楊婧,張博,辛廣,*,李書倩,孫曉榮,劉長江
(1.沈陽農業(yè)大學食品學院,遼寧沈陽 110161;2.鞍山師范學院化學系,遼寧鞍山 114007)
軟棗獼猴桃(Actinidia arguta Sieb.et Zucc)又名軟棗子、獼猴梨、藤瓜和藤棗。為獼猴桃科獼猴桃屬,多年生落葉藤本植物。軟棗獼猴桃是九種光果獼猴桃種類之一[1]。在我國主要分布于東北、華北、山東、西北及長江流域,其中東北南部山區(qū)較多見[2],朝鮮、日本、俄羅斯亦有分布[3]。軟棗獼猴桃富含各種營養(yǎng)成分,VC最高達430.8 mg/100g[4],含有近20種氨基酸及20多種無機元素,果實含豐富的超氧化物歧化酶(SOD)[5],具有止渴、解熱、利尿、祛痰等作用[6]。
軟棗獼猴桃具有一定的抑菌性[6]和抗氧化性[7],但由于軟棗獼猴桃果肉中含有大量的果膠類物質[8],直接影響揮發(fā)油量的提取。利用果膠酶處理軟棗獼猴桃,是由于果膠物質主要存在于植物初生壁和細胞中間,而復合果膠酶能夠除去細胞壁中的果膠質,從而可以有效地破除細胞壁,使細胞中的活性成分溶解出來[9],使得揮發(fā)性物質的產率大大提高,在生產中有重要的應用價值。
目前對軟棗獼猴桃揮發(fā)性物質提取方法的研究日益增多,主要的提取方法有固相微萃取法[10]和連續(xù)蒸餾法[11]等。利用同時蒸餾萃取裝置進行揮發(fā)物質的提取,特別是對果實進行酶處理后揮發(fā)物質的提取尚未見報道。本文采用同時蒸餾萃取法分別對對照處理及添加1%果膠酶軟棗獼猴桃進行揮發(fā)性成分的提取,用GC-MS對其揮發(fā)性成分進行定性分析。為進一步探討軟棗獼猴桃揮發(fā)油的生物活性提供參考。
采于鞍山九龍川,實驗材料生理指標見表1。
表1 采摘的軟棗獼猴桃的生理指標Table 1 Physiological indicators of Actinidia arguta Sieb.et Zucc
同時蒸餾萃取裝置:北京墾堡博美玻璃儀器有限公司;旋轉蒸發(fā)儀RE-52AA:上海亞榮生化儀器廠;電子天平;可調式電熱套;果膠酶:上海藍季科技發(fā)展有限公司;恒溫培養(yǎng)箱:武漢海聲達儀器設備有限公司;二氯甲烷,無水硫酸鈉:AR,天津市光復科技發(fā)展有限公司;HP6890/5973氣相色譜-質譜計算機聯(lián)用儀:美國惠普公司。
取大小一致、無病蟲害的軟棗獼猴桃500 g;添加1%果膠酶的軟棗獼猴桃500 g(45℃的恒溫箱中,保持4 h),將兩種軟棗獼猴桃分別置于2 000 mL圓底燒瓶,加入1 000 mL蒸餾水,同時蒸餾萃取儀的另一端為裝有60 mL的二氯甲烷的250 mL圓底燒瓶,50℃恒溫水浴加熱。同時蒸餾萃取得到二氯甲烷萃取液,用適量的無水硫酸鈉干燥過夜,濾液旋轉蒸發(fā)除去溶劑,分別得到淡黃色軟棗獼猴桃揮發(fā)油0.4 g和0.9 g,待GC-MS分析。
氣相色譜條件:色譜柱為HP-5(25.0 m×0.25 mm,0.25 μm)彈性石英毛細管柱;載氣為He氣,載氣流量1 mL/min;進樣口溫度230℃;無分流進樣;程序升溫40℃→230℃(5℃/min);解析5 min。
質譜條件:離子源為EI源,離子源溫度230℃;接口溫度230℃;四級桿溫度150℃;倍增器電壓1200eV;電離電壓70 eV;發(fā)射電流34.6 A;掃描范圍20 amu~500 amu。
定性分析:取同時蒸餾萃取的揮發(fā)性成分,用氣相色譜-質譜計算機聯(lián)用儀進行分析鑒定。通過G1701BA化學工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),檢索NIST98譜圖庫,并分別與八峰索引及EPA/NIH質譜圖集的標準譜圖進行對照、復合,再結合有關文獻進行人工譜圖解析,確定揮發(fā)油中的各個化學成分。
定量分析:通過G1701BA化學工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),按峰面積歸一化法進行定量分析,分別求得各化學成分在軟棗獼猴桃果實揮發(fā)性成分中的相對百分含量。
由化學工作站給出對照處理和1%果膠酶處理的揮發(fā)性成分中化學成分的總離子圖,結果如圖1、2。軟棗獼猴桃揮發(fā)油提取率見表2。
表2軟棗獼猴桃揮發(fā)油提取率Table 2 Essential oil extraction rate of Actinidia arguta Sieb.et Zucc
