荷花蜂花粉精油化学成分及生物学活性研究

毕淑峰，张迷迷，郜耿玉，卢玉生，徐胜林，姜　航

（黄山学院生命与环境科学学院，安徽黄山245041）

荷花蜂花粉精油化学成分及生物学活性研究

毕淑峰，张迷迷，郜耿玉，卢玉生，徐胜林，姜航

（黄山学院生命与环境科学学院，安徽黄山245041）

采用水蒸气蒸馏法提取荷花蜂花粉精油，利用气相色谱-质谱联用技术分析其化学成分，并测定精油的抗菌活性和金属离子螯合作用。从精油中共鉴定出44个化合物，占挥发油总量的82.74%，主要成分有十五烷、棕榈酸、石竹烯氧化物、1-石竹烯、α-松油醇、二十一烷、8-十七碳烯等。精油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、变形杆菌有一定抑制作用，对金属离子有较好的螯合作用，且样品量与抗菌活性和金属离子螯合率呈量效关系。

荷花蜂花粉，精油，化学成分，抗菌活性，金属离子螯合作用

花粉是植物雄蕊产生的雄性生殖细胞，含有丰富的营养成分和药用成分，被誉为完全营养素、微型营养库［1］。蜜蜂采集花粉过程中，混合花粉、花蜜和唾液，形成蜂花粉。蜂花粉是人类利用植物花粉资源的主要形式，以蜂花粉为原料研制和开发多种保健食品和药品。蜂花粉含有蛋白质、氨基酸、多肽、脂肪酸、磷脂、多糖、维生素、黄酮、矿质元素等生物活性成分［2-4］，具有降血脂、抗肿瘤、抗炎、增强免疫力、抗病毒、抑制前列腺疾病、抗氧化、美容养颜等功能［3-6］。荷花蜂花粉是常见的蜂花粉，对荷花蜂花粉的总黄酮、多糖的研究较多［7-8］，对荷花蜂花粉精油及其生物活性研究较少。本实验利用水蒸气蒸馏法提取荷花蜂花粉精油，用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析其化学成分，并测定其抗菌活性和金属离子的螯合作用，为荷花蜂花粉的开发利用、药理研究等提供科学依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

荷花蜂花粉购于黄山市养生源蜂业有限公司；金黄色葡萄球菌（Staphyloccocus aureus）、大肠杆菌（Escherichiacoli）、变形杆菌（Proteusbacillus vulgaris）由黄山学院生命与环境科学学院微生物实验室提供；菲洛嗪（Ferrozine） 东京化成工业株式会社；二甲基亚砜（DMSO）、无水乙醚、无水硫酸钠等均为国产分析纯。

Agilent HP7890-5975C型气相色谱-质谱联用仪美国Agilent公司；UV754N型紫外可见分光光度计上海精密科学仪器有限公司；ZHJH-1209B型无菌操作台苏州净化有限公司；BB89挥发油提取器郑州中天实验仪器有限公司。

1.2精油的提取粉碎的蜂花粉置于挥发油提取器的圆底烧瓶中，加300mL蒸馏水，连接挥发油提取装置，在中间连接管中加入约10mL蒸馏水和5mL无水乙醚。按水蒸气蒸馏法提取6h，收集无水乙醚层，用无水硫酸钠干燥，挥发无水乙醚，得到淡黄色油状物，称重，得率为0.17%。

［9］的方法，并稍作修改。准确称取40g

1.3GC-MS分析条件

色谱条件：HP-5MS弹性石英毛细管柱（0.25μm× 30m×0.25mm）；程序升温的初始温度为40℃保留3min，以4℃/min升至160℃，保留3min，以5℃/min升至285℃，保留5min；高纯氦气（99.99%）为载气；体积流量为1.0mL/min；分流比为150∶1；进样量为0.5μL。质谱条件：电子轰击（EI）离子源，电子能量70eV；离子源温度230℃，四极杆温度150℃；全扫描采集模式，质量范围m/z 35～450。

