基于多種模式識別方法的不同品種蠟梅揮發(fā)油的成分分析及抗氧化活性測定

張 姝, 徐志珍, 夏 瑋, 杜永芹, 張黎偉, 張文清

(1.華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院,上海 200237; 2.上海市嘉定蠟梅研究所,上海 201805;3.云南林緣香料有限公司,云南 651107)

基于多種模式識別方法的不同品種蠟梅揮發(fā)油的成分分析及抗氧化活性測定

張 姝1, 徐志珍1, 夏 瑋1, 杜永芹2, 張黎偉3, 張文清1

(1.華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院,上海 200237; 2.上海市嘉定蠟梅研究所,上海 201805;3.云南林緣香料有限公司,云南 651107)

研究了不同品種蠟梅花揮發(fā)油的成分及抗氧化活性。采用氣質(zhì)聯(lián)用和多種模式識別方法,對不同品種蠟梅的揮發(fā)油進(jìn)行了成分分析和分類結(jié)果可視化。共鑒定出62種化學(xué)成分,并篩選出22種造成不同種類揮發(fā)油差異的主要物質(zhì)。此外,進(jìn)行了新舊品種之間的對比,篩選出新品種中含量較高的活性物質(zhì)(-)-反式石竹烯。抗氧化實(shí)驗(yàn)表明蠟梅揮發(fā)油可作為天然抗氧化劑,且新品種揮發(fā)油的抗氧化性在多種體系中顯著優(yōu)于其他品種,說明該品種具有較高的培育價(jià)值。

蠟梅; 揮發(fā)油; 模式識別; 抗氧化活性

植物代謝組學(xué)是代謝組學(xué)的一個(gè)重要分支,主要是對植物的某一組織或細(xì)胞在特定生理時(shí)期內(nèi)所有低相對分子質(zhì)量代謝產(chǎn)物[1],或者不同物種、不同基因類型或不同生態(tài)類型的植物的所有小分子代謝產(chǎn)物[2-3]同時(shí)進(jìn)行定性和定量分析。目前,普遍應(yīng)用于植物代謝組學(xué)中的技術(shù)有NMR、GC-MS和LC-MS等[4]。為了充分挖掘所獲得數(shù)據(jù)中的潛在信息,主要可以采用模式識別的手段,包括非監(jiān)督(Unsupervised)的方法和有監(jiān)督(Supervised)的方法。主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)是一種常用的非監(jiān)督性學(xué)習(xí)方法,通過簡化和降維技術(shù),將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為能體現(xiàn)生物變化的某個(gè)空間位置,從而實(shí)現(xiàn)可視化分析[5]。其不考慮樣品的分類信息,通過對高維數(shù)據(jù)進(jìn)行降維后,對樣品直接進(jìn)行判斷[6],因此分組最為客觀。為了進(jìn)一步放大組間差異,則采用有監(jiān)督的方法,最常見的是偏最小二乘判別分析(Partial Least Squares Projection to Latent Structures-Discriminant Analysis,PLS-DA)和正交最小偏二乘判別分析(Orthogonal PLS-DA,OPLS-DA)。它們可以更好地描繪不同樣本之間的區(qū)別,并篩選造成差異的物質(zhì)。

蠟梅(Chimonanthuspraecox(Linn.) Link)為蠟梅科蠟梅屬落葉灌木,是我國特有的傳統(tǒng)觀賞型植物，具有一定的藥用價(jià)值,如止咳化痰、抗炎解熱、降壓、免疫增強(qiáng)等作用[7]。本研究借鑒植物代謝組學(xué)的思路,采用了多種模式識別手段,對3種不同品種蠟梅的揮發(fā)油進(jìn)行了成分分析及分類可視化,并對其抗氧化活性進(jìn)行了測定和比較,為蠟梅的研究和開發(fā)提供了理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

