满山香精油和金橘精油的成分分析及其抗氧化性能研究

2020-06-15董菲田玉红周旭凯郝文凤

应用化工 2020年5期

董菲，田玉红，周旭凯，郝文凤

(广西科技大学生物与化学工程学院，广西柳州 545006)

满山香(Schisandrapropinqua)和金橘(Fortunellamargarita)是两种药食同源的植物，满山香叶可作调味香料，具有祛除风湿、强肌骨、舒筋活络、开胃消食等功效[1]。金橘果实除鲜食外，还可加工成蜜饯、罐头、糕点、饮品等，同时可用作调味品，具有开胃、止渴、治咳嗽的功效[2]。植物精油不仅具有芳香的气味，还具有抗菌、抗氧化、抗炎、杀蚊驱虫等生物活性[3-14]，目前这两种精油的抗氧化活性的研究国内还未见报道。

本文对满山香精油和金橘精油的化学成分进行了定性定量分析，通过DPPH自由基(DPPH·)清除法、ABTS自由基阳离子(ABTS+·)清除法研究了满山香和金橘精油及其单体的抗氧化能力，旨在为满山香和金橘的综合利用提供依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

满山香叶(阴干叶片)，购自毫州市轩明销售有限公司；金橘精油，购自江西恒诚天然香料有限公司，采用压榨法提取；2，2-二苯基-1-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、2，2′-联氨-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐自由基(ABTS+·)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)、α-生育酚(VE)均为分析纯；柠檬烯(97%)，Alfa Aesar有限公司；石竹烯(≥90%)，梯希爱(上海)化成工业有限公司。

TRACE1300-ISQ QD气相色谱-质谱联用仪；1788型挥发油提取器；722S型可见分光光度计。

1.2 满山香精油的提取

准确称取100 g满山香叶，放置于挥发油测定器中，加入1 500 mL水，按水蒸气蒸馏法提取6 h，静置分层后读取精油的体积并收集精油。100 g满山香叶中共提取得到棕红色精油0.22 mL，提取率为0.22%(V/W)。

1.3 精油的分析

气相色谱条件：HP-5毛细管色谱柱，规格(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。载气为高纯氦气，流量1.0 mL/min，进样量1 μL，分流比1∶150，进样口温度280 ℃，接口温度280 ℃。采用程序升温：60 ℃ 保持5 min，升至260 ℃(2 ℃/min)，于 260 ℃ 保持5 min。

质谱条件：EI电离源，电子能量70 eV，电子倍增器电压1.5 kV，质量扫描范围50～550 amu，全扫描方式。

1.4 抗氧化性

1.4.1 DPPH· 清除能力的测定将精油样品溶解于无水乙醇，配制成不同浓度的溶液，避光保存。分别取2 mL不同浓度的样品溶液并与2 mL 0.02 mg/mL 的DPPH·无水乙醇溶液置于具塞试管中，充分混匀，在517 nm处测定不同浓度样品溶液的吸光度(Ai)，以无水乙醇代替样品的反应体系为控制组(Ac)，以无水乙醇替代DPPH·溶液的反应体系为空白组(Aj)，确定反应时间为1 h，实验重复3次取平均值[15]。以TBHQ和VE作为阳性对照。DPPH·清除能力的计算公式为：

1.4.2 ABTS+· 清除能力的测定将精油样品溶解于无水乙醇，配制成不同浓度的溶液，避光保存。将7 mmol/L的ABTS+·溶液和2.45 mmol/L过硫酸钾溶液混合，于常温下避光24 h后得到ABTS+·母液，并用无水乙醇稀释至其在734 nm处吸光度为(0.70±0.002)，获得ABTS+·工作液。分别取2 mL 不同浓度的精油置于具塞试管中，加入2 mL ABTS+·工作液，混匀，避光6 min后测定其在734 nm 处的吸光度值(Ai)，以2 mL无水乙醇代替样品的反应体系为控制组(A0)，实验重复3次取平均值[16]。以TBHQ和VE作为阳性对照。ABTS+·清除能力的计算公式为：

