果膠酶處理軟棗獼猴桃揮發(fā)性成分的研究

楊婧，張博，辛廣，*，李書(shū)倩，孫曉榮，劉長(zhǎng)江

（1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110161；2.鞍山師范學(xué)院化學(xué)系，遼寧鞍山 114007）

軟棗獼猴桃（Actinidia arguta Sieb.et Zucc）又名軟棗子、獼猴梨、藤瓜和藤棗。為獼猴桃科獼猴桃屬，多年生落葉藤本植物。軟棗獼猴桃是九種光果獼猴桃種類(lèi)之一[1]。在我國(guó)主要分布于東北、華北、山東、西北及長(zhǎng)江流域，其中東北南部山區(qū)較多見(jiàn)[2]，朝鮮、日本、俄羅斯亦有分布[3]。軟棗獼猴桃富含各種營(yíng)養(yǎng)成分，VC最高達(dá)430.8 mg/100g[4]，含有近20種氨基酸及20多種無(wú)機(jī)元素，果實(shí)含豐富的超氧化物歧化酶（SOD）[5]，具有止渴、解熱、利尿、祛痰等作用[6]。

軟棗獼猴桃具有一定的抑菌性[6]和抗氧化性[7]，但由于軟棗獼猴桃果肉中含有大量的果膠類(lèi)物質(zhì)[8]，直接影響揮發(fā)油量的提取。利用果膠酶處理軟棗獼猴桃，是由于果膠物質(zhì)主要存在于植物初生壁和細(xì)胞中間，而復(fù)合果膠酶能夠除去細(xì)胞壁中的果膠質(zhì)，從而可以有效地破除細(xì)胞壁，使細(xì)胞中的活性成分溶解出來(lái)[9]，使得揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)率大大提高，在生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用價(jià)值。

目前對(duì)軟棗獼猴桃揮發(fā)性物質(zhì)提取方法的研究日益增多，主要的提取方法有固相微萃取法[10]和連續(xù)蒸餾法[11]等。利用同時(shí)蒸餾萃取裝置進(jìn)行揮發(fā)物質(zhì)的提取，特別是對(duì)果實(shí)進(jìn)行酶處理后揮發(fā)物質(zhì)的提取尚未見(jiàn)報(bào)道。本文采用同時(shí)蒸餾萃取法分別對(duì)對(duì)照處理及添加1%果膠酶軟棗獼猴桃進(jìn)行揮發(fā)性成分的提取，用GC-MS對(duì)其揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析。為進(jìn)一步探討軟棗獼猴桃揮發(fā)油的生物活性提供參考。

1 材料

1.1 軟棗獼猴桃

采于鞍山九龍川，實(shí)驗(yàn)材料生理指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 采摘的軟棗獼猴桃的生理指標(biāo)Table 1 Physiological indicators of Actinidia arguta Sieb.et Zucc

1.2 儀器與試劑

同時(shí)蒸餾萃取裝置：北京墾堡博美玻璃儀器有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE-52AA：上海亞榮生化儀器廠；電子天平；可調(diào)式電熱套；果膠酶：上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司；恒溫培養(yǎng)箱：武漢海聲達(dá)儀器設(shè)備有限公司；二氯甲烷，無(wú)水硫酸鈉：AR，天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司；HP6890/5973氣相色譜-質(zhì)譜計(jì)算機(jī)聯(lián)用儀：美國(guó)惠普公司。

1.3 方法

取大小一致、無(wú)病蟲(chóng)害的軟棗獼猴桃500 g；添加1%果膠酶的軟棗獼猴桃500 g（45℃的恒溫箱中，保持4 h），將兩種軟棗獼猴桃分別置于2 000 mL圓底燒瓶，加入1 000 mL蒸餾水，同時(shí)蒸餾萃取儀的另一端為裝有60 mL的二氯甲烷的250 mL圓底燒瓶，50℃恒溫水浴加熱。同時(shí)蒸餾萃取得到二氯甲烷萃取液，用適量的無(wú)水硫酸鈉干燥過(guò)夜，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，分別得到淡黃色軟棗獼猴桃揮發(fā)油0.4 g和0.9 g，待GC-MS分析。

