邱珊蓮,林寶妹,張少平,張帥,洪佳敏,鄭開斌
福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)研究所(漳州 363005)
香茅為禾本科(Gramineae)香茅屬(Cymbopogon)多年生草本植物,含70余種,大部分含芳香油,多分布于東半球熱帶與亞熱帶,在非洲、印度次大陸、南美、澳大利亞、歐洲和北美地區(qū)均有分布,中國(guó)有20余種,在廣東、廣西、云南、福建、海南和臺(tái)灣等省均有栽培[1]。香茅葉可直接作為天然香辛料用于食品的配香,從香茅中提取的精油具有抗腫瘤、抗焦慮、抗痙攣、抗菌殺菌和助消化等醫(yī)用功效,被廣泛用于食品、醫(yī)藥、香精、香料及化妝品等領(lǐng)域[2]。由于它還有一定的驅(qū)蟲、抗菌、抗氧化作用,也可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)病害蟲防治[3]、果蔬采后保鮮[4]。對(duì)香茅的化學(xué)成分、生物活性及在食品中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,旨在為香茅資源的開發(fā)利用提供依據(jù)。
香茅化學(xué)成分研究集中于揮發(fā)性成分。香茅精油成分種類和含量與香茅品種、土壤、氣候條件、種植模式、植株部位、采收季節(jié)及提取方法息息相關(guān)。香茅精油成分比較復(fù)雜,大多數(shù)香茅精油均能鑒定出20~30種成分,含有醛類、醇類、酮類、烯類、酸類、酯類等,具體包括香葉醛、橙花醛、香茅醛、香葉醇、香茅醇、欖香醇、芳樟醇、胡椒酮、月桂烯、香葉烯、香葉酸、乙酸香葉酯等。
香茅品種不同,其所含主要成分差異較大。有的品種主含檸檬醛(香葉醛、橙花醛),如檸檬草等;有的主含甲基丁香酚和甲基異丁香酚,如卡西香茅和青香茅等;有的主含胡椒酮,如辣薄荷草等;有的主含欖香樹脂,如橘草等;有的主含香葉醇,如細(xì)穗香茅等。大多數(shù)品種的香茅精油含有2~3種主要成分,如表1所示。
香茅具有較強(qiáng)的抗菌作用。香茅精油對(duì)一些植物致病菌及食品病原菌具有較好的抑菌效果。紀(jì)淑娟等[4]采用帶藥介質(zhì)法研究了香茅精油對(duì)果蔬采后主要致病真菌的抑菌活性,結(jié)果表明,香茅精油對(duì)受試的致病菌均有不同程度的抑制作用,其中,對(duì)灰霉菌(Botrytis cinerea)抑制效果最佳,300 μL/L香茅精油可完全抑制灰霉病菌菌絲直徑的擴(kuò)增,400 μL/L可完全抑制蒂腐菌(Botryodiplodia theobromae)菌絲直徑的擴(kuò)增;500 μL/L可完全抑制鏈格孢菌(Alternaria alternate)、串珠鐮刀菌(Fussarium moniliforme)和炭疽菌(Colletotrichum coccodes)。De Oliveira等[13]采用瓊脂擴(kuò)散法研究香茅精油對(duì)接種在冷藏牛絞肉上的單核細(xì)胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)的抑菌活性,結(jié)果顯示經(jīng)1.56 g/100 mL香茅精油處理的牛絞肉在冷藏1 d后,細(xì)菌數(shù)量顯著減少,經(jīng)3.125%和6.25%香茅精油處理的牛絞肉在冷藏2和3 d后,檢測(cè)不到細(xì)菌數(shù)量。香茅精油對(duì)大腸桿菌(Escherichia coli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、白色念珠菌(Candida albicans)等也具有非常好的抑制作用[14]。
表1 部分香茅品種的精油成分
香茅提取物及精油均有較強(qiáng)的抗氧化活性。李楠[15]研究發(fā)現(xiàn)香茅精油在豬油中抗氧化性與2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)接近,但不如二丁基羥基甲苯(TBHQ)強(qiáng),香茅精油與檸檬酸和VC復(fù)合使用在油脂中均有協(xié)同增效作用。李曉嬌等[16]研究發(fā)現(xiàn)2~160 min提餾段香茅精油總抗氧化活性與BHT和BHA相當(dāng),對(duì)菜籽油的抗氧化活性與BHA相當(dāng),與VC復(fù)合使用時(shí)對(duì)菜籽油的抗氧化活性與BHT相當(dāng),且精油中高沸點(diǎn)物質(zhì)的活性大于低沸點(diǎn)物質(zhì)的活性。Aja等[17]發(fā)現(xiàn)感染瘧疾的大鼠在攝入200~800 mg/kg香茅提取物1 周后,與不攝入香茅提取物的對(duì)照相比,能顯著提高大鼠肝臟超氧化物歧化酶、還原型谷胱甘肽、過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化物酶活性,顯著降低肝臟脂質(zhì)過(guò)氧化水平。
