黃山貢菊揮發(fā)油化學(xué)成分及體外抗氧化活性研究

畢淑峰，尤倩倩，張鈴杰

（黃山學(xué)院 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，安徽 黃山 245041）

黃山貢菊 （Dendranthema morifoliumTzvel.cv.Gongju）又名貢菊、徽菊，與杭菊、滁菊、亳菊并稱(chēng)中國(guó)四大名菊，2009年成為國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品。[1]黃山貢菊是作為茶菊發(fā)展起來(lái)的藥茶兼用品種[2]，具有極高的醫(yī)療和保健價(jià)值。秦民堅(jiān)等曾對(duì)黃山貢菊揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行研究[3]，但其研究結(jié)果與杭菊、亳菊、濟(jì)菊、野菊花揮發(fā)油化學(xué)成分的研究結(jié)果存在較大差異[4-7]。黃山貢菊總黃酮及葉揮發(fā)油具有抗氧化作用[8,9]，但對(duì)黃山貢菊花揮發(fā)油的抗氧化活性研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)對(duì)黃山貢菊花揮發(fā)油的化學(xué)成分和抗氧化活性進(jìn)行研究，為黃山貢菊質(zhì)量評(píng)價(jià)及綜合開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與試劑

黃山貢菊于2011年10月采自安徽省黃山市歙縣，樣品真空烘箱烘干，粉碎、過(guò)篩、裝瓶，備用。

Agilent HP7890-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent公司），UV754N紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司），揮發(fā)油提取器。菲洛嗪（Ferrozine，東京化成工業(yè)株式會(huì)社），2,2-聯(lián)氮基-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二氨鹽（ABTS，Regal Biotechnology Company），乙二胺四乙酸（EDTA）、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）等均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 揮發(fā)油的提取

精確稱(chēng)取粉碎后的樣品30.00g置于燒瓶中，加水300mL，用揮發(fā)油提取器按水蒸氣蒸餾法提取6h，得到具有濃郁香味的無(wú)色透明油狀物，用無(wú)水硫酸鈉干燥后進(jìn)行GC-MS測(cè)試。同時(shí)將部分揮發(fā)油用丙酮稀釋成體積分?jǐn)?shù)20%，用于抗氧化活性測(cè)試。

1.3 GC-MS分析條件

選用HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱（0.25μm，30 m×0.25mm）；高純氦氣為載氣，體積流量為1.0mL/min，分流比為 50：1；進(jìn)樣量為 0.5μL，色譜柱初始溫度為60℃，以5℃/min升至270℃，保持15min。電子轟擊（EI）離子源，電子能量70eV，掃描質(zhì)量數(shù)范圍m/z35-450，質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)為NIST08。

1.4 抗氧化活性的測(cè)定

揮發(fā)油對(duì)亞硝酸鈉清除作用的測(cè)定，參照文獻(xiàn)[10]的方法；揮發(fā)油對(duì)ABTS·清除作用的測(cè)定及揮發(fā)油對(duì)金屬離子螯合作用的測(cè)定，參照文獻(xiàn)[11]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃山貢菊揮發(fā)油GC-MS分析結(jié)果

按設(shè)定的GC-MS條件分析揮發(fā)油，采用GCMS計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)分析方法，經(jīng)NIST08譜庫(kù)檢索、質(zhì)譜分析確定揮發(fā)油的化學(xué)成分，并用面積歸一化法確定各組分相對(duì)含量，黃山貢菊揮發(fā)油的總離子流圖和具體分析結(jié)果分別見(jiàn)圖1和表1。從揮發(fā)油中共鑒定出86種化合物，占揮發(fā)油總量的80.05%，揮發(fā)油主要成分有樟腦（36.52%）、乙酸龍腦酯（4.78%）、桉葉醇 （3.70%）、 大果柏醇 （3.64%）、(+)-α-蒎烯（2.75%）、樟腦萜（2.66%）、龍腦（2.36%）、α-石竹烯（1.88%）、氧化石竹烯 （1.85%）、大根香葉烯 D（1.45%）、3-nopinenone（1.35%）、(-)-斯巴醇（1.24%）、4-萜烯醇（1.23%）、(E)-β-金合歡烯（1.18%）。 黃山貢菊揮發(fā)油化學(xué)成分以萜類(lèi)化合物及其衍生物為主，占揮發(fā)油總量的75.48%，其中單萜及含氧衍生物27種、單萜的乙酸酯2種、倍半萜及其含氧衍生物15種，分別占揮發(fā)油總量的55.85%、5.02%、14.61%。此外，揮發(fā)油中還含有7種烷烴化合物、8種脂肪酸及其甲酯，這些成分的含量均較低。

圖1 黃山貢菊揮發(fā)油的總離子流圖

表1 黃山貢菊揮發(fā)油的化學(xué)成分

續(xù)表

續(xù)表

2.2 黃山貢菊揮發(fā)油的抗氧化活性

2.2.1 對(duì)亞硝酸鈉的清除作用

亞硝酸鈉是一種強(qiáng)氧化劑和食品添加劑，進(jìn)入血液后與血紅蛋白結(jié)合，導(dǎo)致組織缺氧；在人體胃液條件下，亞硝酸鈉可與人體二級(jí)胺反應(yīng)形成化學(xué)致癌物亞硝胺類(lèi)物質(zhì)[12]。由圖2可知，20%黃山貢菊揮發(fā)油具有較好清除亞硝酸鈉能力，其清除能力優(yōu)于1mg/mL的BHT；隨著樣品體積的增加，兩者清除能力的差異逐步增大。黃山貢菊揮發(fā)油對(duì)亞硝酸鈉的清除作用存在明顯量效關(guān)系，樣品體積（X）與清除率（Y）的回歸方程為Y=0.3828X+8.499(R=0.9763)。揮發(fā)油和BHT的ED50（清除率為50%時(shí)的樣品量）分別為108.41、195.61μL，BHT的體積是揮發(fā)油體積的1.80倍。

