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不同季节对爪哇香茅油的成分影响



全 文 :香茅是禾本科(Gramineae)香茅属(Cymbo-
pogon)草本植物。 在我国香茅属植物有9种, 其中
有 8种叶片含芳香油[1], 主要分布在云南、 广东、
福建、 广西等省, 种植面积可达数百公顷[2]。 香茅
不同季节对爪哇香茅油的成分影响①
周丽珠 1,2)②梁忠云 1,2,3)陈猛棠 4)
李桂珍 1,2)李军集 1,2)秦荣秀 1) 文彩琳 1)
(1广西壮族自治区林业科学研究院 广西南宁 530002;
2 广西特色经济林培育与利用重点实验室 广西南宁 530002;
3 国家林业局中南速生材繁育实验室 广西南宁 530002;
4 防城港市防城区那梭香料厂 广西防城 538036)
摘 要 采用水蒸气蒸馏对不同季节的香茅进行得油率测定, 利用气相色谱-质谱(GC-MS)分析精油的化学成分,
采用 GC峰面积归一化法定量, 同时采集生产样品进行对比。 结果表明: 爪哇香茅油中主要组分为香茅醛, 香茅
醇 , 香叶醇 , 榄香醇 , 含量均大于 4%; 香茅醛和香叶醇含量从 1月到 10月不断增加 , 分别增长 25.81%、
42.09%, 但香茅醇含量降低 46.10%; 试验测定的样品与文献报导的同类产品达不到爪哇香茅油产品质量要求。
关键词 香茅 ; 爪哇香茅油 ; 香茅醛 ; 香茅醇 ; 香叶醇
分类号 TQ654+2; O629.6
Effect of Different Seasons on Chemical Constituents of
Java Type citronella oil
ZHOU Lizhu1,2) LIANG Zhongyun1,2,3)CHEN Mengtang4)
LI Guizhen1,2) LI Junji1,2) QIN Rongxiu1) WEN Cailin1)
(1 Guangxi Academy of Forestry, Nanning, Guangxi 530002;
2 Guangxi Key Laboratory of Special Non-wood Forest Cultivation & Utilization,
Nanning, Guangxi 530002;
3 Key Laboratory of Central South Fast-growing Timber Cultivation of
Forestry Ministry of China,Nanning, Guangxi 530002;
4 Gangxi Fangchenggang City Fangcheng Nasuo Perfumery Plant, Fangchenggang, Guangxi 538036)
Abstract The Java type citronella oil of different season was collected by steam distillation and their
yield was measured. Their chemical compositions and relative contents were analyzed qualitatively and
quantitatively by GC-MS and GC,and compared with production samples. The results showedthat the
major compounds of Java type citronella oil were citronellal, citronellol, geraniol, elemol and their relative
contents were more than 4% . The relative contents of citronellal and geraniol increased by 25.81% ,
42.09% respectively from January to October. But the relative contents of citronellol decr-eased by
46.10%. The test samples, similar to product of experimental research in the domestic, do not reach the
product quality standard requirements.
Keywords Cymbopogon ; Java type citronella oil ; citronellal ; citronellol ; geraniol
① 基金项目: 广西特色经济林栽培与加工重点实验室项目(No.防科 14027001)。
收稿日期: 2015-02-27; 责任编辑/凌青根; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 周丽珠(1965~), 女, 本科, 高级工程师, 研究方向为植物有效成分提取; E-mail: zhoulizhuok@163.com。
Vol.35, No.5
2015年5月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第35卷第5期
May 2015
