郭佳，魁永忠，夏泆斌，熊李波,3，張忠*，畢陽(yáng)*

1(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州，730070)2(甘肅省永靖縣種子管理站，甘肅 永靖， 731600) 3(甘肅省蘭州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理中心，甘肅 蘭州，730070)

小茴香又名懷香，屬于傘形科茴香屬(FoeniculumvulgareMill)植物成熟后干燥的果實(shí)。是多年生草本植物，具有強(qiáng)烈的香氣[1]。它是一種特有的藥食兩用的香辛料[2]。在我國(guó)大部分省市均有栽培[3]，其主產(chǎn)區(qū)為西北地區(qū)的甘肅[4]、寧夏、新疆等省市[5]。果實(shí)具有豐富的揮發(fā)油、脂肪酸、氨基酸、黃酮、甾醇及糖苷等營(yíng)養(yǎng)成分[6]，還含有三萜、鞣質(zhì)、生物堿、揮發(fā)性堿等多種類(lèi)型的化合物[7]。

近年來(lái)研究表明，小茴香揮發(fā)性化合物種類(lèi)和含量會(huì)根據(jù)地理區(qū)域和含量而變化。張祿捷等[8]對(duì)10個(gè)產(chǎn)地的小茴香揮發(fā)性化合物進(jìn)行分析，均含有反式茴香腦、愛(ài)草腦、α-蒎烯、β-月桂烯、茴香醛、檸檬烯等物質(zhì)。RARTHASARATHR等[9]對(duì)甜茴香籽的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定后，其主要由苯丙素和單萜類(lèi)化合物構(gòu)成。并且反式茴香腦含量越高、茴香酮含量越低，則小茴香的品質(zhì)更好，具有更愉快的氣味[10]。在抗氧化研究方面，小茴香的黃酮也具有較強(qiáng)的抗氧化性，且穩(wěn)定性較強(qiáng)[11]。其中籽的抗氧化能力與其黃酮類(lèi)、鞣質(zhì)類(lèi)、皂苷類(lèi)、苯酚類(lèi)和多糖類(lèi)等的含量有關(guān)[12]。但小茴香的揮發(fā)性化合物、功能性成分及抗氧化性能之間的關(guān)系還未見(jiàn)報(bào)道。

不同品種的果實(shí)香氣及籽粒形狀和品質(zhì)之間存在較大的差異，而有關(guān)該方面的研究也未見(jiàn)報(bào)道。其中籽的揮發(fā)性成分是人們可直觀感知的品質(zhì)特性，而抗氧化性能和多酚、黃酮含量不具備可感知特性，利用相關(guān)性和主成分分析方法將二者聯(lián)系起來(lái)，用揮發(fā)性物質(zhì)含量描述抗氧化指標(biāo)和多酚、黃酮含量高低，為商業(yè)判斷抗氧化指標(biāo)和多酚、黃酮含量提供簡(jiǎn)便方法的可能性，同時(shí)也為科學(xué)評(píng)價(jià)和利用不同品種小茴香果實(shí)品質(zhì)優(yōu)點(diǎn)的精深加工提供技術(shù)支持。所以利用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用(HS-SPME/GC-MS)分析小茴香果實(shí)中的揮發(fā)性物質(zhì)，測(cè)定其甲醇萃取物的多酚、黃酮含量和體外抗氧化性能力，來(lái)分析比較不同品種間的含量差異并判斷其指標(biāo)間的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：本實(shí)驗(yàn)所用小茴香果實(shí)為：低桿小茴香①、小高桿小茴香②、土茴香③、大高桿小茴香④、和高桿小茴香⑤。其中樣品①、②、③和⑤均采自于甘肅省玉門(mén)市玉門(mén)黃花農(nóng)場(chǎng)；樣品④采自于甘肅省武威市民勤縣東湖鎮(zhèn)冬固村。

