董菲,田玉紅,周旭凱,郝文鳳
(廣西科技大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院,廣西 柳州 545006)
滿山香(Schisandrapropinqua)和金橘(Fortunellamargarita)是兩種藥食同源的植物,滿山香葉可作調(diào)味香料,具有祛除風(fēng)濕、強(qiáng)肌骨、舒筋活絡(luò)、開(kāi)胃消食等功效[1]。金橘果實(shí)除鮮食外,還可加工成蜜餞、罐頭、糕點(diǎn)、飲品等,同時(shí)可用作調(diào)味品,具有開(kāi)胃、止渴、治咳嗽的功效[2]。植物精油不僅具有芳香的氣味,還具有抗菌、抗氧化、抗炎、殺蚊驅(qū)蟲(chóng)等生物活性[3-14],目前這兩種精油的抗氧化活性的研究國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)報(bào)道。
本文對(duì)滿山香精油和金橘精油的化學(xué)成分進(jìn)行了定性定量分析,通過(guò)DPPH自由基(DPPH·)清除法、ABTS自由基陽(yáng)離子(ABTS+·)清除法研究了滿山香和金橘精油及其單體的抗氧化能力,旨在為滿山香和金橘的綜合利用提供依據(jù)。
滿山香葉(陰干葉片),購(gòu)自毫州市軒明銷售有限公司;金橘精油,購(gòu)自江西恒誠(chéng)天然香料有限公司,采用壓榨法提取;2,2-二苯基-1-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、2,2′-聯(lián)氨-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽自由基(ABTS+·)、叔丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)、α-生育酚(VE)均為分析純;檸檬烯(97%),Alfa Aesar有限公司;石竹烯(≥90%),梯希愛(ài)(上海)化成工業(yè)有限公司。
TRACE1300-ISQ QD氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀;1788型揮發(fā)油提取器;722S型可見(jiàn)分光光度計(jì)。
準(zhǔn)確稱取100 g滿山香葉,放置于揮發(fā)油測(cè)定器中,加入1 500 mL水,按水蒸氣蒸餾法提取6 h,靜置分層后讀取精油的體積并收集精油。100 g滿山香葉中共提取得到棕紅色精油0.22 mL,提取率為0.22%(V/W)。
氣相色譜條件:HP-5毛細(xì)管色譜柱,規(guī)格(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。載氣為高純氦氣,流量1.0 mL/min,進(jìn)樣量1 μL,分流比1∶150,進(jìn)樣口溫度280 ℃,接口溫度280 ℃。采用程序升溫:60 ℃ 保持5 min,升至260 ℃(2 ℃/min),于 260 ℃ 保持5 min。
質(zhì)譜條件:EI電離源,電子能量70 eV,電子倍增器電壓1.5 kV,質(zhì)量掃描范圍50~550 amu,全掃描方式。
1.4.1 DPPH· 清除能力的測(cè)定 將精油樣品溶解于無(wú)水乙醇,配制成不同濃度的溶液,避光保存。分別取2 mL不同濃度的樣品溶液并與2 mL 0.02 mg/mL 的DPPH·無(wú)水乙醇溶液置于具塞試管中,充分混勻,在517 nm處測(cè)定不同濃度樣品溶液的吸光度(Ai),以無(wú)水乙醇代替樣品的反應(yīng)體系為控制組(Ac),以無(wú)水乙醇替代DPPH·溶液的反應(yīng)體系為空白組(Aj),確定反應(yīng)時(shí)間為1 h,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次取平均值[15]。以TBHQ和VE作為陽(yáng)性對(duì)照。DPPH·清除能力的計(jì)算公式為:
1.4.2 ABTS+· 清除能力的測(cè)定 將精油樣品溶解于無(wú)水乙醇,配制成不同濃度的溶液,避光保存。將7 mmol/L的ABTS+·溶液和2.45 mmol/L過(guò)硫酸鉀溶液混合,于常溫下避光24 h后得到ABTS+·母液,并用無(wú)水乙醇稀釋至其在734 nm處吸光度為(0.70±0.002),獲得ABTS+·工作液。分別取2 mL 不同濃度的精油置于具塞試管中,加入2 mL ABTS+·工作液,混勻,避光6 min后測(cè)定其在734 nm 處的吸光度值(Ai),以2 mL無(wú)水乙醇代替樣品的反應(yīng)體系為控制組(A0),實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次取平均值[16]。以TBHQ和VE作為陽(yáng)性對(duì)照。ABTS+·清除能力的計(jì)算公式為:
所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次,數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)值表示。采用Origin 8.0軟件進(jìn)行作圖。
按上述GC-MS條件,分別分析滿山香精油和金橘精油的化學(xué)成分,二者的總離子流色譜圖見(jiàn)圖1和圖2?;瘜W(xué)成分見(jiàn)表1,表中各物質(zhì)按照其從毛細(xì)管色譜柱中的流出順序排列。
