广玉兰花香精油的化学成分及其抗氧化活性研究

2012-07-28蔡桂香刘应煊胡卫兵

化学与生物工程 2012年9期

蔡桂香，刘应煊，胡卫兵

(湖北民族学院化学与环境工程学院,湖北恩施 445000)

广玉兰(MagnoliagrandifloraL.)为木兰科、木兰属常绿乔木，又称洋玉兰、荷花玉兰。广玉兰树形优美，花大清香，抗毒能力较强，可在大气污染严重地区栽培，是优良的环保庭院树。其叶常用于治疗外感风寒、头痛鼻塞、脘腹胀痛、呕吐腹泻、高血压、偏头痛等[1]。广玉兰叶及花中含有挥发油、木兰花碱等多种化学成分,对动物有缓慢的降压作用[2，3]和显著的抗氧化活性[4]。研究者已对广玉兰中化学成分的提取鉴定[3～7]及其在医药方面的应用[8～10]进行了报道，但对广玉兰花香精油的化学成分分析及其抗氧化活性研究报道很少。作者采用常规水蒸气蒸馏法提取广玉兰花香精油，用GC-MS联用仪对其化学组成进行了分析，并进一步考察了香精油的抗氧化活性，拟为合理利用广玉兰资源开发天然香料香精提供科学依据。

1 实验

1.1 材料、试剂与仪器

广玉兰鲜花于2012年4月采集于湖北民族学院桂花园校区，经湖北民族学院化学与环境工程学院王华松副教授鉴定为木兰科、木兰属植物广玉兰花。

无水乙醚、无水硫酸钠、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)，分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司；1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)，分析纯，Sigma 公司；实验用水皆为二次蒸馏水。

6890N型气相色谱-5975I型质谱联用仪、色谱柱DB-5毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm),美国Agilent科技有限公司；精密电子天平，瑞士Startorius公司；756型紫外可见分光光度计,上海菁华科技仪器有限公司；水蒸气蒸馏装置。

1.2 样品的制备

取新鲜广玉兰花300.0 g 粉碎后置于2 L三颈烧瓶中,加入500 mL蒸馏水,蒸馏4 h，用无水乙醚萃取蒸出液3次，合并萃取液，加入无水硫酸钠干燥,在冰箱中冷冻过夜。通入高纯N2(99.99%)吹干残余溶剂，得1.2432 g 澄清透明的浅黄色香精油(出油率为0.41%)，于4 ℃存储。

1.3 GC-MS分析

气相色谱条件：色谱柱DB-5毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；GC进样口温度260 ℃，以分流模式进样，分流比1∶20；程序升温：50 ℃保持5 min，5 ℃·min-1升温至250 ℃，然后15 ℃·min-1升温至280 ℃，保持1.5 min；气质联用仪接口温度280 ℃。

质谱参数：电子轰击(EI)离子源70 eV；电子倍增电压1256 V；质量扫描范围40～550 u；扫描速率1 scan·s-1。被分离化合物的总离子峰峰面积使用GC-MS联用仪的工作站在设定积分阈值为16.5时积分获得，用峰面积归一化法计算各组分的相对质量分数。

1.4 香精油对有机自由基DPPH抑制率的测定

通过测定香精油对DPPH 自由基的抑制率来评价其抗氧化性能。分别取0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL的香精油和200 μg·mL-1的BHT用乙醇稀释至3.0 mL，再加入1.0 mL 0.2 mmol·L-1DPPH乙醇溶液，摇匀后于室温下避光放置30 min，然后以乙醇为参比，测定反应液在525 nm处的吸光度。香精油对DPPH 的抑制率(E)按下式计算:

式中：A0为未加香精油的DPPH的吸光度；A为DPPH与香精油反应后的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 广玉兰花香精油化学成分分析

香精油的总离子流图(GC-TIC)见图1。

图1 广玉兰花香精油的总离子流图

总离子流图中各峰经质谱扫描后得到质谱图，经计算机检索同时与最新标准谱图库NIST08谱库(1.91×105种化合物)和Wiley275谱库(3.2×105种化合物)相匹配，对正反匹配度均大于800(最大值为1000)的结果进一步进行人工谱图解析，结果见表1。

