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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
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
香茅是禾本科(Gramineae)香茅属(Cymbopogon)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(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。
1.2 方法
1.2.1 水分测定
取叶子剪碎,称取10 g(准确至0.000 1 g),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2 000 mL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℃(10 min),以5℃/min升至150℃,以10℃/min 升至220℃,停留5 min;进样口250℃;汽化室250℃;分流比1∶50;进样量0.4 μL。
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4 min;进样口230 ℃;接口250 ℃。质谱条件:EI离子源;电离电压70 ev;扫描范围45~350 amu;全扫描方式,溶剂延迟5 min;进样量1 μL(1%乙醇溶液)。图1是爪哇香茅油的气质总离子流图。
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。
2.3 与产品标准比较
与ISO 3848:2001和 QB/T 1033-2011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ISO 3848标准要求,但香茅醇含量及香茅醇+香叶醇含量达不到QB/T 1033-2011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。
参考文献
[1] 程必强,许 勇,喻学俭,等. 六种香茅属植物资源及精油成分[J]. 香料香精化妆品,1994(3):6-10.
[2] 杨 欣,姜子涛,李 荣,等. 柠檬草精油的成分分析和抗氧化能力比较[J]. 食品科技,2010,35(8):311-316.
[3] ISO 3848:2001 Java type citronella oil[S].
[4] ISO 3849:2003 Sri Lanka citronella oil[S].
[5] 中华人民共和国工业和信息化部. QB/T 1033-2011香茅(精)油(爪哇型)[S]. 北京:中国标准出版社,2010.
[6] 杨 欣,姜子涛,李 荣. 调味香料云南爪哇香茅挥发油化学成分的研究[J]. 中国调味品,2010,35(2):46-48.
[7] 胡黎明,曾 玲,申建梅,等. 香茅精油对桔小实蝇产卵驱避作用及其化学成份分析[J]. 环境昆虫学报,2012,34(2):249-253.
[8] 蒋小龙,寸东义,杨晶焰. 香茅精油、香茅醛、香茅醇对储粮霉菌和害虫的抑制和熏杀效果的实验结果[J]. 郑州粮食学院学报,1994,15(1):40-49.
[9] 周丽珠,梁忠云,李军集,等. 不同产地和季节对岗松油成分影响初探[J]. 广西林业科学,2010,39(2):97-99.
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
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
香茅是禾本科(Gramineae)香茅属(Cymbopogon)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(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。
1.2 方法
1.2.1 水分测定
取叶子剪碎,称取10 g(准确至0.000 1 g),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2 000 mL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℃(10 min),以5℃/min升至150℃,以10℃/min 升至220℃,停留5 min;进样口250℃;汽化室250℃;分流比1∶50;进样量0.4 μL。
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4 min;进样口230 ℃;接口250 ℃。质谱条件:EI离子源;电离电压70 ev;扫描范围45~350 amu;全扫描方式,溶剂延迟5 min;进样量1 μL(1%乙醇溶液)。图1是爪哇香茅油的气质总离子流图。
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。
2.3 与产品标准比较
与ISO 3848:2001和 QB/T 1033-2011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ISO 3848标准要求,但香茅醇含量及香茅醇+香叶醇含量达不到QB/T 1033-2011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。
参考文献
[1] 程必强,许 勇,喻学俭,等. 六种香茅属植物资源及精油成分[J]. 香料香精化妆品,1994(3):6-10.
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[8] 蒋小龙,寸东义,杨晶焰. 香茅精油、香茅醛、香茅醇对储粮霉菌和害虫的抑制和熏杀效果的实验结果[J]. 郑州粮食学院学报,1994,15(1):40-49.
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