全 文 ：※基础研究 食品科学 2013, Vol.34, No.15 91
葡萄柚薄荷精油成分的气相色谱-质谱法鉴定和
抗氧化活性
王 静，李 荣*，姜子涛
(天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津市食品生物技术重点实验室，天津 300134)
摘 要：利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术结合计算机质谱库检索和保留指数，对葡萄柚薄荷精油(GEO)进行
成分鉴定；从总抗氧化能力、超氧阴离子自由基清除能力、羟自由基清除能力以及DPPH自由基清除能力对GEO
的抗氧化活性进行研究，同时与合成抗氧化剂没食子酸丙酯(PG)的抗氧化性进行比较分析。结果显示：GEO的主
要成分为芳樟醇(41.50%)和邻氨基苯甲酸芳樟酯(33.75%)；GEO抗氧化能力均比PG弱，但是对羟自由基清除能力
效果较显著。
关键词：葡萄柚薄荷精油；GC-MS；精油成分；抗氧化活性
Chemical Composition as Identified by GC-MS and Antioxidant Activity of Grapefruit Mint Essential Oil
WANG Jing，LI Rong*，JIANG Zi-tao
(Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology, College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce,
Tianjin 300134, China)
Abstract：The chemical composition of grapefruit mint (Mentha suaveolens × piperita) essential oil (GEO) was analyzed
by GC-MS. Identifications were based on a comparison of retention indexes with authentic standards. Linalool (41.50%)
and linalyl anthranilate (33.75%) were the two main components of the essential oil. The antioxidant activity of GEO
was evaluated based on total antioxidant activity and superoxide anion free radical, hydroxyl radical and DPPH radical
scavenging activities in comparison with the synthetic antioxidant propyl gallate (PG). The total antioxidant activity and
scavenging activity against superoxide anion and DPPH free radicals of GEO was far weaker than that of PG, while only
a slight reduction in hydroxyl radical scavenging activity was found compared with PG. These results illustrate that the
essential oil of grapefruit mint has the potential to be applied in the food industry as a naturally occurring antioxidant.
Key words：grapefruit mint essential oil (GEO)；GC-MS；essential oil composition；antioxidant activity
中图分类号：TS201.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2013)15-0091-04
doi:10.7506/spkx1002-6630-201315019
收稿日期：2013-06-06
基金项目：天津市高校科技发展基金计划项目(20110608)；天津市自然科学基金重点项目(120029)
