CN104280482B - 鉴定牛樟的方法 - Google Patents

Abstract

本发明系提供一种鉴定一待测样品为源自牛樟或沉水樟的方法，其包含量测该待测样品挥发性成分中松油醇(4‑terpineol)、樟脑素(camphor)及黄樟素(safrole)的含量，其中若松油醇的含量大于樟脑素及黄樟素的总含量，则该待测样品系源自牛樟；及若黄樟素的含量大于樟脑素的含量，且樟脑素含量大于松油醇的含量，则该待测样品系源自沉水樟。

Description

鉴定牛樟的方法

技术领域

本发明系有关一种树种技术。详言的，本发明系关于一种利用挥发性成分鉴定牛樟的技术。

背景技术

牛樟(Cinnamomum kanehirai)为台湾原生特有树种，因其树形粗状坚实，故称为“牛”樟。牛樟为大乔木，树高可达30公尺，径30至60公分或更粗，树皮茶褐色，粗糙，常有纵裂；叶芽球形，先端钝，外面有短柔毛，边缘有毛茸；叶卵形、长椭圆形、阔椭圆形或倒卵形，长9至11公分，宽4至5公分，先端锐尖或短尾状，基部锐尖，革质，全缘，表面光滑有光泽，背面颜色较淡，不明显三出脉，叶脉腋常具有丛毛；中肋及侧脉多少于表里两面皆隆起；叶柄细长，长0.8至1.2公分，光滑无毛。花多数，有香味，花苞径0.2至0.3公分，呈顶生及腋生的聚伞花序排列，有时亦有呈圆锥花序状，花冠约0.5至0.6公分；幼时刚长出来时有苞片包被，苞片上具有毛茸；花被筒钟形，花被片6片，近似相等，长椭圆形，长0.2至0.25公分，外面平滑，里面侧有毛茸，完全雄蕊9枚，第一、二轮花丝长0.15公分，无腺体，基部有绒毛；第三轮花丝有腺体，基部有绒毛，腺体近似无柄；退化雄蕊箭形，柄有绒毛，第一、二轮花药内向；第三轮花药外向。果实压缩状球形，长1至1.2公分，径约1.2公分；基部有钟形花被衬托。

牛樟因有牛樟芝寄生于其上，因此近年来受到极大的重视。野生牛樟芝长在老龄的牛樟树，由其中空的树干内面长出真菌的子实体，子实体形态多变化，有板状、钟状、马蹄状或塔状；初生时鲜红色，渐长变为白色、淡红褐色、淡褐色或淡黄褐色。根据台湾早期的传说，牛樟芝是由原住民所发现，因为原住民生活中喜爱喝酒，以致于罹患肝病的比例居高不下，无意中于山野间发现樟芝，生吃或经由熬煮后喝其煎汁发现，虽然味道很苦，但具有保肝与消除疲劳的效果，并已经证实牛樟芝具有抗癌的效果。

由于牛樟芝为现今医学及健康食品领域上极为重要的研究课题，因咸认具有最佳疗效的牛樟芝子实体仅可由牛樟椴木生产，因此牛樟芝的唯一宿主：牛樟的价值亦随的大幅增加。然而，牛樟的鉴定并无一套科学量化的标准程序，大都是以经验值藉由外观及香气来判定，容易产生误判，且一般无经验者亦无法正确鉴别牛樟。

牛樟与沉水樟(Cinnamomum micranthum)及香樟(Cinnamomum camphora)同为樟科樟属植物，常与牛樟混淆。

香樟为平地常见植物，其在植物学上的特征为常绿乔木，树高可达40米；散发樟树的特有清香气息。树皮暗褐色，有纵裂沟纹。卵形或椭圆状卵形的单叶互生，薄革质，全缘，表面光滑，背面微有白粉，无毛，叶缘微呈波状，有离基三出脉，脉腋有明显腺体。雌雄同花，花两性，圆锥花序腋生于枝顶端，黄绿色小花，花期4至5月。球形浆果，10至11月成熟，成熟时由绿色转为黑紫色；果皮呈紫黑色，有光泽。