試劑：福林-酚試劑、沒(méi)食子酸(GAE)、蘆丁(RE)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2′-聯(lián)氨-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽(ABTS)、2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ)、水溶性維生素E(Trolox)、吐溫20，北京索萊寶科技有限公司；甲醇、丙酮、乙酸乙酯、FeCl3、Na2CO3、過(guò)硫酸鉀、氯仿溶液、亞油酸，均為國(guó)產(chǎn)分析純；正己烷(HPLC純)、C6～C30系列正烷烴(GC純)，上海Sigma公司；實(shí)驗(yàn)室提取及分析用水均為超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；HWS12電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科技有限公司；Spectrophotometer 1510酶標(biāo)儀，美國(guó)Chemical Scientific公司；wk-200b小型高速粉碎機(jī)，青州市福爾康制藥機(jī)械有限公司；TDL-5型低速臺(tái)式離心機(jī)，上海隆拓儀器設(shè)備有限公司；MH-200G調(diào)溫型電熱套，北京科偉永興儀器有限公司；GC6890N-MS5973N型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，安捷倫科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 HS-SPME/GC-MS分析條件

參照羅靜等[13]的方法，并做適當(dāng)修改。準(zhǔn)確稱取樣品1.50 g，加入到15 mL萃取瓶中，放入80 ℃水浴鍋平衡20 min，后插入經(jīng)活化的CAR/DVB/PDMS萃取頭在60 ℃水浴條件下頂空萃取，萃取時(shí)間為45 min， 再插入進(jìn)樣口解脫附3 min。色譜條件：采用TG-WAX彈性石英毛細(xì)管柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)； 進(jìn)樣口溫度為230 ℃、ECD檢測(cè)器溫度為230 ℃；載氣為高純氦氣，純度> 99.999%，流速1.0 mL/min； 柱溫起始為40 ℃，保持5 min，以3 ℃/min升至180 ℃/min，保持2 min，再以10 ℃/min升至230 ℃，保持3 min。質(zhì)譜條件：EI電離能量為70 eV；質(zhì)量掃描范圍為50～500 amu；離子源溫度為230 ℃；四極桿溫度為150 ℃；質(zhì)譜傳輸線溫度為220 ℃。

1.3.2 多酚含量測(cè)定

稱取5.00 g小茴香果實(shí)，粉碎60 目置于錐形瓶中，加入50 mL甲醇溶液，于40 ℃水浴鍋中提取40 min， 過(guò)濾并定容于50 mL的容量瓶，作待測(cè)液用。

參照EBRAHIMABADI等[14]和CHEN等[15]的方法并做適當(dāng)修改。吸取0.1 mL待測(cè)液置于10 mL容量瓶中，加5 mL蒸餾水和1 mL稀釋5倍的福林-酚試劑，搖勻后加入3 mL 7.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Na2CO3溶液。室溫下避光顯色2 h，在765 nm處測(cè)定吸光度。標(biāo)準(zhǔn)曲線用沒(méi)食子酸(10～60 μg/mL)標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制，結(jié)果以mg GAE/g表示。

1.3.3 黃酮含量測(cè)定

參照CHEN等[16]的方法并做適當(dāng)修改。吸取上述0.2 mL待測(cè)液于10 mL的離心管中，加0.4 mL 5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaNO2溶液搖勻放置6 min，再加入0.4 mL 10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Al(NO3)3溶液搖勻放置6 min， 再加入4 mL 4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液，最后用甲醇定容至10 mL，測(cè)定在510 nm處的吸光度值。標(biāo)準(zhǔn)曲線用蘆丁(0.05～1 mg/mL)標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制，結(jié)果以mg RE/g表示。

1.3.4 抗氧化能力

1.3.4.1 DPPH自由基清除能力測(cè)定

參考WU等[17]的方法并略作改進(jìn)。吸取150 μL的小茴香待測(cè)液，按實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)定在515 nm處的吸光度值。并以Trolox(100～250 mg/L)作為標(biāo)準(zhǔn)，以每克樣品中含有的Trolox當(dāng)量(mg TE/g)來(lái)表示。

1.3.4.2 FRAP法還原能力的測(cè)定

亞鐵離子還原能力的測(cè)定參考BENZIE等[18]的方法，并略加修改。取0.2 mL稀釋的樣液，加入2.8 mL TPTZ工作液，37 ℃下避光水浴反應(yīng)30 min，測(cè)定波長(zhǎng)為593 nm處的吸光度值。標(biāo)準(zhǔn)曲線以Trolox(200～1 000 μmol/L)代替提取液測(cè)定吸光度值，結(jié)果表示為達(dá)到同樣吸光度所需的Trolox的物質(zhì)的量(mg TE/g)。