1.4 氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定

氣相色譜條件：色譜柱為HP-5（25.0 m×0.25 mm，0.25 μm）彈性石英毛細(xì)管柱；載氣為He氣，載氣流量1 mL/min；進(jìn)樣口溫度230℃；無(wú)分流進(jìn)樣；程序升溫40℃→230℃（5℃/min）；解析5 min。

質(zhì)譜條件：離子源為EI源，離子源溫度230℃；接口溫度230℃；四級(jí)桿溫度150℃；倍增器電壓1200eV；電離電壓70 eV；發(fā)射電流34.6 A；掃描范圍20 amu～500 amu。

1.5 定性及定量分析

定性分析：取同時(shí)蒸餾萃取的揮發(fā)性成分，用氣相色譜-質(zhì)譜計(jì)算機(jī)聯(lián)用儀進(jìn)行分析鑒定。通過(guò)G1701BA化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，檢索NIST98譜圖庫(kù)，并分別與八峰索引及EPA/NIH質(zhì)譜圖集的標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對(duì)照、復(fù)合，再結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行人工譜圖解析，確定揮發(fā)油中的各個(gè)化學(xué)成分。

定量分析：通過(guò)G1701BA化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按峰面積歸一化法進(jìn)行定量分析，分別求得各化學(xué)成分在軟棗獼猴桃果實(shí)揮發(fā)性成分中的相對(duì)百分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理軟棗獼猴桃揮發(fā)油產(chǎn)率

由化學(xué)工作站給出對(duì)照處理和1%果膠酶處理的揮發(fā)性成分中化學(xué)成分的總離子圖，結(jié)果如圖1、2。軟棗獼猴桃揮發(fā)油提取率見(jiàn)表2。

表2軟棗獼猴桃揮發(fā)油提取率Table 2 Essential oil extraction rate of Actinidia arguta Sieb.et Zucc

如表2所示，經(jīng)過(guò)1%果膠酶處理的軟棗獼猴桃揮發(fā)油產(chǎn)率為0.18%，是對(duì)照處理軟棗獼猴桃揮發(fā)油產(chǎn)率的2.25倍。

從兩種處理的軟棗獼猴桃果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)中共鑒定出41種化合物，將確定的41種成分及求得的各成分在揮發(fā)性物質(zhì)中的百分含量列于表3，其中主要成分為糠醛、棕櫚酸、（E）-2-己烯醛、正己醇、1-甲基-4-（1-甲基亞乙基） 環(huán)己烯、苯乙醛、（Z，Z，Z）-9，12，15-十八烷三烯酸乙酯。從添加1%果膠酶處理的軟棗獼猴桃揮發(fā)油中比對(duì)照處理的軟棗獼猴桃揮發(fā)油多提取出12種揮發(fā)性成分，其中主要有1，3，3-三甲基-2-氧雜二環(huán)[2.2.2]辛烷，相對(duì)含量相差0.92%、1-甲基-4-（1-甲基亞乙基）環(huán)己烯，相對(duì)含量相差0.62%、十四（烷）酸，相對(duì)含量相差1.03%、棕櫚酸，相對(duì)含量相差 2.26%、（Z，Z，Z）-9，12，15-十八烷三烯酸乙酯，相對(duì)含量相差1.06%。將兩者化學(xué)成分類(lèi)別區(qū)別列于表4。兩種不同處理的軟棗獼猴桃的揮發(fā)油中提取出的化合物類(lèi)別有明顯差異。其中酸類(lèi)和胺類(lèi)物質(zhì)的個(gè)數(shù)相同，而烯烴類(lèi)物質(zhì)相差3種，酯類(lèi)物質(zhì)相差7種，醇類(lèi)物質(zhì)相差2種。

表3 軟棗獼猴桃揮發(fā)油中的化學(xué)成分Table 3 The chemical content of Actinidia arguta essential oil

續(xù)表3 軟棗獼猴桃揮發(fā)油中的化學(xué)成分Continue table 3 The chemical content of Actinidia arguta essential oil