沉水樟为大乔木，小枝光滑，树形高大呈长椭圆形。叶革质互生，阔卵形、卵形或椭圆形，下表面光滑，叶脉明显，主脉粗大，新叶叶柄先红色，老叶变绿色，柄长约1.5至2公分。花序圆锥状，花序腋生于枝的顶部，黄绿色，花朵甚小但花数众多，花被6片。果实呈长椭圆球，长1.62公分，宽1.17公分，成熟时紫黑色，种子胚轴常歪生，可提供制造樟脑的原料。

沉水樟与牛樟的外形极相似。于型态上，沉水樟的果实椭圆形，牛樟者为扁倒圆锥或圆球形。此外，沉水樟芳香味淡，牛樟者浓。然而若就木材而言，因已无植物学相关花、叶及果实等特征可供鉴别，而单从木材外观及气味极可能产生误判。

有鉴于此，开发一可快速、操作简单且准确鉴定牛樟的方法乃为业界所需。

发明内容

本发明开发鉴定牛樟的技术，其可应用于鉴定木材是否源自牛樟，不需植物学相关花、叶及果实等特征鉴别，亦不需经验的养成，为一客观、准确、快速、操作简易的鉴定方法。

本发明系提供一种鉴定待测样品为源自牛樟或沉水樟的方法，其包含量测该待测样品挥发性成分中松油醇(4-terpineol)、樟脑素(camphor)及黄樟素(safrole)的含量，其中：

若松油醇的含量大于樟脑素及黄樟素的总含量，则该待测样品系源自牛樟；及

若黄樟素的含量大于樟脑素的含量，且樟脑素含量大于松油醇的含量，则该待测样品系源自沉水樟；且

该待测样品为茎部样品。

附图说明

图1显示牛樟样品的TIC图。

图2显示牛樟样品于14至21分钟区间的TIC图。

图3显示沉水樟样品的TIC图。

图4显示沉水樟样品于14至21分钟区间的TIC图。

图5显示香樟样品的TIC图。

图6显示香樟样品于14至21分钟区间的TIC图。

图7显示牛樟样品滞留时间15.06分钟波峰与资料库比对结果。

图8显示牛樟样品滞留时间16.59分钟波峰与资料库比对结果。

图9显示牛樟样品滞留时间20.63分钟波峰与资料库比对结果。

图10显示沉水樟样品滞留时间15.19分钟波峰与资料库比对结果。

图11显示沉水樟样品滞留时间20.83分钟波峰与资料库比对结果。

图12显示香樟样品滞留时间15.13分钟波峰与资料库比对结果。

图13显示香樟样品滞留时间20.64分钟波峰与资料库比对结果。

具体实施方式

本发明系提供一种鉴定待测样品为源自牛樟或沉水樟的方法，其包含量测该待测样品挥发性成分中松油醇(4-terpineol)、樟脑素(camphor)及黄樟素(safrole)的含量，其中：

若松油醇的含量大于樟脑素及黄樟素的总含量，则该待测样品系源自牛樟；及

若黄樟素的含量大于樟脑素的含量，且樟脑素含量大于松油醇的含量，则该待测样品系源自沉水樟；且

该待测样品为茎部样品。

于本发明的一较佳具体实施例中，根据本发明的方法可进一步包含鉴定一待测样品为源自牛樟、沉水樟或香樟的方法，其中：

若樟脑素的含量大于黄樟素的含量，且黄樟素含量大于松油醇的含量，则该待测样品系源自香樟。

本发明所言的“牛樟”又名樟牛、黑樟。属木兰植物门(Magnoliophyta)、木兰纲(Magnoliopsida)、樟目(Laurales)、樟科(Lauraceae)、樟属(Cinnamomum)的常绿大乔木。其学名为Cinnamomum kanehirai Hayata、Cinnamomum kanehirai Hay.或Cinnamomumkanehirai。

本发明所言的“沉水樟”又名冇樟、水樟、黄樟树，属木兰植物门、木兰纲、樟目、樟科、樟属的常绿大乔木。其学名为Cinnamomum micranthum (Hayata)Hayata或Cinnamomummicranthum。

本发明所言的“香樟”又名樟树、木樟、乌樟(四川)、芳樟、番樟、香蕊、樟木子、小叶樟，属木兰植物门、木兰纲、樟目、樟科、樟属的常绿大乔木。其学名为Cinnamomum camphora(L.)Presl或Cinnamomum camphora。

