全 文 ：《食品工业》2015 年第36卷第 4 期 280
消毒药剂，如杀虫剂、驱蚊药等。柠檬草油的化学成
分和药理活性一直是国内外研究的热点。关于其挥发
油的成分已有文献报道[3-4]，但采用的方法多为传统的
开放式水蒸气蒸馏法，提取时的温度较高，得到的挥
发性成分沸点较低，多为单萜、倍半萜及其含氧衍生
物，而对其超临界流体萃取的挥发油的成分报道
较少。
试验采用超临界CO2流体萃取技术与水蒸气蒸馏
法从柠檬草中提取挥发性成分，并使用气相色谱-质
谱联用（GC-MS）方法对其化学成分进行分析，比较
两种方法提取的挥发油的化学成分的差异，为选择柠
檬草油较佳的提取方法提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
两种方法提取的柠檬草挥发油化学成分分析
王勇，胡雄飞，孔杜林
1. 海南医学院药学院（海口 571199）；2. 海南省热带药用植物研究开发重点实验室（海口 571199）
摘 要 采用超临界CO2萃取法 (SFE) 和水蒸气蒸馏法 (SD) 提取柠檬草挥发油, 用气相色谱-质谱联用技术对其化
学成分进行分离鉴定, 并采用峰面积归一化法计算各组分相对百分含量, 分析比较了2种不同提取方法提取的柠檬
草挥发油化学成分的差异。从柠檬草超临界CO2流体萃取物中初步鉴定了40个成分, 主要成分为亚油酸 (28.82%)、
香叶醛 (13.52%)、棕榈酸 (12.71%)、橙花醛 (10.83%)、硬脂酸 (3.23%)、柠檬醇 (2.65%)、乙酸香叶酯 (2.03%); 从柠
檬草水蒸气蒸馏法提取的挥发油中鉴定了35个成分, 主要成分为香叶醛 (32.86%)、橙花醛 (28.22%)、乙酸香叶酯
(7.93%)、橙花醇 (4.47%)、橙花叔醇 (4.13%)、苯乙酸橙花酯 (2.44%); 两者共有成分21个。两种方法提取的柠檬草挥
发油组分及其成分含量存在较大差异, 超临界CO2流体萃取法提取的挥发油能更真实、全面地反映柠檬草中的化
学成分。
关键词 柠檬草; 挥发油; 气相色谱-质谱法 (GC-MS); 超临界萃取法; 水蒸气蒸馏法
Analysis of Chemical Components in the Volatile Oils Extracted by Two Methods
Wang Yong, Hu Xiong-fei, Kong Du-lin
1. School of Pharmaceutical Sciences, Hainan Medical University (Haikou 571199);
2. Hainan Provincial Key Lab of R & D on Tropical Herbs (Haikou 571199)
Abstract In order to compare the chemical constituents of the volatile oil extracted from lemongrass by two kinds of methods,
the volatile oils were extracted by supercritical fluid extraction (SFE) and water steam distillation (SD). The components were separated
and identified by GC-MS and the amounts of the components from the volatile oil were determined by peak area normalization
method. There are 40 components in the lemongrass oil extracted by SFE which were identified by GC-MS. The major constituents
were linoleic acid (28.82%), geranial (13.52%), palmitic acid (12.71%), neral (10.83%), lemonol (2.65%) and geranyl acetate (2.03%).
There are 35 components from lemongrass oil by SD. The main constituents are geranial (32.86%), neral (28.22%), geranyl acetate
(7.93%), nerol (4.47%), nerolidol (4.13%) and neryl phenylacetate (2.44%). There are 21 components in common in both oils. The
main chemical constituents in the supercritical extract and volatile oil from the lemongrass are different in types and content. The
volatile oil extracted by SFE method can reflect the chemical components of lemongrass more accurately and more comprehensively.
