全緣火棘果油成分分析及其抗氧化活性研究

王春鳳,高　雪,*,王星敏

(1.重慶特色農(nóng)產(chǎn)品加工儲(chǔ)運(yùn)工程技術(shù)研究中心,重慶 400067;2.重慶工商大學(xué)催化與功能有機(jī)分子重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400067;3.重慶工商大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,重慶 400067)

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全緣火棘果油成分分析及其抗氧化活性研究

王春鳳1,2,3,高雪1,2,3,*,王星敏1,2,3

(1.重慶特色農(nóng)產(chǎn)品加工儲(chǔ)運(yùn)工程技術(shù)研究中心,重慶 400067;2.重慶工商大學(xué)催化與功能有機(jī)分子重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400067;3.重慶工商大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,重慶 400067)

為了有效地綜合利用渝產(chǎn)全緣火棘果,采用索氏提取法提取渝產(chǎn)全緣火棘果油,然后使用DPPH自由基清除作用和亞鐵還原能力(FRAP)來檢測(cè)該油的抗氧化活性,最后將該油甲酯化后,經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分析該果油的成分。結(jié)果:全緣火棘果油的產(chǎn)率為1.1%,并且發(fā)現(xiàn)該油具有較好的清除DPPH自由基的作用和亞鐵還原能力。從甲酯化的全緣火棘果油中鑒定出了30個(gè)化合物,占該油總提取物的89.0%,主要成分為棕櫚酸甲酯(20.3%)、亞油酸甲酯(18.7%)、亞麻酸甲酯(22.8%)和硬脂酸甲酯(4.6%),由此說明全緣火棘果油含有豐富的棕櫚酸、亞油酸和亞麻酸,并且亞麻酸的含量高于目前市場(chǎng)上其他常見食用油脂,因此全緣火棘果油具有較高的開發(fā)利用價(jià)值。

全緣火棘果油,抗氧化活性,GC-MS

火棘屬(Pyracantha)是薔薇科蘋果亞科火棘屬的常綠灌木,在我國(guó)西南地區(qū)大量野生分布,也作為觀賞植物廣泛栽培?；鸺纸芯溶娂Z、紅子等,成熟時(shí)香氣濃郁、酸甜略澀,風(fēng)味獨(dú)特,可直接食用。民間將火棘果曬干,磨成干粉,用來代替糧食食用,也可用來做糕點(diǎn)、釀酒、釀醋和加工成果醬、飲料、化妝品等。目前,火棘果已經(jīng)被衛(wèi)生部列為食品新資源食用果品。我國(guó)有7種火棘屬植物,其中研究最多的為火棘(P.fortuneana)?；鸺墓麑?shí)、根、葉均可入藥,具“生津止渴、清熱解毒、收斂止瀉、活血止血”之功效,用于治療消化不良,腸炎,痢疾,小兒疳積,崩漏,瘡毒、陰虛和止瀉痢等[1-2]。

全緣火棘(Pyracanthaatalantioides)亦是火棘屬的一種。目前,對(duì)該種的研究較少。2004年,黃祖良等[3]研究了桂西全緣火棘果實(shí)的特性和主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),發(fā)現(xiàn)其營(yíng)養(yǎng)成分齊全,含量豐富,VC、VE等維生素和氨基酸種類多且含量高。周蓉蓉等[4]研究發(fā)現(xiàn)鄂產(chǎn)全緣火棘果實(shí)中多糖類成分具有抗疲勞的作用。付燕[5]研究分析了黔東南地區(qū)的全緣火棘果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)成分,發(fā)現(xiàn)其可溶性糖含量較多,且含有一定量的VC和有機(jī)酸。但是,對(duì)全緣火棘果油的成分分析及其抗氧化活性的研究暫未見報(bào)道。因此,為了綜合開發(fā)利用野生的全緣火棘資源,有必要對(duì)全緣火棘果油化學(xué)成分及抗氧化活性進(jìn)行系統(tǒng)研究。

本研究采用索氏提取法提取渝產(chǎn)全緣火棘果油,然后初步研究該油對(duì)DPPH自由基的清除作用和亞鐵還原能力(FRAP),最后將該油甲酯化后,經(jīng)氣相-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用儀測(cè)定全緣火棘果油的化學(xué)成分,期望為渝產(chǎn)全緣火棘果實(shí)資源的開發(fā)利用提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

全緣火棘果實(shí)樣品重慶長(zhǎng)壽地區(qū)。

1,1-二苯基苦基苯阱(DPPH)上海晶純?cè)噭┯邢薰?2,4,6-三吡啶基均三嗪(TPTZ)(分析純)東京化成工業(yè)株式會(huì)社;2,6-二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)(>99.0%)阿拉丁公司。

