苗麗坤 熊國璽 喻世濤 程書鋒 肖龍恩

摘要：【目的】利用正交設(shè)計法探討不同儲存條件對艾葉揮發(fā)油成分的影響，為其儲存及開發(fā)利用提供技術(shù)參考。【方法】以艾葉為原料，在單因素試驗基礎(chǔ)上，分別以儲存溫度、儲存濕度及儲存時間為影響因素，以艾葉揮發(fā)油提取率及香氣質(zhì)量為評價指標，通過正交設(shè)計試驗確定艾葉的最佳儲存條件?！窘Y(jié)果】影響艾葉儲存效果的因素主次排序為：儲存溫度>儲存濕度>儲存時間，艾葉最佳儲存條件為：儲存溫度40 ℃、儲存濕度40%、儲存時間8個月，揮發(fā)油平均提取率為0.645%；在此儲存條件下得到的艾葉揮發(fā)油香氣特征明顯、豐富，經(jīng)GC-MS分析，其主要成分有桉葉油醇（31.54%）、右旋龍腦（8.94%）、左旋樟腦（6.12%）和石竹烯（6.09%）等。【結(jié)論】采用正交設(shè)計法優(yōu)化得到的艾葉儲存條件能有效保持其揮發(fā)油成分含量和香氣質(zhì)量，可在實際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 艾葉；揮發(fā)油；儲存條件；提取率；香氣質(zhì)量；GC-MS分析

中圖分類號： R284.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）01-0112-05

0 引言

【研究意義】艾葉又稱艾蒿，為菊科植物艾（Artemisia argyi Levl. et Vant.）的干燥葉。艾葉是一種傳統(tǒng)中藥，能夠散寒除濕、溫經(jīng)止血（張學(xué)蘭和吳美娟，1992；楊長江等，2004），同時還有止咳平喘（黃學(xué)紅等，2006）、抗菌消炎（韓軼等，2005；張鵬等，2015）等功效。艾葉具有清香味，含有大量揮發(fā)油，由于受不同生長環(huán)境及儲藏條件等因素影響，其有效成分含量及功效均存在一定差異（梁歡等，2014）。因此，有必要對其儲存條件進行研究?！厩叭搜芯窟M展】目前已有不少學(xué)者對天然植物的儲存條件進行相關(guān)研究。陳偉光和盛靜（2006）研究不同存儲時間和存儲方法對杭白菊總黃酮含量的影響，結(jié)果表明，杭白菊中總黃酮含量隨存儲時間的延長逐漸降低，密閉（真空）包裝或冷藏可有效延緩總黃酮含量下降。喻良文等（2008）分析貯藏時間對廣藿香揮發(fā)油含量的影響，結(jié)果表明，廣藿香藥材揮發(fā)油含量隨貯藏時間的延長而逐漸減少，揮發(fā)油在0～10 ℃下放置時各組分百分含量變化??；藥材貯藏時間不宜超過2年，所提取的揮發(fā)油能保存2年以上。李哲和贠建民（2009）研究不同儲藏條件對顆粒酒花苦味物質(zhì)的影響，結(jié)果表明，在5 ℃、避光、抽真空條件下儲藏3個月后，酒花的α-酸、β-酸含量最多，比在25 ℃、避光、密封條件下儲藏3個月的酒花α-酸、β-酸含量分別高0.78%和0.43%。施婷婷等（2014）研究保存方法對桂花精油提取及香氣成分的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，冷凍保存的桂花能保留鮮花的原有香氣成分，精油提取率基本不變；而自然干燥處理的桂花精油香氣成分及提取率有很大程度下降。【本研究切入點】近年來，艾葉在醫(yī)學(xué)、香料和食品等領(lǐng)域已成為研究熱點，但關(guān)于儲存條件對其有效成分影響的系統(tǒng)研究鮮見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過正交設(shè)計試驗，對不同儲存條件下的艾葉進行揮發(fā)油提取，結(jié)合香氣質(zhì)量及成分對比分析，確定最佳儲存條件，為艾葉的儲存及開發(fā)利用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