作者简介：王静(1988—)，女，硕士研究生，研究方向为食品添加剂。E-mail：664056504@qq.com
* 通信作者：李荣(1962—)，女，教授，学士，研究方向为食品及添加剂分析。E-mail：lirong@tjcu.edu.cn
葡萄柚薄荷(Mentha suaveolens×piperita)为唇形科薄
荷属植物[1]，是薄荷的新品种之一，其生物学特性与苹
果薄荷、菠萝薄荷的遗传相似性较高，尤其是与菠萝薄
荷的相似性达53%。葡萄柚薄荷有很浓的葡萄柚味道，
叶片较大，适合泡茶、咖啡、果汁、甜点、拌沙拉及烹
调。葡萄柚薄荷精油(GEO)味道浓郁，也可添加于洗浴用
品、口腔清洁用品、药水、药膏及糖果等[1]，具有很高的
利用价值。目前，关于葡萄柚薄荷的研究很少，关于该
精油的化学成分以及抗氧化活性等国内外均未见报道。
本研究采用水蒸气蒸馏-水中蒸馏法，利用气相色
谱-质谱(GC-MS)联用技术结合计算机质谱库检索，鉴定
GEO的化学成分。同时从总抗氧化能力、超氧阴离子自
由基清除能力、羟自由基清除能力和DPPH自由基清除能
力对该精油的抗氧化活性进行考察，并与人工合成的食
用抗氧化剂没食子酸丙酯(PG)的抗氧化能力进行比较，
旨在为该植物精油作为天然抗氧化剂应用于食品工业提
供理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
葡萄柚薄荷的新鲜叶子 青岛百草香香草有限公司。
92 2013, Vol.34, No.15 食品科学 ※基础研究
C8～C40正构烷烃标准品 美国Accu Standard Inc.,
Connecticut公司；硫酸亚铁 天津市泰兴试剂；邻苯三
酚 天津市光复精细化工研究所；过氧化氢(30%) 天
津市凯通化学试剂有限公司；磷酸二氢钠 天津市科密
欧化学试剂开发中心；磷酸氢二钠 天津市化学试剂六
厂；三(羟甲基)氨基甲烷(Tris) 天津市赢达稀贵化学试
剂厂；盐酸(36%～38%) 天津市化学试剂五厂；无水
乙醇 天津市德恩化学试剂有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基
苯肼(DPPH) 美国Sigma公司；PG、磷酸钠、结晶紫、
钼酸铵等均为分析纯，实验中所用水均为除氧蒸馏水。
无水乙醇配制质量浓度为2.0mg/mL GEO和PG的储备液。
Trace DSQ GC-MS联用仪(电子轰击离子源(EI)、
AL 3000自动进样器、Mainlib Library和Replib Library数
据库) 美国Finnigan公司；TR-5MS石英毛细管色谱柱
(30m×0.25mm，0.25μm) 美国Thermo Fisher公司；
970CRT荧光分光光度计 上海精密科学仪器有限公
司；UV-2550型UV-Vis分光光度计 日本岛津仪器有限
公司。
1.2 方法
1.2.1 葡萄柚薄荷精油的成分分析
所用GEO样品是以葡萄柚薄荷的叶子为原料，料液
比1:20(m/V)，提取时间2h，通过水蒸气蒸馏-水中蒸馏法
获得，产率1.08%。所获得的GEO为浅黄色油状液体，具
有浓郁的薄荷和葡萄柚味道。
精油经无水硫酸钠干燥、0.2m膜过滤后利用GC-MS
联用分析。GC条件：载气(He)1.0mL/min，不分流条件下
进样0.4μL。柱箱温度采用程序升温控制50℃→230℃，
10℃/min；然后由230℃→280℃，20℃/min；最后在
280℃条件下维持10min。MS条件：EI源，70eV；界
面温度250℃；离子源温度250℃；质量扫描范围m/z
50～450。
1.2.2 磷钼络合物法测定抗氧化活性
根据文献[2-3]提供的方法，将2.0mg/mL的GEO和PG
储备液，用无水乙醇稀释得到质量浓度分别为0.1、0.2、
0.3、0.4、0.5mg/mL的GEO和PG样品溶液。在一系列10mL
比色管中，分别加入4.0mL磷钼试剂(0.6mol/L浓硫酸、
28mmol/L磷酸钠和4mmol/L钼酸铵的混合溶液)及0.4mL不
同质量浓度的样品溶液，在95℃恒温水浴条件下，保持
90min，然后测定溶液在695nm波长处的吸光度[4-5]。所有
测定均平行进行3次，结果取平均值。
1.2.3 对超氧阴离子自由基的清除能力
采用邻苯三酚自氧化法[6-8]，测定精油对超氧阴离子
自由基的清除能力。以2.0mg/mL GEO和PG储备液，用
无水乙醇稀释得到质量浓度分别为0.1、0.5、1.0mg/mL的
GEO、PG样品溶液。
1.2.3.1 光谱条件的选择