1.4体外抗菌活性测定

参照文献［10］的方法，并略作修改。用DMSO配制100%、50%、25%三种浓度梯度精油，使用前用无菌有机滤膜过滤。取100μL约108CFU/mL的菌液（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、变形杆菌）均匀涂布于营养琼脂培养基表面，将不同浓度精油浸泡过的滤纸片等距离置于已接种的平板上，用DMSO浸泡的滤纸片作为阴性对照。37℃培养24h，测量抑菌圈直径。

1.5金属离子螯合作用测定

参照文献［11］的方法。将20、40、60、80、100μL体积分数50%精油置于5支试管中，分别加入80、60、40、20、0μL丙酮。各试管中加入2.8mL蒸馏水、50μL 2mmol/L的FeCl2·4H2O和150μL 5mmol/L的Ferrozine，混匀，静置10min，在562nm处测吸光度（At）。以100μL丙酮代替样品作为空白对照，测其吸光度（A0）；以相同体积0.5mg/mL的EDTA代替样品作为阳性对照。金属螯合率（%）=（1－At/A0）×100。

2　结果与分析

2.1荷花蜂花粉精油化学成分的GC-MS分析结果

用GC-MS分析荷花蜂花粉精油的化学成分，经NIST08谱库检索、质谱分析等确定精油的化学成分，并用面积归一化法分析各组分的相对含量，总离子流图和化学成分分别见图1和表1。从荷花蜂花粉精油中共分离出66种化学成分，鉴定出其中44种成分，占精油色谱峰总面积的82.74%。精油中含有2种醇（1.10%）、9种醛（2.81%）、4种酮（3.53%）、5种脂肪酸（16.70%）、2种酯（0.99%）、12种萜类及其含氧衍生物（26.89%）、8种烷烃（29.31%）、1种酚（0.14%）、1种醚（1.27%），以烷烃、萜类及其含氧衍生物、脂肪酸为主；其中萜类成分包括3种单萜及其含氧衍生物（8.64%）、9种倍半萜及其含氧衍生物（18.25%），烷烃包括6种饱和烷烃（24.75%）、2种不饱和烯烃（4.56%）；脂肪酸酸包括4种中链脂肪酸（6.67%）、1种长链脂肪酸（10.03%）。精油中高于3.00%的组分有十五烷（13.08%）、棕榈酸（10.03%）、石竹烯氧化物（7.16%）、1-石竹烯（6.94%）、α-松油醇（5.78%）、二十一烷（4.84%）、8-十七碳烯（3.63%）、辛酸（3.46%）、十七烷（3.43%），9种主要组分占精油总量的58.35%。

表1　荷花蜂花粉精油的化学成分Table 1　Chemical constituents of the essential oil from lotus bee pollens

续表

图1　荷花蜂花粉精油化学成分的总离子流图Fig.1　Total ion chromatogram of the essential oil from lotus bee pollens

烷烃是野菊、玫瑰、虞美人等多种蜂花粉挥发性物质的主要成分，棕榈酸是12种蜂花粉的挥发性物质的共有成分［12］。十五烷烃是荷花蜂花粉精油中含量最高的成分，也是4种荷花挥发性成分中含量最高的成分；萜类及其含氧衍生物是荷花挥发性成分的主要成分，也是荷花特征香气的物质基础；从荷花蜂花粉精油中鉴定出的十五烷烃、十六烷烃、8-十七碳烯、α-萜品醇等是5种荷花挥发性成分的共有成分［13］。荷花蜂花粉精油化学成分与荷花挥发性成分存在较大的相似性。荷花蜂花粉精油中的苯甲醛、苯乙醛、α-萜品醇等可用作食用香料；茉莉酮广泛应用于茉莉系列香精中，己酸可作为调味品，对苯二甲醚用作定香剂，壬醛可用作食品添加剂；石竹烯氧化物具有镇痛和抗炎作用。

