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毛苕子挥发油及其清除羟基自由基的研究



全 文 :《食品工业》2014 年第35卷第 8 期 129
毛苕子挥发油及其清除羟基自由基的研究
张晓琦,田光兰,刘存芳*
陕西理工学院化学与环境科学学院(汉中 723000)
摘 要 采用水蒸气蒸馏法提取毛苕子中的挥发油, 用气相色谱-质谱联用技术对挥发油组分进行分离和鉴定。运
用气相色谱面积归一化法确定各组分的相对含量, 对毛苕子挥发油进行初步的抗氧化活性研究。结果表明, 毛苕子
挥发油中分离出50种组分, 鉴定出了45种组分, 占全油的96.455%, 毛苕子挥发油中含量较高的组分为有4-(2-丙烯
基) 苯酚 (24.010%), 氧化石竹烯 (14.450%), 十氢-α, α, 4α-三甲基-8-亚甲基-[2R, (2α4aα, 8aβ)]-Z-萘甲醇 (13.200%),
内-2-莰醇 (5.355%), 二聚戊烯 (4.590%) 这些主要组分占全油的61.61%。毛苕子挥发油组分丰富多样, 具有抗氧
化活性。
关键词 毛苕子; 挥发油; 抗氧化活性
Study on the Essential Oil Obtained and ·OH Eliminated from the
Vicia villosa Roth
Zhang Xiao-qi, Tian Guang-lan, Liu Cun-fang*
School of Chemical and Environmental Sciences, Shaanxi University of Technology (Hanzhong 723000)
Abstract The essential oil from Vicia villosa extracted by steam distillation, the components of the essential oil were separated and
structurally identifi ed by gas chromatography/mass spectrometry, the relative contents of these components by the peak-area
normalization method adopted in gas chromatography. The essential oil was investigated preliminarily by anti-oxidation activities.
The results show that 50 components were separated from the Vicia villosa; 45 components were identifi ed from the Vicia villosa
and accounted for 96.455% of the all peak area. The major components of essential oil were 4-(2-propenyl) (24.010%),
caryophyllene oxide (14.450%), Z-naphthalenemethanoldecahydro-α, α, 4α-rimethyl-8-methylene-[2R,(2α4aα, 8aβ)] (5.355%),
endo-borneol (5.355%), cyclohexe1-methyl-4-(1-methylethenyl)-(s) (4.590%). Those major components were identifi ed from the
Vicia villosa and accounted for 61.61%. The essential oil of Vicia villosa has a kind of components and anti-oxidation activity.
Keywords Vicia villosa Roth; the essential oil; anti-oxidation activity
野生毛苕子(Vicia villosa Roth)是豆科植物的一
种,俗名为蓝花草、冬巢菜、长柔毛野豌豆等,主要
分布在黄河、淮河、海河流域。是养畜、肥田,促进
农牧业生产发展的重要草种。毛苕子籽为其荚果,呈