Keywords lemongrass; volatile oil; gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); supercritical fluid extraction; steam
distillation
柠檬草为禾本科香茅属植物香茅的新鲜或干燥全
草，学名香茅，又名香茅草，柠檬香茅。我国柠檬草
资源十分丰富，多为栽培，主要分布于福建、台湾、
广东、海南、广西、云南等省区。柠檬草味辛、甘，
性温，归肺、胃、脾经，具有祛风通络，温中止痛，
利湿止泻功效，用于治疗外感风寒头痛，头风头痛，
风湿痹痛，脘腹冷痛，泄泻，水肿，脚气，跌打损伤
等[1]。由于其具有浓郁的柠檬香味，在一定程度上可
以代替柠檬使用，因此也是重要的调味香料。此外，
柠檬草也可作为药茶，像茶叶一样直接冲泡后使用，
具有镇静、促进睡眠、抗焦虑、抗痉挛和助消化等功
效[2-3]。其茎叶可直接作为调味香料或药用，亦可提取
柠檬草油。
柠檬草油在日常生活中应用相当广泛，除用作肥
皂、香水和化妆品的香料外，还可用于合成薄荷脑、
基 金 项 目 ： 海 南 省 教 育 厅 高 等 学 校 科 学 研 究 资 助 项 目
（Hjkj2010-36）
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柠檬草药材，购于海南凤生香草园农业有限公
司，经海南医学院药学院曾念开副教授鉴定为禾本科
香茅属植物香茅Cymbopogon citratus（DC.）Stapf的干
燥地上部分（柠檬香茅）；CO2：海南佳腾化工气体
有限公司；乙酸乙酯（分析纯）：天津市大茂化学试
剂厂。
1.2 仪器与设备
HA221-50-06 型超临界萃取装置：江苏南通华安
超临界萃取有限公司；CX-500A 高速多功能粉碎机：
上海晟喜制药机械有限公司；98-1-B 电子调温电热
套：天津市泰斯特仪器有限公司；AUW220D 电子分
析天平：日本岛津仪器公司；HP6890/5973 气相色谱
质谱联用仪：美国Agilent公司；DB-5MS 石英毛细管
色谱柱：J & W公司。
1.3 柠檬草挥发油的制备
1.3.1 超临界CO2流体萃取法提取的挥发油供试品溶
液的制备
取柠檬草药材，低温烘干后粉碎，过40目筛，准
确称取100 g药材粉末于1 L的萃取釜中，对冷凝器中
CO2进行降温，同时对萃取釜和分离釜进行加热，待
系统达到设定的温度后，对系统进行加压，保持萃
取压力为15 MPa，调节CO2流量至30 kg/h，开始进
行循环萃取，保持萃取温度为45 ℃，萃取时间为90
min，从分离釜1、2出料口收集柠檬草萃取物，得灰
绿色黏稠状物，所得萃取物除去水分后精密称重，
收率为2.1%。取柠檬草萃取物0.2 g，加乙酸乙酯溶
解并释释至2 mL，过0.45 μm微孔滤膜，取续滤液，
备用。
1.3.2 水蒸气蒸馏法提取的挥发油供试品溶液的制备
准确称取柠檬草药材粉末（过40目筛）50 g，加
入500 mL蒸馏水，按《中华人民共和国药典》2010年
版一部附录XD[5]挥发油测定法”项下甲法操作提取
5 h，得红棕色，具有浓郁柠檬香气的透明液体，收
率为1.0%。取挥发油0.2 mL，加乙酸乙酯稀释至
2 mL，摇匀，即得。
1.4 气相色谱-质谱（GC-MS）分析
1.4.1 气相色谱条件
色谱柱：DB-5MS石英毛细管柱（30 m×0.25
mm，0.25 μm）；进样口温度250 ℃；进样量1.0
μL；分流进样，分流比为5︰1；载气为He，恒流模
式，柱流量1.0 mL/min，平均线速度37 cm/s；程序升
温：初始温度从70 ℃开始，以5 ℃/min升到250 ℃，
保持4 min。
1.4.2 质谱条件
电子轰击（EI）离子源；电离能量70 eV，电子
倍增管电压1 892 V，离子源温度230 ℃，四极杆温度
150 ℃，扫描质量范围：30~550 m/z。
2 结果与分析
按1.4试验条件，取两种方法提取的供试品溶液进
行测试，得柠檬草挥发油总离子流图A、B（图1）。
对总离子流图中各峰经质谱扫描后得到的成分色谱图