香茅精油對(duì)多種倉(cāng)儲(chǔ)害蟲表現(xiàn)出熏蒸、觸殺、驅(qū)避、拒食、殺卵和生長(zhǎng)抑制等作用。肖洪美等[18]發(fā)現(xiàn)香茅精油對(duì)玉米象(Sitophilus zeamais)和赤擬谷盜(Tribolium castaneum)均有較強(qiáng)的驅(qū)避作用,在24 h時(shí)對(duì)2種試蟲的驅(qū)避活性達(dá)到V級(jí),對(duì)赤擬谷盜的驅(qū)避性隨著時(shí)間的延長(zhǎng)有增強(qiáng)的趨勢(shì)。0.15 mL/100 g的香茅精油丙酮稀釋液對(duì)玉米象成蟲的種群抑制率在第6天達(dá)到100%,0.1 mL/100 g的香茅精油丙酮稀釋液對(duì)赤擬谷盜成蟲的種群抑制率在第6天達(dá)到100%。Stefanazzi等[19]發(fā)現(xiàn)香茅精油對(duì)赤擬谷盜幼蟲及成蟲、米象(S.oryzae)成蟲具有驅(qū)避作用,對(duì)赤擬谷盜幼蟲、米象成蟲具有胃毒活性,并降低赤擬谷盜幼蟲的生長(zhǎng)速度和食物轉(zhuǎn)化效率。蔣小龍等[20]研究發(fā)現(xiàn)香茅精油對(duì)玉米象、印度谷螟(Plodia interpunetella)、綠豆象(Callosobruchus chinensis)成蟲及赤擬谷盜、黃粉蟲(Tenebrio molitor)成蟲和幼蟲有明顯熏殺作用,對(duì)玉米象幼蟲和卵有明顯抑制效果。
除了上述生物活性,香茅還具有抗炎、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤、抗焦慮、降壓利尿、降血糖、保肝、預(yù)防瘧疾等作用,香茅作為中藥在民間醫(yī)學(xué)中應(yīng)用很多。
香茅具有濃郁的檸檬香味,是東南亞及東亞地區(qū)非常重要的調(diào)味香料,被廣泛運(yùn)用于泰國(guó)、印度、越南等地的傳統(tǒng)美食料理。香茅用法多樣,主要包含3種:1)新鮮香茅莖葉直接作為調(diào)味香料。新鮮香茅用于雞肉、魚肉、牛肉料理起到祛腥、調(diào)味及除油膩味等作用,用于貝類蝦類海鮮起到提鮮和加香作用,與蘆筍、洋蔥、碗豆等蔬菜的搭配別具風(fēng)味。2)將香茅莖葉經(jīng)加工得到各種調(diào)味料產(chǎn)品,如香茅粉、香茅醬、香茅沙拉醬、香茅火鍋料、香茅熬料油等,應(yīng)用于菜肴的配香、祛腥等。3)提取香茅精油作為食品添加劑時(shí)主要應(yīng)用于菜肴、糕點(diǎn)、蜂蜜、奶茶、卷煙等各類食品及副食品的調(diào)味和加香。
吳燕燕等[21]采用香菜和香茅對(duì)鮮鱸魚片進(jìn)行脫腥處理后,鱸魚肉風(fēng)味物質(zhì)種類不變,而腥味物質(zhì)含量明顯降低,其中對(duì)2, 4-二烯醛、壬醛和辛醛的脫除率在達(dá)到55%以上,對(duì)己醛和1-辛烯-3-醇的脫除率達(dá)到35%以上,且脫腥后鱸魚片菌落總數(shù)降低率達(dá)到50%,可有效延長(zhǎng)鱸魚保鮮時(shí)間。張海豹[22]在制作辣椒油的過(guò)程中添加香茅,發(fā)現(xiàn)香茅對(duì)辣椒油的色澤、亮度、辣味、稠度影響不大,對(duì)辣椒油的香味影響很大,當(dāng)1 kg干辣椒中添加7 g干香茅時(shí),所產(chǎn)生的香味對(duì)辣椒油的香味具有明顯的改善作用,特別是對(duì)辣椒的熗糊味具有壓抑作用,從而使辣椒油達(dá)到香味均衡、辣椒香味突出的效果。吳恒等[23]以云南德宏產(chǎn)香茅精油為原料,采用精密精餾技術(shù)對(duì)精油中精細(xì)分離和富集,并對(duì)餾分進(jìn)行GC-MS分析和卷煙加香評(píng)價(jià),研究發(fā)現(xiàn)原香茅精油在精密精餾處理前雖然能很好提升卷煙的香氣質(zhì)和香氣量,但在協(xié)調(diào)性方面存在較大缺陷,經(jīng)過(guò)精密精餾處理后,80~95 ℃和95~110 ℃的餾分對(duì)卷煙加香效果和協(xié)調(diào)性要明顯好于原油。