1.3.4.3 ABTS自由基清除能力測(cè)定

參照YUN等[19]和ZHAO等[20]的方法并略作修改。取2.85 mL ABTS溶液與0.15 mL適當(dāng)稀釋的樣液混合，在室溫避光下反應(yīng)6 min，在734 nm處測(cè)定吸光度值。并以Trolox(50～800 μmol/L)代替提取液測(cè)定吸光度值。結(jié)果表示為每克樣品清除ABTS自由基的能力相當(dāng)于Trolox的物質(zhì)的量(g TE/g)表示。

1.3.4.4 β-胡蘿卜素漂白實(shí)驗(yàn)

參照CHEN等[21]和VELIOGLU等[22]的方法，并略作修改。將0.4 mL的β-胡蘿卜素-氯仿溶液(質(zhì)量濃度1 mg/mL)， 添加到含有40 mg亞油酸和400 mg吐溫-20的圓底燒瓶中。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去氯仿，緩慢加入100 mL蒸餾水并乳化15 min，取0.2 mL樣品溶液和5 mL乳化液體混合，60 ℃浴中進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)定在0～100 min間隔20 min在470 nm處的吸光度值。以80%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))甲醇做空白對(duì)照。BHT、生育酚(質(zhì)量濃度50 mg/mL)分別作為陰性、陽(yáng)性對(duì)照。結(jié)果以在孵育100 min后參考對(duì)照的抗氧化活性抑制百分比(AA/%)表示(式1)。并通過(guò)公式計(jì)算β-胡蘿卜素殘留百分比(式2)。

(1)

式中：DRC=對(duì)照的抑制漂白速率=AC0-AC100；AC0：0 min 時(shí)初始吸光度，AC100：100 min處的吸光度。DRS=樣品的抑制漂白速率=AS0-AS100；AS0：0 min 的吸光度，AS100：100 min時(shí)的吸光度。

(2)

式中：As(t=x)和As(t=0)分別是樣品在t=xmin和t= 0 min時(shí)的吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本研究通過(guò)Excel進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的匯總處理；用Metabo-Analyst進(jìn)行主成分分析和相關(guān)性分析；用Duncan’s法進(jìn)行多重顯著性分析和標(biāo)準(zhǔn)偏差(±SE)計(jì)算(P<0.05)；用Origin 9.1進(jìn)行數(shù)據(jù)圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)性成分分析

對(duì)5個(gè)不同品種小茴香揮發(fā)性成分進(jìn)行分析(表1)，共鑒定出75種香氣物質(zhì)，共有的化學(xué)成分有41種。

表1 五種小茴香揮發(fā)性成分及含量比較Table 1 Volatile components and relative content of seeds of five fennel cultivars

續(xù)表1

保留指數(shù)揮發(fā)性化合物 相對(duì)含量/%低桿小茴香小高桿小茴香土茴香大高桿小茴香高桿小茴香1 587石竹烯0.010.010.020.020.032 043洋芹腦/0.07/6.87/2 120反式-β-金合歡烯0.010.020.01/0.022 159草蒿腦5.485.5825.476.4429.761 696大牛兒烯D0.170.250.240.110.31 709β-甜沒(méi)藥烯0.020.02/0.031 736δ-杜松烯0.020.050.04/0.021 730α-法尼烯0.010.010.01//1 750β-倍半水芹烯0.010.010.01/2 402香檜烯0.010.010.010.01/2 452反式茴香腦38.2138.1724.1533.8310.471 953氧化石竹烯/0.010.02/0.01合計(jì)60.1662.5769.2760.4162酮類(lèi)1 628葑酮2.332.252.715.942.592 089(E)-2-甲基-5-(1-甲基乙烯基)環(huán)己酮0.05/0.02//2 292香芹酮1.520.120.640.370.153 003對(duì)甲氧基苯基丙酮0.050.06/0.02/合計(jì)3.952.433.376.332.74酯類(lèi)1 049乙酸戊酯/0.02///1 418異戊酸異戊酯0.010.010.030.010.031 506乙酸小茴香酯0.020.020.070.030.121 574乙酸芳樟酯0.080.080.170.120.21 973乙酸冰片酯//0.01/0.012 193α-乙酸松油酯/0.060.10.060.191 9842,5-十八碳二炔酸甲酯0.010.01///合計(jì)0.120.20.380.220.55有機(jī)酸類(lèi)1 927植醋酸0.010.010.010.010.013 108對(duì)異丙基苯甲酸0.490.290.130.110.122 573棕櫚酸0.06/0.030.080.05合計(jì)0.560.30.170.20.18芳香烴類(lèi)644甲基環(huán)戊烷26.3626.1119.2524.4824.781 100十一烷/0.010.010.010.011 400十四烷/0.010.020.020.031 500十五烷0.010.010.010.010.021 4432,6,10-三甲基十二烷/0.010.010.010.011 800正十八烷0.010.020.030.030.052 000二十烷/0.010.010.010.013 200正三十二烷0.020.030.030.030.061 7052,6,10-三甲基十四烷0.010.02/0.020.012 100正二十一烷/0.01/0.010.012 400正二十四烷/0.010.01/0.013 100三十一烷0.010.010.020.020.033 200三十二烷///0.020.03合計(jì)26.4226.2619.424.6525.03總計(jì)92.1992.7393.8292.5991.96