经质谱工作站Wiley275、NIST05标准质谱图数据库对
化合物进行检索比较，并结合图谱分析，参考相关文
献[3-4]，鉴定各种化学成分，按峰面积归一化法计算各
峰在挥发油中的相对百分含量，结果见表1。
图1 水蒸气蒸馏法（A）和超临界萃取法（B）提取
的柠檬草挥发油的总离子流图
从柠檬草超临界萃取物中共分离得到56种组分，
鉴定了其中的40种成分，鉴定的成分含量占挥发油
总成分的88%以上，主要成分为亚油酸（28.82%）、
棕榈酸（12.71%）、香叶醛（13.52%）、橙花醛
（10.83%）、硬脂酸（3.23%）、柠檬醇（2.65%）、
乙酸香叶酯（2.03%）等，主要成分为脂肪酸和单萜
含氧衍生物。从柠檬草水蒸气蒸馏法提取的挥发油
中共分离得到39种成分，鉴定了其中的35种组分，所
鉴定出的成分含量占挥发油总成分的93%以上，主要
成分为香叶醛（32.86%）、橙花醛（28.22%）、乙
酸香叶酯（7.93%）、橙花醇（4.47%）、橙花叔醇
（4.13%）、苯乙酸橙花酯（2.44%），主要成分为单
萜含氧衍生物。两者共有成分共有21个，如香叶醛、
橙花醛、乙酸香叶酯、β-月桂烯、橙花叔醇、6-甲
基-5庚烯-2-酮等。
3 讨论与结论
由结果可知，超临界萃取法与水蒸气蒸馏法相比
可萃取出较多沸点较高的组分（如亚油酸、棕榈酸等
脂肪酸），大分子质量的成分相对较多，这可能是由
于水蒸气蒸馏法的提取时间长、温度高、系统开放，
其过程易造成热不稳定及易氧化成分的破坏及挥发损
失，对部分组分有破坏作用。超临界萃取物中含有较
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高的脂肪酸类等含氧化合物和较低的单萜烯烃含量，
并有较多的头香成分和更多的底香成分，表现出更加
接近自然的真实香气。且超临界萃取提取的挥发油
的得率较水蒸气蒸馏法提取的得率高一倍左右。但
超临界萃取法中提取的柠檬醛（香叶醛和橙花醛）
的含量较水蒸气蒸馏法提取的柠檬醛含量低，且澄
清透明度相对于水蒸气蒸馏法略有不足，需进一步
处理。
表1 超临界萃取法和水蒸气蒸馏法提取柠檬草挥发油GC-MS成分分析结果
序号 化合物名称 分子式
相对含量/%
SFE SD
1 6-甲基-5庚烯-2-酮 C8H14O 0.43 0.26
2 β-月桂烯 C10H16 0.25 1.88
3 β-蒎烯 C10H16 0.16 0.21
4 月桂烯环氧化物 C10H16O 0.18 0.40
5 芳樟醇 C10H18O 0.10 0.37
6 桃金娘醛 C10H16O - 0.20
7 反式菊醛 C10H16O - 0.19
8 β-侧柏酮 C10H16O - 0.24
9 α-侧柏酮 C10H16O - 0.38
10 长叶薄荷酮 C10H16O - 0.52
11 异胡薄荷醇 C10H18O 0.34 -
12 2, 3-环氧香叶醛 C10H16O2 0.39 -
13 橙花醛 C10H16O 10.83 28.22
14 柠檬醇 C10H18O 2.65 -
15 香叶醇 C10H18O - 1.57
16 香叶醛 C10H16O 13.52 32.86
17 对-薄荷-1(7)-烯-2-酮 C10H16O 0.77 0.36
18 香芹醇 C10H16O - 0.18
19 蒈酮 C10H16O 0.99 0.37
20 α-松油醇 C10H16O 0.36 0.28
21 4-甲基-2-十一烷 C12H24 0.23 -
22 橙花醇 C10H18O 1.02 4.47
23 橙花酸 C12H20O2 - 0.51
24 香茅醇 C12H20O - 0.14
25 2-甲基壬酮 C11H22O - 0.68
26 乙酸香叶酯 C12H20O2 2.03 7.93
27 乙酸橙花酯 C12H20O2 0.24 1.21
序号 化合物名称 分子式
相对含量/%
SFE SD
28 香叶酸乙酯 C12H20O2 0.45 -
29 β-榄香烯 C15H24 - 0.19
30 β-石竹烯 C15H24 0.19 0.30
31 α-荜澄茄烯 C15H24 - 0.44