芳樟醇、β-欖香烯、(-)-反式石竹烯、橙花叔醇、2,2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基(DPPH)、2,2′-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) 二銨鹽(ABTS)、氯化鐵(Ⅲ)六水合物、硫酸亞鐵水合物、2,4,6-三(2-吡啶基)三嗪(TPTZ)、β-胡蘿卜素、亞油酸和吐溫40均購自Sigma-Aldrich,其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

中藥粉碎機(jī)(WKZ-4型,山東青州市精誠醫(yī)藥裝備制造有限公司),分析天平(METTLER AE24,METTLER TOLEDO),氣質(zhì)聯(lián)用儀(QP2010PLUS,SHIMADZU),紫外可見分光光度計(jì)(UV2550,SHIMADZU)。

1.2 材 料

蠟梅樣品于2016年1月采自上海市嘉定區(qū)外岡蠟梅基地,經(jīng)嘉定蠟梅研究所杜永芹研究員鑒定為蠟梅(Chimonanthuspraecox(Linn.) Link)的花瓣,留存樣品于課題組樣品室。樣品共包含3種品種,其中古蠟梅(CP-1)為新品種,花蝴蝶(CP-2)和揚(yáng)州黃(CP-3)為舊品種。每個(gè)品種共采集3份樣品。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 3種蠟梅揮發(fā)油的提取 蠟梅花樣品經(jīng)粉碎后過60目篩(孔徑250 μm)。稱取粉碎后的樣品100 g,置于Clevenger式裝置中,使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的NaCl溶液,水蒸氣蒸餾3 h,收集揮發(fā)油。得到的揮發(fā)油使用無水乙醚萃取,并使用無水硫酸鈉干燥。揮發(fā)除乙醚,即得到蠟梅花揮發(fā)油。3種揮發(fā)油分別避光儲存在棕色試劑瓶內(nèi),放入-18 ℃冰箱冷藏備用。

1.3.2 GC-MS分析條件 GC條件:Rtx-5毛細(xì)管柱(30 mm×0.25 mm,0.25 μm)。升溫程序:初始溫度為60 ℃,以3 ℃/min升至280 ℃,保持5 min。載氣為高純氦氣,流量控制方式為線速度,柱流量為1.00 mL/min,分流比50∶1,進(jìn)樣量為5 μL。

MS條件:離子源為EI源,離子源溫度為230 ℃,接口溫度為280 ℃,溶劑延遲時(shí)間2 min,掃描范圍為35～500 mAu。

定性方法:所得到的化合物譜圖與工作站自帶的NIST質(zhì)譜庫進(jìn)行匹配鑒定,部分物質(zhì)在NIST質(zhì)譜庫鑒定結(jié)果基礎(chǔ)上使用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。

1.3.3 數(shù)據(jù)提取與多元統(tǒng)計(jì)分析 將氣質(zhì)聯(lián)用鑒定出來的各物質(zhì)的名稱、保留時(shí)間和相對含量保存于excel文件中,形成三維數(shù)據(jù)矩陣,并將其導(dǎo)入多變量統(tǒng)計(jì)軟件SIMCA-P(Version 13.0,Umertrics,Sweden),對數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。在統(tǒng)計(jì)分析前,對數(shù)據(jù)進(jìn)行了對數(shù)轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化處理(中心化后統(tǒng)一到單位方差)。

非監(jiān)督的主成分分析(PCA)及載荷圖(Loadings plot)直觀地判斷3種揮發(fā)油是否存在差異;有監(jiān)督的偏最小二乘法判別分析(PLS-DA)進(jìn)一步分析三組樣本之間的聚集和分離關(guān)系;最后利用有監(jiān)督的正交偏最小二乘判別分析(OPLS-DA)建立新舊品種之間的區(qū)分模型,并結(jié)合PLS-DA結(jié)果篩選造成品種間差異的物質(zhì)。

