不同干燥方法对香茅挥发油成分及抗氧化活性的影响

欧阳婷 杨琼梁 黄星雨 颜红 刘东艳 刘诗琪

摘要：目的 探讨不同干燥方法对香茅挥发油成分和抗氧化活性的影响，优选最佳干燥方式。方法 通过晒干、阴干和40 ℃烘干干燥香茅药材，采用水蒸气蒸馏法提取香茅挥发油，并利用气相色谱-质谱联用仪分析挥发油成分，亚铁还原能力实验测定香茅挥发油的抗氧化活性。结果 新鲜、晒干、阴干和40 ℃烘干的香茅挥发油提取率分别为0.25%、1.21%、1.19%和1.17%；不同干燥方法的香茅挥发油主要成分及抗氧化活性基本相同。结论 不同干燥方法对香茅挥发油主要成分及抗氧化活性影响不大，香茅宜采用40 ℃恒温烘干。

关键词：香茅；挥发油；干燥方法；成分分析；抗氧化活性

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2016.11.024

中图分类号：R284.2 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2016）11-0099-04

Abstract： Objective To discuss the effects of different drying methods on composition and antioxidative activities of the volatile oil from Cymbopogon citrates； To optimize the best drying method for Cymbopogon citrates. Methods Cymbopogon citrates was dried by drying in the sun， drying in the shade and oven drying at 40 ℃. Volatile oil was extracted by steam distillation. Chemical constituents in the volatile oil were analyzed by GC-MS and the antioxidative activities were determined by ferric reducing antioxidant power （FRAP method）. Results Extraction rate of the volatile oil from Cymbopogon citrates under the environment of freshness， sun drying， shade drying and oven drying at 40 ℃ were 0.25%， 1.21%， 1.19% and 1.17%， respectively； after dried by different methods， main constituents and antioxidative activities of the volatile oil from Cymbopogon citrates were basically same. Conclusion Different drying methods have little influence on composition and antioxidative activities of the volatile oil from Cymbopogon citrates. Oven drying at 40 ℃ was the best way to dry Cymbopogon citrates.

Key words： Cymbopogon citrates； volatile oil； drying methods； component analysis； antioxidative activities

香茅为禾本科香茅属植物香茅Cymbopogon citratus（DC.）Stapf的新鲜或干燥全草，原产地为南印度、斯里兰卡，常见品种有西印度柠檬香茅、东印度柠檬香茅。我国香茅资源亦十分丰富，华南、西南等地多有栽培。香茅味辛、甘，性温，归肺、胃、脾经，具有祛风通络、温中止痛、利湿止泻等功效，临床可用于治疗外感风寒头痛、风湿痹痛、脘腹冷痛、泄泻、水肿、脚气、跌打损伤、月经不调等[1-2]。香茅挥发油用途广泛，可作香水、洗发水、化妆品等的香料和食物调料，以及驱蚊剂[3-4]、杀虫剂[5]，在巴西等国，香茅挥发油已开发成为一种清热解毒的保健茶[6]。香茅挥发油的化学成分和药理活性一直是国内外研究的热点[7-10]。本研究通过晒干、阴干和40 ℃烘干方式干燥香茅药材，采用水蒸气蒸馏法提取香茅挥发油，并利用气相色谱-质谱（GC-MS）技术和亚铁还原能力实验（FRAP法）分别测定挥发油成分和总抗氧化活性，探讨干燥方式对新鲜香茅挥发油主要成分、含量及抗氧化活性的影响，为香茅干燥方法的筛选提供参考。

1 仪器与试药

AR11401C型电子天平（奥豪斯国际贸易有限公司），挥发油测定器（上海玻璃仪器厂），TU-1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司），DK-98-ⅡA电热恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司），101型电热鼓风干燥箱（北京中兴伟业仪器有限公司），GCMS-QP2010 Ultra气相色谱质谱联用仪（日本岛津，GC-MS Solution色谱工作站，标准谱库为美国NIST质谱检索数据库）。

香茅为人工栽培，2015年8月采摘于湖南省长沙市天际岭小山上，经湖南中医药大学药学院刘塔斯教授鉴定，为禾本科香茅属植物香茅Cymbopogon citratus（DC.）Stapf的干燥地上部分（柠檬香茅）；醋酸乙酯、无水硫酸钠、三吡啶三吖嗪（TPTZ）、七水合硫酸亚铁、无水乙酸钠、无水乙醇、盐酸、六水合三氯化铁、冰醋酸、没食子酸丙酯（PG）等均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 不同干燥方法对挥发油含量的影响