32 β-金合欢烯 C15H24 - 0.24
33 β-柏木烯 C15H24 0.35 -
34 α-葎草烯 C15H24 0.30 0.34
35 β-杜松烯 C15H24 0.29 -
36 石竹烯氧化物 C15H24O 0.19 0.40
37 γ-古芸烯 C15H24 0.30 0.23
38 肉豆蔻酸 C14H28O2 0.19 -
39 六氢金合欢丙酮 C18H36O 0.15 -
40 棕榈酸甲酯 C17H34O2 0.37 -
41 棕榈酸 C16H32O2 12.71 0.29
42 珠光脂酸 C17H34O2 1.04 -
43 亚油酸甲酯 C19H34O2 0.48 -
44 亚麻酸甲酯 C19H32O2 1.00 -
45 叶绿醇 C20H40O 0.49 0.66
46 亚油酸 C18H32O2 28.82 -
47 硬脂酸 C18H36O2 3.23 -
48 橙花叔醇 C15H26O 0.25 4.13
49 苯乙酸橙花酯 C18H24O2 0.54 2.44
50 花生酸 C20H40O2 1.01 -
51 芥子酸 C22H42O2 0.44 0.93
52 邻苯二甲酸二辛酯 C24H36O4 0.33 -
53 山萮酸 C22H44O2 0.59 -
合计 88.01 93.09
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同时，前期的试验也表明[6]：超临界萃取压力、
萃取温度和萃取时间对柠檬草挥发油的得率、颜色和
形态影响较大。在一定范围内萃取压力增大，密度增
加，挥发油的溶解度也增加，使得萃取率也相应提
高；但压力过大，传质速度减慢，扩散系数也随之减
少，反而不利于进一步的提取，且柠檬草油中的脂溶
性杂质成分增多，流动性和透明度变差。随着温度升
高，柠檬草油萃取得率及柠檬醛含量相应增加。当温
度达到55 ℃以后，柠檬草油萃取得率及柠檬醛的含量
降低。萃取时间对萃取得率的影响是正相关的，但从
经济角度出发不宜过长，选择90 min为宜。
总之，超临界萃取法具有萃取时间短、操作温度
低、有效成分不易被分解破坏、提取收率高、无溶剂
残留等优点。在萃取过程中排除了一些化学成分遇氧
氧化及见光反应的可能性，既可以提取低沸点的易挥
发性成分，避免破坏具有植物特征的香味成分，萜烯
类组分不易损失，又可以提取出较多的醇、酯、不饱
和脂肪酸、长链烷烃、热不稳定组分及易氧化的成
分，更能真实、全面地反映柠檬草中的化学组分[7-9]。
因此，相比较而言，超临界CO2流体萃取有利于热敏
性柠檬草油的分离提纯，所得的柠檬草油新鲜感、天
然感好，是柠檬草油比较适宜的提取方法。
参考文献：
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《食品工业》2015 年第36卷第 4 期 283
行液体样品（或水溶液）的定量分析，可以不用考虑
光程变化的问题，为红外光谱的定量分析提供了极大
的便利[5-6]。根据导数光谱的定量分析原理，样品对
波长为λ的红外光的吸光度二阶导数值（即峰高hλ）与
吸光物质的浓度成正比：hλ=hλ·l·c，所以在ATR-
FTIR二阶导数光谱分析中有：hλ=k·c，此即ATR-
FTIR二阶导数光谱的定量分析依据。
蜂蜜是一种营养丰富的天然滋养食品，其中主要
成分为葡萄糖和果糖，其中果糖约占20%~40%。测定
蜂蜜中果糖的含量分析方法有化学法[7]、旋光法[8]、紫
外分光光度法[9]、高效液相色谱法[10-12]）及近红外光
谱分析法[13-14]等。试验建立了ATR-FTIR二阶导数光
ATR-FTIR二阶导数光谱法测定蜂蜜中果糖的含量
梁奇峰*，李珊
嘉应学院化学与环境学院（梅州 514015）
摘 要 建立了ATR-FTIR二阶导数光谱直接测定蜂蜜中果糖含量的新方法。绘制果糖标准溶液的ATR-FTIR
二阶导数谱, 选择果糖的特征峰 (965.8±1 cm-1) 为定量峰, 绘制果糖质量分数 (ρ) 与相应二阶导数谱特征峰高 (h) 的
标准工作曲线, 在果糖百分含量为0.20~0.60 g·mL-1范围内, 两者的线性回归方程为h=-0.000 74ρ-0.000 02, 线性相