GC-MS 2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀與Rtx-5MS(0.25 mm×30 m,0.25 μm)氣相色譜日本島津公司;Vortex-5旋渦儀其林貝爾儀器制造有限公司;明澈-D24UV實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)Millipore公司;Infinite M200型酶標(biāo)儀Tecan公司;EF9697C/D移液槍Gilson公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1索氏提取法提取全緣火棘果油及產(chǎn)率的測(cè)定參考張麗勇文獻(xiàn)[6]中的方法,將新鮮摘取的全緣火棘果實(shí)烘干粉碎后,稱重,用濾紙筒裝好,放入索氏提取器中,在提取瓶中加入一定量的乙醚(分析純),然后放入45 ℃水浴中提取,至提取液無明顯顏色。待乙醚回收完后，則放入真空冷凍干燥箱中至恒重后得到全緣火棘果油樣品，稱重，密封置于冰箱冷藏備用。按下列方式計(jì)算果油的產(chǎn)率:

產(chǎn)率(%)=全緣火棘果油質(zhì)量/全緣火棘果烘干粉碎后樣品質(zhì)量×100

1.2.2全緣火棘果油清除DPPH自由基的檢測(cè)參考Blois、徐超等文獻(xiàn)[7-8]中的方法,在1.5 mL tuber管中分別加入用乙醇溶解配制的不同質(zhì)量濃度的全緣火棘果油溶液和等體積的0.2 mmol/L DPPH乙醇溶液,混和均勻后,置于暗室30 min,最后在波長(zhǎng)517 nm處測(cè)定吸光值,平行測(cè)定3次,以BHT為對(duì)照。按下列式子計(jì)算各待測(cè)樣品對(duì)DPPH自由基的清除率:

清除率(%)=[1-(A-B)/C]×100

其中,A為混合液的吸光度;B為樣品本身的吸光度(不加DPPH);C為DPPH的吸光度(不加樣品)。

1.2.3全緣火棘果油的鐵離子還原法實(shí)驗(yàn)(FRAP)參考徐超、Benzie 等文獻(xiàn)[8-9]中的方法,FRAP試劑的配制:300 mmol/L醋酸鹽緩沖液(pH=3.6)、20 mmol/L FeCl3溶液、40 mmol/L HCl 配制的10 mmol/L TPTZ溶液,三者按照體積比10∶1∶1混合均勻。

將配好的FRAP試劑預(yù)熱至37 ℃,然后取1 mL與100 μL樣品或?qū)φ瘴?BHT)混合、旋渦均勻,10 min后593 nm處檢測(cè)吸光值,無水乙醇作為參照液,平行測(cè)定3次。分別取不同濃度的(0～1 mmol/mL)FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液代替樣品,根據(jù)以上相同步驟,測(cè)定吸光值,做出標(biāo)準(zhǔn)曲線。則抗氧化能力以相同吸光度值的FeSO4當(dāng)量濃度表示,記為 FRAP值。

1.2.4全緣火棘果油的甲酯化參考寇秀穎等文獻(xiàn)[10]中的方法,取全緣火棘果油0.2 g,加入2 mL 0.5 mol/L KOH-甲醇溶液溶解,60 ℃振搖30 min,冷卻至室溫。然后加入2 mL三氯化硼-甲醇溶液,60 ℃振搖30 min,冷卻至室溫。最后分別加入2 mL異辛烷和飽和食鹽水,振搖,靜置分層,用過濾頭取上清,得到脂肪酸甲酯的待測(cè)溶液。

1.2.5GC-MS條件色譜條件:初始溫度60 ℃,保持3 min,以3 ℃/min升至90 ℃,以10 ℃/min升至250 ℃,保持15 min,進(jìn)樣口溫度230 ℃。載氣(He)流速1 mL/min,壓力57.5 kPa,進(jìn)樣量1 μL,分流比50∶1。質(zhì)譜條件:EI電離源,檢測(cè)靜電壓1.2 kV,離子源溫度200 ℃,接口溫度250 ℃,溶劑延遲時(shí)間2 min,ACQ方式Scan,掃描速度1668/s,質(zhì)量掃描范圍m/z 50～500 amu。

2　結(jié)果與分析

2.1全緣火棘果油產(chǎn)率的測(cè)定及性狀

平行提取3次全緣火棘果油后,計(jì)算得到全緣火棘果油的平均產(chǎn)率為1.1%。

全緣火棘果油,呈橙黃色、黏稠狀液體,具有濃郁的果香味,4 ℃時(shí)凝固成凍狀。

2.2清除DPPH自由基的能力

DPPH自由基在有機(jī)溶劑中是一種穩(wěn)定的自由基,其乙醇溶液呈深紫色,具有單一電子,在波長(zhǎng)為517 nm下具有最大光吸收,有自由基清除劑存在時(shí),DPPH自由基的單電子被捕捉而使其顏色變淺。按1.2.2方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),計(jì)算不同質(zhì)量濃度全緣火棘果油和BHT對(duì)DPPH自由基的清除率,如表1所示。

