洋蔥揮發(fā)油的成分分析及生物活性研究進(jìn)展

權(quán)美平

(1.渭南師范學(xué)院 農(nóng)商學(xué)院，陜西 渭南 714000；2.陜西省河流濕地生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 渭南 714000)

洋蔥(AlliumcepaL.)系百合科(Liliaceae)蔥屬(Allium)2～3年生草本植物，又名玉蔥、球蔥、蔥頭、圓蔥、荷蘭蔥、皮牙子等，按顏色分為紅皮洋蔥、黃皮洋蔥、白皮洋蔥。洋蔥的起源有5000多年的歷史，洋蔥在我國分布很廣，山東、云南、四川、內(nèi)蒙古等地是目前我國洋蔥的主要種植區(qū)。洋蔥營養(yǎng)成分豐富，是公認(rèn)的藥食兩用蔬菜，在歐洲被譽(yù)為“菜中皇后”，是東西方餐桌上主要的調(diào)味蔬菜；洋蔥中除含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、粗纖維外，還含有鈣、磷、鐵、各類維生素、氨基酸和酚類物質(zhì)[1]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證實(shí)，洋蔥享有“保健食品”美譽(yù)的原因與具有刺激性氣味的洋蔥揮發(fā)油緊密相關(guān)，很多發(fā)達(dá)國家如美國、日本和瑞士等已經(jīng)將洋蔥揮發(fā)油列為抗艾滋病的藥品原料。洋蔥揮發(fā)油是以新鮮洋蔥為原料，經(jīng)水蒸氣蒸餾或其他方法萃取而得到的含有有機(jī)硫化合物(Thiosulfinates, TS)及多種揮發(fā)性油脂的混合物，具有良好的生物活性；其被廣泛應(yīng)用于食品、化妝品及醫(yī)藥中，具有洋蔥特有的強(qiáng)烈辛辣香氣和香味，適用于方便面調(diào)味包、火腿腸和其他調(diào)味品。洋蔥揮發(fā)油不僅可食用，還具有增強(qiáng)免疫力、抗癌、抗氧化、治療心血管疾病、殺菌、抗病毒等功效[2-4]。植物揮發(fā)油的化學(xué)成分因原料來源及提取方法等差異導(dǎo)致其化學(xué)成分呈現(xiàn)明顯差異，而揮發(fā)油的生物學(xué)活性又與其化學(xué)成分有密不可分的聯(lián)系。故本文主要針對洋蔥揮發(fā)油的化學(xué)成分及生物學(xué)活性進(jìn)行總結(jié)介紹，以期為我國廣闊的洋蔥資源的開發(fā)和利用提供幫助。

1 洋蔥揮發(fā)油化學(xué)成分分析

植物揮發(fā)油的化學(xué)成分由于種屬、產(chǎn)地、提取和分析方法等的不同，使得其揮發(fā)油的化學(xué)成分呈現(xiàn)明顯的差異，而其化學(xué)組成與藥理功能緊密相關(guān)，所以對不同來源和采用不同提取方法所得的洋蔥揮發(fā)油的化學(xué)分析尤為關(guān)鍵。下文將不同產(chǎn)地來源、不同提取工藝及分析條件下洋蔥揮發(fā)油的研究現(xiàn)狀予以概括。

1.1 國外洋蔥揮發(fā)油化學(xué)成分分析

Tanackov等[5]以水蒸氣蒸餾法提取塞爾維亞產(chǎn)地的洋蔥揮發(fā)油，通過GC/MS對其化學(xué)成分分析的結(jié)果表明：洋蔥揮發(fā)油中共鑒定出了21種化合物，二甲基三硫化物(16.64%)、甲基丙基三硫化物(14.21%)、甲基-(1-烯丙基)-二硫化物(13.14%)、甲基-(1-烯丙基)-三硫化物(13.02%)、二甲基-四硫化物(7.24%)和二甲基-噻吩(1.43%)等為揮發(fā)油中的主要組分。Dima等[6]以一種新型渦輪攪拌方式進(jìn)行的水蒸氣蒸餾法提取法國產(chǎn)地的黃皮洋蔥中的揮發(fā)油，通過GC/MS對其化學(xué)成分分析的結(jié)果表明：洋蔥揮發(fā)油中主要化合物為二丙基二硫醚(30.92%)、二丙基三硫醚(17.10%)、1-丙烯基二丙基二硫醚(7.26%)、甲基丙基三硫醚(5.20%)、二-1-丙烯基三硫醚(3.07%)、丙烯丙基三硫化物(1.84%)。Ramy等[7]以水蒸氣蒸餾法提取埃及產(chǎn)地的洋蔥揮發(fā)油，通過GC/MS對其化學(xué)成分分析的結(jié)果表明：揮發(fā)油中的主要成分為二異丙基三硫醚(20.69%)、異丙基丙二硫醇(18.10%)、2-十三烷酮(10.45%)、二丙基二硫醚(8.83%)、甲基丙基三硫醚(8.10%)、反-丙烯基丙三硫醚(4.96%)、甲基丙基二硫醚(3.78%)。