关系数r=0.991 8, 方法检出限为0.041 g·mL-1。利用该方法测得蜂蜜样品中果糖的含量为27.45%, 测定的相对标准
偏差为3.2%, 测定的加标回收率为96.0%~100.7%, 测定结果与紫外分光光度法相近。
关键词 傅里叶变换红外光谱; 衰减全反射; 二阶导数光谱; 果糖
Determination of Fructose in Honey by Second Derivative Spectrum of
ATR-FTIR
Liang Qi-feng*, Li Shan
School of Chemistry and Environment, Jiaying University (Meizhou 514015)
Abstract A novel method for the determination of fructose by Fourier transform infrared spectrophotometry with attenuated total
reflection (ATR-FTIR) has been establlished. The standard fructose solutions were detected by ATR-FTIR and the second derivative
spectrums were gotten. The peak of fructose at 965.8±1 cm-1 was chosen as quantitative peak, the results showed that the height of
quantitative peak of the second derivative spectrum (h) had good linear relationship with the content of fructose (ρ) from 0.20 to 0.60
g·mL-1. The linear regression equation was h=-0.000 74ρ-0.000 02, the linear correlation coefficient was 0.991 8 and the detection
limit was 0.041 g·mL-1. The content of fructose in honey samples detected by the method was 27.45%, and the relatively standard
deviations was 3.2%, the recoveries of the method was 96.0%~100.7%. The results agreed well with those of ultraviolet spectrophotometry.
Keywords Fourier transform infrared spectroscopy; attenuated total reflection; second derivative spectrum; fructose
近十多年来，红外光谱定量分析已经实现了单一
物质、二元或多元物质的定量测定[1-2]。红外吸收光谱
经过求导，使分辨率得到很大的提高，能够消除干扰
谱带交叠的影响和背景吸收，提高了吸收光谱
法抗干扰的能力[3-4]。傅里叶变换衰减全反射红
外光谱（attenuated total reflectance Fourier transform in-
frared spectroscopy，ATR-FTIR）可以直接测定各种固
体、液体（包括水溶液）样品，无需对样品进行繁琐
的处理，测定过程非常简便。根据ATR的测定原理，
用同一个ATR附件进行测定，当固定红外光的入射角
θ时，波长为λ的红外光每次进入液体样品的深度l（即
光程）均为定值（约5 μm），所以利用ATR-FTIR进
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