在石英比色皿中，分别加入2.2mL Tris-HCl缓冲
溶液(pH8.2)、0.1mL蒸馏水、0.3mL邻苯三酚溶液
(3mmol/L)，混匀后立即用荧光光度计进行扫描。设定
发射波长λEm为509nm，然后在激发波长λEx为250～450nm
波长范围内，每隔2min扫描一次，从而得到邻苯三酚的
激发光谱。按照上述步骤重新取液操作，此时固定λEx为
444nm，在λ Ex为450～700nm波长范围内，每隔2min扫
描，从而得到邻苯三酚的发射光谱[9-10]。
1.2.3.2 GEO和PG抑制邻苯三酚自氧化能力
向石英比色皿中，分别加入2.2mL Tris-HCl缓冲液
(pH8.2)、0.1mL GEO或者PG样品、0.3mL邻苯三酚溶液
(3mmol/L)，混匀后立即用荧光光度计进行扫描，设定由上
述步骤得到的激发波长与发射波长，每隔1min记录一次荧
光强度。然后利用3～8min的测定值，以时间作横坐标、
相对荧光强度作纵坐标作图，曲线斜率(利用Origin作图软
件中的拟合程序进行拟合得到)即为邻苯三酚自氧化反应速
率，记为vs，以0.1mL蒸馏水取代样品溶液得到的斜率记为
v0。则样品对超氧阴离子自由基的抑制率可按式(1)计算。
ᡥࠊ⥛/% = h100
v0 ˉ vs
v0
(1)
1.2.4 对羟自由基的清除能力
采用结晶紫分光光度法[11-12]，测定精油对羟自由基
的清除能力。在一系列10mL比色管中，分别加入0.3mL
结晶紫溶液(0.4mmol/L)、0.6mL FeSO4溶液(10.0mmol/L)
和1.2mL H2O2溶液(5.0mmol/L)，然后用柠檬酸-Na2HPO4
缓冲液(pH4.0)定容至10mL，摇匀后放置30min，测定溶
液在580nm波长处的吸光度(Ab)，同时测定不加H2O2时溶
液在580nm波长处的吸光度(A0)。则ΔA =A0－Ab即可表征
羟自由基的产生量[13]。
样品对羟自由基清除能力的测定[13]：上述操作步骤
中，在H2O2溶液加入之前，即在Fenton反应发生之前，分
别加入0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL不同质量浓度的GEO或
PG，测定吸光度(As)，所有测定平行进行3次，结果取平
均值，则GEO或PG对羟自由基的清除率按式(2)计算。
㕳㞾⬅෎⏙䰸⥛/% = h100
As ˉ Ab
A0 ˉ Ab
(2)
1.2.5 对DPPH自由基的清除能力
采用分光光度法，测定精油对DPPH自由基的清除
能力[14-15]。在一系列10mL比色管中，分别加入2.0mL样
品溶液(由无水乙醇配制的质量浓度为2.0、4.0、6.0、
8.0mg/mL的GEO溶液及2.0mg/mL PG溶液)、2.0mL DPPH
溶液(1.0×10-4mol/L)，混匀后放置于暗处30min，以无水
乙醇溶液作参比溶液，测定溶液在517nm波长处的吸光
度(A)，按照上述操作，以同样方法分别测定2.0mL样品
溶液与2.0mL无水乙醇溶液和2.0mL DPPH溶液与2.0mL无
水乙醇溶液，混匀暗处放置30min后，在517nm波长处的
吸光度，分别记为A0和A1，所有测定均平行进行3次，最
※基础研究 食品科学 2013, Vol.34, No.15 93
终结果取平均值。则样品溶液对DPPH自由基的清除率按
式(3)计算[16]。
ᡥࠊ⥛/% = (1 ˉ)h100
A ˉ A0
A1
(3)
2 结果与分析
2.1 葡萄柚薄荷精油的成分分析
对葡萄柚薄荷精油进行分析，总离子流图见图1。葡
萄柚薄荷精油的化学成分见表1。
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
ᯊ䯈/min
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
10.50 12.58
12.12
14.33
9.63
23.8122.6717.54 25.18 26.9021.6815.31 29.1419.69

Ⳍ
ᇍ
Є
ᑺ
/%
图 1 葡萄柚薄荷精油总离子流图
Fig.1 Total ion chromatogram of GEO
表 1 葡萄柚薄荷精油的化学成分
Table 1 Chemical composition of GEO
峰号 保留时间/min 保留指数 分子式 化合物名称 相对含量/%
1 8.78 1194 C10H16 β-蒎烯(β-pinene) 1.80
2 9.45 1242 C10H16 α-蒎烯(α-pinene) 0.38