2.2荷花蜂花粉精油的抗菌作用

由表2可知，荷花蜂花粉精油对三种供试菌种均有抑制作用，在测试的浓度范围内，各种浓度荷花蜂花粉精油对供试菌抑制作用依次为：变形杆菌＞金黄色葡萄球菌＞大肠杆菌，且抑菌作用随着浓度的增加而增强，存在浓度依赖性。化学成分是决定精油抗菌活性的内在因素，荷花蜂花粉精油中含量较高的辛酸可用作防腐剂和杀菌剂，α-萜品醇也可用作防腐剂，芳樟醇、α-蒎烯具有一定抗菌作用，石竹烯氧化物具有显著抗真菌作用。

表2　荷花蜂花粉精油的抗菌活性Table 2　Antimicrobial activity of the essential oil from lotus bee pollens

2.3荷花蜂花粉精油对金属离子的螯合作用

金属离子在自由基链式反应中起催化作用，可以缩短自由基链式反应的诱导期，增大氧化速率；金属离子螯合剂可以钝化金属离子的催化作用，极大地增强自由基受体的抗氧化性质［14］。由图2可知，50%荷花蜂花粉精油对金属离子有较好的螯合能力，100μL时的螯合率为89.42%；在测定的体积范围内，精油的螯合效果优于0.5mg/mL的EDTA。荷花蜂花粉精油对金属离子的螯合率与样品体积呈剂量依赖关系，随着样品用量的增大，螯合率逐渐增大。精油样品用量（X）与螯合率（Y）的回归方程为Y=0.7033X+ 23.8661（R2=0.9717）；当螯合率为50%时，精油和EDTA的用量分别为37.16、51.74μL，EDTA的用量是精油用量的1.39倍。

图2　荷花蜂花粉精油对金属离子的螯合能力Fig.2　Metal chelating ability of the essential oil from lotus bee pollens

3　结论

从荷花蜂花粉精油中共鉴定出44种化学成分，占精油总量的82.74%，主要成分为烷烃、萜类及其含氧衍生物和脂肪酸，与荷花挥发性成分存在较大相似性。荷花蜂花粉精油含有多种生物活性成分，在香精香料、食品、化妆品、医药等行业有应用价值。荷花蜂花粉精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、变形杆菌均有抑制作用，且存在剂量依赖关系。荷花蜂花粉精油对金属离子的螯合作用较强，螯合率为50%时，样品用量仅为37.16μL。因此，荷花蜂花粉精油在天然杀菌剂、防腐剂和抗氧化剂方面有开发前景。

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Chemical constituents，bioactivities of the essential oil from lotus bee pollens

BI Shu-feng，ZHANG Mi-mi，GAO Geng-yu，LU Yu-sheng，XU Sheng-lin，JIANG Hang
（College of Life and Environment Science，Huangshan University，Huangshan 245041，China）

The essential oil from lotus bee pollens was extracted by water-steam distillation and its chemical constituents were analyzed by GC-MS.The antimicrobial activity and metal chelating ability of the essential oil were determined.Forty-four compounds，which occupied 82.74%of total constituents，were identified from the essential oil.The major constituents were pentadecane，hexadecanoic acid，caryophyllene oxide，l-caryophyllene，α-terpineol，heneicosane，and 8-heptadecene.The essential oil exhibited certain antimicrobial activity against Staphyloccocus aureus，Escherichia coli，and Proteusbacillus vulgaris and significant metal chelating ability in a concentration-dependent fashion.

lotus bee pollens；essential oil；chemical constituents；antimicrobial activity；metal chelating ability

TS201.2

A

1002-0306（2015）12-0083-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.12.009

2014－11－13

毕淑峰（1975-），男，博士，研究方向：天然产物化学。

国家自然科学基金（21302004）；安徽省大学生创新创业计划项目（AH201310375043）。