蒔蘿籽精油成分及消除亞硝酸鈉研究

陸占國,李 偉,封 丹

哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院,哈爾濱 150076

蒔蘿籽精油成分及消除亞硝酸鈉研究

陸占國,李 偉,封 丹

哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院,哈爾濱 150076

采用水蒸汽蒸餾法提取蒔蘿籽,以 2.1%得油率獲得精油,用 GC-MS聯(lián)機(jī)對精油進(jìn)行了成分分析,檢測出 20種成分,解析鑒定了占精油 97.136%的 18個(gè)成分。主要成分相對含量分別為香芹酮 54.587%,檸檬烯18.492%,芹菜腦 11.949%。精油的消除NaNO2測定結(jié)果可知:當(dāng)精油用量為 0.25 mL時(shí),消除率最大為 78. 4%。對水蒸汽蒸餾后的殘?jiān)眉状?乙醇以及丙酮萃取物分別進(jìn)行萃取,萃取物收率分別為甲醇 4.2%、乙醇2.3%和丙酮 3.3%;萃取物的消除NaNO2測定結(jié)果可知:當(dāng)萃取物溶液為 0.4～1.0 mL時(shí),清除率分別為:甲醇36.0%～39.6%,乙醇 30.5%～36.5%,丙酮 51.8%～55.8%。

蒔蘿籽;精油;氣相色譜-質(zhì)譜法;亞硝酸鈉;提取物

蒔蘿為傘形科植物,學(xué)名Anethum graveolensL.,英文名為Dill,亦稱土茴香,草茴香。全株芳香,原產(chǎn)于地中海沿海地區(qū)及印度,埃及等地。我國在唐代時(shí)從絲綢之路傳入,現(xiàn)在我國東北、西北、華南均有分布。蒔蘿果實(shí)可作調(diào)味料,特別大量用于中式香腸制作,是香腸中香辛料的主要成分;還有預(yù)防呼吸道傳染疾病和治療頭痛和失眠癥功效。還可以萃取芳香精油用于食用香精,或用于解除胃痛痙攣、改善睡眠[1]。

另外,眾所周知,亞硝酸鈉被用于并存在于很多蔬菜,腌制品中。亞硝酸鹽可以與大量存在于食物中以及食物在體內(nèi)代謝過程中產(chǎn)生的仲胺或叔胺在人體胃液條件下結(jié)合,容易生成化學(xué)致癌物質(zhì)亞硝基化合物NDMA(N-Nitrosodimethylamine;N-亞硝基二甲胺):(CH3)2NH+NaNO2+HClaq→(CH3)2N-N =O+NaCl+H2O

作者[2,3]曾經(jīng)就芫荽籽和莖葉精油的消除亞硝酸鈉的作用進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)芫荽籽精油,莖葉精油以及籽的殘?jiān)腿∥锒季哂邢齺喯跛徕c作用。在此基礎(chǔ)上,本研究采用水蒸氣蒸餾法萃取蒔蘿籽獲得精油,用 GC-MS分析精油成分;對萃取后的殘?jiān)糜袡C(jī)溶劑再一次萃取獲得萃取物,對獲得的精油和殘?jiān)腿∥镞M(jìn)行消除亞硝酸鈉作用研究,為蒔蘿籽精油的有效利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

蒔蘿籽從哈爾濱市香辛料市場購入 (產(chǎn)地廣西),經(jīng)哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院金哲雄教授鑒定。茴香腦 (廣西萬山香料有限責(zé)任公司,GC純度99.6%)。

GC6890N/MS5973N型氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(Agilent);SE-54毛細(xì)管色譜柱 (30 m×0.25 mm× 0.4μm,大連中匯達(dá)科學(xué)儀器有限公司);721分光光度計(jì)(上海第三分析儀器廠)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 蒔蘿籽精油的提取

稱取粉碎蒔蘿籽 200 g加入 2000 mL蒸餾水進(jìn)行蒸餾,餾出液冷凝收集,然后用乙醚萃取,萃取液以無水硫酸鈉干燥后,過濾,濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去乙醚獲得精油,該精油用于 GC-MS分析和消除亞硝酸鈉作用測定。

1.2.2 分析條件

GC分析條件:進(jìn)樣口溫度 250℃,初始溫度 60℃,以 3℃/min速率升溫至 150℃,再以 10℃/min速率升溫到 220℃,保留 30 min。精油進(jìn)樣量 0.5 μL,分流比 60:1。MS分析條件:電離方式 EI,電離電壓 70 eV,離子源溫度 260℃,質(zhì)量掃描范圍 30～600 amu。

