青島海域滸苔中揮發(fā)油成分分析

侯 杰, 張朝輝, 嚴(yán)芳芳, 李八方

(中國海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院 海洋生物活性物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島 266003)

滸苔藻體為草綠色, 管狀膜質(zhì), 叢生, 主枝明顯, 分枝細(xì)長, 高可達(dá) 1m。在植物分類學(xué)上, 滸苔屬于綠藻類, 約有 40種, 中國約有 11種。中國常見種類有緣管滸苔、扁滸苔、條滸苔, 多數(shù)種類海產(chǎn), 廣泛分布在全世界各海洋中, 有的種類在半咸水或江河中也可見到, 常生長在中潮帶灘涂, 石礪上[1]。利用價(jià)值方面, 滸苔的纖維質(zhì)有解毒煙堿的作用, 對吸煙者有好處, 且條滸苔含碘較多; 另外,滸苔也可以食用, 新鮮苔條曬干后可以吃, 把它切碎磨細(xì)后, 撒在糕餅點(diǎn)心中有一股特殊香味[2]。近年來, 由于全球氣候變化、水體富營養(yǎng)化等原因,造成滸苔綠潮暴發(fā)。大量滸苔聚集到岸邊, 阻塞航道, 破壞海洋生態(tài)系統(tǒng), 嚴(yán)重威脅漁業(yè)、旅游業(yè)發(fā)展。因此如能將其高值化利用不僅可以解決生態(tài)難題, 還可促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而迄今為止對滸苔的工業(yè)利用多是用于飼料[3], 而研究方面多集中在多糖[4-5],尚未有對其揮發(fā)油成分研究的報(bào)道。作者對滸苔中揮發(fā)油成分的分析為進(jìn)一步開發(fā)利用滸苔提供了理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 6890N Network GC system-5973i Mass Selective Detector氣相色譜-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)聯(lián)用儀(GC/MS); 揮發(fā)油提取器; 電子天平; Laborota 4001型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀: 德國Heidolph制; 無水硫酸鈉(AR)、乙酸乙酯(色譜純)

1.2 揮發(fā)油成分提取

滸苔于 2012年 7月采自青島八大峽滸苔處理站。在揮發(fā)油提取器的蒸餾燒瓶中加入12 g滸苔干粉和500 mL蒸餾水, 加入沸石和2 mL濃硫酸, 揮發(fā)油提取器的收集部分預(yù)先加入20 mL色譜純乙酸乙酯[6], 在加熱套上回流蒸餾4 h, 取乙酸乙酯相過無水硫酸鈉柱, 真空濃縮, 定容到 2 mL, 進(jìn)行GC/MS分析。

1.3 氣相色譜-質(zhì)譜測定

氣相色譜條件: 色譜柱為HP-5MS 30 m×0.250 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)樣口溫度為 250℃; 分流比為50∶1; 進(jìn)樣量為1 μL; 程序升溫70℃保持4 min,以 12℃/min升至 300℃, 保持 20 min; 溶劑延遲3.5 min[7]。

質(zhì)譜條件: 離子源為EI源, 離子源溫度為230℃;接口溫度 230℃; 四級桿溫度 150℃; 電子倍增器電壓2300 V; 掃描質(zhì)量范圍40～550 amu(m/z)。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

定性分析: 用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析鑒定滸苔中的揮發(fā)油, 通過 MSD化學(xué)工作站檢索NIST02譜圖庫, 并結(jié)合人工譜圖解析, 確認(rèn)35種化學(xué)成分。

定量分析: 通過MSD化學(xué)工作站的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng), 按峰面積掃描歸一法進(jìn)行定量分析, 求得各化學(xué)成分在揮發(fā)油成分中的相對含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 滸苔中揮發(fā)油成分的鑒定

按前述實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 由MSD化學(xué)工作站給出滸苔揮發(fā)油成分中化學(xué)成分的總粒子流圖, 如圖1所示。

將確定的35種化學(xué)成分及相對含量列于表1。從滸苔揮發(fā)油中鑒定出 35種化合物, 占揮發(fā)油總檢出量的 82.199%, 其中主要成分及相對含量分別為棕櫚酸(29.676%), 順-9, 12, 15-十八碳三烯-1-醇(6.957%), 鯊烯(5.567%), 順-7-十六碳烯酸(3.997%), 順-11-十六碳烯酸(4.494%), 9, 12-十八碳二烯酸甲酯(3.144%), 十七碳酸(2.827%), 鄰苯二甲酸雙庚酯(2.531%), 二十碳烷(2.483%), 十六碳酸甲酯(2.468%), 異植醇(2.183%), 鄰苯二甲酸單(2-乙基己基)酯(1.885%), 油酸(1.479%), 14-甲基十七酸甲酯(1.473%)。

2.2 實(shí)驗(yàn)條件的選擇

測定揮發(fā)油物質(zhì)傳統(tǒng)方法多采用水蒸氣蒸餾法[8-10],提取后再萃取進(jìn)行GC 分析。但此法回收率低, 從海藻中檢出的揮發(fā)油成分較少, 而要想完全萃取出揮發(fā)油成分, 又需要大劑量的萃取液, 穩(wěn)定性差;Likens等[11]采用同時(shí)蒸餾萃取裝置(combined steam distillation-solvent extraction, SDE), 使得蒸餾和萃取兩個(gè)過程同時(shí)循環(huán)進(jìn)行, 大大提高了回收率; 采用傳統(tǒng)的揮發(fā)油測定器, 在收集器部分預(yù)先加入20 mL的乙酸乙酯, 提取過程中冷凝液會(huì)先通過乙酸乙酯相再回流到蒸餾瓶中, 同樣可以實(shí)現(xiàn)蒸餾和萃取的同時(shí)循環(huán)。結(jié)果表明, 此法的回收率較高(大于85%)。

由于藻類中含有較多膠體, 加熱過程中容易產(chǎn)生泡沫, 加了2 mL的濃硫酸作為消泡劑很好的抑制了這一現(xiàn)象。

2.3 滸苔中揮發(fā)油成分評價(jià)

滸苔中的揮發(fā)油成分與其他藻類中的相比有很多相似之處[12-14]: 主要都含有烴類、酮類、酯類、酸類、醇類, 其中烴類較多; 16碳的化合物較多, 大多集中在15到18碳的范圍內(nèi); 一般都含有約30%左右的棕櫚酸。這些化合物都存在于自然界, 生物活性是多方面的。生物活性實(shí)驗(yàn)表明, 棕櫚酸可以作為有效的滅蚊劑[15], 而且具有較強(qiáng)的增強(qiáng)心肌活性的作用[16]; 鯊烯具有良好的殺菌功能, 能有效的防治高脂血癥[17], 可制成鯊烯復(fù)合劑用于抗衰老[18], 同時(shí)還具有良好的抗癌作用[19]; 異植醇可用于生產(chǎn)維生素E[20]和維生素K[21]。作者通過對滸苔揮發(fā)油的研究為對滸苔進(jìn)行科學(xué)處理、綜合利用提供了理論依據(jù)。

圖1 滸苔揮發(fā)油總離子流圖Fig.1 Chart of total current of essential oil extracted from Enteromorpha prolifera

表1 滸苔揮發(fā)油的化學(xué)成分Tab.1 The identification of the essential oil in Enteromorpha prolifera

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