注：/表示未檢出。

其中低桿小茴香、小高桿小茴香、土茴香、大高桿小茴香、高桿小茴香分別檢出60、66、64、57和64種香氣物質(zhì)，各占揮發(fā)性化學(xué)物總峰面積的92.19%、92.73%、93.82%、92.59%和91.96%。不同品種的小茴香含有各類(lèi)化合物的數(shù)目、含量差異較大。其中萜烯類(lèi)化合物的含量最高，為主要的揮發(fā)性化合物，主要為反式茴香腦、草蒿腦、雙戊烯、γ-松油烯，特別是反式茴香腦(茴香、辛香料、甘草的氣味[23])在低桿小茴香、小高桿小茴香、土茴香、大高桿小茴香的含量最高，而草蒿腦和反式茴香腦互為同分異構(gòu)體，所以高桿小茴香表現(xiàn)為類(lèi)似的香味特征。酮類(lèi)物質(zhì)共檢出了4種，在大高桿小茴香中相對(duì)含量最高(6.33%)，葑酮(樟腦和甜香氣味[24])含量最多；醇類(lèi)化合物中含量最多的為桉葉油醇，在高桿小茴香的含量最高(0.79%)； 酸類(lèi)、醛類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)在一定程度上反映出了香氣品質(zhì)的高低，各樣品分別占到揮發(fā)性物質(zhì)的0.7%、0.53%、0.58%、0.43%、0.77%；烷烴類(lèi)化合物主要來(lái)源于脂肪酸烷氧自由基的斷裂產(chǎn)生，其含量的差別可能與前體脂肪酸的含量有關(guān)。

為了準(zhǔn)確描述，根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式重新將揮發(fā)性化合物分為單萜烯類(lèi)、氧化單萜烯類(lèi)、倍半萜烯類(lèi)、氧化倍半萜烯類(lèi)、萜烯類(lèi)衍生物和非萜烯類(lèi)化合物六大類(lèi)(表2)。

表2 五種小茴香各類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量 單位：%

注：/表示未檢出。

其中本地茴香萜烯類(lèi)衍生物的含量最高(51.75%)，且以草蒿腦和反式茴香腦為主。其中5個(gè)品種的總單萜烯類(lèi)含量高于總倍半萜烯類(lèi)，以單萜烯類(lèi)化合物含量最高，主要以雙戊烯和γ-松油烯為主。其中氧化倍半萜烯類(lèi)中只檢測(cè)出氧化石竹烯，僅在小高桿小茴香、茴香和高桿小茴香中被檢測(cè)出。朱金霞等[25]對(duì)寧夏省種植的不同品種的小茴香檢測(cè)，結(jié)果表明不同品種小茴香具有相同揮發(fā)性化合物成分，但含量均有差異。AKGüL等[26]在種植在土耳其的小茴香中檢測(cè)出反式茴香腦、葑酮和α-蒎烯為小茴香的主要成分。DIAO等[27]在四川省小茴香檢測(cè)出反式茴香腦占68.53%為主要成分，和草蒿腦(10.42%)， 檸檬烯(6.24%)，葑酮(5.45%)等其他成分。鄭甜田等[28]對(duì)產(chǎn)自不同省的10個(gè)小茴香進(jìn)行分析，確定反式茴香腦為主要成分，這均與本研究得出的反式茴香腦為主要成分相一致，但其含量確略有差異，表明地域、品種不同其揮發(fā)性化合物成分和含量均不同。

