3种茉莉花净油化学成分及其抗氧化活性

刘劲芸，李超，杨继，蒋卓芳，吴恒，张虹娟，徐世涛，常健*

（1.云南中烟新材料科技有限公司，云南 昆明 650106；2.云南中烟工业有限责任公司技术中心，云南 昆明 650223）

茉 莉 [Jasminum sambac（L.） Aiton]是 木 犀 科（Oleaceae）素馨属热带花卉。茉莉花香气清新优雅、芬芳飘逸，是重要的观赏植物。茉莉原产于波斯及印度一带，分布在热带、亚热带和温带地区[1-2]。我国茉莉花栽培主要集中在广西、福建、四川及云南等地[3]。主要的茉莉花栽培品种：单瓣茉莉（Jasminum sambac“Unifoliatum”）、双瓣茉莉（Jasminum sambac“Bifoliatum”）和多瓣茉莉（Jasminum sambac“Trifoliatum”）[4-5]。 双瓣茉莉因其抗寒耐旱性强，单位面积产量高，是我国大面积栽培的主要品种[6]。云南省中南部昼夜温差小，气候炎热，极适合茉莉花生长，所产茉莉花具有生长快、花蕾大、产量高、花期长、香味浓的优点。近年来，云南省大力发展茉莉花产业，但关于云南茉莉花的化学成分及活性相关研究鲜见。

茉莉花的花、叶、根均有药用价值，具有抗氧化、抗抑郁、抗细菌真菌、抗病毒等活性[7-8]。茉莉花精油被誉为“精油之王”，气味高雅，可舒缓情绪，振奋精神、改善肌肤干燥、缺水、出油及敏感的状况，淡化疤痕与妊娠纹[9]。因此，茉莉花被广泛应用在日化、食品、香料及医疗等领域。目前，茉莉花常规的提取方法：吸附法、有机溶剂浸提法、同时蒸馏萃取（simultaneous distillation extraction，SDE）、超临界 CO2流体萃取等方法[10-11]。 超临界流体萃取（supercritical fluid extraction，SFE）具有操作温度低、无溶剂残留、产品品质好等特点，更适合于保留热敏性挥发物质，香料产品更接近天然香韵，在天然香料工业中应用广泛[12]。针对茉莉花致香成分的文献报道较多，研究表明其主要香气成分为酯、醇、酸、烃、醛、酮类及其他化合物[13]。郭素枝等[14]采用固相微萃取和气相色谱质谱联用法（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS） 比较了福建产3个茉莉花品种的香气成分，发现单瓣茉莉香气较高。陈梅春等[3]研究表明，福州双瓣茉莉品质优于福州单瓣茉莉和广西双瓣茉莉。但关于不同茉莉花品种抗氧化活性的对比研究鲜见。

本文以超临界CO2流体萃取云南元江种植的3种茉莉花，通过GC-MS气相色谱质谱联用技术对提取的3个品种茉莉花净油进行化学成分的分析研究，比较了不同种类茉莉花净油挥发性化合物及相对含量的差异，并进一步采用抗氧化试验方法评价比较了不同品种的茉莉花的抗氧化特性，旨在为云南产茉莉花的综合利用、开发深加工产品，延伸产业链提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茉莉鲜花：云南元江县。将其自然阴干，备用。

CO2气体（纯度≥99.0%）、He（纯度＞99.999%）：广州市谱源气体有限公司；无水乙醇（分析纯）、石油醚（90℃～120℃、分析纯）：西陇科学股份有限公司；无水硫酸钠（分析纯）：潍坊达康化工有限公司；抗坏血酸：（上海）阿拉丁试剂（上海）有限公司；2，2-联苯基-1-苦基肼基 （2，2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH）、2，2'-联氨-双（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸） 二胺盐[2，2'-amino-di（3-ethyl-benzothiazoline sulphonic acid-6）ammonium salt，ABTS]：美国 Sigma公司。

