芭蕉葉揮發(fā)油的提取及其抗氧化活性研究

李谷才，陳 容，張 儒，唐勇軍

(湖南工程學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，湘潭 411104)

參 考 文 獻(xiàn)

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芭蕉葉揮發(fā)油的提取及其抗氧化活性研究

李谷才，陳 容，張 儒，唐勇軍

(湖南工程學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，湘潭 411104)

采用水蒸氣蒸餾法提取了芭蕉葉揮發(fā)油，對(duì)揮發(fā)油進(jìn)行了GC-MS分析，鑒定出29種成分.通過(guò)1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)法和β-胡蘿卜素漂白法，測(cè)定了芭蕉葉揮發(fā)油的抗氧化活性；當(dāng)揮發(fā)油濃度為0.30 mg/mL時(shí)，對(duì)DPPH自由基的清除率達(dá)82.2%；在乳化脂質(zhì)體系中，當(dāng)揮發(fā)油濃度為50 μg/mL時(shí)，β-胡蘿卜素漂白抑制率達(dá)到92.0%.抗氧化活性研究表明：芭蕉葉揮發(fā)油具有較強(qiáng)的抗氧化活性.因此，芭蕉葉揮發(fā)油可以作為一種新型的天然抗氧化物質(zhì).

芭蕉葉；揮發(fā)油；氣相色譜-質(zhì)譜；抗氧化活性

芭蕉(Musa acuminate)屬芭蕉科，為多年生草本植物，是熱帶主要果樹(shù)之一，在我國(guó)主要分布在秦嶺、淮河以南地區(qū).孫宜春、王祥培等[1-3]對(duì)芭蕉根的氨基酸、揮發(fā)油等成分進(jìn)行了研究，認(rèn)為芭蕉的根、莖、葉、花等含有多種活性成分，均有利用價(jià)值[4-6].芭蕉葉葉柄粗壯，葉片呈長(zhǎng)圓形，長(zhǎng)2～3 m、寬25～30 cm，葉面鮮綠色，有光澤.芭蕉葉能清熱、解毒、利尿，在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中，可作為治療熱病、中暑、腳氣、癰腫、熱毒、癲癇、黃疸等的藥材[7，8].在我國(guó)一些少數(shù)民族地區(qū)，由于芭蕉葉被蒸熟后能散發(fā)出清香，延長(zhǎng)食物的貯存期，經(jīng)常被用來(lái)作為食物的包裹材料[9-10].目前，關(guān)于芭蕉葉化學(xué)成分和綜合利用的研究報(bào)道較少.本文以水蒸氣蒸餾法提取芭蕉葉中的揮發(fā)油，進(jìn)行GC-MS分析，并對(duì)其體外抗氧化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)[11]，以為合理開(kāi)發(fā)、利用芭蕉資源提供理論基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器

儀器： GC MS 6890-5973型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)Agilent公司)；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(鞏義市英峪予華儀器廠)；UV-2102PCS型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(尤尼柯上海儀器有限公司)；TDZ5-WS多管架自動(dòng)平衡離心機(jī)(賽特湘儀離心機(jī)儀器有限公司)；其它實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器.

1.2 材料與試劑

芭蕉葉采集于湖南湘潭，由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物學(xué)科鑒定；無(wú)水硫酸鈉、正己烷均為分析純；正構(gòu)烷標(biāo)準(zhǔn)溶液C8～C20、C21～C40(美國(guó)Sigma公司).

1.3 揮發(fā)油提取

取洗凈、搗碎碎的新鮮芭蕉葉100 g，水蒸氣蒸餾法提取5 h，油水經(jīng)正己烷萃取、無(wú)水硫酸鈉干燥后，得揮發(fā)油.

1.4 GC-MS分析

1.4.1 測(cè)試液的制備

從提取的揮發(fā)油中取100 μL，用正己烷稀釋至5 mL，經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾后低溫貯存?zhèn)溆?

1.4.2 GC-MS分析條件

色譜條件：HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣為高純氦氣，載氣流速為1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度為280 ℃；分流比為50∶1；進(jìn)樣量為1 μL；柱子初始溫度為40 ℃，保持2 min后程序升溫：以12 ℃/min升至120 ℃，再以4 ℃/min升至240 ℃，保持2 min后，以10 ℃/min升至260 ℃，保持2 min后結(jié)束.