2.2 總多酚和總黃酮含量

由圖1可知，不同品種小茴香的多酚和黃酮含量有明顯的差別。

A-多酚；B-黃酮圖1 5種小茴香多酚和黃酮的含量Fig.1 The total phenolic and flavonoids contents of seeds of five fennel cultivars注：不同字母代表顯著性差異(P<0.05)。

小茴香總多酚的含量均高于6 mg GAE/g，總黃酮 均高于2.28 mg/g，其中大高桿小茴香的多酚(9.048 9 mg/g)、黃酮(2.359 3 mg/g)含量均高于其他樣品。這與王強(qiáng)等[29]報(bào)道的小茴香甲醇溶劑萃取物測(cè)得的多酚含量高于黃酮含量相一致。而與MOTAMED等[30]報(bào)道的伊朗小茴香多酚含量明顯低于黃酮的含量不同，這可能與小茴香產(chǎn)地、測(cè)定方法的不同有關(guān)。由于酚類(lèi)化合物具有電子供體或氫供體，具有一定的抗氧化活性[14]。而研究發(fā)現(xiàn)總酚與大多數(shù)抗氧化能力具有顯著相關(guān)性[31]。

2.3 抗氧化活性分析

在細(xì)胞代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生具有高度活性的自由基，這些物質(zhì)能誘導(dǎo)發(fā)生氧化反應(yīng)并引起細(xì)胞膜的損傷，使得生物體代謝紊亂，并最終導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生[32]。如圖2所示，不同品種的小茴香都具有抗氧化能力。其中大高桿小茴香抗氧化活性能力最強(qiáng)。

A-對(duì)DPPH自由基清除能力測(cè)定;B-采用FRAP法對(duì)還原能力的測(cè)定; C- 對(duì)ABTS自由基清除能力測(cè)定; D- 對(duì)β-胡蘿卜素漂白能力測(cè)定圖2 5種小茴香不同抗氧化活性的比較Fig.2 Comparison of antioxidant activities of seed extracts of five fennel cultivars注：不同字母代表顯著性差異(P<0.05)。

OKTAY等[33]報(bào)道的小茴香的水、醇提取物都具有較強(qiáng)的抗氧化性，幾乎與相同劑量的BHT和BHA抗氧化性能一樣好。對(duì)比圖2-A、圖2-B、圖2-C，5個(gè)品種的小茴香對(duì)DPPH自由基的清除活性最強(qiáng)，其次是對(duì)鐵離子氧化還原能力、對(duì)ABTS+自由基清除能力，這與MIRALIAKBARI等[34]所報(bào)道的堅(jiān)果油和RUFINO等[35]報(bào)道的巴西的18種非熱帶堅(jiān)果的抗氧化能力相一致。不同品種的小茴香抗氧化能力有明顯的差異，可能是由于當(dāng)?shù)販囟?、光?qiáng)、土壤等對(duì)不同品種的小茴香作用的不同。而SALAMA等[36]也指出利用有機(jī)肥料和生物-有機(jī)肥料種植小茴香的抗氧化能力不同。

β-胡蘿卜素漂白實(shí)驗(yàn)是用來(lái)評(píng)估抗氧化劑的脂質(zhì)過(guò)氧化抑制活性[37]。抑制率取決于抗氧化劑溶解度的差異，其疏水性的抗氧化劑在β-胡蘿卜素漂白試實(shí)驗(yàn)中比親水性的抗氧化劑更能有效地通過(guò)脂質(zhì)相和脂-水界面，從而能直接抑制β-胡蘿卜素的氧化[38]。而且氯仿、甲醇萃取液能提取較高水平的疏水性成分[39]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，各樣品的抑制率存在明顯差異，可能是由于不同小茴香中親脂性化合物含量的差異所致。為更好地詮釋不同品種的抑制率，圖3中表示系統(tǒng)中各種樣品的β-胡蘿卜素殘留百分比與時(shí)間之間的關(guān)系。將這種抑制程度通過(guò)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)描述(式3)。

