香茅揮發(fā)油研究進(jìn)展

歐陽婷　楊瓊梁　顏紅　夏新華　汪德安　王詩婧

摘要：香茅為禾本科香茅屬多年生草本植物，作為一種藥食兩用資源，越來越受到相關(guān)領(lǐng)域的重視。研究表明，香茅揮發(fā)油具有抑菌、抗氧化、止痛、免疫調(diào)節(jié)及抗腫瘤等作用。本文綜述了近年來香茅揮發(fā)油的提取方法、化學(xué)成分及藥理活性等研究現(xiàn)狀，為香茅的進(jìn)一步開發(fā)利用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：香茅揮發(fā)油；化學(xué)成分；藥理作用；綜述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2016.02.039

中圖分類號(hào)：R284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5304（2016）02-0130-04

Research Progress in Volatile Oil of Cymbopogon Citratus （DC.） Stapf OUYANG Ting， YANG Qiong-liang， YAN Hong， XIA Xin-hua， WANG De-an， WANG Shi-jing （School of Pharmacy， Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China）

Abstract： Cymbopogon citratus （DC.） Stapf is a perennial herb of Cymbopogon Spreng， which can be used as an important source both for food and medicine. It has got increasing attention from the related fields. Studies showed that volatile oils of Cymbopogon citrates （DC.） has bacteriostasis， antioxidant， acesodyne， immune regulation， anti-tumor effect and so on. The article reviewed the recent research progress in the volatile oils of Cymbopogon citratus （DC.） Stapf， including extraction methods， chemical components and pharmacological activities， with a purpose to provide some clues for further research on Cymbopogon citratus （DC.） Stapf.

Key words： volatile oil of Cymbopogon citratus （DC.） Stapf； chemical components； pharmacological action； review

禾本科植物香茅Cymbopogon citratus （DC.） Stapf又稱檸檬草，系香茅屬多年生草本植物，主要生長于非洲和南亞等熱帶、亞熱帶地區(qū)，我國資源亦十分豐富，華南、西南等地多有栽培。香茅草性味辛、溫，具有疏風(fēng)通絡(luò)、溫中止痛功效，已收載入《中藥大辭典》[1]。香茅及香茅揮發(fā)油民間用藥歷史悠久，臨床用于治療感冒頭身疼痛、風(fēng)寒濕痹、脘腹冷痛、泄瀉、跌打損傷、月經(jīng)不調(diào)等[2-3]。我國黎族地區(qū)取其葉搗爛外敷止癢，非洲民間用于治療感冒引起的發(fā)熱和焦慮癥。香茅揮發(fā)油為香茅全草經(jīng)水蒸氣蒸餾法提取到的揮發(fā)油，具有檸檬香味，通常為黃色澄明液體。香茅揮發(fā)油成分較復(fù)雜，且隨香茅品種和產(chǎn)地呈現(xiàn)差異[4-6]，主要成分為香葉醛、香茅醛、香茅醇、橙花醛、香葉醇、欖香醇等，文獻(xiàn)報(bào)道，香茅揮發(fā)油具有抑菌、抗氧化、止痛、免疫調(diào)節(jié)及抗腫瘤等作用[7-8]。

基金項(xiàng)目：林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201404608）；湖南省研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目（CX2014B367）；國家中醫(yī)藥管理局重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目（2009年）

通訊作者：顏紅，E-mail：yh8632@126.com

此外，香茅揮發(fā)油用途廣泛，在印度、泰國及我國云南等地是一種常用的食物調(diào)料；在日常生活中還可用作肥皂、香水和化妝品的香料及植物殺蟲劑、驅(qū)蚊藥的制備等[9-10]。茲就香茅揮發(fā)油的提取方法、化學(xué)成分、藥理活性等研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 提取方法