短矩形,两侧略扁,呈淡黄色,光滑,易爆。目前有
关毛苕子的报道相对较少,对毛苕子的研究多集中于
农业和生物学方面,毛苕子中具有复杂多样的生理活
性和保健功能[1]。
以秦巴山区野生毛苕子茎叶为原料,采用水蒸气
蒸馏法提取毛苕子茎叶中的挥发油,并用气相色谱-
质谱联用技术对挥发油中组分进行分离和鉴定,用面
积归一法确定各个组分的相对百分含量,从毛苕子
茎叶挥发油中总共分离52个组分,对毛苕子茎叶挥发
油进行了抗氧化活性试验,发现毛苕子茎叶挥发油
对·OH有明显的清除作用,是一种很值得开发的保
健活性物质。
1 材料与方法
1.1 原料
毛苕子全草,收集于陕西南部的秦巴山区,经陕
西理工学院生物学院赵烨教授鉴定为豆科植物毛苕
子。将毛苕子全草漂洗干净,于50 ℃电热鼓风干燥箱
中干燥,粉碎,过筛,密封保存,备用。
1.2 试剂
氯化钠、无水硫酸钠、无水乙醚、邻二氮菲、
七水合硫酸亚铁,所用试剂均为分析纯;PBS缓冲溶
液;超纯水。
1.3 仪器与设备
FW177中 草药粉碎机:天津市泰斯特仪器有限
公司;101 型电热鼓风干燥箱:北京科伟永兴仪器有
限公司;DOB-20003 型光电分析天平:重庆实验设
备厂;水蒸气蒸馏装置; FINNIGAN DSQⅡ 型GC/MS
仪:美国热电公司;GC:美国安捷伦利科技有限公
司;Alilent GC 6890N FID 检测器;JXL-2S-6A 数显
恒温水浴:江苏省金坛市金祥龙电子有限公司;超
纯水机。
1.4 试验方法
1.4.1 毛苕子茎叶挥发油的提取
*通讯作者;基金项目: 陕西理工学院2013年大学生创新实验项
目(UIRP13051)
工艺技术
《食品工业》2014 年第35卷第 8 期 130
准确称取已粉碎毛苕子100 g,置于2 000 mL烧
瓶中,加适量超纯水浸泡12 h,用水蒸气蒸馏法提取
8 h,将蒸出的油水混合物加入过量NaCl至溶液达饱
和,静置2 h,然后用无水乙醚萃取3次,将萃取液用
无水Na2SO4除水干燥并搁置一夜。将水浴锅温度设置
在37 ℃,蒸馏出乙醚,最后得到大约1.5 g挥发油,得
油率为1.5%,低温密闭保存,备用。
1.4.2 毛苕子挥发油成分的GC-MS分析
1.4.2.1 测定方法
取0.5 μL挥发油乙醚溶液,用GC-MS气相色谱-
质谱联用仪测定[2],通过GC-MS色谱工作站数据处理
系统检索NIST05谱图库,结合有关文献进行人工谱图
解析,确认其各化学成分;定性分析后采用峰面积归
一化法进行定量分析,分别求出秦巴山区野生毛苕子
挥发油成分的相对百分含量。
1.4.2.2 气相色谱条件
DB-5弹性石英毛细管柱(0.25 mm×30 m,0.25
μm),载气为高纯度的He,以横流模式流量1.84/
min。升温程序:柱温50 ℃~280 ℃,初始温度为50
℃,保持2 min,以5 ℃/min 程序升温至100 ℃,再以8
℃/min升程序温到180 ℃,保持5 min,以10 ℃/min程
序升温至280 ℃,进样量为0.5 μL[3]。
1.4.2.3 质谱条件
电子轰击(EI)离子源;电子能量70 eV;离子源
温度200 ℃;扫描范围(m/z) 50~550质量单位;扫
描模式:全扫描模式。溶剂截流4.76 min,记录扫描
范围5.31 min~34.81 min[4]。
1.4.3 抗氧化活性试验
用邻二氮菲-Fe2+氧化法[5]测定Fe2+/H2O2体系中
的·OH自由基清除率。配制50 mL质量浓度为0.30 mg/
mL的毛苕子挥发油乙醇水溶液,取6支已编号的25.0
mL的容量瓶,分别加入1.0 mL 0.75 mmol/L邻二氮菲溶
液,及0.2 mol/L(pH 4)的PBS缓冲溶液1.5 mL,混合
均匀后分别加入1.0 mL 0.75 mmol/L新配置的FeSO4溶
液,然后向1~6号容量瓶中分别加入不同梯度的毛苕
子挥发油溶液,摇匀后,再向每只容量瓶中加入新配
制0.01%的H2O2各1 mL,另取2只25.0 mL的容量瓶并
分别标记为损伤管和未损伤管,加入等体积的毛苕子
挥发油溶液,在损伤管中加入0.01%的H2O2 1 mL,而
未损伤管中不加H2O2,然后用蒸馏水将8只容量瓶定
容到至刻度线,充分摇匀,在37 ℃的生化培养箱中培
养1 h后取出冷却至室温,在波长为510 nm下测量样品
的吸光度(A),平行测三次,取平均值。计算·OH
清除率(I)。
I=(A2-A0)/(A1-A0)×100% (1)
