮香兰素苄基丙酮分子式C15H24 C15H26O C15H26O C15H22O3 C15H24 C15H22O C15H24O C15H24O C15H24O C15H24 C15H24O C15H24 C15H26O C15H26O C15H24O C15H24O C15H26O C15H24 C15H26O C15H22O2 C15H24O C15H22O C15H24 C15H24O C15H22O C15H22O C15H22 C15H22O C15H24 C15H26O C15H24 C15H26O C15H20O2 C15H24O C15H24 C15H24O C15H24O C15H26O C15H24 C15H26O C15H24O C15H24 C15H24 C15H20O C15H24 C15H22O C15H18O3 C15H24 C15H28O2 C15H24 C15H24 C11H14O2 C8H8O3 C10H12O相对含量/%GXC 2.34 2.24 2.22 1.95 1.62 1.48 1.30 1.16 0.96 0.89 0.86 0.76 0.71 0.65 0.59 0.58 0.51 0.51 0.50 0.42 0.42 0.40 0.39 0.35 0.33 0.31 0.29 0.25 0.21 0.19 0.14 0.14 0.13 0.08-----------------1.53 1.02 0.92 GXS 1.53 1.95--7.29 0.61 0.60 0.23 0.10-1.69 0.47-0.84 4.27 0.29 0.97 0.94 1.77 1.24 1.11-0.67 1.38-1.03-0.55--0.32 0.60--7.93 6.37 5.38 5.20 2.78 1.63 0.93 0.29 0.23 0.18 0.15------0.62-2.63 HAC 1.54 3.62-2.00 0.75 0.33 1.66 1.22 0.31-1.59 0.39-0.36 0.56 0.40 1.51-0.62 0.43 1.06 0.61 0.44-4.15 0.15 0.66 0.16--0.26 0.09 0.14 0.17 0.38 0.13 0.13 2.48-0.82 0.81 1.99 0.09 0.22 0.58 4.58 0.59 0.58 0.38 0.14--0.60 1.97 HAS 1.63 3.28--3.76 0.54-1.19-1.64 1.39 1.60---0.22 1.62-1.84-1.29 0.51 0.27-3.99-0.25-1.91-0.15-0.24 0.32 0.70 0.25-3.99 0.78 3.62 1.50 0.22 0.29-0.12 5.97---1.50 0.49--4.77
续表2 4 种沉香精油的挥发性成分鉴定
Continue table 2 GC-MS analysis results of four kinds of agarwood essential oils
注：-表示未检出。
物质分类芳香族类色酮类其他序号62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113物质名称α-甘蔗烯3-苯基丙酸环戊酯3-甲氧基苯甲醛苯甲醛3-苯丙酸1，5-二苯基-3-戊酮苯甲酸甲基丁香酚对甲氧基苯乙酮水杨醛二丁基羟基甲苯2，4-二（1，1-二甲乙基）-6-甲酚4-甲氧基苯乙烯2，6-二甲氧基酚1-甲基萘2-甲氧基-6-烯丙基苯酚愈创木酚邻苯二甲酸二乙酯邻苯二甲酸环丁酯3-糠醛1，2，4，5-四乙基苯茴香脑邻羟基苯乙酮苯乙酮（1-甲基戊基）-苯4-叔丁基苯丙酮2-（2-苯乙基）色酮6-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮2-（4-甲氧基苯乙基）色酮（1，2，3，4，5，6，7，8-八氢-3，8，8-三甲基萘-2-基）甲酯乙酸2-羟甲基-2，6，8，8-四甲基三环[5.2.2.0（1，6）]十一烷反式戊烯基乙酸酯β-紫罗兰醇1，2，3，4-四（2-亚丙基）环丁烷香紫苏醇马蹄-1（10）-烯-9-基异戊酸酯正癸酸桑贝醇3-（2，6，6-三甲基-1-环己烯基）-2-丙烯醛正壬酸西松烯乙酸阔叶缬草醇酯（E）-戊烯基异戊酸酯4-[2-异丙基-5-甲基-5-（2-甲基-5-氧代环戊基）环戊基烯基]-2-丁酮异肋骨甲酯肉豆蔻酸异丙酯1，3，3-[三甲基-2-（2-甲基）-环丙基]-环己烯9-异丙基-1-甲基-2-亚甲基-5-氧杂三环[5.4.0.0（3，8）]十一烷24-去甲油酸-3，12-二烯（3S）-1，2，3，4，5，6，7，8-八氢化-3，8-四甲基-5-奥甲醇乙酸龙涎酮13-表迈诺醇分子式C15H20 