艾葉購自武漢龍?zhí)┧帢I(yè)有限公司。無水乙醇、無水硫酸鈉均為分析純，購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。主要儀器設(shè)備有：LX-80恒溫恒濕箱（深圳市聯(lián)欣檢測設(shè)備有限公司）、FA3204B型電子天平（上海精密科學(xué)儀器有限公司）、揮發(fā)油提取器（天津市天玻玻璃儀器有限公司）、Thermo TRACE GC Ultra-DSQⅡ氣相色譜—質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用儀（美國Thermo-Fisher公司）。

1. 2 揮發(fā)油提取

準確稱取0.2 kg艾葉置于圓底燒瓶中，加入2.0 kg水浸泡10 h，回流提取5 h可得到艾葉揮發(fā)油；向揮發(fā)油中加入無水硫酸鈉，靜置過夜備用。根據(jù)每克原料所提取得到的揮發(fā)油質(zhì)量（g）計算提取率（%）。

1. 3 單因素試驗

1. 3. 1 儲存溫度對艾葉揮發(fā)油的影響 將艾葉儲存溫度分別設(shè)為10、20、30、40、50和60 ℃，保持儲存濕度50%，72 h后提取揮發(fā)油，計算提取率。

1. 3. 2 儲存濕度對艾葉揮發(fā)油的影響 將艾葉儲存濕度分別設(shè)為30%、40%、50%、60%、70%和80%，保持儲存溫度30 ℃，72 h后提取揮發(fā)油，計算提取率。

1. 3. 3 儲存時間對艾葉揮發(fā)油的影響 設(shè)定艾葉儲存溫度30 ℃、濕度50%，分別儲存2、4、6、8、10和12個月后提取揮發(fā)油，計算提取率。

1. 4 正交設(shè)計試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，選擇儲存溫度（A）、儲存濕度（B）和儲存時間（C）為考察因素，以揮發(fā)油提取率和香氣質(zhì)量為評價指標，利用正交設(shè)計法對艾葉儲存條件進行優(yōu)化。正交試驗因素與水平見表1。

1. 5 揮發(fā)油成分分析

1. 5. 1 樣品處理 用無水乙醇對所得揮發(fā)油進行稀釋，并加入無水硫酸鈉，靜置過夜待分析。

1. 5. 2 GC-MS分析條件 色譜柱HP-5MS（30 cm×0.25 mm×0.25 μm）；初始柱溫50 ℃，保持4 min，以10 ℃/min速率升至250 ℃，保持10 min；傳輸線溫度250 ℃；恒流模式，載氣為氦氣；流速1 mL/min；進樣量1 μL，分流進樣，分流比10∶1；EI離子源，電離電壓70 ev，掃描范圍50～450 amu。

1. 5. 3 定性方法 通過WILEY和MAINLIB譜庫自動檢索，結(jié)合保留指數(shù)（可接受誤差≤1%）共同確定，相對百分含量采用峰面積歸一化法計算。

2 結(jié)果與分析

2. 1 單因素試驗結(jié)果

2. 1. 1 儲存溫度對艾葉揮發(fā)油的影響 由圖1可知，隨著原料儲存溫度的升高，艾葉揮發(fā)油提取率呈逐漸增加趨勢；當儲存溫度為60 ℃時，提取率可達0.790%，但此時揮發(fā)油香氣略顯不足。這是由于儲存溫度過高時，艾葉在儲存過程中其揮發(fā)性成分逐漸散失?？紤]到實際生產(chǎn)中的成本問題，儲存溫度應(yīng)盡量接近室溫，故選擇20、30和40 ℃ 3個溫度水平進行正交設(shè)計試驗。

2. 1. 2 儲存濕度對艾葉揮發(fā)油的影響 由圖2可知，隨著原料儲存濕度的增加，艾葉揮發(fā)油提取率逐漸降低；當濕度超過70%后，揮發(fā)油香氣質(zhì)量變差。這是由于儲存濕度過高時，艾葉原料易發(fā)霉變質(zhì)，影響香氣質(zhì)量。因此，選擇40%、50%和60% 3個濕度水平進行正交設(shè)計試驗。

2. 1. 3 儲存時間對艾葉揮發(fā)油的影響 由圖3可知，隨著原料儲存時間的延長，艾葉揮發(fā)油提取率也呈逐漸降低的變化趨勢；儲存初期時（2～6個月），揮發(fā)油提取率下降較快，到儲存后期（8～12個月）提取率趨于平緩；且整個儲存過程揮發(fā)油的香氣質(zhì)量無明顯變化。因此，選擇艾葉儲存時間8、10和12個月3個水平進行正交設(shè)計試驗。