3 9.63 1254 C10H16 β-罗勒烯(β-ocimene) 1.45
4 9.93 1275 C9H12O2 甲氧基甲基苯(methoxymethyl benzene) 0.10
5 10.50 1315 C10H18O 芳樟醇(linalool) 41.50
6 10.88 1343 C10H16 β-吡喃酮烯(β-pyronene) 0.35
7 11.94 1422 C10H16O 异松蒎酮(isopinocamphone) 0.13
8 12.11 1435 C10H18O α-松油醇(α-terpineol) 6.29
9 12.36 1454 C10H18O 顺式香叶醇(cis-geraniol) 1.00
10 12.58 1471 C17H23NO2 邻氨基苯甲酸芳樟酯(linalyl anthranilate) 33.75
11 12.69 1479 C10H18O 反式香叶醇(trans-geraniol) 2.07
12 12.88 1493 C10H14O 右旋香芹酮(D(+)-carvone) 0.03
13 13.02 1504 C12H20O 香叶基乙烯醚(geranyl vinyl ether) 0.02
14 13.06 1508 C11H18O2 甲酸芳樟酯(linalyl formate) 0.02
15 13.93 1580 C12H20O2 乙酸桃金娘烯酯(myrtanyl acetate) 0.09
16 14.07 1591 C12H20O2 乙酸橙花酯(neryl acetate) 2.09
17 14.22 1603 C12H18O2 乙酸香芹酯(carvyl acetate) 0.01
18 14.33 1613 C12H20O2 乙酸香叶酯(geranyl acetate) 3.67
19 14.50 1628 C15H28 1,2-二己基环丙烯(1,2-dihexylcyclopropene) 0.09
20 14.71 1646 C15H24 β-榄香烯(β-elemene) 0.05
21 14.85 1658 C11H16O 顺式茉莉酮(cis-jasmone) 0.06
22 15.05 1675 C15H24 莎草烯(cyperene) 0.05
23 15.30 1696 C15H24 (z)-β-金合欢烯((z)-β-farnesene) 0.32
24 16.04 1763 C15H24 吉玛烯D(germacrene D) 0.27
25 16.23 1780 C15H24 γ-榄香烯(γ-elemene) 0.05
26 16.56 1810 C18H32O2 亚油酸(linoleic acid) 0.03
27 17.54 1903 C15H26O 绿花白千层醇(viridiflorol) 0.61
28 19.98 2201 C30H50O4 异十八烷基邻苯二甲酸酯(phthalic acid, isobutyl octadecyl ester) 0.03
合计 96.31
经水蒸气蒸馏法得到的葡萄柚薄荷精油是带有浓郁
的葡萄柚香味的浅黄色透明液体，利用计算机图谱解析
并结合标准保留指数，由表1可知，从该精油中共鉴定
出28种成分，占精油总量的96.31%。其主要成分为芳
樟醇(41.50%)和邻氨基苯甲酸芳樟酯(33.75%)，其余含
量比较大的成分依次为α-松油醇(6.29%)、乙酸香叶酯
(3.67%)、乙酸橙花酯(2.09%)、反式香叶醇(2.07%)、β-蒎
烯(1.80%)、β-罗勒烯(1.45%)和顺式香叶醇(1.00%)。该
精油的化学成分与其他薄荷品种，如胡椒薄荷、苹果薄
荷、巧克力薄荷等精油的成分差异很大[17-18]。
GEO成分中的芳樟醇、α-松油醇等均是重要的香料来
源，可以用于分离提取天然芳樟醇，应用于香精香料等领
域，因此葡萄柚薄荷是一种极具开发潜力的薄荷品种。
2.2 精油总抗氧化能力
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
A
䋼䞣⌧ᑺ/(mg/mL)
GEO
PG
图 2 GEO和PG质量浓度与吸光度的关系
Fig.2 Relationship between concentration and absorbance for GEO
and PG
由图2可知，溶液的吸光度随样品质量浓度的增加而
增大，表明GEO和PG的总抗氧化活性逐渐增强。GEO具
有良好的总抗氧化活性，略低于合成抗氧化剂PG。
2.3 对超氧阴离子自由基的清除能力
300 400 500 600 700
