侯 杰, 張朝輝, 嚴芳芳, 李八方
(中國海洋大學 食品科學與工程學院 海洋生物活性物質(zhì)實驗室, 山東 青島 266003)
滸苔藻體為草綠色, 管狀膜質(zhì), 叢生, 主枝明顯, 分枝細長, 高可達 1m。在植物分類學上, 滸苔屬于綠藻類, 約有 40種, 中國約有 11種。中國常見種類有緣管滸苔、扁滸苔、條滸苔, 多數(shù)種類海產(chǎn), 廣泛分布在全世界各海洋中, 有的種類在半咸水或江河中也可見到, 常生長在中潮帶灘涂, 石礪上[1]。利用價值方面, 滸苔的纖維質(zhì)有解毒煙堿的作用, 對吸煙者有好處, 且條滸苔含碘較多; 另外,滸苔也可以食用, 新鮮苔條曬干后可以吃, 把它切碎磨細后, 撒在糕餅點心中有一股特殊香味[2]。近年來, 由于全球氣候變化、水體富營養(yǎng)化等原因,造成滸苔綠潮暴發(fā)。大量滸苔聚集到岸邊, 阻塞航道, 破壞海洋生態(tài)系統(tǒng), 嚴重威脅漁業(yè)、旅游業(yè)發(fā)展。因此如能將其高值化利用不僅可以解決生態(tài)難題, 還可促進經(jīng)濟發(fā)展。而迄今為止對滸苔的工業(yè)利用多是用于飼料[3], 而研究方面多集中在多糖[4-5],尚未有對其揮發(fā)油成分研究的報道。作者對滸苔中揮發(fā)油成分的分析為進一步開發(fā)利用滸苔提供了理論依據(jù)。
Agilent 6890N Network GC system-5973i Mass Selective Detector氣相色譜-質(zhì)譜-計算機聯(lián)用儀(GC/MS); 揮發(fā)油提取器; 電子天平; Laborota 4001型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀: 德國Heidolph制; 無水硫酸鈉(AR)、乙酸乙酯(色譜純)
滸苔于 2012年 7月采自青島八大峽滸苔處理站。在揮發(fā)油提取器的蒸餾燒瓶中加入12 g滸苔干粉和500 mL蒸餾水, 加入沸石和2 mL濃硫酸, 揮發(fā)油提取器的收集部分預先加入20 mL色譜純乙酸乙酯[6], 在加熱套上回流蒸餾4 h, 取乙酸乙酯相過無水硫酸鈉柱, 真空濃縮, 定容到 2 mL, 進行GC/MS分析。
氣相色譜條件: 色譜柱為HP-5MS 30 m×0.250 mm×0.25 μm彈性石英毛細管柱, 載氣為 He氣; 載氣流量 1 mL/min; 進樣口溫度為 250℃; 分流比為50∶1; 進樣量為1 μL; 程序升溫70℃保持4 min,以 12℃/min升至 300℃, 保持 20 min; 溶劑延遲3.5 min[7]。
質(zhì)譜條件: 離子源為EI源, 離子源溫度為230℃;接口溫度 230℃; 四級桿溫度 150℃; 電子倍增器電壓2300 V; 掃描質(zhì)量范圍40~550 amu(m/z)。
定性分析: 用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析鑒定滸苔中的揮發(fā)油, 通過 MSD化學工作站檢索NIST02譜圖庫, 并結(jié)合人工譜圖解析, 確認35種化學成分。
定量分析: 通過MSD化學工作站的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng), 按峰面積掃描歸一法進行定量分析, 求得各化學成分在揮發(fā)油成分中的相對含量。
按前述實驗操作進行實驗, 由MSD化學工作站給出滸苔揮發(fā)油成分中化學成分的總粒子流圖, 如圖1所示。
將確定的35種化學成分及相對含量列于表1。從滸苔揮發(fā)油中鑒定出 35種化合物, 占揮發(fā)油總檢出量的 82.199%, 其中主要成分及相對含量分別為棕櫚酸(29.676%), 順-9, 12, 15-十八碳三烯-1-醇(6.957%), 鯊烯(5.567%), 順-7-十六碳烯酸(3.997%), 順-11-十六碳烯酸(4.494%), 9, 12-十八碳二烯酸甲酯(3.144%), 十七碳酸(2.827%), 鄰苯二甲酸雙庚酯(2.531%), 二十碳烷(2.483%), 十六碳酸甲酯(2.468%), 異植醇(2.183%), 鄰苯二甲酸單(2-乙基己基)酯(1.885%), 油酸(1.479%), 14-甲基十七酸甲酯(1.473%)。
測定揮發(fā)油物質(zhì)傳統(tǒng)方法多采用水蒸氣蒸餾法[8-10],提取后再萃取進行GC 分析。但此法回收率低, 從海藻中檢出的揮發(fā)油成分較少, 而要想完全萃取出揮發(fā)油成分, 又需要大劑量的萃取液, 穩(wěn)定性差;Likens等[11]采用同時蒸餾萃取裝置(combined steam distillation-solvent extraction, SDE), 使得蒸餾和萃取兩個過程同時循環(huán)進行, 大大提高了回收率; 采用傳統(tǒng)的揮發(fā)油測定器, 在收集器部分預先加入20 mL的乙酸乙酯, 提取過程中冷凝液會先通過乙酸乙酯相再回流到蒸餾瓶中, 同樣可以實現(xiàn)蒸餾和萃取的同時循環(huán)。結(jié)果表明, 此法的回收率較高(大于85%)。