1.2 國產(chǎn)洋蔥揮發(fā)油化學(xué)成分分析

Ye等[8]以超臨界CO2技術(shù)提取山東青島產(chǎn)地凍干洋蔥粉中的揮發(fā)油，通過GC/MS對其化學(xué)成分分析的結(jié)果表明：甲基-5-甲基呋喃硫化物(18.30%)、甲基-3,4-二甲基-2-噻吩二硫化物(11.75%)、1-丙烯基丙基二硫醚(9.72%)、烯丙基硫醚(7.25%)、3,4-二甲基噻吩(5.54%)、1-丙烯基丙基三硫醚(4.53%)、5,7-二乙基-1,2,3,4,6-五硫雜環(huán)庚烷(4.75%)、二甲基三硫醚(3.42%)、二丙基四硫化物(2.88%)等是揮發(fā)油中的主要組分。范曉波等[9]對采自江蘇徐州的紅皮洋蔥采用超高壓技術(shù)制備洋蔥油，并通過GC/MS對其化學(xué)成分分析的結(jié)果表明：洋蔥揮發(fā)油的化學(xué)成分包括27種，含硫化合物占其成分的90.43%，主要包括硫醚、噻吩、硫醇、含硫雜環(huán)類化合物，硫醚類物質(zhì)占到其成分的58.69%。其中二甲基三硫醚(21.42%)、二丙基二硫醚(18.48%)、3-乙基-1,2-二噻烯(13.61%)、甲基丙烯基二硫醚(8.21%)、二烯丙基三硫化物(7.06%)、1,3-二甲基噻烷(6.42%)等是構(gòu)成洋蔥油的主要成分。趙華等[10]采用有機(jī)溶劑萃取法進(jìn)行洋蔥油的提取，通過GC/MS對所得洋蔥油的化學(xué)成分分析的結(jié)果表明：洋蔥油中主要化合物為丙烯基硫代亞磺酸甲酯(21.11%)、甲基-丙基硫代磺酸甲酯(19.99%)、2,4-二丙基硫代磺酸酯(19.74%)、二甲基硫代磺酸甲酯(14.17%)、乙基硫代亞磺酸甲酯(5.93%)等。張金生等[11]采用微波輔助萃取系統(tǒng)萃取新鮮洋蔥中的油樹脂，通過GC/MS對樹脂中有效成分鑒定的結(jié)果表明：丙烯基硫代亞磺酸甲酯(21.11%)、2,4-二丙基硫代磺酸酯(21.00%)、甲基-丙基硫代磺酸甲酯(20.12%)、二甲基三硫化物(18.4%)、二甲基硫代磺酸甲酯(14.17%)、二丙基三硫化物(10.0%)、乙基硫代亞磺酸甲酯(5.93%)、甲基丙烯基三硫醚(3.82%)、甲基丙基二硫醚(3.71%)、二丙基二硫醚(3.62%)等為洋蔥油中的主要組分。

上述研究表明，在提取方式相同的條件下，洋蔥產(chǎn)地來源、揮發(fā)油提取方式及檢測方法不同的條件下，洋蔥揮發(fā)油化學(xué)成分及含量存在一定差異；但是洋蔥揮發(fā)油具有代表性的化合物還是以含硫有機(jī)化合物為主，如各類硫化物、硫醚、硫醇、噻吩及硫酸酯類化合物等。這些含硫化合物是構(gòu)成洋蔥中具有特殊辛辣和刺鼻揮發(fā)性風(fēng)味的重要貢獻(xiàn)物質(zhì)，另外，其他非含硫化合物對洋蔥油的風(fēng)味和功效也有一定貢獻(xiàn)。