1.1 水蒸氣蒸餾法

目前香茅揮發(fā)油的提取多采用水蒸氣蒸餾法。該法具有所得揮發(fā)油質(zhì)量較好、得率較高、能源消耗較低、蒸餾時(shí)間短、設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)。Nakahara等[11]采用水蒸氣蒸餾法提取香茅揮發(fā)油，得到最佳提取工藝為10倍水、提取1 h。楊氏等[12]研究顯示，以水蒸氣蒸餾法提取云南爪哇香茅揮發(fā)油的最佳提取工藝為：香茅草粉碎約40目、15倍水、提取2 h。尹氏等[13]采用水蒸氣蒸餾法提取海南產(chǎn)檸檬香茅揮發(fā)油，并考察了提取時(shí)間、料液比、香茅粗細(xì)、香茅部位、提取液成分等因素對揮發(fā)油收率及主要成分的影響，發(fā)現(xiàn)其最佳工藝條件為含8 g氯化鈉水溶液1400 mL，提取50 g長度為2 cm的干檸檬香茅，提取3 h時(shí)出油量最多，出油率可達(dá)1.06%。

1.2 微波輔助水蒸氣蒸餾法

該法是將水蒸氣蒸餾法與微波技術(shù)相結(jié)合，可提高揮發(fā)油的提取效果。有學(xué)者用該法考察了微波輻射功率、提取時(shí)間、料液比等因素對3個(gè)品種香茅揮發(fā)油收率的影響，結(jié)果檸檬香茅、錫蘭香茅在800 W條件下分別輻射5、4 min，爪哇香茅600 W條件下輻射6 min、料液比1∶15、提取時(shí)間90 min，檸檬香茅、爪哇香茅、錫蘭香茅的收油率分別為2.77%、2.67%、1.37%[14]。

1.3 超臨界流體萃取法

該法具有操作簡便、低溫、安全、無污染、效率高等優(yōu)點(diǎn)。王氏等[15]以香茅揮發(fā)油的萃取得率為指標(biāo)，優(yōu)選了海南產(chǎn)香茅揮發(fā)油超臨界CO2流體萃取工藝：壓力15 MPa、溫度45 ℃、時(shí)間90 min，該條件下香茅揮發(fā)油的平均得率為2.25%。Carlson等[16]考慮操作成本、揮發(fā)油蠟質(zhì)含量和收油率等因素，采用CO2流體萃取檸檬香茅揮發(fā)油，確定了超臨界流體萃取檸檬香茅揮發(fā)油的最佳條件是：溫度40 ℃、壓力12 MPa。

2 化學(xué)成分

目前，研究者們普遍采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)對不同產(chǎn)地和品種的香茅揮發(fā)油進(jìn)行成分分析，發(fā)現(xiàn)香茅揮發(fā)油的主要成分為香葉醛、橙花醛、香葉醇、乙酸香葉酯、橙花醇、β-月桂烯，其次為欖香烯、吉馬烯等烯萜類物質(zhì)。此外，香茅不同部位提取的揮發(fā)油成分亦不同：根揮發(fā)油中主要成分是長葉松烯，其次為芹子烯內(nèi)酯；莖葉揮發(fā)油主要成分是檸檬醛，其次是Z-檸檬醛[6，17-20]。

楊氏等[12]對云南爪哇香茅揮發(fā)油分析鑒定出了38種成分，占總揮發(fā)油的94.64%，主要成分為香葉醇（20.12%）、香茅醛（17.36%）、欖香醇（10.50%）和香茅醇（10.31%）。有學(xué)者對海南產(chǎn)檸檬香茅揮發(fā)油進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)海南香茅揮發(fā)油的主要成分為香葉醛、橙花醛、香葉醇、香葉酸、芳樟醇和乙酸香葉酯等[15，17]。有報(bào)道已鑒定出錫蘭香茅的4種主要成分——香茅醛、橙花醇、β-香茅醇和α-欖香醇，且發(fā)現(xiàn)在不同提取階段揮發(fā)油的含量有所不同[21]。董氏等[18]采用GC-MS技術(shù)從廣西產(chǎn)香茅草中鑒定出39種成分，占揮發(fā)油色譜總餾出峰面積的90%以上，其中主要化學(xué)成分為月桂烯（15.65%）、橙花醛（31.97%）及檸檬醛（37.40%）。陳氏等[19]首次對杭州栽培引種自非洲的香茅葉揮發(fā)油成分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)香茅葉揮發(fā)油的主要成分是香葉醛（35.75%）和橙花醛（28.70%），其次為β-香葉烯（14.16%）、香葉醇（7.86%）、乙酸香葉酯（3.66%）和香葉酸（1.40%）等?？梢?，不同產(chǎn)地和品種的香茅揮發(fā)油成分基本相似，但含量差別較大。