1.2.3 殘?jiān)崛?/p>

將水蒸氣蒸餾后的蒔蘿籽進(jìn)行減壓抽濾分離水分得到殘?jiān)?將其置于 95℃恒溫干燥箱中干燥至恒重。然后,稱取 20.00 g殘?jiān)湃?250 mL錐形瓶中,加入 100 mL有機(jī)溶劑 (甲醇,乙醇或丙酮任意一種)。在恒溫水浴振蕩器中 (40℃,100 r/min)震蕩萃取24 h,減壓抽濾,濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至干真空干燥完全除去溶劑得到干燥萃取物,用下式計(jì)算收率:

干燥萃取物再分別用甲醇,乙醇,丙酮溶解調(diào)制成 5%(g/mL)溶液,用于消除亞硝酸鈉作用。

1.2.4 消除亞硝酸鈉作用[2,3]

用上述獲得的精油和配制成 0.04%(g/mL)茴香腦乙醇溶液以及萃取物溶液,參照文獻(xiàn)[2,3]方法,測定不同用量精油,茴香腦以及萃取物溶液的清除亞硝酸鈉反應(yīng)液吸光度值,用消除率大小評價(jià)消除亞硝酸鈉作用。具體操作如下:

將 0.5 mol/L的檸檬酸鈉-鹽酸緩沖液 (pH 3.0)5.0 mL置于 10 mL容量瓶中,加入 1 mL 100 mg/kg的 NaNO2溶液,再分別加入所定用量的精油,茴香腦或者提取物樣液,定容至刻度,37℃下反應(yīng) 1 h。取 1 mL反應(yīng)液于 50 mL容量瓶中,加入0.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的對氨基苯磺酸溶液 2 mL,0.2% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))N-1-萘乙二胺鹽酸鹽 1 mL,搖勻放置15 min后,用分光光度計(jì)在 540 nm處測吸光度值,用下式計(jì)算清除率。

式中,A0為不加精油或者萃取物溶液的空白試驗(yàn)的吸光度值;Ax為不同用量精油或者萃取物溶液的清除亞硝酸鈉反應(yīng)液的吸光度值。

2 結(jié)果與討論

2.1 精油提取和分析結(jié)果

用水蒸氣蒸餾法對粉碎后的蒔蘿籽進(jìn)行萃取,以 2.1%產(chǎn)率獲得淺黃色芳香氣息精油,(氣相色譜分析溶劑殘留為 0.5%)。GC-MS分析得到 GC-MS總離子流譜圖 1。由圖 1可知,共檢測出 20個(gè)成分,利用N IST98質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對照解析并參考文獻(xiàn),解析鑒定了占精油 97.136%的 18個(gè)成分。采用峰面積歸一化法計(jì)算精油中各成分相對含量,結(jié)果列于表 1。

圖1 蒔蘿籽精油的 GC-MS總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatogram of dill seeds essential oil

水蒸汽蒸餾所得蒔蘿籽精油基本是由單萜類化合物組成,占總精油的 83.187%。主要成分相對含量大小順序?yàn)?香芹酮 54.587%、檸檬烯 18.492%、芹菜腦 11.949%、二氫香芹酮 3.663%,四者總共占總精油含量的 88.691%,對蒔蘿籽精油的特征香氣貢獻(xiàn)最大。

關(guān)于蒔蘿籽揮發(fā)油的化學(xué)成分國外已有一些研究。土耳其學(xué)者 Muberra等人[4]和 Kurkcuoglu等人[5]用水蒸汽蒸餾方法獲得不同產(chǎn)地蒔蘿籽果實(shí)精油的主要成分香芹酮和檸檬烯含量分別為 52.2%和 40.4%以及 20.5%和 23.5%。印度的 Gurdip等人[6]也采用同樣水蒸汽蒸餾法提取獲得的印度產(chǎn)精油主要成分香芹酮和檸檬烯含量分別為 55.2%和 16.6%。烏茲別克斯坦的 Yili等人[7]用水蒸汽蒸餾方法萃取了中國新疆產(chǎn)蒔蘿果實(shí),其主要化學(xué)成分為 n-Pentakosane(27.96%)和 Dioctyl 1,2-diphenyl carboxylic acid ester(25.10%)。國內(nèi)方面,金育忠等人[8]用水蒸汽蒸餾法提取甘肅產(chǎn)蒔蘿籽得精油的主要成分香芹酮和檸檬烯含量分別為40.37%和 12.64%。與文獻(xiàn)對比可知,本研究的蒔蘿果實(shí)精油的主要成分香芹酮和檸檬烯含量與印度產(chǎn)相近,比國內(nèi)甘肅產(chǎn)較高,也與新疆產(chǎn)截然不同。其它成分各地相差較大。