圖2 揮發(fā)油對(duì)亞硝酸鈉的清除作用

2.2.2 對(duì)ABTS·的清除作用

ABTS·法是一種廣泛應(yīng)用于生物樣品總抗氧化能力的測(cè)定方法，具有操作簡(jiǎn)單、快速、高通量等優(yōu)點(diǎn)。[13]由圖3可知，20%黃山貢菊揮發(fā)油具有一定清除ABTS·能力，清除效果明顯優(yōu)于0.1mg/mL維生素 C，25μL揮發(fā)油和維生素 C的清除率分別為53.29%和43.00%。在實(shí)驗(yàn)體積范圍內(nèi)，樣品量與清除率呈正相關(guān)，清除率隨著樣品體積的增加而逐漸增加，兩者呈顯著劑量依賴(lài)關(guān)系，而且清除率增幅也隨著樣品量的增加而增大。揮發(fā)油體積（X）與清除率 （Y）的回歸方程為Y=1.0346X+25.423（R=0.9771），揮發(fā)油和維生素C的ED50分別為23.76、36.23μL，維生素C的體積是揮發(fā)油體積的1.52倍。

圖3 揮發(fā)油對(duì)ABTS·的清除作用

2.2.3 對(duì)金屬離子的螯合作用

生物體內(nèi)的很多氧化過(guò)程是在金屬離子的催化下進(jìn)行，螯合金屬離子可以阻止自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，減弱或消除自由基對(duì)生物體的危害。由圖4可知，20%黃山貢菊揮發(fā)油具有一定的金屬離子螯合能力，當(dāng)樣品體積為200μL時(shí)，金屬螯合率為64.92%。在實(shí)驗(yàn)體積范圍內(nèi)，揮發(fā)油金屬離子螯合能力明顯強(qiáng)于0.1mg/mL的EDTA。隨著揮發(fā)油樣品體積的增加，其螯合率逐漸增大，樣品量與螯合率存在顯著量效關(guān)系，樣品量（X）與螯合率（Y）間的回歸方程為Y=0.2915X+6.734(R=0.9853)。揮發(fā)油和EDTA的ED50分別為 148.43、199.12μL。

圖4 揮發(fā)油對(duì)金屬離子的螯合作用

3 結(jié)論與討論

GC-MS分析結(jié)果表明，黃山貢菊揮發(fā)油的化學(xué)成分復(fù)雜，共鑒定出86種化合物，化學(xué)組分的種類(lèi)和含量均以萜類(lèi)及其衍生物為主。秦明堅(jiān)等人從黃山貢菊揮發(fā)油只鑒定出56個(gè)化合物，其主要成分為2,6,6-三甲基-雙環(huán) (3.1.1)-庚-2-烯-4-醇-乙酯、1-(1,5-二甲基-4-己烯基)-4-甲基-2-庚烯-苯、正十六烷酸、順式-澳白檀醇、乙酸龍腦酯等12種化合物[3]，只有乙酸龍腦酯、(-)-斯巴醇、氧化石竹烯是兩次研究中均出現(xiàn)的主要成分，兩次研究結(jié)果存在較大的差異。野菊花揮發(fā)油主要成分為樟腦、龍腦、桉葉醇、氧化石竹烯等[7]，濟(jì)菊揮發(fā)油的主要成分為桉葉醇、樟腦、松油醇等[6]，小亳菊揮發(fā)油的主要成分為樟腦、桉葉醇、龍腦、4-萜烯醇、松油醇等[5]，杭白菊揮發(fā)油主要成分為氧化石竹烯、(E)-β-金合歡烯、樟腦、龍腦等[4]。除松油醇外，這4種菊花揮發(fā)油主要成分均為本研究中黃山貢菊花揮發(fā)油的主要成分。

黃山貢菊揮發(fā)油主要成分為萜類(lèi)化合物，萜類(lèi)是植物中常見(jiàn)的活性成分，也是很多中藥的有效成分。樟腦具有抗真菌、強(qiáng)心作用，乙酸龍腦酯具有祛痰作用，桉葉醇具有解熱、止痛、消炎、抗菌作用，氧化石竹烯具有鎮(zhèn)痛、抗炎和抑菌作用，(+)-α-蒎烯、α-水芹烯、苯乙醛、α-萜品烯、α-松油醇、乙酸龍腦酯等均可用作香精、香料。

人工合成的抗氧化劑具有潛在的毒性和致癌作用，而天然抗氧化劑因其安全、無(wú)毒、高效等優(yōu)點(diǎn)，受到關(guān)注和歡迎，尋找天然、保健抗氧化劑意義重大。20%黃山貢菊揮發(fā)油對(duì)ABTS·、亞硝酸鈉具有較好的清除能力，清除效果分別優(yōu)于0.1mg/mLVC和1mg/mLBHT；黃山貢菊揮發(fā)油也具有較好的金屬離子螯合作用，螯合效果優(yōu)于0.1mg/mLEDTA。因此，黃山貢菊揮發(fā)油具有較好的體外抗氧化活性，在天然抗氧化劑和抗氧化保健品、藥品方面具有開(kāi)發(fā)潛力，其體內(nèi)抗氧化活性需進(jìn)一步研究。

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