質(zhì)譜條件：電子轟擊能力(EI；70 eV)；離子源溫度為230 ℃；接口溫度為280 ℃；氣化室溫度270℃；質(zhì)量掃描范圍m/z為30～400.

1.5 體外抗氧化活性分析

抗氧化作用是一種復(fù)雜的過(guò)程，它常有幾種不同的發(fā)生機(jī)制.由于抗氧化活性的復(fù)雜性，對(duì)揮發(fā)油的抗氧化活性通常采用多種方法進(jìn)行研究.

1.5.1 DPPH法

樣品管為0.1 mL不同質(zhì)量濃度的樣品溶液和2.9 mL 50 μmol/L的DPPH·甲醇溶液，空白管以0.1 mL甲醇代替樣品溶液，對(duì)照管為0.1 mL不同質(zhì)量濃度的樣品溶液加2.9 mL甲醇，渦旋混勻室溫靜置20 min后，于517 nm處分別測(cè)定各管的吸光度值，芭蕉葉揮發(fā)油對(duì)DPPH·的清除率按下式計(jì)算：

其中As、Ac、Ab分別為樣品管、對(duì)照管、空白管的吸光度值

1.5.2 β-胡蘿卜素漂白法

將2 mL 0.20 mg/mLβ-胡蘿卜素氯仿溶液置于梨形瓶中，加入20 μL亞油酸和100 mL吐溫40，然后于40 ℃減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去氯仿，加入100 mL含氧蒸餾水，于混勻器中形成乳化液.取適量提取的揮發(fā)油溶于DMSO，制成不同濃度的揮發(fā)油溶液.分別取0.2 mL不同質(zhì)量濃度的揮發(fā)油溶液與4.8 mL上述乳化液于試管中，混勻后立即轉(zhuǎn)移到比色杯中，于470 nm波長(zhǎng)處測(cè)“0”時(shí)刻的吸光度值(A0)，然后將所有試管置于50 ℃恒溫水浴中孵育2 h，再測(cè)定吸光度值(A2h).以含相同體積的DMSO代替揮發(fā)油做對(duì)照管，另以50 mg/mL 2, 6-二丁基羥基甲苯(BHT)代替揮發(fā)油作陽(yáng)性對(duì)照；另取一小錐形瓶，不加β-胡蘿卜素，其它同前，作空白調(diào)零用.β-胡蘿卜素漂白的抑制率按下式計(jì)算：

其中

As(2h)為孵育2 h后樣品管的吸光度值；Ac(2h)為孵育2 h后對(duì)照管的吸光度值；

Ac(0)為“0”時(shí)對(duì)照管的吸光度值.

2 結(jié)果與討論

2.1 芭蕉葉揮發(fā)油的提取與GC-MS分析

100 g新鮮芭蕉葉，利用水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油，經(jīng)正己烷萃取、無(wú)水硫酸鈉干燥后，可得到0.23 g具有特殊芳香氣味的黃色油狀液體，揮發(fā)油收率0.23%.

芭蕉葉揮發(fā)油經(jīng)GC-MS測(cè)定，計(jì)算機(jī)檢索，鑒定出化合物29個(gè)(見(jiàn)表1).

表1 芭蕉葉揮發(fā)油化學(xué)成分

由表1可知，檢出的29種成分均具有特殊氣味，含量較多的物質(zhì)主要有丁香酸、植物醇、3-已烯醇、棕櫚醛和2-庚醇，它們是最主要的香氣貢獻(xiàn)物，其中丁香酸具有強(qiáng)烈的丁香樣辛香，3-已烯醇具有特殊的藥草和葉子氣味.芭蕉葉揮發(fā)油成分分析結(jié)果與文獻(xiàn)[12]報(bào)道結(jié)果稍有不同，這可能與芭蕉葉產(chǎn)地、采集時(shí)間等外在因素有關(guān).

2.2 體外抗氧化活性分析

2.2.1 芭蕉葉揮發(fā)油對(duì)DPPH·的清除活性

DPPH·是一種穩(wěn)定的含氮自由基，在甲醇溶液中呈深紫色，DPPH·甲醇在517 nm處有強(qiáng)吸收.當(dāng)加入自由基清除劑(如揮發(fā)油)時(shí)自由基清除劑與DPPH·單電子配對(duì)而使其吸收逐漸消失.芭蕉葉揮發(fā)油對(duì)DPPH·的清除效果如圖1所示.