表 1 蒔蘿籽精油的解析結(jié)果Table 1 Analytical results of dill seeds essential oil

2.2 殘?jiān)崛〗Y(jié)果

為了使天然植物資源得到有效充分地利用,對通常提取完精油后的殘?jiān)哼M(jìn)行了再利用研究探討,也就是在水蒸汽蒸餾獲得精油后,分別用甲醇,乙醇,丙酮對殘?jiān)僖淮屋腿?得到溶劑萃取物,其收率分別為:甲醇 4.2%、乙醇 3.1%、丙酮 3.3%。甲醇的收率最高,乙醇和丙酮相近。由此可知,同樣的原料,不同溶劑萃取物產(chǎn)率不同,這與溶劑的極性,溶質(zhì)在溶劑中的溶解性有很大關(guān)系。

2.3 對NaNO2的清除作用

2.3.1 精油對NaNO2的清除作用

精油用量對 NaNO2的清除作用測定結(jié)果顯示在圖 2,由圖 2可知:蒔蘿果實(shí)精油也具有顯著的清除亞硝酸鈉作用。最初,對NaNO2的清除作用隨著精油的用量增加而增加,當(dāng)用量達(dá)到 0.25 mL時(shí),清除作用最大為 78.4%。當(dāng)用量繼續(xù)增大,清除作用不再增加。與作者以往的研究比較可知,比同樣傘形科的芫荽籽精油 (0.25 mL用量時(shí),62.1%)的消除作用高[3]。由上述成份解析可知:精油是多組分混合物,主要由各種萜類化合物組成,萜類化合物占精油的 83.187%,可以認(rèn)為萜類化合物對清除NaNO2起到了重要作用,但是,哪種關(guān)鍵成分作用較大需要進(jìn)一步的研究探討。為了比較,還用了精油成分之一的茴香腦作為陽性對照物進(jìn)行測定,從圖 2中可知,茴香腦也具有明顯的清除活性,其清除率隨用量增加而增加,當(dāng)用量達(dá)到 0.25 mL是清除率達(dá)到最大 78.4%。在用量 0.10 mL以上時(shí),蒔蘿籽精油的清除亞硝酸鈉能力相近。

圖 2 蒔蘿籽精油用量對NaNO2的清除作用影響Fig.2 Scavenging capacity of dill seeds essentialoil against NaNO2

2.3.2 殘?jiān)崛〗Y(jié)果與NaNO2的清除作用

分別用相應(yīng)的萃取溶劑調(diào)配成的 5%的溶液進(jìn)行消除亞硝酸鈉清除作用測定結(jié)果顯示在由圖 3中。由圖 3可知,在用量較小時(shí),萃取物隨用量增加對NaNO2的清除率也隨之增加。當(dāng)提取物溶液用量為0.4 mL時(shí),三種溶劑萃取物的清除率都分別為丙酮51.8%、甲醇36.0%、乙醇30.5%;繼續(xù)增加溶液用量,增加幅度減小,消除率僅有小幅度提高。由圖看出,三種溶劑萃取物對NaNO2清除能力大小順序?yàn)?丙酮 ＞甲醇 ＞乙醇,當(dāng)用量為 0.4～1.0 mL時(shí),清除率分別為丙酮 51.8%～55.8%,甲醇36.0%～39.6%,乙醇 30.5%～36.5%。不同的溶劑得到萃取物消除作用不同,也證明成份不同。

圖 3 蒔蘿籽殘?jiān)崛∥飳喯跛徕c的清除作用Fig.3 Scavenging capacity of the extracts of the residue againstNaNO2

如前所述,揮發(fā)性成分集中的精油和溶劑萃取得到的非揮發(fā)性集中的萃取物均具有消除亞硝酸鈉的作用。究竟哪些成分是各自的活性成分以及精油和 5%萃取物溶液的清除作用大小比較也有待今后進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