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周丽珠 等 不同季节对爪哇香茅油的成分影响
油是利用香茅叶进行水蒸汽蒸馏得到的精油, 目前
作为商品用的香茅油只有爪哇型与斯里兰卡两种,
主要成分为香茅醛, 香茅醇及香叶醇[3-5]。 香茅油
可作为生产食品、 香料、 香精、 化妆品的优质原
料, 还可应用于杀虫剂, 驱蚊剂的配制。
随着中国与东盟的合作, 双方贸易不断加强。
毗邻东南亚国家的广西利用地理优势, 不断发展森
林资源的利用产业。 防城是广西八角肉桂之乡, 为
增加香料品种, 从缅甸引进爪哇香茅。 本实验采集
水蒸汽蒸馏得到的生产爪哇香茅油样品和不同季节
实验室提取的爪哇香茅油, 通过GC-MS对其化学组
分进行定性定量研究, 并与国内研究进行比较, 旨
在为香茅的加工生产提供参考, 同时为进一步开发
利用提供依据。
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1实验材料
香茅草: 采自防城港市防城区那梭镇长那梭村
香茅草示范基地, 爪哇种, 采样时间分别为2014年
1、 4、 7、 10月。 无水乙醇: A.R, 陕西西陇化工厂。
1.1.2仪器
Aglient 7890A气相色谱仪; TQ456气质联用
仪, 美国 BRUKER公司; 色谱柱: 弹性石英毛细管
柱BR-5(30m×0.25mm×0.25μm)。
1.2方法
1.2.1水分测定
取叶子剪碎, 称取10g(准确至 0.0001g), 放置
于恒温箱中, (105±2)℃烘至恒重, 取出称重, 计
算其含水率。
1.2.2挥发油的提取
将叶子切碎, 取一定量的叶子装入2000mL的
圆底烧瓶, 按 《中国人民共和国药典》 2005年版
一部附录XD中挥发油测定法甲法水蒸汽蒸馏法蒸
馏, 冷却分离, 收集淡黄色澄清液体即为精油。 称
重并计算得率。
爪哇香茅油样品2013年11月生产, 从生产车
间直接抽取。
1.2.3挥发油化学成分的定性定量分析
用气相色谱法进行香茅油的定量分析, 并参照
气-质联用的定性分析数据, 按照文献[1,6-9]和产品
标准[3,5]确定主要的化学成分及含量。
GC定量分析条件: 载气为氮气; 程序升温:
70℃(10min), 以 5℃/min升至 150℃, 以 10℃/min
升至 220℃, 停留 5min; 进样口 250℃; 汽化室
250℃; 分流比1∶50; 进样量0.4μL。
GC-MS定性分析条件: 载气为高纯氦气; 程序
升温: 70℃(15 min), 以 5℃/min升至 150℃, 以
10℃/min升至 220℃(2 min), 再以 30℃/min升至
250℃, 停留 4min; 进样口 230℃; 接口 250℃。
质谱条件: EI离子源; 电离电压70ev; 扫描范围
45~350amu; 全扫描方式, 溶剂延迟 5min; 进样
量1μL(1%乙醇溶液)。 图1是爪哇香茅油的气质总离
子流图。
图1 爪哇香茅油的气质总离子流图
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
10 15 20 25 30 35 40 minutes
G
C
p
s
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2015年5月 第35卷第5期热带农业科学
2 结果与分析
2.1不同季节的得油率
不同季节香茅叶片的含水率不同, 为统一基
准, 本实验采用得油率以绝干计。 不同季节绝干得
油率差距较大, 植物在生长期(4月以后)精油含量逐
渐升高, 10月以后开始回落。 因此, 加工生产时
间一般可确定在夏、 秋两季。 见表1。
2.2不同季节成分变化
爪哇香茅油的主要成分为香茅醛、 香茅醇、 香
叶醇、 榄香醇, 按照化学成分沸点可分成三个部
分, 即单萜烯及氧化物(包括醇 、 醛)组分为主要组
分, 约占63%~75%, 单萜烯酯为中间组分 5%~8%,
倍半萜烯及醇为重组分, 占20%~28%(图2)。 随着
季节的变更(1~10月), 香茅醛和香叶醇含量不断增
加, 分别增长 25.81%、 42.09%; 但香茅醇含量先
升高后下降 , 4月先 增加 5.78%, 而后降 低
46.10%; 榄香醇含量到 7月增加 126.99%, 至 10
月增加 71.37%。 根据化学结构分析, 香茅醇脱氢
变成香茅醛和香叶醇, 本试验香茅醇含量下降, 香
茅醛和香叶醇含量增加, 是否可推断在植物生理生
化作用下香茅醇转化为香茅醛或香叶醇有待进一步
验证。 见表2。
表1 不同季节爪哇香茅油的得油率/%
季节 1月 4月 7月 10月
得油率 0.501 0.523 1.161 0.897
水分 67.06 76.34 61.45 65.43
绝干得油率 1.521 2.209 3.010 2.594
香茅醛 香茅醇 香叶醇
图2 化学结构式
表2 不同季节爪哇香茅油的主要化学成分及含量/%
化合物名称 1月 4月 7月 10月 生产 ISO3848 QB/T1033
苧烯 3.396 2.734 2.019 3.107 2.483 2.0~5.0
芳樟醇 0.711 0.852 0.462 0.797 0.548 0.5~1.5
L-异胡薄荷醇 0.729 0.227 0.104 0.130 0.394 0.5~1.7 ≤2.0