由表1可知，采用GC-MS分析技术共鉴定出广玉兰花香精油中相对质量分数大于0.10%的化合物80个，占香精油总量的96.43%，其中相对质量分数大于1.00%的化合物22个，占香精油总量的68.48%。广玉兰花香精油中相对质量分数最高的化合物是β-古芸烯，占香精油总量的10.17%，其余主要成分为β-荜澄茄油烯(8.90%)、β-榄香烯(6.64%)、雅榄蓝烯(5.47%)、苯乙醇(4.20%)、金合欢醇(3.94%)、牻牛儿酮(2.96%)、β-雪松烯(2.85%)、反式橙花叔醇(2.85%)、别香橙烯(2.59%)、紫堇酮(1.95%)、丁香烯(石竹烯)(1.94%)、τ-衣兰醇(1.83%)、异杜松烯(1.81%)、杜松醇(1.77%)、香茅醇(1.59%)、α-榄香烯(1.34%)、金合欢烯(1.27%)、正十六酸(1.12%)，氧化石竹烯(1.10%)、杜松脑(1.10%)、长松香芹酮(1.09%)，这些化合物是广玉兰花主要的赋香成分。从鉴定出的化学成分的类别上看，萜类及其衍生物是最主要的成分，其相对质量分数占香精油总量的70%以上。

β-古芸烯主要存在于烟叶中，具有抗炎镇痛及清热解表之功效，对大肠杆菌有较强的抑制作用；β-榄香烯广泛用于肿瘤的临床治疗，其临床应用已有广泛研究[11～14]；牻牛儿酮具有一定的镇咳、平喘作用；丁香烯(石竹烯)为国家批准食用香料，是高级香精成分，可作为化妆品、香水、香皂的重要原料[15]；金合欢醇兼具青草香、花香并伴有香脂香气；苯乙醇具有柔和、愉快而持久的玫瑰香气；反式橙花叔醇具有柔和花香，兼具玫瑰、百合香气；叶醇具有强烈的新鲜叶草香气，属清香型名贵香料；沉香醇香型类似于柠檬及熏衣草；4-松油醇属单环单萜烯醇，具有紫丁香花的香气[16]；柏木烯醇具膏香香气，留香持久，气味浓烈。此外，雪松烯、别香橙烯、异杜松烯、蓝桉醇、杜松醇、苯甲醇、苯乙醛、乙酸桃金娘烯酯、乙酸龙脑酯等也广泛用于香精香料和医药工业中。

2.2 广玉兰花香精油对DPPH的抑制率(图2)

图2 香精油对DPPH的抑制率

表1 广玉兰花香精油的化学组成

由图2可知，随着香精油加入量的增加，其对DPPH的抑制率上升，均高于相同体积200 μg·mL-1BHT的DPPH抑制率；当香精油加入量为0.6 mL 时，对DPPH的抑制率达到90%以上,说明香精油中的抗氧化物质提供氢离子给DPPH自由基的能力更强，香精油具有良好的抗氧化活性。

3 结论

采用GC-MS分析技术对广玉兰花香精油进行了分离和鉴定，共鉴定出80个相对质量分数大于0.10%的化合物，占香精油总量的96.43%。相对质量分数较高的有β-古芸烯(10.17%)、β-荜澄茄油烯(8.90%)、β-榄香烯(6.64%)、雅榄蓝烯(5.47%)、苯乙醇(4.20%)、金合欢醇(3.94%)、牻牛儿酮(2.96%)、β-雪松烯(2.85%)、反式橙花叔醇(2.85%)、别香橙烯(2.59%)、紫堇酮(1.95%)、丁香烯(石竹烯)(1.94%)、τ-衣兰醇(1.83%)、异杜松烯(1.81%)、杜松醇(1.77%)、香茅醇(1.59%)、α-榄香烯(1.34%)、金合欢烯(1.27%)、正十六酸(1.12%)、氧化石竹烯(1.10%)、杜松脑(1.10%)、长松香芹酮(1.09%)，这些化合物是广玉兰花主要的赋香成分。其中β-古芸烯、β-榄香烯、牻牛儿酮等药用成分的存在表明广玉兰花香精油具有一定的药用价值。此外，广玉兰花香精油具有较好的抗氧化作用，其抗氧化活性随着浓度的增大而增强。

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