山東披薩草揮發(fā)油化學(xué)成分的研究

李榮，姜子濤

（天津商業(yè)大學(xué) 天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134）

披薩草（Origanum vulgareL.），又稱牛至葉、奧勒崗，為唇型科牛至屬多年生草本植物，原產(chǎn)于法國和西班牙等國，現(xiàn)世界各地均有分布，中國主要分布于華北、西北和長江以南各地。披薩草鮮品可作為芳香蔬菜直接食用，干品則是西餐中重要的調(diào)味辛香料。披薩草富含酚類化合物，具有較強(qiáng)的抗氧化和抗菌性能，可用來提高食品的貨架期。另外，披薩草具有清暑解表、利水消腫、消炎和祛痰、助消化等功效[1-3]，為中國和地中海國家的傳統(tǒng)藥材。利用水蒸氣蒸餾法（HD）已獲得披薩草揮發(fā)油（即香氣成分的富集物）的化學(xué)成分[4-7]。

微波輔助水蒸氣蒸餾法（MHD）是近年來出現(xiàn)的一種新方法，該方法彌補(bǔ)了HD法需長時(shí)間高溫蒸煮導(dǎo)致產(chǎn)品香氣質(zhì)量較差、能耗大、耗時(shí)長的不足。鑒于不同的提取方法會(huì)直接導(dǎo)致?lián)]發(fā)油成分產(chǎn)生一定的差異[8-9]，筆者采用MHD法提取了山東產(chǎn)披薩草的揮發(fā)油，利用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和保留指數(shù)比較法鑒定了該揮發(fā)油的化學(xué)成分，并與利用HD法提取的披薩草揮發(fā)油成分進(jìn)行了比較，以期為進(jìn)一步開發(fā)和利用披薩草資源提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

山東產(chǎn)披薩草（干品），由山東省安丘市?？怂故称酚邢薰咎峁?。披薩草干品粉碎至粒徑約0.4 mm。C8-C40正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品購至美國AccuStandard公司。

1.2 主要儀器

MAS-I 型微波萃取儀（上海新儀微波化學(xué)科技有限公司）；Trace DSQ液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Thermo Fisher公司），配有AL 3000自動(dòng)進(jìn)樣器、電子轟擊離子源（EI）、Mainlib Library and Replib Library數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、TR-5MS石英毛細(xì)柱色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。

1.3 方 法

1.3.1 披薩草揮發(fā)油的提取

選擇不同的微波功率（300、500、700和900 W）和固液比（1∶5、1∶10、1∶20），MHD法提取披薩草揮發(fā)油，每隔一定時(shí)間測(cè)定1次出油率，當(dāng)出油量不再增加時(shí)，所消耗的時(shí)間即為最佳提取時(shí)間。

1.3.2 氣相色譜-質(zhì)譜分析披薩草揮發(fā)油成分

氣相色譜條件：程序升溫控制柱箱溫度，50～120 ℃（20 /min℃ ），120～280 ℃（10 /min℃ ），最后在280 ℃下恒溫10 min；載氣（He）流速1.0 mL/min，進(jìn)樣量0.4 μL；分流比60∶1。MS條件：電子轟擊離子源（EI），電子束能量70 eV；傳輸線溫度250 ℃；離子源溫度250 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z50-450。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波功率對(duì)揮發(fā)油產(chǎn)率的影響

從圖1中可以看出，不同的微波功率使揮發(fā)油溢出進(jìn)入到水相中的時(shí)間有所不同，900 W時(shí)僅需要5 min，而300 W時(shí)則需要8 min。進(jìn)一步延長微波處理時(shí)間，則水相開始沸騰，蒸餾開始?？紤]到較大微波功率時(shí)，非常容易發(fā)生爆沸，會(huì)使披薩草粉末沖入分水器中，影響蒸餾的進(jìn)行，選用300 W作為MHD法微波功率較為適宜。

圖1 微波功率和時(shí)間對(duì)揮發(fā)油提取的影響Fig. 1 The effect of delivered power and time on oil yield under MHD conditions

2.2 提取時(shí)間和固液比對(duì)揮發(fā)油產(chǎn)率的影響

在300 W的微波功率和不同固液比的條件下，分別測(cè)定了在不同的蒸餾時(shí)間披薩草的出油率，直到出油率達(dá)到最大時(shí)為止。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)固液比1∶10時(shí)，提取時(shí)間為1 h，出油率達(dá)到3.05%。同樣質(zhì)量的披薩草樣品，HD法提取揮發(fā)油時(shí)，2.5 h可達(dá)到最大出油率2.94%。在不同固液比時(shí)，出油率隨時(shí)間變化的曲線如圖2所示。所獲得的揮發(fā)油均為淺黃色的油狀液體，揮發(fā)油經(jīng)無水硫酸鈉脫水，0.45 μm膜過濾后供分析用。可見利用MHD提取揮發(fā)油可縮短提取時(shí)間，且揮發(fā)油的提取效率也明顯高于HD法。

圖 2 蒸餾時(shí)間對(duì)揮發(fā)油提取的影響Fig. 2 The effect of distillation time on oil yield under MHD and HD conditions

2.3 披薩草揮發(fā)油的化學(xué)成分

GC/MS分析披薩草揮發(fā)油的總離子流圖譜見圖3。

利用計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)譜庫對(duì)比法和保留指數(shù)比較法，從MHD披薩草揮發(fā)油中鑒定出42種成分，占揮發(fā)油總量的99.35%。從HD披薩草揮發(fā)油中鑒定出39種成分，占揮發(fā)油總量的99.10%，揮發(fā)油的化學(xué)成分及其含量見表1。MHD披薩草揮發(fā)油的主要成分為香芹酚（67.85%）、麝香草酚（16.18%）和鄰傘花烴（3.00%）。HD披薩草揮發(fā)油的主要成分為香芹酚（69.78%）、麝香草酚（16.08%）和紅沒藥烯（2.01%）。另外，還發(fā)現(xiàn)了草蒿腦、桂皮醛、乙酸百里香酯、β-愈創(chuàng)木烯、α-依蘭油烯、凡倫橘烯、去氫白菖烯、α-愈創(chuàng)木烯、α-白菖考烯、胡蘿卜醇和檀香腦等19種成分的存在，未見有文獻(xiàn)[4-7]報(bào)道。

圖3 山東披薩草揮發(fā)油總離子流圖譜Fig. 3 Total ions chromatographies of volatile oils of Origanum vulgare L. grown in Shandong

表1 微波水蒸氣蒸餾法與水蒸氣蒸餾法披薩草揮發(fā)油化學(xué)成分Table 1 Comparison of chemical composition of essential oils of Origanum vulgare obtained by microwave-assisted hydrodistillation （MHD） and hydrodistillation （HD）

續(xù)表

MHD和HD兩種方法所獲得的揮發(fā)油均是單萜和倍半萜烯類化合物及其含氧衍生物，但化學(xué)組成有所不同。另外，MHD和HD披薩草揮發(fā)油中含氧類化合物的含量均在90%以上，且主要是酚類化合物，這在植物揮發(fā)油中也是比較少見的，這可能是披薩草揮發(fā)油具有較高的殺菌和抗菌活性的原因。

將分析結(jié)果與以往的研究結(jié)果[4-8]比較后發(fā)現(xiàn)，山東產(chǎn)披薩草揮發(fā)油中的化學(xué)成分與意大利富羅雷地區(qū)[8]及云南[4]產(chǎn)披薩草比較相似，和貴州、四川及新疆產(chǎn)披薩草在揮發(fā)油的成分相差較大[5-7]。

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英文編輯：易來賓