1.2 仪器与设备

DB-5MS 毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）、8860-5977B气相/质谱联用仪：美国Agilent公司；电子分析天平BP210S：德国Sartorius公司；HA121-50-01型超临界CO2流体萃取装置：南通市华安超临界萃取有限公司；R-210型旋转蒸发仪：德国BUCH公司；UV-2600i紫外分光光度计：日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 超临界CO2萃取工艺

分别准确称取阴干的不同品种茉莉花各200.00 g，装入萃取釜。根据前期试验结果，设置超临界CO2萃取法提取的工艺条件:萃取压力25 MPa、萃取温度45℃、CO2流量7 L/h、萃取时间2 h，萃取时固定分离釜I压力8.0 MPa分离温度30℃、分离釜II压力5.0 MPa分离温度25℃、夹带剂用量为10%乙醇。当压力分别达到设定压力时，开始循环萃取。萃取完毕后分别从分离釜I和分离釜II底部收集黄色半透明油状萃取物。用无水硫酸钠干燥，4℃冷藏12 h，过滤浓缩，得黄色油状物，即为茉莉花超临界净油，称量并按公式（1）计算萃取得率。经有机相针式滤头过滤，进行GC-MS分析。

式中：M1为茉莉花净油的质量，g；M2为茉莉花的质量，g。

1.3.2 石油醚提取工艺

分别准确称取阴干的不同品种茉莉花各100.00 g，置于1 000 mL梨形瓶中，加入500 mL石油醚，进行回流提取，温度60℃，时间120 min，提取3次。然后提取液经真空抽滤并减压浓缩，得棕色膏状半固体，即为茉莉花石油醚净油。称量并按公式（1）计算提取得率。

1.3.3 GC-MS检测

气相色谱条件：色谱柱为DB-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度为220℃；载气为高纯氦气，流速为 1 mL/min；分流比为 20:1，进样量 2 μL；程序升温：起始柱温为50℃，保持5 min，以5℃/min的速率升至200℃，保持10 min。

质谱条件：电子轰击离子源；电子能量为70 eV；离子源温度为220℃；传输线温度为220℃；扫描范围为 40 amu～400 amu，溶剂延迟 3 min。

1.3.4 定性、半定量分析

通过化学工作站数据处理系统，利用NIST标准谱库中检索，结合相关文献进行谱图解析，进行定性分析。采用峰面积归一化法，通过各致香成分的峰面积占总峰面积之比值计算各致香成分的相对含量。

1.3.5 抗氧化活性测定

1.3.5.1 DPPH自由基清除率的测定

将3种茉莉净油分别用乙醇稀释成0.1%、0.2%、0.4%、1.0%、2.0%、5.0%、10.0%样液，参考文献[15]，取净油50 μL和150 μL的0.1 mmol/L DPPH溶液，于96微孔板中混合均匀，于室温避光反应30 min后，于波长517 nm处测定其吸光度A1。同时测定DPPH溶液与无水乙醇混合后的吸光度A0，以10 μg/mL抗坏血酸（vitamin C，VC）为阳性对照，用同样方法测定抗坏血酸对DPPH自由基的清除率。按公式（2）计算DPPH自由基清除率。

1.3.5.2 ABTS+自由基清除率的测定

ABTS法评价抗氧化能力，是基于ABTS与过硫酸钾反应生成稳定的蓝绿色阳离子自由基ABTS＋，向其中加入被测物质，如果被测物有抗氧化活性，则发生反应使体系褪色。参考文献[16]配制ABTS反应液。配制7 mmol/L的ABTS溶液和2.6 mmol/L的K2S2O8溶液。混合后在室温条件下混合避光保存12 h～16 h，使用时将其稀释至吸光值为0.70±0.02，待用。将3种茉莉净油分别用乙醇稀释成0.1%、0.2%、0.4%、1.0%、2.0%、5.0%、10.0%样液，取净油50 μL和ABTS反应液150 μL混合，反应30 min，于波长734 nm处测定其吸光度A1，同时测定取ABTS溶液与无水乙醇混合后的吸光度A0，以50 μg/mL抗坏血酸为阳性对照，用同样方法测定抗坏血酸对ABTS+自由基的清除率。按照公式（3）计算ABTS+自由基清除率。