1.3.4 DPPH自由基清除能力的測定 根據(jù)文獻(xiàn)[8]方法,配制濃度為0.1 mmol/L的DPPH自由基溶液。分別將不同濃度的1 500 μL揮發(fā)油-甲醇溶液與1 500 μL的DPPH自由基溶液混合,充分震蕩混合液,室溫下避光反應(yīng)30 min。用紫外-可見分光光度計(jì)測定反應(yīng)液在波長517 nm處的吸光度,以甲醇作為參比,并以不含被測蠟梅揮發(fā)油的甲醇溶液作為空白對照物。計(jì)算清除率并作圖,從圖中讀出IC50值(半數(shù)清除濃度)。IC50越小,抗氧化活性越好。清除率根據(jù)下列公式計(jì)算:

其中,Ai是樣品溶液的吸光度;A0是不含被測蠟梅揮發(fā)油的甲醇溶液的吸光度。

1.3.5 ABTS陽離子自由基清除能力的測定 參照文獻(xiàn)方法[9]配制7.0 mmol/L的ABTS水溶液與等量的過硫酸鉀水溶液(2.45 mmol/L),并充分混合,混合液在室溫條件下避光放置反應(yīng)12～16 h,得到含有ABTS陽離子自由基的原液。測試前,使用無水甲醇將原液稀釋至其在波長734 nm處的吸光度為0.700±0.050,即為工作液。

測試時(shí),分別將300 μL不同濃度的揮發(fā)油甲醇溶液,與2 700 μL工作液混合,振蕩均勻后室溫條件下避光反應(yīng)10 min。用紫外-可見分光光度計(jì)測定反應(yīng)液在波長734 nm處的吸光度,以甲醇作為參比,并以不含被測蠟梅揮發(fā)油的甲醇溶液作為空白對照物。計(jì)算清除率并作圖,從圖中讀出IC50值。ABTS陽離子自由基的清除率的計(jì)算同DPPH法。

1.3.6β-胡蘿卜素漂白法抗氧化活性的測定 參照文獻(xiàn)[10],0.5 mgβ-胡蘿卜素溶解在1 mL氯仿中,然后加入200 mg吐溫-40和25 μL亞油酸,在40 ℃下減壓蒸餾除去氯仿。緩慢加入100 mL雙蒸水,劇烈搖勻,得到的乳濁液即為β-胡蘿卜素-亞油酸溶液。取2.5 mL的β-胡蘿卜素-亞油酸溶液和0.5 mL揮發(fā)油甲醇溶液,充分混合。采用紫外分光光度計(jì)在470 nm波長處測其吸光度,然后在50 ℃的水浴下反應(yīng)2 h,再次測定其在470 nm波長處的吸光度。抑制率根據(jù)下列公式計(jì)算:

其中,A0是2 h后樣品溶液的吸光度;Ai是初始樣品溶液的吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以IC50表示。

1.3.7 鐵還原法(FRAP)抗氧化活性的測定 參照文獻(xiàn)[11]制備FRAP工作液,參照文獻(xiàn)[12]繪制硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別配制質(zhì)量濃度為5 mg/mL的揮發(fā)油-甲醇溶液,取50 μL于5 mL容量瓶中,使用現(xiàn)配好的FRAP工作液定容。將上述溶液置于37 ℃水浴中反應(yīng)10 min后,在593 nm處測定吸光度?？偪寡趸芰稍诹蛩醽嗚F標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出相應(yīng)的值。樣品的抗氧化結(jié)果以FRAP值表示,即每毫克樣品相當(dāng)于硫酸亞鐵的摩爾濃度,FRAP值越大,抗氧化能力越強(qiáng)。

1.3.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 抗氧化實(shí)驗(yàn)均設(shè)定3組重復(fù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS(Version 19,IBM,USA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。多組比較采用單因素方差分析法(One-Way ANOVA),運(yùn)用Duncan法進(jìn)行兩兩比較。P<0.05的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。不同顯著性水平采用以下方法表示:*表示P<0.05,**表示P<0.01,***表示P<0.001。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同品種蠟梅揮發(fā)油的成分鑒定