挑选大小长短基本一致的香茅，随机分为4组，分别为新鲜、晒干、阴干和40 ℃烘干[11-12]。按照2015年版《中华人民共和国药典》（一部）附录提取香茅挥发油，提取工艺为：剪碎至0.5～0.7 cm，加8倍水量，蒸馏1 h，收集油层，用无水硫酸钠脱水，得透明、具柠檬香味的挥发油，计算挥发油提取率。挥发油提取率（%）=挥发油质量÷原药材质量×100%。结果见表1。可见，40 ℃烘干的香茅中挥发油含量最高；新鲜香茅中挥发油含量最低，可能由于其单位质量中水分较高。

2.2 挥发油的成分分析

2.2.1 供试品溶液的制备 以乙酸乙酯为溶剂对香茅挥发油进行稀释（挥发油浓度为2%），0.22 μm微孔滤膜过滤，即得。

2.2.2 分析条件与结果 结合文献[13-14]及预试验确定GC-MS分析条件。气相色谱柱：Rtx-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气：氦气；流速：1.0 mL/min；进样口温度：250 ℃；线速度：36.5 cm/s；程序升温：初始温度为60 ℃保持2 min，以5 ℃/min升温到90 ℃保持2 min，5 ℃/min升温到150 ℃保持1 min，10 ℃/min升温到200 ℃保持2 min，10 ℃/min升温到240 ℃保持2 min；进样量：1 μL；分流比：20∶1。离子源温度：250 ℃；电离方式：EI电离；扫描质量范围m/z 35～500 amu；溶剂延迟时间：5 min；采集方式：SCAN扫描。

根据挥发油总离子流图分析香茅挥发油的化学成分，并采用峰面积归一化法计算各成分含量，结果见表2、图1。新鲜、晒干、阴干和40 ℃烘干香茅中的挥发油分别鉴定出成分36、25、24和25种。主要种类为醛类、醇类、烯类、烷类及酮类，且不同方法干燥处理后，含量基本不变。含量较多的挥发油成分为（E）-柠檬醛、（Z）-柠檬醛和β-月桂烯，（E）-柠檬醛在新鲜、晒干、阴干和40 ℃烘干的香茅挥发油中含量分别为40.86%、43.82%、40.70%、43.01%，（Z）-柠檬醛和β-月桂烯在新鲜、晒干、阴干和40 ℃烘干的香茅挥发油中含量分别为31.01%和10.62%、32.73%和13.98%、32.46%和18.13%、34.15%和13.88%。结果表明，不同干燥方法对香茅挥发油主要成分及含量影响不大。

2.3 香茅挥发油总抗氧化活性的测定

采用FRAP法测定香茅挥发油的抗氧化能力[15]。

2.3.1 标准曲线制备 取不同体积的1 mmol/L FeSO4溶液，用蒸馏水补至2 mL，再加入3 mL TPTZ工作液[0.3 mol/L醋酸盐缓冲液（pH 3.6）、10 mmol/L TPTZ（溶于40 mmol/L盐酸）、20 mmol/L FeCl3，三者比例为10∶1∶1]，混匀后于37 ℃反应10 min，最大吸收波长处测定吸光度。以FeSO4溶液浓度为横坐标，593 nm波长处吸光度为纵坐标，绘制总抗氧化活性测定标准曲线，结果见图2。FeSO4浓度在0～0.20 mmol/L范围内其吸光度与浓度成良好的线性关系，线性方程为Y=8.970 1X-0.014 5，r2=0.998。

2.3.2 总抗氧化活性测定 于试管中加入一定质量浓度的香茅挥发油乙醇溶液2 mL，再加入3 mL TPTZ工作液，混匀后于37 ℃反应10 min，593 nm处测吸光度，平行3次，取平均值。抗氧化能力以相同吸光度值的FeSO4当量浓度表示，记为FRAP值，同时以PG作为对照。香茅挥发油和PG总抗氧化活性测定结果分别见图3、图4。香茅挥发油具有抗氧化作用，其总抗氧化活性随其质量浓度的增大而增强，且不同干燥方法对香茅挥发油的总抗氧化活性影响不大；香茅挥发油的抗氧化性大大弱于PG。

3 讨论

新鲜、晒干、阴干和40 ℃烘干香茅的挥发油提取率分别为0.25%、1.21%、1.19%和1.27%，香茅干燥后，水分散失，挥发油提取率显著提高，40 ℃烘干的香茅中挥发油含量最高。