2 结果与分析

2.1 不同茉莉花净油得率、外观和香气比较

3个品种茉莉花通过超临界CO2萃取及石油醚提取得到的净油得率、性状和香气的比较见表1。

表1 不同茉莉花净油的比较Table 1 The comparison of different absolute oils of jasmine

由表1可知，超临界CO2萃取工艺：双瓣茉莉花净油得率最高，为0.89%，为深黄色油状液体，香气浓郁；单瓣茉莉花净油得率次之，为0.73%，呈黄绿色油状液体，香气清新、浓烈。多瓣茉莉花得率最低（0.67%），净油颜色最浅，花香气较弱。石油醚提取工艺：石油醚提取的净油都含有大量色素和蜡质，香气带有溶剂残留气息且头香损失严重。超临界CO2萃取的茉莉花净油外观和香气品质都优于石油醚提取的净油，无溶剂残留，更接近天然花香味。

2.2 茉莉花净油致香成分及相对含量比较分析

按照上述GC-MS检测条件对3个品种茉莉花净油进行化学成分分析。通过峰面积归一化法计算出不同茉莉花净油各成分的相对含量，分析鉴定结果见表2。

表2 3个品种茉莉花净油致香成分及相对含量比较Table 2 Comparison of volatile components and relative contents of absolute oils of three varieties of jasmine

续表2 3个品种茉莉花净油致香成分及相对含量比较Continue table 2 Comparison of volatile components and relative contents of absolute oils of three varieties of jasmine

从3个品种茉莉花净油中共鉴定出98种化合物，不同品种茉莉花净油的致香成分有一定的差异性。其中，从单瓣茉莉花净油中鉴定出了84种化合物，占化合物检出总相对含量的86.55%，致香成分主要为乙酸苄酯（12.08%）、（Z）-橙花叔醇（11.71%）、邻氨基苯甲酸甲酯（9.2%）、顺式二氢茉莉酮酸甲酯（8.16%）、芳樟醇（6.37%）、苯甲醇（6.06%）等。从双瓣茉莉花净油中鉴定出了56种化合物，占化合物检出总相对含量的91.47%，含量较高的致香成分为乙酸苄酯（23.2%）、苯甲酸苄酯（19.08%）、植物醇（12.73%）、芳樟醇（8.46%）、茉莉酮（6.22%）、茉莉酸甲酯（5.21%）、丁香酚（4.33%）等。从多瓣茉莉花净油中鉴定出了82种化合物，占化合物检出总相对含量的80.49%。主要致香物质：乙酸苄酯（18.10%）、芳樟醇（10.77%）、苯甲酸叶醇酯（4.95%）、苯甲酸苄酯（4.72%）、顺式二氢茉莉酮酸甲酯（4.37%）、α-法呢烯（3.55%）等。