由以上研究結(jié)果可知,哈爾濱市售蒔蘿籽用水蒸氣蒸餾法可獲得 2.1%精油產(chǎn)率,通過 GC-MS分析,明確了主要成分;蒸餾后殘?jiān)眉状?乙醇以及丙酮分別進(jìn)行萃取,可以 4.2%、2.3%和 3.3%收率獲得萃取物。進(jìn)行消除亞硝酸鈉作用研究結(jié)果可知,精油和殘?jiān)袡C(jī)溶劑萃取物都具有明顯的清除作用。當(dāng)精油用量 0.25 mL時(shí),消除率達(dá)最大為78.4%。通過研究可知,精油成分之一的茴香腦也具有明顯的清除作用。以茴香腦作為陽性對照物,在本研究條件下精油與茴香腦具有相近的清除作用。殘?jiān)募状?乙醇以及丙酮萃取物溶液用量為0.4～1.0 mL時(shí),清除率分別為甲醇 36.0%～39.6%,乙醇 30.5%～36.5%,丙酮 51.8%～55.8%。溶劑不同得到的萃取物產(chǎn)率和消除亞硝酸鈉作用不同,說明成分有所不同。在本條件下殘?jiān)腿∥锏南芰π∮诰秃蛙钕隳X。關(guān)于精油以及萃取物有效成分以及清除機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。通過本研究進(jìn)一步明確了在食品中添加蒔蘿籽以及芫荽籽這樣的香辛料,對防止亞硝酸鈉與胺類化合物結(jié)合生成致癌物質(zhì)NDMA具有積極作用,對蒔蘿籽的有效利用和防癌保健方面具有一定意義。

1 Xu ZX(徐昭璽).Cultivation of 100 Kinds of Seasonings, Spices,Aromatic and Medical Plant(百種香辛料栽培). Beijing:China Agricultural Press,2002.

2 Lu ZG(陸占國),Guo HZ(郭紅轉(zhuǎn)),LiW(李偉).Extraction of coriander leaf essential oil by soxhlet’s method and components analysis and scavenging effect of sodium nitrite.Food Sci(食品科學(xué)),2007,28(7):29-32

3 Lu ZG(陸占國),FengD(封丹),LiW(李偉).Analysis of chemical components of the coriander seeds essential oil and its ability of scavenging sodium nitrite.Fine Chem(精細(xì)化工),2008,25:482-485

4 Muberra K,Teme O,Fatih G,et al.Comparison of microwave-assisted hydrodistillation and hydrodistillation methods for the analysis of volatile secondarymetabolites.Phar m aceutical B iology,2005,43:491-495.

5 KurkcuogluM,SarginN,Baser KHC.Composition of volatiles obtained from spices by microdistillation.Chem istry of Natural Com pounds,2003,39:355-357.

6 Gurdip S,Sumitra M,Lampasona MP,et al.Chemical comstituents,antimicrobial investigations,and antioxidative potentials ofAnethum graveolensL.essential oil and acetone extract:part 52.Journal of Food Science,2005,70(40): 208-215.

7 YiliA,Yimamu H,Maksimovv VV,et al.Chemical composition of essential oil from seeds ofAnethum graveolenscultivated in china.Chem istry of Natural Com pounds,2006,42: 491-492.

8 Jin YZ(金育忠),Shi CS(石長栓),Wang YJ(王玉潔),et al.Study on chemical components of dill seeds essential oil.Flavour Fragrance Cosm etics(香料香精化妝品),1995, (4):9-12.

Study on Chem ical Components of D ill Seeds Essential O il and Ability of Scavenging Sodium Nitrite

LU Zhan-guo,L IWei,FENG Dan
School of food Engineering,Harbin University of Comm erce,Harbin 150076,China

The dill seeds essential oilwas obtained from the dill seeds by steam distillation extraction method in 2.1% yield.Then the oilwas analyzed by GC-MS,20 constituentswere detected and 18 compoundswhich occupied 97.136% of total constituentswere identified.The relative contents of the main componentswere carvone 54.587%,limonene 18. 492%and apiol11.949%.The abilityof scavenging sodium nitrite of the essentialoilwas studied,and the result indicated that the maximum scavenging rates was 78.4%when 0.25 mL of the oil was used.The residue was extracted by methanol,ethanol and acetone,and the yieldsof the extractswere 4.2%,2.3%and 3.3%,respectively.The capacity of the scavenging sodium nitrite of the extractswere also studied,the result showed that the scavenging rates of the methanol,ethanol and acetone extracts of the residue were 36.0%～39.6%,30.5%～36.5%and 51.8～55.8%,when 0.4～1.0 mL of the extract solutionswas used,respectively

Dill seeds;essential oil;GC-MS;sodium nitrite;extract

Q946.91;R282.71;TQ656.1

A

1001-6880(2010)03-0479-05

2008-10-08 接受日期:2009-01-07

黑龍江省自然科學(xué)基金(B200510)

＊通訊作者 Tel:86-451-83070154;E-mail:luzhg@hrbcu.edu.cn