●-低桿小茴香;○-小高桿小茴香;▼-土茴香;△-大高桿小茴香;■-高桿小茴香;□:空白;■-α-tocopherol;+:BHT圖3 5種小茴香β-胡蘿卜素漂白Fig.3 Antioxidant activity of seeds distilled residue of five fennel cultivars assayed by the β-carotene bleaching method

y1=y0e-Rx

(3)

式中：x：反應(yīng)時(shí)間，R：速率常數(shù)，y1和y0表示在t=xmin和t=0 min時(shí)β-胡蘿卜素的殘留百分比。

表3 5種小茴香在β-胡蘿卜素漂白實(shí)驗(yàn)中的擬合函數(shù)的系數(shù)和方差分析Table 3 Coefficients and ANOVA of seeds of five fennel cultivars in β-carotene bleaching assay

注：顯著性：“*”表示0.01

2.4 相關(guān)性分析

為進(jìn)一步探究揮發(fā)性化合物類(lèi)別、功能成分和抗氧化活性三者之間的關(guān)系，進(jìn)行相關(guān)性分析(表4)。

表4 抗氧化活性、功能性成分及揮發(fā)性成分相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of antioxidant activity, functional components and volatile compounds

注：*表示在0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

結(jié)果表明，總酚、黃酮含量與對(duì)鐵離子氧化還原能力之間存在顯著正相關(guān)(P<0.001)，與對(duì)DPPH自由基清除能力存在極顯著相關(guān)(P<0.01)，表明影響不同品種小茴香抗氧化性的主要因素是總酚含量，且黃酮與對(duì)鐵離子氧化還原能力之間存在極顯著正相關(guān)(P<0.01)。與ZHAO等[20]對(duì)啤酒大麥的總酚與對(duì)DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除活性和還原能力具有顯著相關(guān)性相一致。且與水稻中測(cè)定的總酚、類(lèi)黃酮和抗氧化能力三者間存在相關(guān)性相一致[19]。并且可得氧化單萜烯類(lèi)與黃酮、對(duì)DPPH自由基清除能力和對(duì)鐵離子氧化還原能力值均存在顯著正相關(guān)關(guān)系，且與多酚存在極顯著正相關(guān)。氧化倍半萜烯類(lèi)與對(duì)鐵離子氧化還原能力值和ABTS自由基清除能力存在顯著的負(fù)相關(guān)，為判定小茴香的品質(zhì)提供了另一種可能，即可以通過(guò)氧化倍半萜烯類(lèi)、氧化單萜烯類(lèi)化合物含量的評(píng)價(jià)間接判定抗氧化活性的強(qiáng)弱。

2.5 主成分分析

為進(jìn)一步挖掘小茴香品種間的差異，用主成分分析對(duì)5種小茴香揮發(fā)性化合物類(lèi)別、功能成分和抗氧化活性指標(biāo)進(jìn)行降維處理(圖4)。共提取出2個(gè)主成分，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到80.4%，主成分1(PC1)和主成分2(PC2)分別解釋總方差的61.3%和19.1%。

X-A：低桿小茴香；X-B：小高桿小茴香；X-C：土茴香；X-D：大高桿小茴香；X-E：高桿小茴香X1：?jiǎn)屋葡╊?lèi)；X2：氧化單萜烯類(lèi)；X3：倍半萜烯類(lèi)；X4：氧化倍半萜烯類(lèi)；X5：萜烯類(lèi)衍生物；X6：非萜烯類(lèi)；P1：多酚；F1：黃酮；K1：DPPH；K2：FRAP；K3：ABTS；K4：β-胡蘿卜素漂白圖4 各指標(biāo)在主成分上的載荷及樣品分布圖散點(diǎn)圖Fig.4 Diagram of loading and factor distribution based on principal component analysis