0
200
400
600
800
1000
㤻
ܝ
ᔎ
ᑺ
⊶䭓/nm
a b
1
7
1
7
曲线1～7分别为2、4、6、8、10、12、14min。
图 3 邻苯三酚的激发光谱(a)和发射光谱(b)
Fig.3 Excitation (a) and emission spectra (b) of pyrogallol
由图3可知，邻苯三酚自氧化产物的最佳激发波长为
444nm，发射波长为509nm。
根据实验方法1.2.3.2节进行测定，得出不同质量浓
度GEO和PG在不同时间时的荧光强度曲线，将荧光强度
曲线利用Origin作图软件中的拟合程序进行拟合，得到曲
线的斜率即邻苯三酚自氧化反应的速率vs，结果见表2。
94 2013, Vol.34, No.15 食品科学 ※基础研究
表 2 荧光强度曲线斜率
Table 2 Slopes of fluorescence intensity curves
样品质量浓度/(mg/mL) 空白v0
vs
GEO PG
0.1 64.12 60.17
0.5 66.17 59.16 55.19
1.0 53.70 51.37
由表2可知，曲线斜率即邻苯三酚的自氧化速率随着
样品质量浓度的增大而减小，说明GEO和PG对邻苯三酚
自氧化反应的抑制程度随样品质量浓度增大而增强。
0
5
10
15
20
25
30
ᡥ
ࠊ
⥛
/%
GEO
PG
0.1 0.5 1.0
22.4
16.6
9.1
3.1
10.6
18.8
䋼䞣⌧ᑺ/(mg/mL)
图 4 GEO和PG对超氧阴离子自由基的清除能力
Fig.4 Superoxide anion free radical scavenging activity of GEO and PG
由图4可知，GEO和PG质量浓度越大，GEO和PG对
超氧阴离子自由基的抑制率越大。其中，PG对超氧阴离
子自由基的清除能力比GEO强，当PG溶液的质量浓度为
1.0mg/mL时，对超氧阴离子自由基的抑制率为22.4%，
同样质量浓度条件下GEO对超氧阴离子自由基的抑制率
为18.8%，因此GEO和PG都具有一定的清除超氧阴离子
自由基能力，但都不是很强。
2.4 对羟自由基的清除能力
䋼䞣⌧ᑺ/(μg/mL)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
65
70
75
80
85
90
95
100
㕳
㞾
⬅
෎
⏙
䰸
⥛
/%
GEO
PG
图 5 GEO和PG清除羟自由基的能力
Fig.5 Scavenging ability to hydroxyl radicals of GEO and PG
由图5可知，随着质量浓度的增加，GEO和PG清除羟
自由基的能力逐渐增强，PG表现出更强的清除能力，当
PG溶液终质量浓度为0.5μg/mL时清除率达到95.74%，但
是，GEO在同样质量浓度条件下对羟自由基的清除率也可
高达80.42%，说明GEO也具有较强羟自由基清除能力。
2.5 清除DPPH自由基能力
由表3可知，GEO清除DPPH自由基的能力较PG弱，
PG在质量浓度为2.0mg/mL时清除率即可达87.7%，而
GEO的质量浓度增加到8.0mg/mL时清除率仅为14.0%，
说明GEO对DPPH的清除能力不强。
表 3 GEO和PG对DPPH自由基的清除率
Table 3 Scavenging effects of GEO and PG on DPPH radical
样品名称 质量浓度/(mg/mL) 抑制率/%
GEO
2.0 6.7
4.0 9.1
6.0 11.4
8.0 14.0
PG 2.0 87.7
3 结 论
本实验通过GC-MS联用技术分析鉴定了葡萄柚薄
荷精油的化学成分，共鉴定出28种化合物，其中芳樟醇
(41.50%)和邻氨基苯甲酸芳樟酯(33.75%)是该精油的主要
成分，两种主要成分占了精油总量的75.15%。为进一步
开发和利用该种薄荷植物资源提供了可靠依据。
从总抗氧化能力、对超氧阴离子自由基清除能力、
对羟自由基清除能力和对DPPH自由基清除能力对葡萄柚
薄荷精油的抗氧化活性进行研究。结果表明：GEO的抗
氧化能力在各方面均比人工合成的抗氧化剂PG弱些，但
是GEO对清除超氧阴离子自由基能力与PG相当，尤其对
羟自由基清除能力效果显著。由此说明，GEO具有取代
人工合成抗氧剂应用于食品行业的开发潜力，同时还能
赋予食品芳香的葡萄柚气味，因此葡萄柚薄荷是一种极
具开发潜力的芳香薄荷品种。
参考文献：
[1] 乐云辰, 吴亚妮, 张艳玲, 等.不同薄荷品种遗传关系的ISSR分析[J].