式中:A2-毛苕子挥发油溶液的吸光度;A1-未损
伤溶液的吸光度;A0-损伤溶液的吸光度。
2 结果与讨论
2.1 挥发油的化学成分分析结果
毛苕子的挥发油经过GC/MS分离出50个组分。
各峰经质谱扫描后将所得的质谱图用计算机谱库检
索,结合人工谱图解析[6],根据各峰的质谱裂片,参
考有关文献和手册对基峰、质核比及相对丰对进行比
较,并对各峰加以确定,从秦巴山区野生毛苕子中
共鉴定出45种化合物,各组分分析和鉴定结果见表1
所示。
从表1结果可以看出来,毛苕子挥发油组分的种
类复杂多样,以醇、烷烃衍生物、烃类化合物居多,
其中醇类有9种之多,烷烃衍生物9种,烃类化合物
8种,醛类3种,脂类3种,酸类2种,酮类2种,甾族
2种,酚类1种。其挥发油中主要组分有4-(2-丙烯
基)苯酚,氧化石竹烯,十氢-α,α,4α-三甲基-8-
亚甲基-[2R,(2α4aα,8aβ)]-Z-萘甲醇,内-2-莰
醇,二聚戊烯这些主要组分占全油的63.79%,且这
些相对含量较高的物质结构中都含有不饱和双键,而
含有不饱和双键的化合物往往表现出一系列的生理活
性,认为是活性中心[7]。
毛苕子挥发油化学成分含量较高的物质结构特征
预示着毛苕子挥发油可能具有一定的生理活性,其具
有良好的应用开发价值,很有必要去深入研究其药理
活性。毛苕子挥发油中4-(2-丙烯基)苯酚是一种抗
氧化剂。其中挥发性醇类一般具有令人兴奋的调和性
气味且具有抗腐败、抗滤过性病毒等特性。
表1 毛苕子挥发油各组分分析结果
转下页
序号 保留时间/min 化合物 分子式 相对分子质量 含量/%
1 2.86 1, 1- 二乙氧基乙烷 C6H14O2 118 0.162
2 4.68 糠醛 C5H4O2 96 3.195
3 5.09 反式 -2- 己烯醛 C6H10O 98 0.180
4 5.14 乙基代苯 ( 苯乙烷 ) C8H10 106 0.165
5 5.39 邻二甲苯 C8H10 106 0.789
6 6.16 1, 2- 二甲基 -3- 对丁基二氮环甲烷 C7H16N2 128 0.094
7 7.41 樟脑帖 C10H16 136 0.058
8 7.82 苯甲醛 C7H6O 106 0.008
9 8.41 6- 甲基庚烯酮 C8H14O 126 0.030
10 9.15 氯亚乙基肼基甲酸乙酯 C13H20O3 224 0.080
11 9.56 异丙基甲苯 C10H14 134 0.713
工艺技术
《食品工业》2014 年第35卷第 8 期 131
2.2 毛苕子茎叶挥发油体外清除·OH的作用
按照1 . 3 . 3试验方法确定毛苕子茎叶挥发油
对·OH的清除作用,绘制毛苕子挥发油溶度-清除率
曲线如图1。
由图1可知,毛苕子挥发油对·OH自由基的清除
作用随挥发油溶度的增加呈显著上升趋势,当挥发油
溶度达到一定值后挥发油对·OH自由基的清除的清
除率基本保持不变,说明毛苕子挥发油具有较强的抗
氧化性。
图1 毛苕子挥发油溶度-清除率曲线图
3 结论
采用水蒸气蒸馏法提取毛苕子茎叶挥发油,并用
气相色谱-质谱联用技术对挥发油中组分进行分离和
鉴定,用面积归一法确定各个组分的相对百分含量,
从毛苕子茎叶挥发油中总共分离50个组分,油中检验
出醇类9种,烷烃衍生物9种,烃类化合物8种,醛类
3种,脂类3种,酸类2种,酮类2种,甾族2种,酚类1
种。发现了含量较高的成分:4-(2-丙烯基)苯酚,
其含量高达26.190%。并利用Fention反应检测出毛苕
子茎叶挥发油具有较强的抗氧化活性。由于毛苕子茎
叶挥发油化学成分种类复杂多样,因此不仅对毛苕子
茎叶挥发油的抗氧化性做出了初步的研究,还为毛苕
子茎叶挥发油的开发利用研究提供参考,毛苕子茎叶
挥发油的研究具有很好的应用前景。
参考文献:
[1] 田光辉, 刘存芳, 辜天琪, 等. 野生藿香中多糖的提取与测
定及抗氧化活性研究[J]. 食品工业科技, 2010, 31(2): 249-
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[2] 郑秀玉, 郭运清, 王涵, 等. 桂丁挥发油的提取工艺研究及
化学成分分析[J]. 当代化工, 2012, 41(1): 1-3.
[3] 李星彩. 厚朴叶挥发油化学成分分析及其抗菌活性研究
[J]. 食品科技, 2013, 38(1): 271-275.
[4] 田光辉. 大叶三七柄梗中挥发油成分分析及其生物活性
研究[J]. 食品科技, 2011, 36(1): 188-191.
