文山产香茅草挥发性成分GC-MS分析

2017-02-05胡展育杨绪旺

文山学院学报 2017年6期

胡彦，张洁 , 张铁，胡展育，杨绪旺

（1.文山学院环境与资源学院，云南文山 663000；2.广南县第一中学，云南广南 663399）

香茅草[Cymbopogon citratus（DC.）Stapf]别名柠檬草，又称香茅，为禾本科（Graminaeae）香茅属（Cymbopogon）多年生草本植物。它主要分布于非州和南亚等热带、亚热带地区，在印度和马来西亚已有悠久的栽培历史，我国四川、云南、广东、广西等地亦有栽培。香茅草多以叶入药，性味辛、温，能疏风解表，祛瘀通络。临床上用于治疗感冒头痛、胃痛、泄泻、风湿痹痛、跌打损伤[1]。在广东、云南、海南等地民间有用香茅草或香茅油治病的习惯。从香茅草中提取的香茅油含有香茅醛、香叶醇、柠檬醛等化学成分，是其挥发油中的主要有效成分，具有抗真菌、细菌的作用[2-9]、免疫调节和肿瘤抑制[10-12]、抗氧化的活性[13-14]、清除DPPH自由基的能力[15]和杀虫驱蚊的作用[16-19]、广泛用于医药、食品和香料等领域[20]。已有学者对浙江杭州[21]、广西田林[22]、广东肇庆[23]、海南海口市[24]、云南西双版纳[25]、福建漳州[26]、湖南保靖[27]、福建福清[28]等地栽培的香茅挥发油的成分进行了研究，而云南文山产香茅草挥发性化学成分的研究未见报道。笔者采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱分析技术对文山产香茅草挥发性成分进行分析，以期为开发利用文山本地香茅草资源提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

香茅草植物来源于云南省文山州文山学院生物园地，根据《中国植物志》鉴定为禾本科香茅草[Cymbopogon citratus（DC.）Stapf ]。

1.2 仪器与设备

FW100 型高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）；ALC210.3型电子天平（德国赛多利斯集团）； HH-4 数显双列恒温水浴锅（常州亚特实验仪器有限公司）；PDMS/DVB萃取头（美国 Supelco公司）；HP5890/HP5973气相色谱-质谱联用仪（美国惠普公司）。

1.3 方法

1.3.1 材料处理

将采集的香茅草茎叶阴干，用高速万能粉碎机粉碎后干燥保存备用。

1.3.2 顶空固相微萃取

用电子天平称取1.0 g粉碎后干燥香茅草粉装入萃取瓶后密封，室温下插入美国Supelco公司的PDMS/DVB萃取头，在恒温水浴锅中60℃萃取30 min后取出，再插入GC-MS进样口解吸3 min后进行GC-MS分析。

1.3.3 色谱条件

色谱柱：DB-5ms UI（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升温程序：50 ℃保持1 min，以4℃/min升至165 ℃保持1 min；以25℃/min升至280℃保持3 min；柱流速1.0 mL/min；进样口温度：250℃；分流100∶1。

1.3.4 质谱条件

EI离子源；电子能量70 eV；传输线温度：280 ℃；离子源温度：230 ℃；溶剂切除时间：0 min；电子倍增器能量；采集方式：SCAN（全扫描）；m/z：40-800。

2 结果与分析

按上述实验条件测定，香茅草挥发性成分气相色谱总离子流见图1。用标准质谱数据库NIST98 进行匹配对照解析，采用峰面积归一化法计算相对百分含量。香茅草挥发性成分及相对含量的GC-MS分析结果见表1。

图1 香茅草挥发性成分气相色谱总离子流图

表1 香茅草挥发性成分及相对含量（n=3）

续表1

从表1可以看出，从香茅草中共检测出50种组分，香茅草挥发性成分中相对含量大于或等于1.00%的组分如下：香茅醛（34.69%）、β-香茅醇（6.24%）、香叶醇（6.67%）、乙酸香茅酯（7.02%）、2-甲基-3-（2-丙烯基）-苯酚（2.21%）、乙酸香叶酯（11.02%）、β-榄香烯（1.30%）、大根香叶烯 D（4.99%）、[1S-（1α，2β，4β）]-1-乙烯基-1-甲基-2，4-双（1-甲基乙烯基）-环庚烷（1.20%）、（1α， 4aα， 8aα）-1，2，3，4，4a，5，6，8a-八氢-7-甲基-4-亚甲基-1-（1-甲基乙烯基）-奈（1.0%）， δ-杜松萜烯（1.40%）、榄香醇（3.90%）、大香叶烯D-4-醇（9.48%），α-桉叶油醇（1.50%）。本研究中香茅草挥发性主要成分为：香茅醛（34.69%）、乙酸香叶酯（11.02%）、大香叶烯D-4-醇（9.48%）、乙酸香茅酯（7.02%）香叶醇（6.67%）、β-香茅醇（6.24%），大根香叶烯D（4.99）。

3 讨论

根据有关文献报道，有关学者采用水蒸气蒸馏法[23-24，26]、超临界CO2流体萃取[29]和顶空固相微萃取[25]等方法提取香茅草挥发油，采用GC-MS分析其化学成分，其研究结果表明，香茅草挥发油的化学组成很复杂，提取方法及分析方法不同，检测到的挥发油的成分数目和相对含量不同[29]，不同地区香茅草挥发油的成分及相对含量也呈现一定的差异[28，30]，例如，广西产香茅油主要化学成分为柠檬醛，橙花醛，还有月桂烯[22]，云南西双版纳香茅油的主要成分为β-月桂烯、橙花醛、香叶醛[25]。本研究中，云南文山香茅草挥发性主要成分为：香茅醛、乙酸香叶酯、大香叶烯D-4-醇、乙酸香茅酯、香叶醇、香茅醇等成分，它与上述文献报道中的挥发油主要成分有差异，表明香茅草挥发油成分的复杂性，其原因可能是香茅草的品种、生长的环境、气候及提取方法不同。现代药理研究表明，香茅醛有杀菌和驱蚊虫的效果，是香茅油杀虫的主要成分[21]，香叶醇对平喘和抗过敏有良好的疗效，还有较强的抗真菌作用[31-32]。本研究结果表明，文山香茅草具有较大的开发利用价值。

近几年香茅油在国际市场上的价格较高，且香茅草具有生长周期短、栽培容易、管理粗放、投资小，见效快等优势，易于发展大规模种植。文山地区的气候环境适合种植香茅草，发展潜力巨大。本研究采用顶空固相微萃取技术分析云南文山香茅草挥发性成分及相对含量，鉴定出50种组分，可为开发利用当地香茅草资源提供科学依据。

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