3个品种茉莉花净油共有香气成分为乙酸苄酯、芳樟醇、橙花叔醇、苯甲酸苄酯、二氢茉莉酮酸甲酯、α-法呢烯、苯甲醇、苯乙醇、茉莉酮、吲哚等49种，这

些致香物质组成了茉莉花净油的主要香气，与相关文献报道相符[3，7，14]。3个品种的茉莉花净油中含量最高的成分均为乙酸苄酯，分别为12.08%（单瓣）、23.22%（双瓣）和18.10%（多瓣），具有茉莉花型的特殊芳香，可广泛应用于配制茉莉、依兰、橙花、晚香玉等花香香精。此外，芳樟醇对茉莉花净油香气也有很大贡献。天然芳樟醇气味纯正、透发、甜润、幽雅，具有类似铃兰、百合花样的香气，存在于橙花油、芫荽籽油、芳樟叶油、茉莉油中，芳樟醇应用极广，在花香型、果香型、木香型香精中均可使用[17]。橙花叔醇在单瓣茉莉花净油中含量较高，它有柔和的花香香气，还有青香、玫瑰、百合的香韵，在橙花、茉莉、水仙、百合花、紫罗兰等香精中起定香剂作用，也可用于苹果、柑橘等食用香精中[18]。苯甲酸苄酯具有清淡的类似杏仁的香气，主要用于花香型香精的定香剂及依兰等香精的调合香料。二氢茉莉酮酸甲酯也是茉莉花香气的重要组成部分，顺式体的茉莉的特征香气更为明显。它有浓郁的茉莉香气和新鲜柔和的柠檬样果香韵，常用于调制茉莉、铃兰等香精配方中，能产生幽雅、逼真的天然花香感。这些关键致香物质是构成茉莉花香味的重要成分，它们在不同品种茉莉花净油中的相对含量差异明显，这也导致3个品种茉莉花香气各不相同。以上茉莉花净油致香成分及相对含量分析结果表明，茉莉花品种的不同会导致其致香物质和相对含量发生变化。

2.3 茉莉花净油中致香物质种类和相对含量的分析

不同品种茉莉花净油中的致香物质共有9类，不同种类致香物质的数量统计如图1所示，各类化合物在3种茉莉花净油中的相对含量占比如图2所示。

图1 不同茉莉花净油中不同种类致香物质数目统计Fig.1 Statistics on the number of different kinds of aromatic substances in jasmine absolute oil

图2 不同茉莉花净油中不同种类致香物质相对含量统计Fig.2 Relative content statistics of different kinds of aromatic substances in jasmine absolute oil

3种茉莉花净油中的化合物在种类上差异较小但数量上差异明显。不同种类致香物质的相对含量存在较大差异。茉莉花净油中酯类化合物数量和相对含量最多，其次是醇类和萜烯类，并含有少量的醛类、酮类、含N化合物类、氧化物类、酚类和羧酸类。单瓣茉莉花净油含33种酯类化合物，占鉴定出的化合物总相对含量的46.07%；双瓣茉莉花净油含21种酯类，占总相对含量的55.83%；多瓣茉莉净油含31种，占总相对含量的54.31%。其中，双瓣茉莉花净油虽然所含酯类种类最少，但是相对含量占比却最多，这与其含有大量的乙酸苄酯、苯甲酸苄酯有关，也使双瓣茉莉花的特征香气更加醇厚、浓郁、持久。3个品种的茉莉花净油中较多的乙酸苄酯、苯甲酸苄酯、茉莉酸甲酯、二氢茉莉酮酸甲酯、邻氨基苯甲酸甲酯、苯甲酸叶醇酯等酯类物质，赋予茉莉花幽雅、清新、持久、浓郁的香气。醇类化合物在单瓣茉莉花净油中数量（26种）和相对含量（42.11%）都较高，例如橙花叔醇、芳樟醇、苯甲醇、苯乙醇、香叶基芳樟醇等醇类物质，为单瓣茉莉带来清雅、甜美、透发的幽香。虽然醛类、酮类、含N化合物类等化合物在茉莉花净油中含量较低，但茉莉酮、吲哚、3-甲基吲哚、丁香酚等物质对茉莉花香味也起到关键作用。由此可知，茉莉花香味品质与不同种类致香成分数量和相对含量的差异具有相关性。