3種蠟梅花揮發(fā)油(CP-1,CP-2,CP-3)中的化學(xué)成分經(jīng)GC-MS檢測得到的總離子流如圖1所示。根據(jù)NIST質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢測結(jié)果,共鑒定出62種化合物,其保留時(shí)間、分子式及中英文名稱見表1。

由表1可知,3種蠟梅揮發(fā)油共鑒定出62種物質(zhì),包括萜烯類31種,醇類14種,酚酸類2種,醛類4種,烷烴類7種,酰胺類2種和酯類2種。

2.2 不同品種蠟梅揮發(fā)油的多元統(tǒng)計(jì)分析及差異性研究

2.2.1 PCA分析 初步觀察圖1中的3張總離子流圖,可以發(fā)現(xiàn)不同品種蠟梅花的揮發(fā)油中各物質(zhì)含量存在著一定的差異。為了使分析結(jié)果更加直觀可靠,且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,首先采用了非監(jiān)督的PCA方法。PCA一維得分圖見圖2(a),載荷圖見圖2(b)。3個(gè)品種的樣本分別聚成一類,完全分離,說明不同品種蠟梅花的揮發(fā)油存在差異。此外,主成分分析載荷圖為初步確定化合物的含量差異提供了幫助。如圖2(b)所示,載荷圖上每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)變量,離原點(diǎn)距離越遠(yuǎn),表明該成分含量變化對分類的貢獻(xiàn)越大。

2.2.2 PLS-DA分析 PLS-DA為有監(jiān)督性分析,可減少組內(nèi)差異,并和PCA分析相互驗(yàn)證,進(jìn)一步篩選造成分類的差異變量。PLS-DA一級得分圖見圖3。其代表模型穩(wěn)定性的累積Q2X值達(dá)到了0.916,代表模型預(yù)測能力的累積Q2Y值達(dá)到了0.995,表明所建立的模型具有高度的穩(wěn)定性和預(yù)測能力。

圖1 3種蠟梅揮發(fā)油的總離子流圖

圖2 PCA一維得分圖(a)及載荷圖(b)

No．tR/minElementalcompositionIdentifiedcompoundsw/%CP?1CP?2CP?316．325C10H16β?Phellandrene00．48028．595C10H16(Z)?β?ocimene0．310．400．503?10．570C10H18OLinalool0．090．490410．745C9H18O1?Nonanal0．270．260．44520．355C10H16δ?Elemene0．530．480．51622．055C15H24(?)?α?Cubebene0．950．591．007?22．720C15H24β?Elemene6．464．635．478?23．980C15H24(?)?β?Caryophyllene9．052．666．78924．300C15H242?Isopropenyl?1?methyl?4?(1?methylethylidene)?1?vinylcyclohexane0．810．480．561024．535C15H24(+)?γ?Gurjunene0．440．360．361125．335C15H24α?Caryophyllene2．651．101．711226．020C15H24(+)?δ?Cadinene0．690．610．511326．180C15H241?Isopropyl?4，7?dimethyl?1，2，4a，5，6，8a?hexahydronaphthalene/isomer0．620．460．391426．455C15H24(?)?γ?Cadinene7．546．469．601526．690C15H24α?Guaiene0．560．540．161626．890C15H24α?Farnesene2．3901．241727．035C15H24γ?Elemene/isomer5．577．552．381827．130C15H24α?Muurolene0．5801．57

續(xù)表1

*Compound confirmed by authentic standard

圖3 PLS-DA一維3D得分圖

為了幫助選擇貢獻(xiàn)較大的差異組分,變量權(quán)重重要性排序(Variable Importance in Projection,VIP)值被作為多維模型差異元素選擇的指標(biāo)。VIP值越大,該成分在不同品種揮發(fā)油中的差異越顯著。按照經(jīng)驗(yàn)值,VIP值大于1的組分即為多維模型的貢獻(xiàn)變量。其中,VIP值大于1.5的組分可被標(biāo)記為極顯著的貢獻(xiàn)變量。各貢獻(xiàn)變量的序號和VIP值見表2,共22種。這些物質(zhì)即為造成不同種類揮發(fā)油差異的主要物質(zhì)。