C14H18O2 C8H8O2 C7H6O C9H10O2 C17H18O C7H6O2 C9H12O3 C9H10O2 C7H6O2 C15H24O C15H24O C9H10O C8H10O3 C11H10 C10H12O2 C7H8O2 C12H14O4 C14H16O4 C5H4O2 C14H22 C10H12O C8H8O2 C8H8O C12H18 C13H18O C17H14O2 C18H16O3 C18H16O3 C16H26O2 C16H28O C17H26O2 C13H22O C16H24 C20H36O2 C20H32O2 C10H20O2 C20H34O C12H18O C9H18O2 C20H32 C17H28O3 C20H32O2 C20H32O2 C16H24O2 C17H34O2 C13H22 C17H26O3 C29H46 C17H28O2 C16H26O C20H34O相对含量/%GXC 0.59 0.27 0.21 0.19 0.15 0.13 0.12 0.11 0.09 0.09----------------21.10 1.03 11.94 3.45 0.54 0.52 0.32 0.29 0.22 0.21 0.18 0.17 0.16 0.11 0.11-----------GXS--0.19 0.18------1.39 1.27 0.15----------------------------2.46 0.93 0.20--------HAC--0.18 0.59-0.09---0.16---0.41 0.16 0.15 0.12---------26.87 5.62---1.02------------0.95 0.35 0.19 0.09----HAS--0.13 1.39-----0.29-0.05 0.29----5.97 2.60 0.93 0.34 0.19 0.17 0.16 0.15 0.32 1.34----0.43-----0.43--0.12----6.96--0.79 0.77 0.55 0.46
如表2 所示，4 种沉香精油共鉴定出113 种不同的挥发性成分，GXC、GXS、HAC、HAS 分别鉴定出69、50、66、62 种成分。其中GXC 鉴定出倍半萜类41 种，占54.26%；芳香族类13 种，占5.42%；色酮类3 种，占34.07%；其他12 种。GXS 鉴定出倍半萜类40 种，占89.94%；芳香族类7 种，占6.43%；其他3 种。HAC 鉴定出倍半萜类49 种，占60.63%；芳香族类10 种，占4.43%；色酮类2 种，占32.49%；其他5 种。HAS 鉴定出倍半萜类38 种，占70.38%；芳香族类15 种，占17.75%；色酮类1 种，占1.34%；其他8 种。
4 种沉香精油化合物种类和数量比较见图1。
图1 4 种沉香精油成分数及化合物含量比较
Fig.1 Comparison of composition and compound content of four kinds of agarwood essential oils
由图1 可知，莞香系和惠安系沉香精油的挥发性成分主要由倍半萜类、芳香族类、色酮类等特征性成分组成。通过对比GXS 和HAS 发现，莞香系精油主要成分由倍半萜类组成，如沉香螺醇（13.11%）、γ-古朱烯（7.93%）、芹子烯（7.29%）、牛芷醇（6.50%）、环氧柏木烷（6.37%）等。惠安系精油主要成分由倍半萜类和芳香族类构成，如沉香螺醇（11.47%）、牛芷醇（6.33%）、长马鞭草酮（5.97%）、邻苯二甲酸二乙酯（5.97%）、苄基丙酮（4.77%）等。此外，GXS 未检出色酮类成分，HAS 色酮类成分仅占总含量的1.34%，而GXC 和HAC 分别检出高达34.07%和32.49%的色酮类成分，说明超临界萃取精油的成分种类更加丰富，色酮属于大分子物质，在高温条件下易受热分解，水蒸馏提取温度一般高达80 ℃，在该温度下，色酮极易受到破坏，受热氧化分解成小分子物质，而超临界萃取操作条件温和，在低温下便可进行，极大程度上保留了色酮类成分，因此超临界萃取精油的色酮类成分含量较高。