香茅醛 30.434 30.838 32.537 38.288 34.705 31~39 32~4
香茅醇 21.826 23.088 12.291 11.763 10.042 8.5~13 9~18
橙花醛 0.250 0.624 0.546 0.458 0.425
香叶醇 10.798 14.023 15.045 15.343 17.878 20~25 20~25
香叶醛 0.309 0.426 0.713 0.566 0.674 0.3~11
乙酸香茅酯 5.341 4.395 3.792 3.118 2.455 2.0~4.0
丁香酚 0.928 0.286 0.652 0.818 0.5~1.0
乙酸香叶酯 1.223 2.585 2.761 1.873 2.595 2.5~5.5
β-榄香烯 1.223 2.020 1.637 1.822 1.477 0.7~2.5
石竹烯 0.936 0.058 0.095
葎草烯 0.163 0.105 0.284
古巴烯 0.076 2.001 1.650 0.041 0.491
大根香叶烯-D 2.659 1.940 1.257 1.937 1.809 1.5~3.0
r-依兰烯 0.488 0.457 0.358 0.653 0.444
δ-杜松烯 1.678 1.485 1.458 1.636 1.502 1.4~2.5
榄香醇 4.579 4.132 10.394 7.847 5.876 1.3~4.0 ≤5
β-古巴烯 1.853 2.344 2.671 1.268 2.821
芹子烯醇 0.884 0.720 0.685 0.673 2.839
r-杜松烯 0.944 1.360 1.345 0.903 1.252
τ-杜松醇 2.282 0.820 0.811 1.510 1.648
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周丽珠 等 不同季节对爪哇香茅油的成分影响
表3 香茅油成分(%)与产品标准成分对比
化合物名称 ISO3848 QB/T1033
文献[1]
(香茅)
文献[1]
(爪哇香茅)
文献[6] 文献[7] 文献[8]
苧烯 2.0~5.0 3.83 1.50 3.26 3.55
芳樟醇 0.5~1.5 1.00 0.66 0.53 1.07
L-异胡薄荷醇 0.5~1.7 ≤2.0 0.70 4.50 1.11
香茅醛 31~39 32~40 36.05 25.75 17.36 15.0 35.81
香茅醇 8.5~13 9~18 8.70 9.53 10.31 8.45 8.37
香叶醇 20~25 20~25 21.33 19.01 20.12 11.68 23.40
香叶醛 0.3~11 1.71 0.50 0.81
乙酸香茅酯 2.0~4.0 2.98 0.62 0.83 2.59 2.55
乙酸香叶酯 2.5~5.5 5.49 0.68 0.77 2.58 4.78
β-榄香烯 0.7~2.5 1.90 1.88 3.49 2.14 2.86
大根香叶烯-D 1.5~3.0 1.88
δ-杜松烯 1.4~2.5 2.26 3.59 1.53 0.67
榄香醇 1.3~4.0 ≤5 4.16 10.64 10.50 4.11
丁香酚 0.5~1.0 0.13 0.44 1.26 0.72
香叶醇+香茅醇 ≥31 30.03 28.54 30.43 20.13 31.77
化合物名称 1月 4月 7月 10月 生产 ISO3848 QB/T1033
τ-依兰油醇 3.651 2.137 3.577 2.698 2.399
金合欢醇 0.599 0.155 0.421 0.615 0.480
香茅醇+香叶醇 32.624 37.111 27.336 27.106 27.920≥31
续表2 不同季节爪哇香茅油的主要化学成分及含量/%
2.3与产品标准比较
与 ISO3848: 2001和 QB/T1033-2011标准
成分要求相比, 本次测定的样品香叶醇和榄香醇含
量达不到要求, 香茅醛接近或达到要求, 但香茅醇
变化大, 1、 4月比要求偏高。 结合国内的研究[1,6-9]
和本次测定的样品来看, 无论是实验样品还是生产
样品, 总有某些组分达不到产品标准要求, 例如文
献 1中的香茅油除榄香醇外, 其他成分指标达到
ISO3848标准要求, 但香茅醇含量及香茅醇+香
叶醇含量达不到 QB/T1033-2011要求 , 见表 3。
这估计与原料香茅的品种和生长环境有关。 此外,
爪哇香茅油中含高沸点的倍半萜烯及醇 20%~28%,
产品标准中对某些倍半萜成分限制, 这需要在香茅
油加工过程中控制工艺条件。 因此, 培育合适的香
茅品种和选择适当的加工工艺是精油质量达到产品
标准要求的关键。
3 结论
爪哇香茅油含有多种活性成分, 主要为单萜
醇, 醛类化合物, 其中大于 4%的组分有香茅醛,
香茅醇, 香叶醇, 榄香醇。 香茅醛和香叶醇含量从
1月到10月不断增加, 分别增长25.81%, 42.09%;
但香茅醇含量先升高后下降, 降低 46.10%; 榄香
醇至 10月增加 71.37%。 在植物生理生化作用下,
可能存在一些单萜物质相互转化。
本实验测定的香茅油未达到产品质量标准要
求, 与原料香茅的品种和生长环境, 加工条件有
关。 选择合适的原料品种和加工工艺是保证产品达
标的先决条件。
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