由表1可知,全緣火棘果油對(duì)DPPH自由基的清除率隨濃度的增加而升高,當(dāng)濃度為2 mg/mL時(shí),清除率達(dá)到93.7%,稍弱于相同濃度下BHT的清除率。建立對(duì)DPPH自由基清除率與濃度的回歸方程,根據(jù)回歸方程計(jì)算全緣火棘果油清除DPPH自由基的IC50值為0.67 mg/mL。有研究報(bào)道[8]香榧子油清除DPPH自由基的IC50值為9.2 mg/mL;另外,梅片樹葉揮發(fā)油在0.5 mg/mL時(shí)的DPPH自由基清除率為12.41%[11]。通過與以上兩篇文獻(xiàn)比較，全緣火棘果油在相同濃度下的DPPH自由基清除率高于這兩種油,因此全緣火棘果油相對(duì)來說有較好的清除DPPH自由基的能力。

表1　全緣火棘果油的DPPH自由基清除作用Table 1　DPPH· scavenging rate of the sample

2.3亞鐵還原能力(FRAP)

Fe3+吡啶三吖嗪可被樣品中還原物質(zhì)還原為二價(jià)鐵形式即Fe2+-TPTZ復(fù)合物,該復(fù)合物呈現(xiàn)出藍(lán)色,并于593 nm處具有最大光吸收,因而樣品593 nm處吸光度大小與樣品中抗氧化劑的量呈正相關(guān)。按1.2.3方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得總抗氧化能力標(biāo)準(zhǔn)曲線,如圖1所示。

圖1　總抗氧化力標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1　Total antioxidant force standard curve

由圖1可知,FeSO4濃度在0～1 mmol/mL范圍內(nèi)與吸光度值成良好線性關(guān)系。擬合方程:y=1.2083x+0.0995,相關(guān)系數(shù)R2=0.9994。因此,以593 nm處的吸光度值換算成樣品的FeSO4當(dāng)量濃度的方法是可行的。

取不同質(zhì)量濃度的全緣火棘果油乙醇溶液和對(duì)照BHT進(jìn)行總抗氧化活性測(cè)定,結(jié)果如圖2所示。

圖2　樣品總抗氧化能力Fig.2　Total antioxidant force of sample

由圖2可知,全緣火棘果油的亞鐵還原能力隨其濃度的增加而增大,但總體來說,全緣火棘果油的亞鐵還原能力均弱于相同濃度下BHT的亞鐵還原能力。全緣火棘果油在濃度為2 mg/mL時(shí),計(jì)算出的FRAP值達(dá)到0.421 mmol/mL。之前,劉衛(wèi)根等[12]研究了羌活種子揮發(fā)油的抗氧化活性,通過他們得到的線性回歸方程可計(jì)算出,在揮發(fā)油濃度為2 mg/mL時(shí),其FRAP值小于全緣火棘果油的值;另外,趙功玲等[13]研究了8種蘿卜籽油的抗氧化活性,其中活性最好的盛豐蘿卜籽油的FRAP值在40 mmol/kg以下,根據(jù)該文獻(xiàn)方法計(jì)算出全緣火棘果油的FRAP值為2315.5 mmol/kg。因此,相比之下全緣火棘果油亦有較好的總抗氧化活性。

2.4全緣火棘果油提取物甲酯化后的GC-MS分析

從前面的抗氧活性實(shí)驗(yàn)得知全緣火棘果油具有一定的抗氧化能力,為了進(jìn)一步分析其中的成分,將該油甲酯化后,應(yīng)用GC-MS分析其化學(xué)成分,從中共檢出近50種成分,利用NIST98質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)照解析,鑒定了其中30個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)(見表2),占該油總提取物的89.0%。鑒定結(jié)果顯示,主要成分為脂肪酸甲酯,分別是棕櫚酸甲酯(20.3%)、亞油酸甲酯(18.7%)、亞麻酸甲酯(22.8%)和硬脂酸甲酯(4.6%),占全緣火棘果油總提取物的66.4%,其他成分還包括11個(gè)烷烴結(jié)構(gòu)(10.8%)和6個(gè)烷醇和烯醇(5.0%)等化合物。