[5] 杨恒拓, 余凡, 葛亚龙, 等. 苜蓿多糖的微波提取及其抗氧
序号 保留时间/min 化合物 分子式 相对分子质量 含量/%
12 9.72 二聚戊烯 C10H16 136 4.590
13 9.99 苄醇 C7H8O 108 0.280
14 10.16 L- 丝氨酸 -o- 苯甲基 C10H13NO3 195 0.165
15 10.50 γ- 萜品烯 C10H16 136 0.105
16 10.95 反式芳樟醇氧化物 C10H18O2 170 1.080
17 11.41 顺式芳樟醇氧化物 C10H18O2 170 0.665
18 11.80 3, 7- 二甲基 -1, 6- 二烯 -3- 庚醇 C10H18O 154 0.440
19 12.28 1, 2, 4, 5- 四甲基苯 C10H14 134 0.200
20 12.83 1, 2- 二甲基 -4- 乙烯基苯 C10H12 132 0.165
21 13.06 4- 甲基 -2, 3- 二氢 -H-异丙基苯 C10H12 132 0.028
22 13.13 间异丙基甲苯 C10H14 134 0.840
23 13.88 内 2- 莰醇 C10H18O 154 5.355
24 14.06 萘 C10H8 128 0.550
25 14.16 α, α, 4- 三甲基苯甲醇 C10H14O 150 0.328
26 14.35 L-α- 萜品醇 C10H18O 154 0.360
27 15.89 4-(2- 丙烯基 ) 苯酚 C9H10O 134 26.190
28 16.39 醋酸龙脑酯 C12H20O2 196 2.250
29 16.53 苯并环庚三烯 C11H10 142 0.320
30 19.22 2, 3- 二甲基 -2(3- 氧基丁基 ) 环己酮 C12H20O2 196 0.350
31 20.01 十氢 -亚甲基 -异丙烯基萘 C15H24 204 0.320
32 20.51 1, 2, 3, 4- 四氢气 -1, 6- 二甲基 -4-(1- 甲基乙基 ) 萘 C15H22 202 0.900
33 20.80 6, 6- 二甲基 -10- 亚甲基 -二氧杂螺环 [4, 5] 癸烷 C12H20O 180 9.060
34 21.64 氧化石竹烯 C15H24O 220 14.450
35 21.76 1S, 4R, 7R, 11R-8- 羟基 -1, 2, 3, 4- 四甲基 C15H24O 220 1.200
36 22.00 1, 5, 5, 8- 四甲 -l-[1R-(1-R*, 3E, 7E, 11R*)]-12- 二环草酸 [9, 1, 0]-12-3, 7- 二烯 C15H24O 220 2.160
37 22.68 十氢 -α, α, 4α- 三甲基 -8- 亚甲基 -[2R,(2α4aα, 8aβ)]-Z- 萘甲醇 C15H26O 222 13.200
38 23.58 顺式 -Z-α- 环氧化红没药烯 C15H24O 220 3.330
39 23.89 2- 亚甲基 -(3β, 5α)-3- 醇胆甾烷 C28H48O 400 0.500
40 24.11 2- 甲基 -4-(1, 3, - 三甲基 -7- 二环草酸 (4, 1, 0)-3- 二烯 -环己基环己醇 C14H24O2 224 0.600
41 24.25 十氢 -α, α, 4α- 三甲基 -8- 亚甲基 -[2R,(2α4aα, 8aβ)]-Z- 萘甲醇 C15H26O 222 0.360
42 24.83 6, 10, 14- 三甲基 -14- 醛 C18H36O 268 0.450
43 25.76 十六烷酸甲酯 C17H34O2 270 0.120
44 26.25 十六酸 C16H32O2 256 0.035
45 32.61 雄甾 -5- 烯 -17- 甲腈 -4- 乙酸 -17- 醇 C22H31NO3 257 0.035
续表1
工艺技术
《食品工业》2014 年第35卷第 8 期 132
化活性研究[J]. 食品工业, 2013, 34(2): 120-122.
[6] 刘晓丹, 刘存芳, 赖普辉, 等. 野菊花茎叶挥发油的化学
成分及其对植物病原真菌抑制作用[J]. 食品工业科技,
2013(24): 98-100.
[7] 田光辉, 刘存芳, 王晓. 四川杜鹃花中挥发性成分的研究
[J]. 陕西理工学院学报, 2007, 23(2): 49-52.