2.2 不同處理軟棗獼猴桃揮發(fā)油成分中化合物類(lèi)別差異

如表4所示，兩種不同處理的軟棗獼猴桃提取的揮發(fā)油鑒定出的化合物在不同類(lèi)別中種數(shù)不盡相同：除酸類(lèi)和胺類(lèi)都為2種和1種外，酶處理鑒定出的烯烴類(lèi)、酯類(lèi)、醇類(lèi)、烷烴類(lèi)分別比對(duì)照多出3種、7種、2種、1種；酶處理鑒定出1種酮類(lèi)，對(duì)照未鑒定出酮類(lèi)；而酚類(lèi)和醛類(lèi)酶處理比對(duì)照少1種。

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)分別對(duì)兩種不同處理的軟棗獼猴桃進(jìn)行揮發(fā)油的提取，含量最多的都是糠醛和棕櫚酸，但經(jīng)過(guò)1%果膠酶處理的軟棗獼猴桃的揮發(fā)油化合物無(wú)論種類(lèi)還是產(chǎn)率都多于對(duì)照處理，因?yàn)閾]發(fā)油主要是次生代謝物質(zhì)，存在軟棗獼猴桃果實(shí)細(xì)胞內(nèi)，破壁的效果是增加提取率的重要原因，而果膠酶能分解細(xì)胞壁，有助于軟棗獼猴桃揮發(fā)油的提取，因而產(chǎn)率提高，揮發(fā)油的化學(xué)成分增多，但在破壁時(shí)是否引發(fā)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)而引產(chǎn)生新的揮發(fā)性成分有待進(jìn)一步研究。

表4 兩種軟棗獼猴桃中化合物類(lèi)別Table 4 The chemical compound category in two kinds of Actinidia arguta Sieb.et Zucc

A.J.Matich et al[12]從八個(gè)軟棗獼猴桃中采用頂空進(jìn)樣和溶劑提取法萜烯、苯類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)、酸類(lèi)、烷烴、硫化物、呋喃，與本文研究結(jié)果不完全一致。楊明非等[11]采用連續(xù)蒸餾法從軟棗獼猴桃揮發(fā)成分中共分離出13個(gè)組分，鑒定了12個(gè)組分，其主要成分是酯類(lèi)、醇類(lèi)物質(zhì)。辛廣等[13]利用固相微萃取法研究東北野生軟棗獼猴桃果實(shí)的香氣，發(fā)現(xiàn)烯烴占揮發(fā)油比例很大，但酸類(lèi)物質(zhì)未被檢出，而本文檢出棕櫚酸相對(duì)含量較高，可能是由于二氯甲烷極性大，對(duì)極性大的成分（如酸）萃取相對(duì)多一些，同時(shí)蒸餾萃取法對(duì)高沸點(diǎn)成分的提取比較有利，而難提取β-月桂烯、D-檸檬烯等水不溶性的成分?？梢?jiàn)，不同原材料包括品種不同、地域差異和不同成熟度，提取方法的不同都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果起到一定的影響。

本文沒(méi)有對(duì)揮發(fā)油化學(xué)成分的絕對(duì)含量進(jìn)行分析，也是本文的局限之處，因此，為了能夠更準(zhǔn)確分析軟棗獼猴桃的揮發(fā)油成份及果膠酶對(duì)其作用，今后要對(duì)其揮發(fā)油進(jìn)行絕對(duì)含量分析實(shí)驗(yàn)，對(duì)軟棗獼猴桃進(jìn)行更全面、系統(tǒng)的分析，以便更準(zhǔn)確地提供軟棗獼猴桃揮發(fā)油相關(guān)的理論數(shù)據(jù)，更加合理地利用和開(kāi)發(fā)軟棗獼猴桃資源。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)酶前處理后提取軟棗獼猴桃揮發(fā)油的顏色比對(duì)照更淡，有待于今后的進(jìn)一步研究。

本文研究主要結(jié)論：果膠酶前處理可以提高軟棗獼猴桃揮發(fā)油的產(chǎn)率，增加了鑒定出的揮發(fā)油化合物種數(shù)，進(jìn)一步研究可應(yīng)用到其精深加工中。

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