上海交通大学学报: 农业科学版, 2008, 26(1): 29-32.
[2] OZKAN G, SIMSEK B, KULEASAN H. Antioxidant activities of
Satureja cilicica essential oil in butter and in vitro[J]. J Food Eng,
2007, 79: 1391-1396．
[3] TYAGI S N, RAKSHI T, SINGH A, et al. in vitro antioxidant activity
of methanolic and aqueous extract of Flacourtia indica Merr.[J].
American-Eurasian J Sci Res, 2010, 5(3): 201-206.
[4] KUMARAN A, KARUNAKARAN R J. in vitro antioxidant activities
of methanol extracts of five Phyllanthus species from India[J]. LWT-
Food Sci Technol, 2007, 40: 344-352.
[5] OZKAN G, SIMSEK B, KULEASAN H. Antioxidant activities of
Satureja cilicica essential oil in butter and in vitro[J]. J Food Eng,
2007, 79: 1391-1396.
[6] 玄红专, 桑青, 麻建军. 邻苯三酚自氧化法测定不同蜂产品抗氧化
活性的研究[J]. 食品科技, 2008(4): 137-139.
[7] 赫春香, 卢丽男, 曹璨, 等. 荧光动力学分析新方法测定超氧自由基
抑制剂的抗氧化活性[J]. 辽宁师范大学学报, 2005, 28(1): 73-75.
[8] LUC M, EMILEM G, JEANC H．Spectrophotometric measurement
of antioxidant properties of flavones and flavonols against superoxide
anion[J]. Anal Chim Acta, 2000, 411: 209-216.
[9] 李荣, 孙建平, 姜子涛.肉豆蔻精油抗氧化性能及清除自由基能力
的研究[J]. 食品研究与开发, 2009, 30(11): 75-79.
[10] 冯雪, 姜子涛, 李荣.调味香料草果挥发油的抗氧化性能及清除自
由基能力[J]. 中国调味品, 2010, 35(3): 48-54.
[11] 刘骏．结晶紫分光光度法测定Fenton反应产生的羟自由基[J]. 武汉
工业学院学报, 2005, 24(2): 53-55.
[12] 刘凤喜, 李志东, 李娜, 等．Fenton法中的羟基自由基的测定技术简
介[J]. 环境研究与监测, 2007, 20(4): 1-5.
[13] 刘骏.结晶紫分光光度法测定Fenton反应产生的羟自由基[J]. 武汉
工业学院学报, 2005, 24(2): 52-55.
[14] HU FJ, SCHMIDT K, STEFKA S, et a1．Radical scavengers from the
entomogenous deuteromycete beauveria amorpha[J]. Planta Medica,
2002, 68: 64-65.
[15] 勾明玥, 刘梁, 张春枝．采用DPPH法测定26种植物的抗氧化活性
[J]. 食品与发酵工业, 2010, 36 (3): 148-150.
[16] 陆占国, 郭红转, 封丹. 芫荽茎叶精油成分及清除DPPH自由基能力
研究[J]. 食品与发酵工业, 2006, 32(8): 24-27.
[17] PARK K W, KIM D Y, LEE S Y, et al. A multivariate statistical
approach to comparison of essential oil composition from three menthe
species[J]. Korean J Hortic Sci, 2001, 29(4): 382-387.
[18] SCHMIDT E, BAIL S, BUCHBAUER G, et al. Chemical composition,
olfactory evaluation and antioxidant effects of essential oil from
Mentha×piperita[J]. Nat Prod Commun, 2009, 4(8): 1107-1112.