由于藻類中含有較多膠體, 加熱過程中容易產(chǎn)生泡沫, 加了2 mL的濃硫酸作為消泡劑很好的抑制了這一現(xiàn)象。
滸苔中的揮發(fā)油成分與其他藻類中的相比有很多相似之處[12-14]: 主要都含有烴類、酮類、酯類、酸類、醇類, 其中烴類較多; 16碳的化合物較多, 大多集中在15到18碳的范圍內(nèi); 一般都含有約30%左右的棕櫚酸。這些化合物都存在于自然界, 生物活性是多方面的。生物活性實驗表明, 棕櫚酸可以作為有效的滅蚊劑[15], 而且具有較強的增強心肌活性的作用[16]; 鯊烯具有良好的殺菌功能, 能有效的防治高脂血癥[17], 可制成鯊烯復合劑用于抗衰老[18], 同時還具有良好的抗癌作用[19]; 異植醇可用于生產(chǎn)維生素E[20]和維生素K[21]。作者通過對滸苔揮發(fā)油的研究為對滸苔進行科學處理、綜合利用提供了理論依據(jù)。
圖1 滸苔揮發(fā)油總離子流圖Fig.1 Chart of total current of essential oil extracted from Enteromorpha prolifera
表1 滸苔揮發(fā)油的化學成分Tab.1 The identification of the essential oil in Enteromorpha prolifera
[1]李儉平, 趙衛(wèi)紅, 付敏, 等. 氮磷營養(yǎng)鹽對滸苔生長影響的初步探討[J]. 海洋科學, 2010, 34(4): 45-48.
[2]林文庭. 淺論滸苔的開發(fā)與利用[J]. 中國食物與營養(yǎng), 2007(9): 23-25.
[3]孫文, 張國琛, 李秀辰, 等. 滸苔資源利用的研究進展及應用前景[J]. 水產(chǎn)科學, 2011, 30(9): 588-590.
[4]薛丁萍, 魏玉西, 劉淇, 等. 滸苔多糖對機羥自由基的清除作用研究[J]. 海洋科學, 2010, 34(1): 44-46.
[5]石學連, 張晶晶, 宋厚芳, 等. 滸苔多糖的分級純化及保濕活性研究[J]. 海洋科學, 2010, 34(7): 81-85.
[6]羅先群, 王新廣, 楊東升, 等. 匐枝馬尾藻揮發(fā)油化學成分的研究[J]. 化學與生物工程, 2011, 38(2): 89-91.
[7]王秀娟, 徐繼林, 嚴小軍. 2種海藻中半揮發(fā)性物質(zhì)的成分分析[J]. 海洋科學, 2010, 34(1): 25-28.
[8]林茂, 闞建全. 鮮姜和干姜精油成分的GC-MS研究.食品科學, 2008, 29(1): 283-285.
[9]高宏建, 張獻忠, 鐘鐵軍, 等. 水蒸氣蒸餾法提取煙草精油的研究[J]. 食品工業(yè)科, 2011, 30(10): 388-390.
[10]李京晶, 籍保平, 周峰, 等. 丁香和肉桂揮發(fā)油的提取、主要成分測定及抗菌活性研究[J]. 食品科學,2006, 27(8): 64-67.
[11]汪秋安. 海藻等水產(chǎn)品的香氣成分分析[J]. 海洋科學, 1997, (2): 266-269.
[12]羅先群, 林強, 梁振益, 等. 細基江籬揮發(fā)油化學成分研究[J]. 中國食品添加劑, 2009, (2): 112-115.
[13]徐繼林, 侯云丹, 嚴小軍, 等. 烘干對蜈蚣藻揮發(fā)油化學物質(zhì)組成的影響[J]. 食品科學, 2009, 30(9): 41-43.
[14]路小利. 金魚藻的化學成分研究[D]. 西安: 西北農(nóng)林大學, 2007.
[15]Rahuman A A, Gopalakristman G, Ghouse B S, et al.Effect of Feronia limonia on mosquito larvae[J].Fitoterapia, 2000, 71(5): 553-555.
[16]Keriel C, Bontemps L, Demaison L, et al. Influence on the myocardial and blood activity course of the characteristic of the labelled fatty acid injected i. v. into mice[J].European Heart Journal, 1985, 6(Suppl B): 13-19.
[17]王德愷, 柳克治, 李正銀, 等. 鯊烯、苔條、紫菜、花菜對大鼠血清膽固醇的作用[J].營養(yǎng)學報, 1987, 9(2):138-142.
[18]方旭東, 仲偉鑒, 繆輝南, 等. 鯊烯復合劑的延緩衰老作用研究 C//中國海洋生化學術會議論文薈萃集.2005.
[19]楊文鴿. 海洋生物中抗腫瘤活性成分的研究進展[J].海洋科學, 2000, 24(7): 38-41.
[20]王海, 徐柏慶. 氧化硅組裝納米 Nafion酸催化合成α-生育酚[J]. 化學學報, 2003, 61(10): 1667-1670.
[21]冀壓飛, 張雁秋, 石俊英. 維生素 K1合成的改進[J].應用化學, 1998, 15(4): 98-100.