香茅性味甘、辛、性溫,是一種藥食兩用植物,具有抑菌、止痛、抗瘧、抗腫瘤、抗氧化、抗焦慮、免疫調(diào)節(jié)等功效[2]。在中國(guó)廣西、廣東、云南、海南、福建等種植香茅的省份常將香茅烘干代茶飲,泰國(guó)、馬來(lái)西亞、越南、巴西、印度等國(guó)家也將香茅開發(fā)成保健茶飲??讘c新等[24]以粒徑1.0 cm的香茅葉為原料,經(jīng)揉捻、微波殺青(480 W,300 s)、50 ℃烘干至含水量7%等工藝,開發(fā)出一種揮發(fā)油含量高,色、香、味俱佳的香茅保健茶,其揮發(fā)油對(duì)金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌和白色念珠菌均有較強(qiáng)的抑制作用,香茅揮發(fā)油對(duì)DPPH自由基的EC50=3.45,清除率可達(dá)91%以上。
香茅精油對(duì)引起多種果實(shí)采后腐爛的主要病原真菌具有很好的抑制活性。已有研究表明,香茅精油對(duì)灰霉菌(Botrytis cinema)、擴(kuò)展青霉菌(Penicillium expansum)、匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)、香蕉炭疽病菌(Colletotrichum musae)、膠孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)等多種水果采后病原菌具有明顯的抑制作用,可保持桃、木瓜、香蕉等水果的品質(zhì),延長(zhǎng)貯存貨架期[25-26]。香茅精油能有效抑制辣椒炭疽病菌(Colletotrichum capsici)的生長(zhǎng),降低柿子椒失重率、減少顏色變化,保持可滴定酸及可溶性固形物含量[27]。
肉類因富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素等營(yíng)養(yǎng)元素,在貯藏和銷售過(guò)程中易受到微生物污染而腐敗變質(zhì)。香茅精油對(duì)新鮮豬肉具有良好的保鮮效果。在塊狀新鮮豬肉表面涂抹體積濃度30 μL/mL香茅精油溶液,在30 ℃條件下,第3天時(shí),豬肉的細(xì)菌總數(shù)、pH均顯示豬肉處于新鮮肉水平,第5天時(shí)處在次鮮水平;4 ℃條件下,第14天時(shí),豬肉處于鮮肉狀態(tài),第21天時(shí)處在次鮮水平[28]。香茅精油對(duì)魚類的保藏也有較好效果。Ahmad等[29]報(bào)道采用添加25%香茅精油的明膠膜對(duì)黑鱸切片進(jìn)行包裝,在4 ℃貯存12 d,可顯著抑制乳酸菌、嗜冷菌及腐敗菌的生長(zhǎng),且保持肉色,降低肉質(zhì)氧化,延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期。
油脂氧化是油脂及油脂食品敗壞的主要原因之一,油脂的氧化產(chǎn)物不僅降低油脂食品的品質(zhì),而且影響食用者健康。防止油脂酸敗最常見的方法是添加各類抗氧化劑。香茅精油對(duì)動(dòng)物油[15]、植物油[16]均有一定的抗氧化作用,在開發(fā)應(yīng)用于油脂和油脂食品的天然抗氧化劑方面具有較大潛力。
植物精油對(duì)人無(wú)毒,不污染環(huán)境,對(duì)食品品質(zhì)影響小,香味怡人而不刺激,在防治儲(chǔ)糧害蟲、食品害蟲和衛(wèi)生害蟲方面優(yōu)越性突出。早在公元前6世紀(jì),泰國(guó)人已利用爪哇香茅鋪于儲(chǔ)糧容器底部來(lái)防治害蟲[3]。現(xiàn)在香茅精油由于具有良好的忌避、熏蒸、殺卵等作用而用來(lái)配制殺蟲劑。香茅油對(duì)米象、玉米象具有強(qiáng)烈的熏殺作用,可完全抑制米象和玉米象的后代產(chǎn)生[30],可作為米象、玉米象的熏蒸毒殺劑。
香茅作為一種藥食兩用的植物,在食品領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因香茅具有特殊的檸檬香味,在很多國(guó)家成為美食料理不可缺少的香料;因其具有多種藥用價(jià)值,被用于開發(fā)保健品;因具有抑菌、殺蟲等活性,被用于食品的保鮮和防蟲。但關(guān)于香茅生物活性的物質(zhì)基礎(chǔ)及藥理作用機(jī)制的研究仍不夠深入,香茅在食品領(lǐng)域的開發(fā)力度不夠,因此有待對(duì)其進(jìn)行更全面系統(tǒng)的研究,亟需在食品領(lǐng)域大力開發(fā)出一批具有市場(chǎng)應(yīng)用前景、附加值高的深加工產(chǎn)品,促進(jìn)香茅產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。