2.2.3 OPLS-DA分析 PLS-DA常用來評估多組數(shù)據(jù)是否具有顯著性差異,如需要放大對比兩組數(shù)據(jù)的差異,可采用OPLS-DA 分析方法。這種方法不僅能評估兩組間是否有顯著性差異,還能進(jìn)一步找出具體造成這些差異的組分[13]。在本工作中,如1.2節(jié)所提到的,3個(gè)品種中CP-1為新品種,CP-2和CP-3為舊品種。為了考察新舊品種間的差異,將CP-1分別與CP-2和CP-3進(jìn)行了OPLS-DA分析。結(jié)果見圖4和圖5。

表2 各貢獻(xiàn)變量的VIP值

圖4 CP-1和CP-2的OPLS-DA得分圖(a)以及CP-1和CP-2在OPLS-DA模式下的S-Plots載荷圖(b)

圖5 CP-1和CP-3的OPLS-DA得分圖(a)以及CP-1和CP-3 在OPLS-DA模式下的S-Plots載荷圖(b)

在OPLS-DA得分圖中,兩組樣品均可以完全分開,表示新舊品種之間存在著明顯的差異。兩次建模的Q2X和Q2Y值分別為0.965、1和0.940、1,顯示模型的穩(wěn)定性和可靠性良好。

對于分開兩組的具有貢獻(xiàn)的成分,可在相應(yīng)的S-plots載荷圖中來尋找。x軸表示可變量,數(shù)據(jù)點(diǎn)距原點(diǎn)越遠(yuǎn),說明該點(diǎn)對樣本差異的貢獻(xiàn)越大;y軸表示樣本間的相關(guān)性,數(shù)據(jù)點(diǎn)距離原點(diǎn)越遠(yuǎn),則樣本間的相關(guān)性越好。因此,圖中S形狀曲線兩端的數(shù)據(jù)即代表了造成組間差異的可信度最高的成分[14]。此外,S-plots載荷圖可與OPLS-DA得分圖相對應(yīng),即S曲線左側(cè)的數(shù)據(jù)對應(yīng)了CP-1中含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他品種的主要成分。

由圖4(b)和圖5(b)所示,新品種CP-1和舊品種CP-2相比,含量明顯較高的主要成分為8號((-)-β-caryophyllene) 和31號((1aR,4S,4aS,7R,7aS,7bS)-1,1,4,7-Tetramethyldecahydro-1H-cyclopropa[e]azulen-4-ol) 物質(zhì),CP-1和舊品種CP-3相比,含量明顯較高的主要成分是17號(γ-Elemene)、41號((+)-Cedrol)和8號物質(zhì)?？梢园l(fā)現(xiàn),新品種揮發(fā)油中8號物質(zhì)的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于兩個(gè)舊品種,將其相對含量分布以箱式圖的形式直觀地表示出來,見圖6。

表1中,8號物質(zhì)通過NIST質(zhì)譜庫檢索,并加以標(biāo)準(zhǔn)品驗(yàn)證,被鑒定為(-)-β-caryophyllene,即(-)-反式石竹烯。(-)-反式石竹烯是一種主要的揮發(fā)油香氣成分[15],并具有較高的生物活性,如抗癌[16]、抗細(xì)菌病原體[17]、體內(nèi)抗氧化[18]等。其在CP-1中的高含量,表明了該新品種具有較高的培育價(jià)值。

圖6 8號物質(zhì)在3種揮發(fā)油中相對含量分布箱式圖

2.3 不同品種的蠟梅揮發(fā)油抗氧化活性

3種揮發(fā)油的抗氧化活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖7。

Data are the mean of three independent analyses of each representative variety(mean ± SD;n=3);nd means couldn’t detect activities; * indicates significant differences at P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001

