不同干燥方法對香茅揮發油成分及抗氧化活性的影響

歐陽婷 楊瓊梁 黃星雨 顏紅 劉東艷 劉詩琪

摘要：目的 探討不同干燥方法對香茅揮發油成分和抗氧化活性的影響，優選最佳干燥方式。方法 通過曬干、陰干和40 ℃烘干干燥香茅藥材，采用水蒸氣蒸餾法提取香茅揮發油，并利用氣相色譜-質譜聯用儀分析揮發油成分，亞鐵還原能力實驗測定香茅揮發油的抗氧化活性。結果 新鮮、曬干、陰干和40 ℃烘干的香茅揮發油提取率分別為0.25%、1.21%、1.19%和1.17%；不同干燥方法的香茅揮發油主要成分及抗氧化活性基本相同。結論 不同干燥方法對香茅揮發油主要成分及抗氧化活性影響不大，香茅宜采用40 ℃恒溫烘干。

關鍵詞：香茅；揮發油；干燥方法；成分分析；抗氧化活性

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2016.11.024

中圖分類號：R284.2 文獻標識碼：A 文章編號：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

香茅為禾本科香茅屬植物香茅Cymbopogon citratus（DC.）Stapf的新鮮或干燥全草，原產地為南印度、斯里蘭卡，常見品種有西印度檸檬香茅、東印度檸檬香茅。我國香茅資源亦十分豐富，華南、西南等地多有栽培。香茅味辛、甘，性溫，歸肺、胃、脾經，具有祛風通絡、溫中止痛、利濕止瀉等功效，臨床可用于治療外感風寒頭痛、風濕痹痛、脘腹冷痛、泄瀉、水腫、腳氣、跌打損傷、月經不調等[1-2]。香茅揮發油用途廣泛，可作香水、洗發水、化妝品等的香料和食物調料，以及驅蚊劑[3-4]、殺蟲劑[5]，在巴西等國，香茅揮發油已開發成為一種清熱解毒的保健茶[6]。香茅揮發油的化學成分和藥理活性一直是國內外研究的熱點[7-10]。本研究通過曬干、陰干和40 ℃烘干方式干燥香茅藥材，采用水蒸氣蒸餾法提取香茅揮發油，并利用氣相色譜-質譜（GC-MS）技術和亞鐵還原能力實驗（FRAP法）分別測定揮發油成分和總抗氧化活性，探討干燥方式對新鮮香茅揮發油主要成分、含量及抗氧化活性的影響，為香茅干燥方法的篩選提供參考。

1 儀器與試藥

AR11401C型電子天平（奧豪斯國際貿易有限公司），揮發油測定器（上海玻璃儀器廠），TU-1901雙光束紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司），DK-98-ⅡA電熱恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司），101型電熱鼓風干燥箱（北京中興偉業儀器有限公司），GCMS-QP2010 Ultra氣相色譜質譜聯用儀（日本島津，GC-MS Solution色譜工作站，標準譜庫為美國NIST質譜檢索數據庫）。

香茅為人工栽培，2015年8月采摘于湖南省長沙市天際嶺小山上，經湖南中醫藥大學藥學院劉塔斯教授鑒定，為禾本科香茅屬植物香茅Cymbopogon citratus（DC.）Stapf的干燥地上部分（檸檬香茅）；醋酸乙酯、無水硫酸鈉、三吡啶三吖嗪（TPTZ）、七水合硫酸亞鐵、無水乙酸鈉、無水乙醇、鹽酸、六水合三氯化鐵、冰醋酸、沒食子酸丙酯（PG）等均為分析純。

2 方法與結果

2.1 不同干燥方法對揮發油含量的影響

挑選大小長短基本一致的香茅，隨機分為4組，分別為新鮮、曬干、陰干和40 ℃烘干[11-12]。按照2015年版《中華人民共和國藥典》（一部）附錄提取香茅揮發油，提取工藝為：剪碎至0.5～0.7 cm，加8倍水量，蒸餾1 h，收集油層，用無水硫酸鈉脫水，得透明、具檸檬香味的揮發油，計算揮發油提取率。揮發油提取率（%）=揮發油質量÷原藥材質量×100%。結果見表1。可見，40 ℃烘干的香茅中揮發油含量最高；新鮮香茅中揮發油含量最低，可能由于其單位質量中水分較高。

2.2 揮發油的成分分析

2.2.1 供試品溶液的制備 以乙酸乙酯為溶劑對香茅揮發油進行稀釋（揮發油濃度為2%），0.22 μm微孔濾膜過濾，即得。

2.2.2 分析條件與結果 結合文獻[13-14]及預試驗確定GC-MS分析條件。氣相色譜柱：Rtx-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：氦氣；流速：1.0 mL/min；進樣口溫度：250 ℃；線速度：36.5 cm/s；程序升溫：初始溫度為60 ℃保持2 min，以5 ℃/min升溫到90 ℃保持2 min，5 ℃/min升溫到150 ℃保持1 min，10 ℃/min升溫到200 ℃保持2 min，10 ℃/min升溫到240 ℃保持2 min；進樣量：1 μL；分流比：20∶1。離子源溫度：250 ℃；電離方式：EI電離；掃描質量范圍m/z 35～500 amu；溶劑延遲時間：5 min；采集方式：SCAN掃描。