3 藥理作用

3.1 抑菌

香茅揮發(fā)油抑菌效果較好。王氏等[22]采用濾紙片法對水蒸氣蒸餾法提取的香茅揮發(fā)油進(jìn)行抑菌活性考察，結(jié)果不同濃度香茅揮發(fā)油對大腸桿菌的抑菌活性不同，濃度越大，抑菌圈半徑越大。楊氏等[23]采用貼片法和試管培養(yǎng)法對檸檬香茅揮發(fā)油進(jìn)行定性、定量抗菌性研究，結(jié)果檸檬香茅揮發(fā)油對4種常見致病菌（金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和白色念珠菌）均有明顯抑制作用，其中對金黃色葡萄球菌抑制能力最強(qiáng)，最低抑菌濃度為0.05 μL/mL，其次為枯草芽孢桿菌0.1 μL/mL，而對大腸桿菌和白色念珠菌的最低抑菌濃度均為0.2 μL/mL。陳氏[24]通過體外和體內(nèi)試驗(yàn)研究了香茅揮發(fā)油對櫻桃番茄采后病原菌灰葡萄孢及鏈格孢的生長抑制作用，發(fā)現(xiàn)香茅揮發(fā)油對灰葡萄孢及鏈格孢具有較強(qiáng)的抑制作用。

此外，有研究者采用抑菌圈法對檸檬香茅揮發(fā)油的抗真菌效果進(jìn)行了研究，結(jié)果檸檬香茅揮發(fā)油對紅色毛癬菌、絮狀表皮癬菌和石膏樣毛癬菌均有一定的抑菌作用，且抑菌效果隨著揮發(fā)油用量的增大而提高[25]。

3.2 抗氧化

楊氏等[12，21]分別采用磷鉬絡(luò)合物法、結(jié)晶紫分光光度法、鄰苯三酚自氧化法，從總體抗氧化能力、清除羥基自由基能力、清除超氧陰離子自由基能力3個(gè)方面，測定錫蘭香茅揮發(fā)油抗氧化能力，并與合成抗氧化劑沒食子酸丙酯（PG）進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，一定濃度范圍內(nèi)，揮發(fā)油總抗氧化和清除羥基自由基能力略低于PG，但在清除超氧陰離子方面，錫蘭香茅揮發(fā)油強(qiáng)于PG。表明錫蘭香茅揮發(fā)油具有良好抗氧化效果。

尹氏等[13]采用電子自旋共振法對檸檬香茅揮發(fā)油抗氧化活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%香茅揮發(fā)油乙醇溶液對羥基自由基具有一定清除活性，清除率約32%。表明香茅揮發(fā)油具有良好的抗氧化能力，是一種較好的抗氧化劑。李氏[26]以豬油為介質(zhì)，以過氧化值為指標(biāo)，考察微波輔助提取的檸檬草揮發(fā)油的抗氧化性，結(jié)果檸檬香茅揮發(fā)油在食用油中具有良好的抗氧化性能，其抗氧化活性與2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚接近，但不及二丁基羥基甲苯強(qiáng)。