3種揮發(fā)油均有一定的抗氧化活性,可以作為天然抗氧化劑。在DPPH自由基清除實(shí)驗(yàn)中,CP-1活性最好,其IC50為(2.390±0.079)mg/mL,顯著地高于其他2種揮發(fā)油(P<0.05);在ABTS陽離子自由基清除實(shí)驗(yàn)中,CP-3(IC50為(0.116±0.003)mg/mL)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)地優(yōu)于其他揮發(fā)油(P<0.001);而在β-胡蘿卜素漂白實(shí)驗(yàn)中,3種揮發(fā)油的活性差異較為明顯,活性最好的為CP-1,IC50達(dá)到了(0.173±0.008)mg/mL(P<0.01)。FRAP法可以衡量整體的抗氧化活性,FRAP值越大則活性越強(qiáng)。在3種揮發(fā)油中,CP-1的FRAP值為(26.613±0.09)μmol/(L·mg),顯著地高于CP-2和CP-3(P<0.001)。因此,可以發(fā)現(xiàn),新品種蠟梅的揮發(fā)油(CP-1)的抗氧化活性在多種體系中明顯優(yōu)于舊品種。

3 結(jié) 論

通過氣質(zhì)聯(lián)用及多種模式識別手段,共鑒定出62種蠟梅揮發(fā)油的主要成分,并通過PCA和PLS-DA等手段直觀地提供了不同種類揮發(fā)油的分類信息,并發(fā)現(xiàn)了22種造成揮發(fā)油差異的主要物質(zhì),實(shí)現(xiàn)了其成分信息的可視化。此外,通過OPLS-DA進(jìn)行新舊品種之間的兩兩分析,發(fā)現(xiàn)活性物質(zhì)(-)-反式石竹烯在新品種揮發(fā)油中的含量顯著性地高于舊品種。

在4種抗氧化體系下,3種揮發(fā)油均有較好的抗氧化活性,因此蠟梅揮發(fā)油可以作為天然的抗氧化劑。新品種揮發(fā)油在多種抗氧化體系中活性顯著地高于舊品種,表明該品種具有較高的培育價(jià)值。

[1]淡墨,高先富,謝國祥,等.代謝組學(xué)在植物代謝研究中的應(yīng)用[J].中國中藥雜志,2007,32(22):2337-2341.

[2]趙楊,周欣,龔小見,等.直接進(jìn)樣-質(zhì)譜檢測指紋圖譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)模式識別法研究杜仲的質(zhì)量[J].中草藥,2014,45(19):2844-2849.

[3]XIE Guoxiang,PLUMB R,SU Mingming,etal.Ultra-Performance LC/TOF MS analysis of medicinal panax herbs for metabolomic research[J].Journal of Separation Science,2008,31(6-7):1015-1026.

[4]許國旺,路鑫,楊勝利.代謝組學(xué)研究進(jìn)展[J].中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào),2007,29(6):701-711.

[5]賈偉.醫(yī)學(xué)代謝組學(xué)[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2011.119.

[6]吳宏偉,李洪梅,唐力英,等.代謝組學(xué)方法研究姜黃根莖及塊根次生代謝產(chǎn)物表達(dá)差異[J].分析化學(xué),2012,40(5):713-717.

[7]肖炳坤,劉耀明.蠟梅屬植物分類、化學(xué)成分和藥理作用研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐,2003,17(2):59-61.

[8]ZHANG Shu,ZHANG Hongyang,CHEN Linxiao,etal.Phytochemical profiles and antioxidant activities of different varieties of chimonanthus praecox[J].Industrial Crops and Products,2016,85:11-21.

[9]OZTURK M.Anticholinesterase and antioxidant activities of savoury(satureja thymbra L.) with identified major terpenes of the essential oil[J].Food Chemistry,2012,134(1):48-54.