香茅挥发油的组分较复杂，新鲜、晒干、阴干和40 ℃烘干的香茅中挥发油分别鉴定出成分36、25、24和25种。可能原因是香茅干燥后某些化学成分含量相对增加，使新鲜香茅挥发油中含量较低的成分更低，仪器不能检测到。不同方法干燥的香茅中挥发油的主要成分基本相同，均为（E）-柠檬醛、（Z）-柠檬醛、β-月桂烯、芳樟醇及马鞭草烯醇等，但经过干燥后，（Z）-柠檬醛和β-月桂烯的含量有所增加。含量最高且具抑菌活性的柠檬醛[16]（（E）-柠檬醛和（Z）-柠檬醛）经过晒干、阴干和40 ℃烘干后，含量略微增加，由71.87%分别上升为76.55%、73.16%、77.16%。

本研究采用FRAP法测定香茅挥发油的抗氧化能力，结果表明，香茅挥发油具有抗氧化作用，其总抗氧化活性随其质量浓度的增大而增强，且用不同干燥方法处理香茅，对其挥发油的总抗氧化活性影响不大，说明香茅可进行干燥。

综上，新鲜香茅水分含量高，稳定性低，且极易霉变、腐烂，不适合长期贮藏，影响使用；晒干处理方式易受天气影响，且不能控制温度；阴干处理方式节约资源，但耗时较长；40 ℃烘干处理方式耗时短、简单易行，易于控制温度，较适合大批量香茅药材的干燥加工。因此，香茅的干燥方法宜采用40 ℃恒温烘干。

参考文献：

[1] 国家中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草（第八卷）[M].上海：上海科学技术出版社，1999：7416-7417.

[2] 王勇，黄敏琴，魏娜.黎药香茅的生药学研究[J].江苏大学学报（医学版），2013，23（4）：328-331，336.

[3] SAKULKU U， NUCHUCHUA O， UAWONGYART N， et al. Characterization and mosquito repellent activity of citronella oil nanoemulsion[J]. International Journal of Pharmaceutics，2009， 372（1/2）：105-111.

[4] LINDSAY L R， SURGEONER G A， HEAL J D， et al. Evaluation of the efficacy of 3% citronella candles and 5% citronella incense for protection against field populations of Aedes mosquitoes[J]. J Am Mosq Control Assoc，1996，12（2 Pt 1）：293-294.

[5] 梁明龙，徐汉虹，朱彩云，等.香茅属植物活性成分在病虫害防治中的研究与应用[J].广东农业科学，2005，32（6）：60-62.

[6] 张雪梅，胡志宇.我国香茅属植物研究进展[J].中国民族民间医药杂志，2009，18（5）：14-15.

[7] 王勇，赖伟勇，魏娜.GC-MS分析海南香茅挥发油成分[J].中国实验方剂学杂志，2012，18（4）：132-134.

[8] 贾媛，胡铁，谭云，等.香茅精油提取工艺优化及成分分析[J].中南林业科技大学学报，2015，35（4）：130-134.

[9] MAHALWAL V S， MOHD A. Volatile constituents of Cymbopogon nardus （Linn.） Rendle[J]. Flavour and Fragrance Journal，2003，18（1）：73-76.

[10] 李晓娇，刘忆明.分段提取香茅草精油及其对食用油脂的抗氧化活性研究[J].食品工业科技，2015，36（4）：237-241，246.

[11] 唐文文，李国琴，晋小军.不同干燥方法对当归挥发油成分的影响[J].中国实验方剂学杂志，2014，20（3）：9-12.

[12] 张金，张超.不同干燥方式对祖师麻有效成分含量的影响[J].中国实验方剂学杂志，2014，20（16）：48-50.

[13] 尹学琼，陈俊华，刘芳，等.柠檬香茅精油的提取及抗氧化活性[J].精细化工，2012，29（6）：568-571.

[14] 王勇，胡雄飞，孔杜林.两种方法提取的柠檬草挥发油化学成分分析[J].食品工业，2015，36（4）：280-282.

[15] 徐超，王鸿飞，邵兴锋，等.香榧子油抗氧化活性及降血脂功能研究[J].中国粮油学报，2012，27（8）：43-47.

[16] 张宽朝，魏练平，沈浩，等.肉桂醛、柠檬醛抑制黑曲霉生长的比较研究[J].中国微生态学杂志，2011，23（2）：141-143.