盐水加湿和气调贮藏对冬枣贮藏的影响
李忠1,常雪花1*,于强2,何子顺3
1. 新疆巴音职业技术学院(库尔勒 841000);2. 巴州农业局(库尔勒 841000);3. 库尔勒市香梨研究中心(库尔勒 841000)
摘 要 研究巴州和阿克苏地区所产冬枣在不同气体、不同湿度条件下的耐储性。温度控制在-1 ℃±0.5 ℃条件
下, 用早采与晚采、10%盐水加湿普通贮藏、气调贮藏 (O2控制在4%~5%, CO2控制在2%以下) 同PVOH透气膜袋
保湿贮藏效果进行比较。在80 d的贮藏中, 早采果比晚采果在好果率和脆果率方面要高。无论气调贮藏、10%盐水
加湿普通贮藏和PVOH透气膜袋贮藏, VC总是有一个先提升后迅速下降的过程, pH下降然后逐渐趋于平行变化。
但方差分析VC和pH在p>0.05水平上差异不显著。早采果耐贮, 10%盐水加湿普通贮藏比PVOH透气膜袋贮藏在保
湿方面更好, 气调贮藏配合适宜的低温和湿度可以减少物质的消耗, 将整个代谢水平降低, 减缓冬枣果的皱缩、褐
变、酒化。
关键词 冬枣; 10%盐水加湿; 气调贮藏; PVOH透气膜袋
Effect of Saline Water Humidification and Control Atmosphere Storage on Storage
Quality of Jujube (Zizyphus jujuba Mill. cv. Dongzao) Fruit
Li Zhong1, Chang Xue-hua1*, Yu Qiang2, He Zi-shun3
1. Vocational and Technical College of Bayingolin (Korla 841000); 2. Bazhou Agriculture Bureau (Korla 841000);
3. Korla Fragrant Pear Research Center (Korla 841000)
Abstract The storability of jujube produced in Bazhou and Akesu areas under different gas composition and humidity were studied.
The storability of different harvest maturity (early harvest and late harvest), humidifi cation storage (10% saline water) and control
atmosphere storage (O2 concentration 4%~5%, CO2 concentration <2%) were compared with PVOH breathable fi lm storage under
-1 ℃±0.5 ℃. During the 80 d storage time, early harvest fruits had higher fresh fruit rate and crisp fruit rate than late harvest fruits.
In the other three groups, VC content increased at early storage time followed by a sharply decrease, the pH decreased and then
maintained at a stable level. But no signifi cant difference were found in VC contents and pH among these three groups ( p<0.05).
Early harvest jujube had higher storability, saline water humidifi ed fruits has higher moisture retention capacity. Controlling
atmosphere storage with optimum low temperature could decrease the matter loss to maintain a lower metabolism level, delay the
shrinkage, browning and alcoholism of jujube.
Keywords jujube (Zizyphus jujuba Mill. cv. Dongzao); 10% saline water humidifi cation; control atmosphere storage; PVOH
breathable fi lm bag
冬枣是中国特产,以其脆甜可口深受消费者的青
睐。冬枣中含有丰富的维生素C,具有很高的营养价
值。但冬枣采后极易失水、皱缩,继而酒化霉烂,
并伴有大量VC的损失,贮藏过程中的气体成分不适
宜,会加速果实的酒化[1]。目前内地除河北、山东、
山西等地有大量种植外,新疆红枣老产区哈密以外,
巴州、阿克苏、和田地区后来者居上,开始大量种植
制干红枣和鲜食冬枣,有些冷库在没有掌握冬枣贮藏
技术的条件下,就大量贮藏冬枣,结果没有达到应有
的经济效益,因此。进行本地冬枣的保鲜贮藏研究具
有深远的现实意义。
关于冬枣采后生理生化变化和贮藏保鲜技术的研
究,国内外已有许多报道。但多集中在影响冬枣贮藏
寿命的主要因素上,如采收成熟度、贮藏条件等。在
鲜枣贮藏技术上,特别是对于延长鲜枣贮藏期方面,
仍没有获得突破性进展,这与鲜枣采后生理生化变化
以及成熟衰老机制尚未完全搞清楚有关[2]。
近年来对冬枣气调贮藏的研究较多,冬枣对二氧
化碳很敏感,因此。宗亦臣等[3]认为,0 ℃下冬枣气
调贮藏的最佳浓度为,O2:12%~15%,CO2:0%。
工艺技术