2. 2 正交試驗結(jié)果

由表2可知，各因素對艾葉揮發(fā)油提取率的影響排序為：A>B>C，即儲存溫度對艾葉揮發(fā)油提取率的影響最大，其次是儲存濕度，儲存時間的影響相對較小。艾葉儲存條件最佳組合為A3B1C1，即儲存溫度40 ℃、儲存濕度40%、儲存時間8個月。

2. 3 驗證試驗結(jié)果

為驗證組合A3B1C1是否為艾葉原料最佳儲存條件，特進行3次平行試驗。同時，考慮到儲存環(huán)境對艾葉揮發(fā)油香氣質(zhì)量的影響，選擇表2中香氣質(zhì)量較優(yōu)的試驗組1（A1B1C1）、2（A1B2C2）、4（A2B1C2）與組合A3B1C1進行GC-MS成分對比分析。結(jié)果表明，在組合A3B1C1儲存條件下，艾葉揮發(fā)油的平均提取率為0.645%，高于正交設(shè)計試驗的任一組合。由圖4可知，4組艾葉揮發(fā)油成分的出峰時間主要集中在第11～13 min和第16～18 min。4組艾葉揮發(fā)油通過GS-MS分析，共檢出33種主要成分，包括萜烯類、醇類、脂肪烴類等；經(jīng)檢索分析，組合A3B1C1中含有的桉葉油醇、右旋龍腦、左旋樟腦、石竹烯等主要成分含量均與試驗組1、2、4接近，其中以桉葉油醇的相對百分含量最高，為31.54%（表3）。

綜合考慮，組合A3B1C1的儲存條件可同時滿足艾葉揮發(fā)油提取率高及香氣質(zhì)量良好的要求。

3 討論

本研究以艾葉揮發(fā)油提取率及香氣質(zhì)量為評價指標，對不同儲存條件下的艾葉原料進行對比分析，結(jié)果表明，儲存溫度升高能提高艾葉揮發(fā)油提取率，但當儲存溫度高于50 ℃時揮發(fā)油香氣變?nèi)?，因此，在實際儲存過程中應(yīng)選擇較低溫度以保持艾葉揮發(fā)油的原香氣；儲存濕度過高時會降低揮發(fā)油提取率，并影響香氣質(zhì)量，在實際儲存過程中應(yīng)控制環(huán)境濕度小于60%；儲存時間延長使艾葉揮發(fā)油有效成分有所損失，同時提取率逐漸降低，在實際儲存過程中應(yīng)盡量縮短儲存時間。本研究采用正交設(shè)計法結(jié)合GC-MS成分分析，得到艾葉的最佳儲存條件為：儲存溫度40 ℃、儲存濕度40%、儲存時間8個月，較紅景天的儲存溫度高、儲存濕度?。琨惱さ?，2015），較廣藿香藥材的儲存時間短（喻良文等，2008），可見不同植物的儲存條件存在一定差異。

利用GC-MS對艾葉揮發(fā)油成分進行分析，發(fā)現(xiàn)艾葉的主要成分有桉葉油醇、樟腦、右旋龍腦和石竹烯等，與文福姬等（2007）的研究結(jié)果一致。艾葉具有較高的藥用價值，但目前僅有關(guān)于不同年份艾葉的化學(xué)成分（靳然等，2010）和艾葉燃燒生成自由基的ESR波譜（竇傳字等，2013）等方面的研究，尚無對艾葉儲存條件進行系統(tǒng)研究的相關(guān)報道，故本研究對艾葉的儲存利用具有重要意義。然而，本研究僅對儲存溫度、濕度和時間因素進行了初步探索，并通過對比分析各因素條件下艾葉揮發(fā)油成分含量的差異，下一步可針對艾葉的具體用途，對影響艾葉功效的其他因素（干燥方法、光照條件）進行更深入的綜合研究，從而獲得艾葉原料的最佳儲存方法。

4 結(jié)論

采用正交設(shè)計法優(yōu)化得到的艾葉儲存條件能有效保持其揮發(fā)油成分含量和香氣質(zhì)量，可在實際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

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（責任編輯 羅 麗）