3.3 免疫調(diào)節(jié)及抗腫瘤

廉氏等[8]采用小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞試驗(yàn)（半體內(nèi)法）和NK細(xì)胞活性試驗(yàn)（乳酸脫氫酶法）考察香茅草提取物口服液的免疫調(diào)節(jié)作用及對灌胃小鼠肉瘤180動(dòng)物移植性腫瘤和小鼠肝癌（H22）動(dòng)物移植性腫瘤的抑制作用。發(fā)現(xiàn)香茅草提取物口服液具有免疫調(diào)節(jié)作用和腫瘤抑制作用，即20、15 mL/kg實(shí)驗(yàn)組小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞的能力和NK細(xì)胞活性均有比較明顯提高。表明其對腫瘤有明顯的抑制作用。竇氏等[27]對香茅揮發(fā)油次要成分提取物抑制腫瘤作用進(jìn)行了研究，結(jié)果香茅揮發(fā)油次要成分欖香烯、吉馬烯等萜烯類混合物制備成的口服乳劑具有抑制腫瘤的作用，且對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體質(zhì)量無明顯影響。該實(shí)驗(yàn)為香茅揮發(fā)油所含萜烯類成分的抗腫瘤作用研究提供了依據(jù)。

3.4 止痛

香茅草治療痛癥已有悠久歷史，《嶺南采藥錄》《四川中藥志》等書中記載，香茅草能治頭痛、胃痛，治筋骨疼痛麻木等痛癥。研究顯示，β-香葉烯為香茅草中鎮(zhèn)痛作用的主要成分[28]。國外早期研究顯示，香茅揮發(fā)油有止痛作用，且發(fā)現(xiàn)香茅揮發(fā)油的止痛效果作用于中樞和外周[29]。

3.5 其他

據(jù)報(bào)道，香茅揮發(fā)油有松弛支氣管平滑肌[30]，改善肺通氣功能、殺蟲等作用[31]。另有報(bào)道，以香茅揮發(fā)油的次要成分加4.5倍量大豆磷脂乳化制備的口服乳劑對95%乙醇造成的大鼠急性胃黏膜損傷具有保護(hù)作用[6]。

4 改善香茅揮發(fā)油穩(wěn)定性的制劑學(xué)研究

目前，已有研究者將香茅揮發(fā)油制備成口服乳劑、微囊和β-環(huán)糊精包合物，大大提高了揮發(fā)油的生物利用度，為其制劑學(xué)研究及進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供了參考。

Hsieh等[32]將香茅揮發(fā)油包裹在殼聚糖中，其中殼聚糖質(zhì)量百分濃度≥0.2%時(shí)制成的O/W型微囊，不僅達(dá)到控釋目的，且大大提高了揮發(fā)油的生物利用度。有研究者采用單凝聚法制備了檸檬香茅揮發(fā)油微囊，通過GC-MS分析發(fā)現(xiàn)，檸檬香茅揮發(fā)油2種主要的抑菌活性成分α-檸檬醛和β-檸檬醛經(jīng)微膠囊化后不但沒有損失，且以最低抑菌濃度為指標(biāo)進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)時(shí)，揮發(fā)油的抑菌活性也未出現(xiàn)變化[33]。劉氏等[34]對香茅揮發(fā)油β-環(huán)糊精包合工藝條件進(jìn)行了探討，考察了溶媒、溫度等因素對包埋率的影響，并通過紅外光譜法對包合物進(jìn)行理化鑒別，發(fā)現(xiàn)包合物的紅外光譜與混合物的譜圖差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表明以β-環(huán)糊精為壁材，乙酸乙酯為溶媒，在80 ℃進(jìn)行包埋，包埋率最高。

5 展望

近年來，對香茅揮發(fā)油的研究多側(cè)重于提取方法和化學(xué)成分分析，而其藥理活性及制劑學(xué)的研究仍處于初步階段，尚未見其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的相關(guān)研究報(bào)道。我國的香茅資源豐富，具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，對香茅的深加工利用、藥理作用機(jī)理、活性物質(zhì)基礎(chǔ)等方面的研究將是今后研究重點(diǎn)，以促進(jìn)香茅得到更廣泛的利用，充分發(fā)揮其功效，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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（收稿日期：2015-03-03）

（修回日期：2015-06-23；編輯：梅智勝）