[10]LI Cao,JIAN Yongsi,YAN Liu,etal.Essential oil composition,antimicrobial and antioxidant properties of mosla chinensis maxim[J].Food Chemistry,2009,115(3):801-805.

[11]田大年,黃宇.決明子茶中游離蒽醌含量及抗氧化能力的研究[J].食品研究與開發(fā),2014(12):54-57.

[12]BENZIE I F F,STRAIN J J.The ferric reducing ability of plasma(FRAP) as a measure of “antioxidant power”:The FRAP assay[J].Analytical Biochemistry,1996,239(1):70-76.

[13]王小雪.代謝組學(xué)方法研究家貓?jiān)诓煌瑺I養(yǎng)干預(yù)下機(jī)體的代謝應(yīng)答[D].上海:上海交通大學(xué),2008.

[14]周萌.GC-MS代謝組學(xué)方法篩選造血干細(xì)胞移植后的aGVHD代謝標(biāo)志物的研究[D].江蘇蘇州：蘇州大學(xué),2015.

[15]SKOLD M,KARLBERG A-T,MATURA M,etal.The fragrance chemicalβ-caryophyllene-air oxidation and skin sensitization[J].Food and Chemical Toxicology,2006,44(4):538-545.

[16]LEGAULT J,PICHETTE A.Potentiating effect ofβ-caryophyllene on anticancer activity of α-humulene,isocaryophyllene and paclitaxel[J].Journal of Pharmacy and Pharmacology,2007,59(12):1643-1647.

[17]HUANG M,SANCHEZ-MOREIRAS A M,Abel C,etal.The major volatile organic compound emitted from arabidopsis thaliana flowers,the sesquiterpene(E)-β-caryophyllene,Is a defense against a bacterial pathogen[J].New Phytologist,2012,193(4):997-1008.

[18]CALLEJA M A,VIEITES J M,MONTERO-METERDEZ T,etal.The antioxidant effect ofβ-caryophyllene protects rat liver from carbon tetrachloride-induced fibrosis by inhibiting hepatic stellate cell activation[J].British Journal of Nutrition,2013,109(3):394-401.

Analysis and Antioxidant Activities of Volatile Oil from Different Varieties ofChimonanthusPraecoxBased on Multiple Pattern Recognition

ZHANG Shu1, XU Zhi-zhen1, XIA Wei1, DU Yong-qin2, ZHANG Li-wei3, ZHANG Wen-qing1

(1.School of Chemistry and Molecular Engineering,East China University of Science and Technology, Shanghai 200237,China; 2.Research Base of Chimonanthus Praecox,Jiading,Shanghai 201805,China; 3.Yunan Linyuan Spices Co. Ltd,Kunming 651107,China)

In this research,comprehensive phytochemical profile and antioxidant activities of volatile oil isolated from different varieties ofChimonanthuspraecoxwere studied.The chemical composition of volatile oil was analyzed using gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS) method,and visualization of classification in different varieties was carried out based on multiple pattern recognition methods.A total of 62 compounds were identified and 22 main markers responsible for discrimination among different varieties were indicated.In addition,the comparison among new and traditional varieties was achieved and(-)-β-caryophyllene was filtered for its higher content in new variety than traditional ones.The antioxidant assays revealed thatChimonanthusPraecoxvolatile oil was a good candidate for natural antioxidants.Moreover,the one of new variety had the significantly higher antioxidant activities than the traditional ones in various systems,indicating its high cultivation value.

ChimonanthusPraecox; volatile oil; pattern recognition; antioxidant activities

1006-3080(2017)01-0076-08

10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.01.013

2016-06-28

上海市種業(yè)發(fā)展項(xiàng)目(13391900500);云科合發(fā)(2014)5號

張 姝(1990-),女,遼寧撫順人,博士生,研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物的分離分析。E-mail:chemistry_zhangshu@126.com

張文清,E-mail:zhwqing@ecust.edu.cn

O629.6

A