根据本发明的该待测样品为茎部样品，于本发明的一较佳具体实施例中，该待测样品为有生命的植株茎部，较佳为有生物的植株茎部的部分。于此较佳具体实施例中，根据本发明的方法可用以鉴定有生命的植株是否为牛樟。

于本发明的另一较佳具体实施例中，该待测样品为无生命的植株茎部，较佳为无生物的植株茎部的部分，例如但不限于木材、椴木、木屑、木块。于此较佳具体实施例中，根据本发明的方法可用以鉴定一木材、椴木、木屑、木块是否源自牛樟。

于本发明的一较佳具体实施例中，该待测样品系经粉碎为小块，以利于进一步分析。本发明所属技术领域中具通常知识者可决定粉碎的方法，例如使用刀或斧具进行切、削、刨、剁、砍。

本发明所言的“挥发性成分”系指待测样品中所含的于常温常压下可挥发的成分，较佳地，系于约20°至约30℃及760mmHg条件下，蒸气压大于0.1mmHg的物质。取得该挥发性成分的方法可为一般的方法。于本发明的具体实施例中，该待测样品挥发性成分系将该待测样品以固相微萃取(solid phase micro-extraction)、水蒸气蒸馏、二氧化碳超临界萃取、挤压萃取、有机溶剂萃取、微波萃取、油脂吸附、水扩散萃取或水蒸气-溶剂共萃取而得。前述萃取或油脂吸附的操作方法及条件为本发明所属技术领域中具通常知识者可决定者。

较佳地，该待测样品挥发性成分系将该待测样品以固相微萃取而得。固相微萃取法为近来受到重视的一种萃取方法，已经广泛应用于环境检测方面的检验，主要是藉由吸附纤维以吸附挥发性的化合物，为一简单快速而且不需要任何有机溶剂的萃取技术。

于本发明的另一具体实施例中，水蒸气蒸馏可分为水中蒸馏、水上蒸馏、蒸气蒸馏三种方式，可依材料适当选择合宜的方式。在进行萃取作业时，蒸馏装置需保持密封，且配合加热及冷却效率，以获得最佳的萃取结果。其优点是设备费低、操作容易、可大量生产；缺点则是作业时间长、耗费能源、常损失易挥发及热敏性成份，且高沸点成份不易蒸出，易影响挥发性成分的完整性。

于本发明的另一具体实施例中，二氧化碳超临界萃取因超临界流体的扩散系数高于液体约10倍至约100倍，且如气体几无表面张力，故甚易渗入待测样品内，而将挥发性成分溶出。二氧化碳因其临界点温度，稍高于室温(31℃)，临界点压力为72.8Bar，且无毒、易得又价廉，故为最常使用的超临界流体。使用超临界萃取仪以超临界区域内附近条件进行萃取时，萃取的方式则有(1)静态萃取；(2)动态萃取；(3)前段使用静态萃取，后段使用动态萃取三种方式，以提高萃取率。完成萃取后，较佳可再减压并回收二氧化碳，即可得挥发性成分。

于本发明的另一具体实施例中，挤压萃取系将待测样品榨破，使挥发性成分流出，其次可视需要以水淋洗，再行过滤、沉淀、离心，分离而得。其优点是挥发性成分未被氧化；缺点则是回收率及纯度较低，且作业繁琐。

于本发明的另一具体实施例中，有机溶剂萃取系使用如正己烷的有机溶剂浸泡待测样品，再行过滤，最后再将萃取液中的溶剂回收，即得挥发性成分。优点是纯度及选择性高、分离效果好、且对热敏性成份破坏少；缺点是须选择适当的溶剂，且在作业时，有溶剂逸散的虞，而挥发性成分中倘有溶剂残留，将影响品质。

于本发明的另一具体实施例中，微波萃取微波是指利用频率为约300MHz至约300GHz的电磁波萃取，高频电磁波可使极性分子快速摩擦、碰撞，萃取物吸收微波辐射能，导致细胞内的温度迅速上升，也使得细胞内部压力急剧增大，当超过细胞膜和细胞壁的膨胀能力，细胞即会破裂，各种成份即被萃出。其优点是快速、节能、高效、萃取率高；缺点则是要注意电磁波对健康的影响，故须防止其外泄。