根據揮發油總離子流圖分析香茅揮發油的化學成分，并采用峰面積歸一化法計算各成分含量，結果見表2、圖1。新鮮、曬干、陰干和40 ℃烘干香茅中的揮發油分別鑒定出成分36、25、24和25種。主要種類為醛類、醇類、烯類、烷類及酮類，且不同方法干燥處理后，含量基本不變。含量較多的揮發油成分為（E）-檸檬醛、（Z）-檸檬醛和β-月桂烯，（E）-檸檬醛在新鮮、曬干、陰干和40 ℃烘干的香茅揮發油中含量分別為40.86%、43.82%、40.70%、43.01%，（Z）-檸檬醛和β-月桂烯在新鮮、曬干、陰干和40 ℃烘干的香茅揮發油中含量分別為31.01%和10.62%、32.73%和13.98%、32.46%和18.13%、34.15%和13.88%。結果表明，不同干燥方法對香茅揮發油主要成分及含量影響不大。

2.3 香茅揮發油總抗氧化活性的測定

采用FRAP法測定香茅揮發油的抗氧化能力[15]。

2.3.1 標準曲線制備 取不同體積的1 mmol/L FeSO4溶液，用蒸餾水補至2 mL，再加入3 mL TPTZ工作液[0.3 mol/L醋酸鹽緩沖液（pH 3.6）、10 mmol/L TPTZ（溶于40 mmol/L鹽酸）、20 mmol/L FeCl3，三者比例為10∶1∶1]，混勻后于37 ℃反應10 min，最大吸收波長處測定吸光度。以FeSO4溶液濃度為橫坐標，593 nm波長處吸光度為縱坐標，繪制總抗氧化活性測定標準曲線，結果見圖2。FeSO4濃度在0～0.20 mmol/L范圍內其吸光度與濃度成良好的線性關系，線性方程為Y=8.970 1X-0.014 5，r2=0.998。

2.3.2 總抗氧化活性測定 于試管中加入一定質量濃度的香茅揮發油乙醇溶液2 mL，再加入3 mL TPTZ工作液，混勻后于37 ℃反應10 min，593 nm處測吸光度，平行3次，取平均值。抗氧化能力以相同吸光度值的FeSO4當量濃度表示，記為FRAP值，同時以PG作為對照。香茅揮發油和PG總抗氧化活性測定結果分別見圖3、圖4。香茅揮發油具有抗氧化作用，其總抗氧化活性隨其質量濃度的增大而增強，且不同干燥方法對香茅揮發油的總抗氧化活性影響不大；香茅揮發油的抗氧化性大大弱于PG。

3 討論

新鮮、曬干、陰干和40 ℃烘干香茅的揮發油提取率分別為0.25%、1.21%、1.19%和1.27%，香茅干燥后，水分散失，揮發油提取率顯著提高，40 ℃烘干的香茅中揮發油含量最高。

香茅揮發油的組分較復雜，新鮮、曬干、陰干和40 ℃烘干的香茅中揮發油分別鑒定出成分36、25、24和25種。可能原因是香茅干燥后某些化學成分含量相對增加，使新鮮香茅揮發油中含量較低的成分更低，儀器不能檢測到。不同方法干燥的香茅中揮發油的主要成分基本相同，均為（E）-檸檬醛、（Z）-檸檬醛、β-月桂烯、芳樟醇及馬鞭草烯醇等，但經過干燥后，（Z）-檸檬醛和β-月桂烯的含量有所增加。含量最高且具抑菌活性的檸檬醛[16]（（E）-檸檬醛和（Z）-檸檬醛）經過曬干、陰干和40 ℃烘干后，含量略微增加，由71.87%分別上升為76.55%、73.16%、77.16%。

本研究采用FRAP法測定香茅揮發油的抗氧化能力，結果表明，香茅揮發油具有抗氧化作用，其總抗氧化活性隨其質量濃度的增大而增強，且用不同干燥方法處理香茅，對其揮發油的總抗氧化活性影響不大，說明香茅可進行干燥。

綜上，新鮮香茅水分含量高，穩定性低，且極易霉變、腐爛，不適合長期貯藏，影響使用；曬干處理方式易受天氣影響，且不能控制溫度；陰干處理方式節約資源，但耗時較長；40 ℃烘干處理方式耗時短、簡單易行，易于控制溫度，較適合大批量香茅藥材的干燥加工。因此，香茅的干燥方法宜采用40 ℃恒溫烘干。

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