2.1.2 4 种沉香精油挥发性成分差异分析
对4 种沉香精油挥发性成分进行比较，结果见图2。
图2 4 种沉香精油挥发性成分比较
Fig.2 Comparing volatility components of four kinds of agarwood essential oils
由图2 可知，4 种沉香精油共鉴定出22 种共有成分，分别为沉香螺醇、诺卡酮、马兜铃酮、牛芷醇、缬草提取物、α-香附酮、愈创木烯、愈创醇、芹子烯、4（15），5，10（14）-大根香叶三烯-1-醇、β-石竹烯、杜松烯、长叶烯、匙叶桉油烯醇、蓝桉醇、（-）-异长叶醇、桉油烯醇、β-榄香烯、马兜铃烯、苄基丙酮、3-甲氧基苯甲醛和苯甲醛，其中包括19 种倍半萜及3 种芳香族类成分。GXC与GXS 共有成分33 种，HAC 与HAS 共有成分41 种，GXS 与HAS 共有成分33 种，GXC 与HAC 共有成分43 种。GXC、HAC 均检出了2-（2-苯乙基）色酮、6-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮，这两类色酮总含量分别占22.13% 和32.49%，说明通过超临界萃取提取的精油气味相似度较高。
2.1.3 4 种沉香精油挥发性成分主成分分析
对4 种沉香精油的挥发性成分进行主成分分析，分别选取特征性成分含量前9 位的物质进行主成分分析，主成分得分图如图3 所示。
图3 4 种沉香精油挥发性成分的主成分分析
Fig.3 PCA of volatile components of four kinds of agarwood essential oils
由图3 可知，PC1 和PC2 可以解释81.9% 的样品，反映各组样本的总体差异，所以PCA 可以用来分析4 种沉香精油的聚集、离散程度[15]。通过图3 可以明显看出4 种沉香精油的分布距离较远，说明4 种沉香精油的成分差异较大。GXC 分布在第一象限，苍术酮、缬草提取物、α-香附酮、2-（2-苯乙基）色酮、2-（4-甲氧基苯乙基）色酮对这一结果起决定性作用；GXS 分布在第二象限，马兜铃酮、芹子烯、缬草醇、γ-古朱烯对这一结果起决定性作用；HAC 分布在第三象限，诺卡酮、愈创木烯、香附烯酮、长马鞭草酮、6-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮对这一结果起决定性作用；HAS 分布在第四象限，牛芷醇、γ-桉叶醇、人参酚、苄基丙酮对这一结果起决定性作用。通过比对各种精油的主成分发现，GXC 和HAC 的主要决定性成分为倍半萜类和色酮类，HAS 中含有芳香族成分苄基丙酮，这可能是决定该精油特殊气味的原因，主成分分析结果可为沉香精油的品质鉴定及功能评价提供理论依据。
2.2 抗氧化活性测定
2.2.1 沉香精油对DPPH 自由基的清除能力
4 种沉香精油的DPPH 自由基清除率见图4。
图4 4 种沉香精油的DPPH 自由基清除率
Fig.4 DPPH scavenging rates of four kinds of agarwood essential oils
如图4 所示，沉香精油质量浓度在0.1～2.5 mg/mL范围内，GXC、HAC 和HAS 3 种沉香精油均表现出一定的抗氧化能力，DPPH 自由基清除率与精油质量浓度呈线性关系，除0.1、0.2 mg/mL 外，在相同浓度下，3 种精油的DPPH 自由基清除能力大小依次为HAC＞GXC＞HAS，IC50 值分别为0.36、0.66、1.32 mg/mL。GXS清除DPPH 自由基能力较弱，在浓度2.5 mg/mL 时的清除率仅为（24.61±0.66）%。2 种超临界萃取沉香精油，在浓度1.0 mg/mL 时，DPPH 自由基清除率均在50% 以上，而此时两种水蒸馏沉香精油的DPPH 自由基清除率均在50%以下，说明超临界萃取沉香精油的DPPH 自由基清除能力较水蒸馏提取的沉香精油强。比较不同系别的沉香精油发现，惠安系沉香精油清除DPPH 自由基能力高于莞香系沉香精油。在0.1～2.5 mg/mL 范围内，VC的DPPH 自由基清除率均在99%以上，清除效果高于沉香精油。
2.2.2 沉香精油对ABTS+自由基的清除能力
4 种沉香精油的ABTS+自由基清除率见图5。
图5 4 种沉香精油的ABTS+自由基清除率