2 洋蔥揮發(fā)油的生物活性

2.1 洋蔥揮發(fā)油的抑菌活性

許多植物揮發(fā)油具有強(qiáng)烈的抑制或殺菌特性，植物揮發(fā)油作為一種新型、安全、天然的殺菌劑具有安全、無刺激、毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。Ye等[12]在檢測洋蔥揮發(fā)油對于引起食品腐敗變質(zhì)的食源性病原微生物的檢測中發(fā)現(xiàn)：洋蔥揮發(fā)油對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌及熱帶假絲酵母精油表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑菌活性，抑菌圈直徑分別為19.3，17.4，15.1 mm；揮發(fā)油對3種菌MIC值及MBC值的范圍分別為0.18～1.80，0.54～3.6 mg/mL。耿建峰等[13]探索洋蔥油對灰霉菌的抑制作用的研究結(jié)果表明：0.5 g/L的洋蔥油不僅能有效抑制灰霉菌分生孢子的萌發(fā)；而且在0.5 g/L的洋蔥油作用24 h后，菌絲生長受到了抑制，0.5 g/L和2.0 g/L洋蔥油對于灰霉菌菌絲的有效抑制率分別為89.3%和90.5%。文獻(xiàn)[5]以不同時間記錄生長于酵母蔗糖液體培養(yǎng)基中的雜色曲霉菌絲及雜色曲霉素的生長狀況，探索洋蔥揮發(fā)油和大蒜揮發(fā)油對于雜色曲霉及雜色曲霉素生長影響的研究表明：0.05%和0.11 μg/mL的洋蔥揮發(fā)油經(jīng)過21天與真菌的共同培養(yǎng)結(jié)果表明：其可以完全抑制雜色曲霉菌絲的生長及雜色曲霉素的生物合成；與大蒜揮發(fā)油相比，洋蔥揮發(fā)油表現(xiàn)出更強(qiáng)的對雜色曲霉菌絲生長及雜色曲霉素生產(chǎn)的抑制效果；但75%的洋蔥揮發(fā)油和25%的大蒜揮發(fā)油復(fù)合具有對于雜色曲霉生長和雜色曲霉素合成抑制的協(xié)同效果。另外，龍絳雪等[14]采用液體稀釋培養(yǎng)法和薄層色譜分析法，研究洋蔥揮發(fā)油對于釀酒酵母、白假絲酵母、新生隱球菌、黑曲霉、黃曲霉、紅曲霉、青霉等的抑菌效果的結(jié)果表明：揮發(fā)油對各種真菌的生長均具有較強(qiáng)的抑制作用，對各種真菌的最低抑菌濃度為0.25%～0.50%，其中對釀酒酵母和白假絲酵母的抑菌濃度最低。薄層色譜分析表明：揮發(fā)油處理后的白假絲酵母的羊毛固醇、麥角固醇的含量降低，而角鯊烯的含量增高。

2.2 洋蔥揮發(fā)油的抑菌機(jī)理分析

洋蔥揮發(fā)油的抑菌活性多數(shù)體現(xiàn)在對于真菌及其所產(chǎn)生的毒素具有較好的效果，針對洋蔥揮發(fā)油抑制真菌的機(jī)理也有相應(yīng)的研究。臨床上廣泛應(yīng)用的廣譜抗真菌藥丙烯胺類的殺菌原理為：其特異性地抑制角鯊烯環(huán)氧化酶，此酶為麥角固醇合成的關(guān)鍵酶，麥角固醇合成被抑制，而角鯊烯堆積于膜內(nèi)，導(dǎo)致胞膜脆性增加而破裂，細(xì)胞內(nèi)重要物質(zhì)泄漏而最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[15]。白假絲酵母中的鯊烯環(huán)氧化酶的生理作用就是催化角鯊烯生成環(huán)氧角鯊烯，進(jìn)而再進(jìn)一步合成細(xì)胞膜上的成分麥角固醇。丙烯胺分子中的反式雙鍵和一端的烷基對該作用起到至關(guān)重要的作用[16]。龍絳雪等的研究指出洋蔥揮發(fā)油干預(yù)白假絲酵母后，導(dǎo)致其細(xì)胞內(nèi)角鯊烯含量增加，而固醇的含量降低，說明洋蔥油可能對白假絲酵母的鯊烯環(huán)氧化酶起到了抑制作用。國外文獻(xiàn)[17,18]研究表明：同屬于百合科蔥屬植物的大蒜(AlliumsativumL.)中的有機(jī)硫化物尤其是烯丙基硫化物對鯊烯環(huán)氧化酶有抑制作用，而洋蔥揮發(fā)油中有機(jī)硫化物占據(jù)絕大部分。桂蜀華等[19]也曾報(bào)道關(guān)于洋蔥脂溶性提取物具有抗體表皮膚真菌的活性；另外文獻(xiàn)[20]關(guān)于洋蔥揮發(fā)油對寄生皮膚及其他產(chǎn)生毒素的真菌的抑菌效果結(jié)果也表明：200 mg/L洋蔥揮發(fā)油可完全抑制犬小孢子癬菌、石膏樣小孢子菌、毛癬菌的生長；500 mg/L的洋蔥揮發(fā)油可完全抑制金孢霉和發(fā)癬菌的生長，洋蔥揮發(fā)油抑制其余4種皮膚癬真菌的生長也同樣表現(xiàn)出劑量依賴效應(yīng)。100，200，500 mg/L洋蔥揮發(fā)油可減弱黃曲霉及寄生曲霉的生長，并減弱其產(chǎn)生黃曲霉毒素；200 mg/L洋蔥揮發(fā)油可以完全抑制雜色曲霉和紅色青霉菌的生長及由其產(chǎn)生的雜色曲霉素、紅青霉毒素。綜上，這些研究結(jié)果揭示了洋蔥揮發(fā)油的抑菌作用的發(fā)揮與抑制真菌固醇的早期合成相關(guān)，而且也揭示出洋蔥揮發(fā)油中抗真菌的主要物質(zhì)成分可能是烯丙基硫化物。綜上，證明洋蔥揮發(fā)油在抗真菌活性藥物開發(fā)領(lǐng)域具有良好的研究前景，為發(fā)現(xiàn)新型抗真菌藥物、擴(kuò)大和開發(fā)洋蔥資源提供了思路。