從以上結(jié)果可以看出,全緣火棘果油中的主要成分為脂肪酸。其中,棕櫚酸、亞油酸和亞麻酸的含量相對(duì)較大,達(dá)到總含量的60%以上。棕櫚酸的含量達(dá)到總含量的20%以上,棕櫚酸是人體血液中含量最高的飽和脂肪酸,對(duì)人體具有重要的平衡調(diào)節(jié)作用[14]。全緣火棘果油中的不飽和脂肪酸,亞油酸和亞麻酸的含量也達(dá)到總含量的40%以上。不飽和脂肪酸是構(gòu)成人體內(nèi)脂肪的一種必需的脂肪酸,只能從食物中補(bǔ)充[15]。亞油酸,有降低膽固醇和調(diào)節(jié)血脂的作用[16],可預(yù)防或減輕脈粥樣硬化癥。亞麻酸對(duì)人體健康起著非常重要的作用,能夠降血脂、抗血栓、抗腫瘤及調(diào)節(jié)植物神經(jīng)和營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞等[17]。通過對(duì)比還發(fā)現(xiàn)全緣火棘果油中亞麻酸的含量高于目前市場(chǎng)上其他常見食用油脂[18]。據(jù)報(bào)道,共軛亞油酸和α-亞麻酸具有一定的抗氧化活性[19-20],因而全緣火棘果油的抗氧化活性可能部分來自于這兩類物質(zhì)。

表2　全緣火棘果油甲酯化后GC-MS分析結(jié)果Table 2　Chemical constituents of the methyl-esterification product of the oil by GC-MS

3　討論與結(jié)論

本研究采用索氏提取法從渝產(chǎn)全緣火棘果中提取全緣火棘果油,然后采用清除DPPH自由基法和亞鐵還原能力(FRAP)法評(píng)價(jià)了全緣火棘果油的抗氧化活性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)全緣火棘果油具有較好的清除DPPH自由基的活性和亞鐵還原能力,并且隨著樣品濃度的增加其抗氧化活性升高。為了進(jìn)一步分析其中的成分,將該油甲酯化后,以GC-MS聯(lián)用技術(shù)分析其化學(xué)成分。結(jié)果從全緣火棘果油中鑒定出30個(gè)成分,主要成分為脂肪酸。其中棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸等含量豐富,占該果油總提取物的60%以上。而不飽和脂肪酸,亞油酸和亞麻酸的含量也達(dá)到總含量的40%以上,并且亞麻酸的含量達(dá)到總含量的20%以上,高于目前市場(chǎng)上其他常見食用油脂中亞麻酸的含量[18]。因此,全緣火棘果油在油脂等方面具有較高的開發(fā)利用價(jià)值。但是,本實(shí)驗(yàn)對(duì)渝產(chǎn)全緣火棘果油的提取率還相對(duì)較低,能否使用破壁等方法提高果油提取率有待進(jìn)一步研究。并且探討采摘時(shí)間、提取方法等對(duì)全緣火棘果油成分的影響亦具有進(jìn)一步研究的價(jià)值。

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Chemical composition and antioxidant activity of the oil ofPyracanthaatalantioidesfruits

WANG Chun-feng1,2,3,GAO Xue1,2,3,*,WANG Xing-min1,2,3

(1.Chongqing Engineering Research Center for Processing,Storage and Transportation of Characterized Agro-Products,Chongqing 400067,China;2.Chongqing Key Lab of Catalysis & Functional Organic Molecules,Chongqing Technology and Business University,Chongqing 400067,China;3.School of Environment and Resources,Chongqing Technology and Business University,Chongqing 400067,China)

To utilize thePyracanthaatalantioidesfruits from Chongqing effectively,using Soxhlet extractor method to extract the oil,then the antioxidant capabilities of the oil were evaluated by DPPH free radical scavenging activity and ferric reducing antioxidant power(FRAP)assay. Last,the constituents of the methyl-esterification product of the oil were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS),after methyl esterification of free fatty acids of the oil. From the above results,the yield of the oil was 1.1%,and the oil exhibited potent antioxidant activity by scavenging DPPH radicals and ferric reducing ability. Thirty compounds,which occupied 89.0% of total constituents,were identified. The dominant components were methyl palmitate(20.3%),linoleic acid methyl ester(18.7%),linolenic acid methyl ester(22.8%)and stearic acid methyl ester(4.6%),which illustrated the oil of theP.atalantioidesfruits was rich in palmic acid,linoleic acid and linolenic acid. And also,the content of linolenic acid in the oil was higher than in the current other edible oils. So the oil ofP.atalantioidesfruits was worthy of development and utilization.

the oil ofPyracanthaatalantioidesfruits;antioxidant activity;GC-MS

2015-10-16

王春鳳(1990-),女，在讀碩士研究生，研究方向：環(huán)境生物質(zhì)資源化研究，E-mail:chamilihua@163.com。

高雪(1980-)，女，博士，副研究員，研究方向：天然產(chǎn)物化學(xué)的研究，E-mail:gaoxue@ctbu.edu.cn。

國(guó)家自然科學(xué)基金資助(21402017)。

TS201.1

A

1002-0306(2016)09-0081-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.09.007