Fig.5 ABTS+scavenging rates of four kinds of agarwood essential oils
如图5 所示，4 种沉香精油均表现出一定的ABTS+自由基清除能力。其中HAC、GXC、HAS 的ABTS+自由基清除能力较强，IC50 值分别为0.07、0.09、0.11 mg/mL，在浓度0.50 mg/mL 时，清除率均在99%以上，与VC 的清除率相当；GXS 的清除率最低，IC50 为0.70 mg/mL，抗氧化活性最弱。在浓度0.10 mg/mL 时，GXC、HAC 的清除率均在50%以上，GXS、HAS 的清除率均在50%以下，说明通过超临界提取的两种精油在较低浓度即表现出较高的抗氧化性。
色酮及其衍生物具有良好的抗氧化活性，除了GXS，其余3 种精油均含有该类成分，推测是这3 种精油表现出抗氧化性的主要原因，在色酮类成分中，HAC的2-（2-苯乙基）色酮和6-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮的含量分别为26.87% 和5.62%，远高于GXC（21.10%、1.03%）和HAS（1.34%、0.00%），因此其DPPH 自由基和ABTS+自由基清除能力最强。在倍半萜中，1-羟基缬草烯酸、α-姜黄烯在HAC 中含量最高，其次是GXC，在HAS 中的含量最少；HAC 还含有豚草素、α-布藜烯、苏脲内酯等倍半萜类成分以及2，6-二甲基酚、1-甲基萘、2-甲氧基-6-烯丙基苯酚和愈创木酚等芳香族类成分，推测这些成分共同决定精油的抗氧化能力，导致精油对DPPH 自由基和ABTS+自由基的清除能力不同，4 种沉香精油的清除能力由强到弱的顺序为HAC、GXC、HAS、GXS。
2.3 抑菌活性测定结果分析
研究发现，抑菌圈直径大于15 mm，抑制作用最为敏感；抑菌圈直径为10～15 mm，抑制作用中度敏感；抑菌圈直径小于10 mm，抑制作用低度敏感[16]。4 种沉香精油抑菌圈直径见表3。
表3 4 种沉香精油抑菌圈直径
Table 3 Antibacterial circle diameters of four kinds of agarwood essential oils mm
注：沉香精油浓度为10 mg/mL；同列不同字母表示组间具有显著性差异（p＜0.05）。
沉香精油GXC GXS HAC HAS菌株大肠杆菌8.92±0.32a 7.17±0.27b 8.80±0.29a 8.36±0.25a金黄色葡萄球菌13.85±0.34a 10.39±0.14c 13.62±0.19a 12.26±0.29b李斯特菌12.53±0.16a 9.58±0.30c 12.25±0.25a 11.10±0.28b
由表3 可知，在10 mg/mL 时，沉香精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌均表现出抑制活性。GXC、HAC 和HAS 对金黄色葡萄球菌、李斯特菌的抑菌圈直径均为10～15 mm，对两种致病菌的抑制作用较强，其中GXC、HAC 的抑菌效果最佳，其次是HAS，GXS 的抑菌能力最弱。4 种精油对大肠杆菌的抑菌圈直径均小于10 mm，抑制效果较弱，抑菌能力排序为GXC、HAC、HAS＞GXS。
4 种精油中，仅GXS 的色酮含量为0，因此抑菌能力最弱，而HAC、GXC 的总色酮含量分别为32.49%和34.07%，远高于HAS（1.34%），因此HAC 和GXC 对金黄色葡萄球菌、李斯特菌的抑制能力相似，均强于HAS。GXC 还包含3 种特征性倍半萜（表蓝桉醇、喇叭茶醇和姜烯醇）以及6 种芳香族类成分（α-甘蔗烯、3-苯基丙酸环戊酯、3-苯丙酸、苯甲酸、甲基丁香酚和对甲氧基苯乙酮）；HAC 包含3 种特征性倍半萜（豚草素、α-布藜烯和苏脲内酯）以及4 种芳香族类成分（2，6-二甲氧基酚、1-甲基萘、2-甲氧基-6-烯丙基苯酚和愈创木酚），这些特征性成分决定了精油的抑菌能力，由于其成分种类和含量的差异，导致GXC 和HAC 的抑菌能力相近。倍半萜类成分愈创木烯、愈创醇和β-石竹烯在GXS 中含量较低，且GXS 中未检测出桫椤-3，11-二烯-2-酮、香附烯酮、α-姜黄烯、木香烃内酯和缬草烷，芳香族成分苯甲醛和水杨醛在GXC、HAC、HAS 中的含量均高于GXS。GXC、HAC 具有更强的抑菌活性，说明超临界CO2 萃取方法更适合提取沉香精油。
3 讨论