于本发明的另一具体实施例中，油脂吸附适用于萃取含有热敏性成份，包含冷吸法及热吸法，冷吸法先将油脂，例如猪油、牛油或其混合物涂布在玻璃板上，次将待测样品，置于其上，吸附挥发性成分，再收集油脂，并以乙醇将油脂中的挥发性成份萃出，最后将乙醇回收；热吸法则将油脂，例如猪油或牛油加热熔融，次将待测样品浸入其中，以吸收其香气，再将已吸附且冷却的油脂，以乙醇处理。其优点是成分纯正；缺点则是非常费时耗工。

于本发明的另一具体实施例中，水扩散萃取亦是利用水蒸气蒸馏，惟其蒸气的流向则与水蒸气蒸馏法相反，而是由上向下扩散，并藉由重力作用通过待测样品，所萃取的挥发性成分，质优且量较多，并省能源为其优点。

本发明的另一具体实施例中，水蒸汽-溶剂共萃取系先将材料置入容器，并加入适量水，次将另一容器加入适当溶剂，再将二者同时加热，并将水蒸气、挥发性成份、蒸发的溶剂，导入共用的冷凝管中，即行萃取，并将挥发性成份溶于溶剂中，由于内含挥发性成份的溶剂与水的比重不同，而分为二层，其次再收集已完成萃取的溶剂，最后再将溶剂回收，即可得到所萃取的挥发性成份。优点是较溶剂萃取法节省大量的溶剂，且微量成份的萃取效果较好。

分析本发明待测样品中挥发性成分的方法可为一般的方法，较佳系同时检测该挥发性成分的种类及含量。于本发明的具体实施例中，该待测样品挥发性成分系经气相层析质谱分析、经薄层层析分析或经气相层析离子火焰检测分析。前述分析的操作方法及条件为本发明所属技术领域中具通常知识者可决定者。

于本发明的具体实施例中，气相层析利用气体作为移动相，载体气体(carriergas)本身不具分离效果，一般常用气体为N₂、He、H₂。气相层析主要分离的功能来自于固定相(管柱材质)，使用不同材质的管柱再利用适当的升温条件，可有效分离特定的待测物。质谱常见离子源是电子撞击式质谱仪，样品进到离子源时，藉由灯丝加热产生游离电子，再经加速后撞击气化的分子，使待测物变成离子碎片进入质谱仪。进到质谱后则以质荷比(m/z)的形式进行检测。由于不同物质会有不一样的碎片产生，故可利用碎片分布情况，再与资料库或标准品进行比对。故挥发性高的样品经由气相层析进行分离后，再由质谱仪进行分子量的测定。可达到精准地定性、定量的目的。

于本发明的具体实施例中，薄层层析分析系将吸附剂如硅胶、矾土均匀涂布在铝片、胶片或玻璃板上制成层析板，作为固定相。将挥发性成分点注于此固定相上，再以不同的展开溶剂(移动相)进行分离。透过毛细作用，移动相由下往上移动，由于不同物质与固定相的吸附力不同、对移动相的溶解度也有差异。因此当移动相上升时，吸附力弱的移动较快速，反的吸附力强的移动较慢。因不同物质吸附力有所差异，故可在层析板上达到分离的目的。再以适当显色剂或在不同光谱下呈色，可达到定性、半定量的分析。

于本发明的具体实施例中，气相层析离子火焰检测器分析中的气相层析如前所述，离子火焰检测器主要利用火焰燃烧以游离有机物质，因为游离后变成导电的离子，检测器可接收到电流变强的讯号，且电流强弱与有机物的碳数呈正比，因此FID适合用于含CH-基的物质，如脂肪酸。

较佳地，该待测样品挥发性成分系经气相层析质谱分析。气相层析质谱分析为可同时定性及定量挥发性成分的方法，且操作快速，可于短时间内得到检测结果。

于本发明的一较佳具体实施例中，使用气相层析质谱分析时，可选取14至21分钟区间的TIC图，其中樟脑素于约14.9至约15.4分钟出现峰、松油醇于约约16.4至约16.9分钟出现峰、黄樟素于约20.4至约20.9分钟出现峰。