如表2所示,經過1%果膠酶處理的軟棗獼猴桃揮發(fā)油產率為0.18%,是對照處理軟棗獼猴桃揮發(fā)油產率的2.25倍。
從兩種處理的軟棗獼猴桃果實揮發(fā)性物質中共鑒定出41種化合物,將確定的41種成分及求得的各成分在揮發(fā)性物質中的百分含量列于表3,其中主要成分為糠醛、棕櫚酸、(E)-2-己烯醛、正己醇、1-甲基-4-(1-甲基亞乙基) 環(huán)己烯、苯乙醛、(Z,Z,Z)-9,12,15-十八烷三烯酸乙酯。從添加1%果膠酶處理的軟棗獼猴桃揮發(fā)油中比對照處理的軟棗獼猴桃揮發(fā)油多提取出12種揮發(fā)性成分,其中主要有1,3,3-三甲基-2-氧雜二環(huán)[2.2.2]辛烷,相對含量相差0.92%、1-甲基-4-(1-甲基亞乙基)環(huán)己烯,相對含量相差0.62%、十四(烷)酸,相對含量相差1.03%、棕櫚酸,相對含量相差 2.26%、(Z,Z,Z)-9,12,15-十八烷三烯酸乙酯,相對含量相差1.06%。將兩者化學成分類別區(qū)別列于表4。兩種不同處理的軟棗獼猴桃的揮發(fā)油中提取出的化合物類別有明顯差異。其中酸類和胺類物質的個數(shù)相同,而烯烴類物質相差3種,酯類物質相差7種,醇類物質相差2種。
表3 軟棗獼猴桃揮發(fā)油中的化學成分Table 3 The chemical content of Actinidia arguta essential oil
續(xù)表3 軟棗獼猴桃揮發(fā)油中的化學成分Continue table 3 The chemical content of Actinidia arguta essential oil
如表4所示,兩種不同處理的軟棗獼猴桃提取的揮發(fā)油鑒定出的化合物在不同類別中種數(shù)不盡相同:除酸類和胺類都為2種和1種外,酶處理鑒定出的烯烴類、酯類、醇類、烷烴類分別比對照多出3種、7種、2種、1種;酶處理鑒定出1種酮類,對照未鑒定出酮類;而酚類和醛類酶處理比對照少1種。
本實驗分別對兩種不同處理的軟棗獼猴桃進行揮發(fā)油的提取,含量最多的都是糠醛和棕櫚酸,但經過1%果膠酶處理的軟棗獼猴桃的揮發(fā)油化合物無論種類還是產率都多于對照處理,因為揮發(fā)油主要是次生代謝物質,存在軟棗獼猴桃果實細胞內,破壁的效果是增加提取率的重要原因,而果膠酶能分解細胞壁,有助于軟棗獼猴桃揮發(fā)油的提取,因而產率提高,揮發(fā)油的化學成分增多,但在破壁時是否引發(fā)復雜的化學反應而引產生新的揮發(fā)性成分有待進一步研究。
表4 兩種軟棗獼猴桃中化合物類別Table 4 The chemical compound category in two kinds of Actinidia arguta Sieb.et Zucc
A.J.Matich et al[12]從八個軟棗獼猴桃中采用頂空進樣和溶劑提取法萜烯、苯類、酯類、醛類、酮類、醇類、酸類、烷烴、硫化物、呋喃,與本文研究結果不完全一致。楊明非等[11]采用連續(xù)蒸餾法從軟棗獼猴桃揮發(fā)成分中共分離出13個組分,鑒定了12個組分,其主要成分是酯類、醇類物質。辛廣等[13]利用固相微萃取法研究東北野生軟棗獼猴桃果實的香氣,發(fā)現(xiàn)烯烴占揮發(fā)油比例很大,但酸類物質未被檢出,而本文檢出棕櫚酸相對含量較高,可能是由于二氯甲烷極性大,對極性大的成分(如酸)萃取相對多一些,同時蒸餾萃取法對高沸點成分的提取比較有利,而難提取β-月桂烯、D-檸檬烯等水不溶性的成分。可見,不同原材料包括品種不同、地域差異和不同成熟度,提取方法的不同都會對實驗結果起到一定的影響。
本文沒有對揮發(fā)油化學成分的絕對含量進行分析,也是本文的局限之處,因此,為了能夠更準確分析軟棗獼猴桃的揮發(fā)油成份及果膠酶對其作用,今后要對其揮發(fā)油進行絕對含量分析實驗,對軟棗獼猴桃進行更全面、系統(tǒng)的分析,以便更準確地提供軟棗獼猴桃揮發(fā)油相關的理論數(shù)據(jù),更加合理地利用和開發(fā)軟棗獼猴桃資源。實驗中發(fā)現(xiàn),經過酶前處理后提取軟棗獼猴桃揮發(fā)油的顏色比對照更淡,有待于今后的進一步研究。
本文研究主要結論:果膠酶前處理可以提高軟棗獼猴桃揮發(fā)油的產率,增加了鑒定出的揮發(fā)油化合物種數(shù),進一步研究可應用到其精深加工中。
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