圖1 滿山香精油的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of essential oilfrom Schisandra propinqua
圖2 金橘精油的總離子流圖Fig.2 Total ion chromatogram of essential oilfrom Fortunella margarita
表1 滿山香精油和金橘精油的化學(xué)成分Table 1 Chemical constituents of essential oils fromSchisandra propinqua and Fortunella margarita
由表1可知,滿山香精油鑒定確認(rèn)了49個(gè)組分,占總含量的70.86%;金橘精油確認(rèn)了28種組分,占總含量的96.31%。
在確認(rèn)的滿山香精油成分中,其中碳?xì)浠衔锏暮孔罡?,?4種,占總峰面積的44.25%,醇類物質(zhì)13種,占21.01%;環(huán)氧化物2種占1.26%;醌類物質(zhì)1種占1.15%;酸類物質(zhì)2種,占0.96%;酯類物質(zhì)4種,占0.89%;酮類物質(zhì)3種,占0.84%。其主要成分為葎草烯(11.71%)、石竹烯(9.22%)、葎草烯醇(7.97%)和γ-古蕓烯(4.13%)。在確認(rèn)的金橘精油成分中,碳?xì)浠衔锏暮孔罡撸?9種,占總峰面積的92.91%,醇類物質(zhì)4種,占2.17%,醚類物質(zhì)2種,占1.03%;醛類物質(zhì)2種,占0.16%;酚類物質(zhì)1種,占0.07%。其主要成分為檸檬烯(70.15%)、γ-松油烯(6.99%)和反式-β-羅勒烯(4.25%)。
因?yàn)樯L(zhǎng)的地理環(huán)境不同等因素的影響,文獻(xiàn)中報(bào)道的滿山香精油和金橘精油成分有所差異,騰中秋[17]等研究不同產(chǎn)地滿山香揮發(fā)性的主要成分為莰烯(2.04%~26.08%)、桉葉油醇(2.33%~8.69%)、對(duì)傘花烴(6.14%~9.10%)、石竹烯(1.72%~5.97%)、檜烯(3.33%~23.32%)等萜烯類物質(zhì)。Fitsiou[2]等研究結(jié)果表明,金橘精油的主要成分是檸檬烯(93.78%)。Peng等[18]研究結(jié)果表明,金橘精油的揮發(fā)性成分主要為檸檬烯(94.36%~95.06%)。
利用DPPH·和ABTS+·自由基清除法對(duì)滿山香精油和金橘精油及其主要成分石竹烯、檸檬烯的抗氧化性能進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)??寡趸锱cDPPH·和ABTS+反應(yīng)后使溶液褪色,溶液褪色越明顯,則表明所檢測(cè)物質(zhì)的總抗氧化能力越強(qiáng)[19]。圖3、圖4分別為滿山香精油、金橘精油、石竹烯、檸檬烯以及兩種常用抗氧化劑TBHQ和VE在不同濃度下對(duì)DPPH·和ABTS+·的清除率。
圖3 DPPH·的清除率與濃度之間的關(guān)系Fig.3 DPPH· radical scavenging rate of essentialoils at different concentrationa.滿山香精油;b.金橘精油;c.石竹烯;d.檸檬烯;e.TBHQ;f.VE
圖4 ABTS+·的清除率與濃度之間的關(guān)系Fig.4 ABTS+· radical scavenging rate of essentialoils at different concentrationa.滿山香精油;b.金橘精油;c.石竹烯;d.檸檬烯;e.TBHQ;f.VE
由圖3、圖4和表2可知,滿山香精油和金橘精油均能清除DPPH·和ABTS+·自由基,清除率分別為21.93%~82.93%,19.79%~84.01%。滿山香精油和金橘精油清除DPPH·的IC50值分別為12.75 mg/mL和22.34 mg/mL,清除 ABTS+·的IC50值分別為1.30 mg/mL和3.33 mg/mL,表明滿山香精油和金橘精油能夠有效的清除自由基。石竹烯和檸檬烯清除DPPH·的IC50值分別為49.87,450.15 mg/mL,清除ABTS+·的IC50值分別為4.37,409.46 mg/mL。滿山香精油和金橘精油的抗氧化能力均優(yōu)于精油中的主要成分石竹烯和檸檬烯,且滿山香精油的抗氧化能力強(qiáng)于金橘精油。滿山香精油和金橘精油可以作為一種較為安全的天然抗氧化物來(lái)源,在食品、醫(yī)療中具有廣泛的開(kāi)發(fā)潛力。
表2 滿山香精油和金橘精油及其主要成分的抗氧化活性Table 2 Antioxidant activity of the essential oils fromSchisandra propinqua and Fortunella margarita andmajor composition tested using the DPPH·and ABTS+· assays
(1)滿山香精油主要成分為葎草烯(11.71%)和石竹烯(9.22%),其他主要成分還包含葎草烯醇(7.97%)和β-桉葉烯(4.13%)。金橘精油的主要成分為檸檬烯(70.15%),其他主要成分還包括γ-松油烯(6.99%)和反式-β-羅勒烯(4.25%)。
(2)滿山香精油和金橘精油有較好的清除自由基的活性。滿山香精油清除DPPH·和ABTS+·的IC50值分別為12.75 mg/mL和1.30 mg/mL;金橘精油清除DPPH·和ABTS+·的IC50值分別為22.34 mg/mL和3.33 mg/mL。