于本发明的一较佳具体实施例中，根据本发明的方法包含下列步骤：

(a)提供该待测样品；

(b)固相微萃取该待测样品，以获得该挥发性成分；

(c)气相层析质谱分析该挥发性成分中松油醇、樟脑素及黄樟素的含量；及

(d)比较该挥发性成分中松油醇、樟脑素及黄樟素的含量。

并用固相微萃取及气相层析质谱分析，可于在一小时内可快速鉴别牛樟。

兹以下列实例予以详细说明本发明，但并不意味本发明仅局限于此等实例所揭示的内容。

样品：

已鉴定为牛樟木、沉水樟、香樟的木材。

设备：

气相层析仪：Trace GC Ultra,thermo

质谱仪：ITQ900,thermo

层析管柱：VF-5ms30m*0.25mm ID*0.25μm,Varian

固相微萃取装置：65μm PDMS/DVB

样品处理及分析：

将木材粉碎，并将粉碎后木屑置于附孔的硅胶盖血清瓶中，接着将固相微萃取装置插入该孔中，并于60℃水浴中5分钟，进行吸附，接着将固相微萃取装置注入气相层析仪，所使用的分析条件如下：

分流比：1：10

使用载气：He(6N)

注射室温度：250℃

离子源：200℃

条件：如表1所示的升温条件及表2所示的载气条件

表1：气相层析升温条件设定

表2：气相层析载气条件设定

所测得的牛樟、沉水樟及香樟的气相层析TIC图系示于图1至6，其中图2、4及6为14至24分钟区间的TIC图，其中标示松油醇、樟脑素及黄樟素的位置及含量。

其中样品中对应波峰m/z与资料库比对结果示于图7至13，因此确定牛樟样品中滞留时间15.06分钟的峰为樟脑素、滞留时间16.59分钟的峰为松油醇及滞留时间20.63分钟的峰为黄樟素；沉水樟样品中滞留时间15.19分钟的峰为樟脑素及滞留时间20.83分钟的峰为黄樟素；香樟样品中滞留时间15.13分钟的峰为樟脑素及滞留时间20.64分钟的峰为黄樟素。

将图2、4及6中松油醇、樟脑素及黄樟素含量比例示于表3。

表3：不同样品中樟脑素、松油醇及黄樟素的占比整理表

上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非限制本发明。习于此技术的人士对上述实施例所做的修改及变化仍不违背本发明的精神。本发明的权利范围应如后述的权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种鉴定待测样品为源自牛樟或沉水樟的方法，其包含量测该待测样品挥发性成分中松油醇、樟脑素及黄樟素的含量，其中：

若松油醇的含量大于樟脑素及黄樟素的总含量，则该待测样品系源自牛樟；及

若黄樟素的含量大于樟脑素的含量，且樟脑素含量大于松油醇的含量，则该待测样品系源自沉水樟；且

该待测样品为茎部样品。

2.根据权利要求1的方法，其另包含鉴定待测样品为源自牛樟、沉水樟或香樟的方法，其中：

若樟脑素的含量大于黄樟素的含量，且黄樟素含量大于松油醇的含量，则该待测样品系源自香樟。

3.根据权利要求1或2的方法，其中该牛樟为Cinnamomum kanehirai Hayata、Cinnamomum kanehirai Hay.或Cinnamomum kanehirai。

4.根据权利要求1或2的方法，其中该沉水樟为Cinnamomum micranthum(Hayata)Hayata或Cinnamomum micranthum。

5.根据权利要求2项的方法，其中该香樟为Cinnamomum camphora(L.)Presl或Cinnamomum camphora。

6.根据权利要求1或2的方法，其中该待测样品为有生命的植株茎部。

7.根据权利要求1或2的方法，其中该待测样品为无生命的植株茎部。

8.根据权利要求1或2的方法，其中该待测样品挥发性成分系将该待测样品以固相微萃取、水蒸气蒸馏、二氧化碳超临界萃取、挤压萃取、有机溶剂萃取、微波萃取、油脂吸附、水扩散萃取或水蒸气-溶剂共萃取而得。

9.根据权利要求1或2的方法，其中该待测样品挥发性成分系经气相层析质谱分析、经薄层层析分析或经气相层析离子火焰检测分析。

10.根据权利要求1或2的方法，其包含下列步骤：

(a)提供该待测样品；

(b)固相微萃取该待测样品，以获得该挥发性成分；

(c)气相层析质谱分析该挥发性成分中松油醇、樟脑素及黄樟素的含量；及

(d)比较该挥发性成分中松油醇、樟脑素及黄樟素的含量。