根據(jù)主成分分析可將5個(gè)品種小茴香樣品進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)空間離散點(diǎn)的距離PC1和PC2能明顯地將其劃分為三大類(lèi)，低桿小茴香、小高桿小茴香和高桿小茴香聚為第一類(lèi)，大高桿小茴香聚為第二類(lèi)，土茴香聚為第三類(lèi)。其中低桿小茴香、小高桿小茴香和高桿小茴香處于PC1和PC2正向端；土茴香處于PC1的正向端，PC2的負(fù)向端；大高桿小茴香處于PC1和PC2的負(fù)向端。其中土茴香和高桿小茴香的PC1的正向載荷高，單萜烯類(lèi)、倍半萜烯類(lèi)和氧化倍半萜烯與PC1具有較高的正相關(guān)，因此，表現(xiàn)為具有較高含量的總倍半萜烯類(lèi)化合物，而萜烯類(lèi)衍生物與PC2成負(fù)相關(guān)，表現(xiàn)為土茴香會(huì)隨著PC2的減小，萜烯類(lèi)衍生物含量會(huì)增加的特性；低桿小茴香的PC2的正向載荷高，而PC2與非萜烯類(lèi)具有正相關(guān)性，因此表現(xiàn)為具有較高含量的反式茴香腦；由于PC1與對(duì)DPPH自由基清除能力、對(duì)鐵離子氧化還原能力值、氧化單萜烯類(lèi)、多酚和黃酮呈顯著負(fù)相關(guān)，所以大高桿小茴香會(huì)隨著PC1含量的減小，表現(xiàn)為單萜烯類(lèi)、倍半萜烯類(lèi)和氧化倍半萜烯類(lèi)物質(zhì)含量降低，抗氧化活性和多酚、黃酮含量增加的特性。近年來(lái)研究表明[40]，萜烯類(lèi)結(jié)構(gòu)特征與其物質(zhì)抗氧化能力有關(guān)。對(duì)于單萜類(lèi)，其結(jié)構(gòu)中含有亞甲基和具有酚類(lèi)結(jié)構(gòu)的含氧類(lèi)型具有最高的抗氧化活性。倍半萜烯化合物中，烯丙醇類(lèi)結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗氧化性能。而含有一些二萜類(lèi)如酚醛類(lèi)的酚類(lèi)結(jié)構(gòu)的二萜烯類(lèi)，抗氧化活性較強(qiáng)，有較強(qiáng)的清除性能。

3 結(jié)論

5個(gè)品種小茴香揮發(fā)性成分檢測(cè)共鑒定出75種揮發(fā)性物質(zhì)，品種間揮發(fā)性成分的種類(lèi)和相對(duì)含量存在差異，但都含有較多的萜烯類(lèi)化合物，土茴香的萜烯類(lèi)化合物含量高達(dá)69.27%。5種小茴香的萜烯類(lèi)衍生物的含量最高，主要以反式茴香腦和草蒿腦為主；總單萜烯物質(zhì)次之，且總單萜烯物質(zhì)中主要以單萜烯類(lèi)物質(zhì)為主，而氧化倍半萜烯含量最少，僅僅檢測(cè)出氧化石竹烯1種物質(zhì)。通過(guò)相關(guān)性分析和主成分分析表明，抗氧化性能與多酚、黃酮的含量間存在顯著正相關(guān)性，氧化單萜烯類(lèi)與總酚、黃酮、對(duì)DPPH自由基清除能力和對(duì)鐵離子氧化還原能力值間表現(xiàn)為正相關(guān)性，并利用主成分分析將5種小茴香劃分成3類(lèi)，低桿小茴香、小高桿小茴香和高桿小茴香聚為第一類(lèi)，表現(xiàn)為單萜烯類(lèi)、倍半萜烯類(lèi)和氧化倍半萜烯且非萜烯類(lèi)較高的特性；大高桿小茴香聚為第二類(lèi)，表現(xiàn)為單萜烯類(lèi)、倍半萜烯類(lèi)和氧化倍半萜烯類(lèi)物質(zhì)含量低，而抗氧化活性能高的特性；土茴香聚為第三類(lèi)，表現(xiàn)出總倍半萜烯類(lèi)化合物和萜烯類(lèi)衍生物的含量較高，特別是芳樟醇含量較高的特性，為區(qū)分不同小茴香品種間的品質(zhì)差異提供了數(shù)據(jù)支持。通過(guò)將揮發(fā)性成分和多酚、黃酮含量及抗氧化性能指標(biāo)關(guān)聯(lián)起來(lái)，為利用揮發(fā)性成分的種類(lèi)及含量來(lái)判斷、描述抗氧化指標(biāo)和多酚、黃酮含量提供可能性，并同時(shí)為科學(xué)評(píng)價(jià)和利用不同品種小茴香果實(shí)品質(zhì)特性提供技術(shù)支持。