不同系别沉香精油的挥发性成分数量及相对含量存在差异。GXS、HAS 分别鉴定出50、62 种化学成分，其中倍半萜相对含量为89.94%、70.38%，芳香族相对含量为6.43%、17.75%。这些数据表明莞香系精油的倍半萜含量高于惠安系精油，惠安系精油中含有更多的小分子芳香族类成分。在沉香精油中，苄基丙酮与精油的质量及分级存在密切的相关性，相比于莞香系精油，惠安系精油的苄基丙酮含量较高，此外，惠安系精油还检出了愈创木酚、茴香脑、苯乙酮等成分，这些小分子芳香族成分可赋予精油独特的气味，使两种系别的精油在气味上存在差异。提取方式对沉香精油的组成成分也存在影响，通过水蒸气蒸馏提取的两种沉香精油，其化合物数量较少，以倍半萜和芳香族类为主，超临界萃取精油中除了检测到倍半萜和芳香族类成分，还检测到了大量的色酮类成分，占精油总成分含量的30%以上。
系别及提取方式均影响沉香精油的生物活性，同种方式提取的沉香精油，惠安系抗氧化及抑菌活性要强于莞香系，沉香的叶黄酮及2-（2-苯乙基）色酮类提取物具有较强的DPPH 自由基、ABTS+自由基清除能力[17-18]；一些芳香族类成分，例如苯并噻唑、1，2-苯二羧酸、茴香酚等，已被证明具有显著的抗氧化活性[19]；沉香精油中的倍半萜类成分β-石竹烯、愈创醇、桉油烯醇等均具有广泛的生理活性，如抗氧化、抗炎、抑菌等[20-22]，而本研究中，HAC、HAS 中均含有2-（2-苯乙基）色酮，还含有苄基丙酮、苯甲醛、水杨醛等小分子芳香族类成分以及愈创醇、β-石竹烯、蓝桉醇、（-）-异长叶醇、桉油烯醇、香附烯酮、缬草烷和雪松烯等倍半萜类成分，其含量均高于莞香系精油，推测这些成分导致惠安系精油的抗氧化性更强。
超临界萃取沉香精油的抗氧化及抑菌活性强于水蒸馏提取的沉香精油，超临界萃取精油中香兰素、3-甲氧基苯甲醛和1，5-二苯基-3-戊酮等芳香族类成分含量较高，其中香兰素作为天然的酚类化合物，具有强大的抗氧化活性，其对超氧自由基的清除活性与VC 相当，广泛应用于食品、药品、化妆品等领域[23]，小分子的醛酮物质也可能是超临界萃取精油表现出较强抗氧化性的原因。一些倍半萜类成分，如苍术酮、石竹素、α-姜黄烯等均具有一定的抗氧化及抑菌活性[24-25]，在天然抗氧化剂以及抑菌剂的制备方面均有应用。超临界萃取沉香精油除了含上述倍半萜类成分，还含有α-檀香醇、缬草提取物、香附烯酮、匙叶桉油烯醇、1-羟基缬草烯酸等倍半萜类成分，其含量均高于水蒸馏提取沉香精油，推测这些成分共同决定了精油的生物活性。
4 种沉香精油对3 株供试菌均表现出抑制作用，包括1 株革兰氏阴性菌（大肠杆菌）与2 株革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌、李斯特菌），4 种沉香精油对革兰氏阳性菌表现出较好的抑制效果[26]，这可能与革兰氏阳性菌细胞壁外不含脂多糖层，疏水化合物可以进入其细胞内有关。色酮类成分具有抑菌功能，沉香中的色酮类成分对金黄色葡萄球菌有抑制作用[27]，其中氧化琼脂色酮A 和氧化琼脂色酮B 对青枯病菌也具有抑制作用，Zhao 等[28]发现色酮类化合物维斯体素对青枯病菌的抑制效果最强，其抑菌圈直径与阳性对照硫酸链霉素接近，GXC、HAC、HAS 对大肠杆菌的抑制作用强于GXS，超临界萃取沉香精油对金黄色葡萄球菌和李斯特菌的抑制能力强于水蒸馏精油，推测与色酮类成分有关。此外，一些倍半萜及芳香族类成分也具有抑菌性，如桉油烯醇、石竹素、α-姜黄烯、香兰素等，这些活性成分最终导致4 种沉香精油的抑菌活性存在差异。通过试验发现，沉香精油具有抗氧化及抑菌的双重活性，这可能与精油中一些倍半萜、色酮、芳香族类成分的组成及含量密切相关。
4 结论
本研究比对了莞香系、惠安系两个不同产地以采取水蒸馏和超临界萃取两种提取方式得到的4 种沉香精油的成分组成差异，共鉴定到了113 种成分，倍半萜类占比最多，其次是芳香族类和色酮类。针对不同系别沉香精油，莞香系主要成分为倍半萜类，惠安系主要成分为倍半萜和芳香族类，超临界萃取同系别沉香精油的色酮类成分含量更高。抗氧化试验发现同种方法提取的惠安系精油的抗氧化能力强于莞香系，超临界萃取沉香精油的抗氧化能力强于水蒸馏提取；抑菌试验发现4 种沉香精油对革兰氏阳性菌的抑制效果强于革兰氏阴性菌，GXC、HAC 的抑菌能力强于GXS、HAS。本研究结果为实现沉香精油在医疗、香精香料、化妆品、食品工业等领域的应用提供了理论和数据支持。
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