1.5 数据分析

所有实验均重复3次，数据均以平均值±标准值表示。采用Origin 8.0软件进行作图。

2 结果与讨论

2.1 满山香精油和金橘精油的化学成分

按上述GC-MS条件，分别分析满山香精油和金橘精油的化学成分，二者的总离子流色谱图见图1和图2。化学成分见表1，表中各物质按照其从毛细管色谱柱中的流出顺序排列。

图1 满山香精油的总离子流图Fig.1 Total ion chromatogram of essential oilfrom Schisandra propinqua

图2 金橘精油的总离子流图Fig.2 Total ion chromatogram of essential oilfrom Fortunella margarita

表1 满山香精油和金橘精油的化学成分Table 1 Chemical constituents of essential oils fromSchisandra propinqua and Fortunella margarita

由表1可知，满山香精油鉴定确认了49个组分，占总含量的70.86%；金橘精油确认了28种组分，占总含量的96.31%。

在确认的满山香精油成分中，其中碳氢化合物的含量最高，共24种，占总峰面积的44.25%，醇类物质13种，占21.01%；环氧化物2种占1.26%；醌类物质1种占1.15%；酸类物质2种，占0.96%；酯类物质4种，占0.89%；酮类物质3种，占0.84%。其主要成分为葎草烯(11.71%)、石竹烯(9.22%)、葎草烯醇(7.97%)和γ-古芸烯(4.13%)。在确认的金橘精油成分中，碳氢化合物的含量最高，共19种，占总峰面积的92.91%，醇类物质4种，占2.17%，醚类物质2种，占1.03%；醛类物质2种，占0.16%；酚类物质1种，占0.07%。其主要成分为柠檬烯(70.15%)、γ-松油烯(6.99%)和反式-β-罗勒烯(4.25%)。

因为生长的地理环境不同等因素的影响，文献中报道的满山香精油和金橘精油成分有所差异，腾中秋[17]等研究不同产地满山香挥发性的主要成分为莰烯(2.04%～26.08%)、桉叶油醇(2.33%～8.69%)、对伞花烃(6.14%～9.10%)、石竹烯(1.72%～5.97%)、桧烯(3.33%～23.32%)等萜烯类物质。Fitsiou[2]等研究结果表明，金橘精油的主要成分是柠檬烯(93.78%)。Peng等[18]研究结果表明，金橘精油的挥发性成分主要为柠檬烯(94.36%～95.06%)。

2.2 满山香精油和金橘精油的抗氧化性能研究

利用DPPH·和ABTS+·自由基清除法对满山香精油和金橘精油及其主要成分石竹烯、柠檬烯的抗氧化性能进行分析和评价。抗氧化物与DPPH·和ABTS+反应后使溶液褪色，溶液褪色越明显，则表明所检测物质的总抗氧化能力越强[19]。图3、图4分别为满山香精油、金橘精油、石竹烯、柠檬烯以及两种常用抗氧化剂TBHQ和VE在不同浓度下对DPPH·和ABTS+·的清除率。

图3 DPPH·的清除率与浓度之间的关系Fig.3 DPPH· radical scavenging rate of essentialoils at different concentrationa.满山香精油；b.金橘精油；c.石竹烯；d.柠檬烯；e.TBHQ；f.VE

图4 ABTS+·的清除率与浓度之间的关系Fig.4 ABTS+· radical scavenging rate of essentialoils at different concentrationa.满山香精油；b.金橘精油；c.石竹烯；d.柠檬烯；e.TBHQ；f.VE

由图3、图4和表2可知，满山香精油和金橘精油均能清除DPPH·和ABTS+·自由基，清除率分别为21.93%～82.93%，19.79%～84.01%。满山香精油和金橘精油清除DPPH·的IC50值分别为12.75 mg/mL和22.34 mg/mL，清除 ABTS+·的IC50值分别为1.30 mg/mL和3.33 mg/mL，表明满山香精油和金橘精油能够有效的清除自由基。石竹烯和柠檬烯清除DPPH·的IC50值分别为49.87，450.15 mg/mL，清除ABTS+·的IC50值分别为4.37，409.46 mg/mL。满山香精油和金橘精油的抗氧化能力均优于精油中的主要成分石竹烯和柠檬烯，且满山香精油的抗氧化能力强于金橘精油。满山香精油和金橘精油可以作为一种较为安全的天然抗氧化物来源，在食品、医疗中具有广泛的开发潜力。

表2 满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