圖1 芭蕉葉揮發(fā)油對(duì)DPPH·的清除能力

從圖1可知，在0.00～0.30 mg/mL范圍內(nèi)，芭蕉葉揮發(fā)油對(duì)DPPH·的清除率隨揮發(fā)油濃度的增大而增大，有明顯的量效關(guān)系，當(dāng)揮發(fā)油的濃度為0.30 mg/mL時(shí)，對(duì)DPPH·的清除率達(dá)82.2%，這表明芭蕉葉揮發(fā)油對(duì)DPPH·自由基有較強(qiáng)的清除能力.

2.2.2β-胡蘿卜素漂白抑制活性分析

β-胡蘿卜素漂白法的機(jī)理是乳狀液中的亞油酸能自動(dòng)氧化產(chǎn)生自由基，生成的自由基與β-胡蘿卜素反應(yīng)，導(dǎo)致β-胡蘿卜素黃色消減，在470 nm處吸光度值減小.當(dāng)有抗氧化劑時(shí)，β-胡蘿卜素漂白受到抑制，且抑制程度與體系中抗氧化劑活性強(qiáng)弱相關(guān).芭蕉葉揮發(fā)油抑制β-胡蘿卜素漂白活性結(jié)果見(jiàn)圖2.由圖2可知，當(dāng)芭蕉葉揮發(fā)油濃度為10～100μg/mL時(shí)，對(duì)β-胡蘿卜素漂白的抑制率均在50%以上，

圖2 芭蕉葉揮發(fā)油對(duì)β-胡蘿卜素漂白的抑制活性

隨著揮發(fā)油濃度的增大，抑制率逐漸增大.當(dāng)芭蕉葉揮發(fā)油濃度為50 μg/mL時(shí)，抑制率達(dá)到92.0%，與BHT(50 μg/mL)對(duì)β-胡蘿卜素漂白的抑制率(91.7%)相當(dāng)，這表明芭蕉葉揮發(fā)油對(duì)β-胡蘿卜素漂白有較好的抑制作用，意味著揮發(fā)油在該體系中具有良好的抗氧化性.

3 結(jié) 論

經(jīng)水蒸氣蒸餾法提取，測(cè)得芭蕉葉中揮發(fā)油含量為0.23% (g/g)；GC-MS分析鑒定出29中香氣成分，主要香氣成分為丁香酸、植物醇、3-已烯醇、棕櫚醛和2-庚醇.芭蕉葉揮發(fā)油對(duì)DPPH自由基有明顯的清除作用，當(dāng)揮發(fā)油濃度為0.30 mg/mL時(shí)，對(duì)DPPH·的清除率為82.2%；在乳化脂質(zhì)體系中，對(duì)β-胡蘿卜素漂白有較好的抑制作用，當(dāng)揮發(fā)油濃度為50μg/mL時(shí)，抑制率達(dá)到92.0%，與50 μg/mL BHT對(duì)β-胡蘿卜素漂白的抑制作用(91.7%)相當(dāng).體外抗氧化活性研究表明：芭蕉葉揮發(fā)油具有較強(qiáng)的抗氧化活性.因此，芭蕉葉揮發(fā)油是一種潛在的、新型的天然抗氧化劑.

參 考 文 獻(xiàn)

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Extraction and Antioxidant Activity of Essential Oil fromMusaAcuminateLeaf

LI Gu-cai, CHEN Rong, ZHANG Ru, TANG Yong-jun

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104,China)

The essential oil ofMusaacuminateis extracted by hydrodistillation and twenty nine compounds in the oil are identified with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The oil is subjected to antioxidant activity screening by DPPH radical scavenging assay and β-carotene/linoleic acid bleaching test. When the content of the oil is 0.30 mg/mL, the scavenging efficiency for DPPH is 82.2%. While for β-carotene bleaching system, its inhibitory percentage is 92.0% at the concentration of 50 μg/mL. The results obtained in this study suggest that the essential oil can serve as a novel source of natural antioxidants.

Musaacuminateleaf; essential oil; GC-MS; antioxidant activity

2015-03-24

湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(13JJ3113)；湖南省教育廳科研資助項(xiàng)目(14B043).

李谷才(1969-)，男，副教授，博士，研究方向:天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā).

R284.1;O657.63

A

1671-119X(2015)03-0059-03