2.4 不同品种茉莉花净油抗氧化活性测定结果

2.4.1 DPPH自由基清除能力结果

不同品种茉莉花净油对DPPH自由基的清除能力，结果如图3所示。

由图3可知，单瓣茉莉花和多瓣茉莉花净油的DPPH自由基清除能力均随着净油浓度的增加而逐渐增强。其中，单瓣茉莉净油浓度从0.1%递增到0.4%时，DPPH自由基清除能力从72.36%缓慢上升至78.30%，浓度为2%时自由基清除率达到95.04%。多瓣茉莉花精DPPH自由基的清除能力相对较弱，当净油浓度为5%时自由基清除率达到约95%。而双瓣茉莉净油具有较强抗氧化能力，当浓度为0.1%时，清除DPPH自由基率已达到96.56%，随着浓度增加，自由基清除率均维持在较高水平。由此可以看出，3种茉莉花净油都具有较好的DPPH自由基清除活性，不同品种茉莉花净油DPPH自由基清除能力有一定差异。

图3 不同茉莉花净油对DPPH自由基的清除能力Fig.3 DPPH radical scavenging ability of different jasmine absolute oils

2.4.2 ABTS+自由基清除能力结果

采用总抗氧化能力ABTS法测定不同品种茉莉花净油对自由基的清除能力，结果如图4所示。

图4 不同茉莉花净油对ABTS+自由基的清除能力Fig.4 ABTS+radical scavenging ability of different jasmine absolute oils

由图4可知，在测定范围内，3种茉莉净油对自由基都有不同程度的清除作用，高浓度的净油自由基的清除能力高于低浓度，且变化规律与DPPH自由基清除能力结果相似。ABTS+自由基清除率达到约95%时的净油浓度分别为0.4%（单瓣茉莉）、0.1%（双瓣茉莉）、1.0%（多瓣茉莉）。当浓度在0.4%～10.0%时，相同浓度的净油对ABTS+自由基的清除能力依次为双瓣茉莉＞单瓣茉莉＞多瓣茉莉。可见双瓣茉莉净油的抗氧化能力明显高于其他两个品种，并高于相关文献报道[19-20]。双瓣茉莉净油中含有的植物醇（12.73%）、茉莉酸甲酯（5.21%）和丁香酚（4.33%）已被研究证明具有一定的抗氧化活性[21-23]。可能是双瓣茉莉净油发挥抗氧化作用的主要物质，后续还有待进一步研究验证。

3 结论

本研究探讨云南元江的单瓣茉莉、双瓣茉莉和多瓣茉莉在化学成分和抗氧化活性方面的差异。采用超临界流体萃取法对3个不同品种的茉莉花进行萃取，并通过GC-MS气相色谱质谱联用技术对不同净油进行定性、半定量分析，比较了3个品种茉莉花净油挥发性成分和相对含量的差异。并采用DPPH自由基清除法和ABTS法，以（VC）为阳性对照，评价了不同品种的茉莉花净油的抗氧化活性。研究结果表明：3个品种茉莉花净油萃取得率、外观和香气均有一定差异，且超临界CO2流萃取的茉莉花净油优于石油醚提取。从3个品种茉莉花净油中共鉴定出98种化合物，其中单瓣茉莉花净油所占最多鉴定出了84种化合物，多瓣茉莉花净油鉴定出82种，双瓣茉莉花净油鉴定了56种。3个品种茉莉花净油中含49种共有致香成分，含量最高的成分均为乙酸苄酯。茉莉花净油中酯类化合物数量和相对含量最多，其次是醇类和萜烯类，及少量的醛、酮、含N化合物、氧化物、酚和羧酸类物质。3种茉莉花净油中主要的赋香成分以及相对含量差异明显，这导致了不同品种茉莉花香味和品质存在差异。3种茉莉花净油抗氧化活性有一定差异，其中，双瓣茉莉净油抗氧化能力明显高于其他两个品种，并高于其他相关文献报道中茉莉花提取物的抗氧化能力。当浓度为0.1%时，清除DPPH和ABTS+自由基率均已达到约95%。本研究可为云南产茉莉花净油作为一种天然香料和天然抗氧化剂的应用提供一定理论基础和试验依据，推动云南茉莉花在食品、药品、保健品、护肤品等方面的综合开发利用。