2.3 洋蔥揮發(fā)油的抗氧化活性

洋蔥揮發(fā)油還具有一定的抗氧化活性。周孟清[21]采用烘箱貯藏法，探索不同劑量洋蔥精油(0，0.07%，0.1%，0.2%)對豬油和花生油的抗氧化作用的研究證明：對照組的豬油和花生油的過氧化值(POV)和酸價(jià)(AV)都隨時間的延長而逐漸變大，添加洋蔥精油后表現(xiàn)出明顯的抗氧化作用，且抗氧化性效果呈現(xiàn)劑量依賴效應(yīng)。0.2%的洋蔥精油處理組的豬油和花生油在第16天的POV值分別下降了55.51%和70.56%；而0.05%的BHT處理組的豬油和花生油的POV值同比分別下降了78.00%和89.89%。0.2%的洋蔥精油處理組的豬油和花生油在第16天的AV值分別下降了23.33%和18.75%；而0.05% BHT的豬油和花生油AV值同比分別下降了28.33%和17.86%。說明洋蔥精油對豬油和花生油有一定的抗氧化作用。葉春林等[22]同樣在探索洋蔥精油在清除自由基中的抗氧化活性研究中證明：洋蔥油對羥基自由基、超氧陰離子自由基、過氧化氫等均有不同程度的清除作用，特別是對羥基自由基的清除作用及對羥基自由基引發(fā)DNA損傷的抑制作用效果與Vc相當(dāng)，洋蔥油具有很好的抗氧化作用。

3 小結(jié)

近年來，洋蔥作為有開發(fā)潛力的天然保健產(chǎn)品在我國發(fā)展迅猛，對其揮發(fā)油的開發(fā)應(yīng)用也逐漸興起。因天然防腐劑和抗氧化劑是今后植物源添加劑發(fā)展的趨勢，所以對洋蔥揮發(fā)油的化學(xué)成分分析及生物活性研究很有必要。綜上所述，影響揮發(fā)油化學(xué)成分的因素眾多，而揮發(fā)油的成分與其生物活性的發(fā)揮密切相關(guān)。洋蔥揮發(fā)油除了文中論述的抑菌及抗氧化活性之外，還具有降血糖[23]、提高免疫力[24]、抗腫瘤等生理功效[25]。筆者希望這些研究能為洋蔥揮發(fā)油的具體應(yīng)用及開發(fā)提供有益的指導(dǎo)和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]李平,郁網(wǎng)慶,杜衛(wèi)紅.國內(nèi)外洋蔥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展動向[J].中國果菜,2005(4):39-40.

[2]廖春龍,阮征,印遇龍,等.洋蔥化學(xué)成分生理保健功能和我國洋蔥加工現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].食品工業(yè)科技,2010,31(8):409-412.

[3]Dini I,Tenore G C,Dini A.Chemical composition,nutritional value and antioxidant properties ofAlliumcepaL.Var.tropeana (red onion) seeds[J].Food Chemistry,2008,107(2):613-621.

[4]Lanzotti V.The analysis of onion and garlic[J].Journal of Chromatography A,2006,1112(1):3-22.

[5]Tanackov S K,Gordana D,Jelena L,et al.Effects of onion (AlliumcepaL.) and garlic(AlliumsativumL.) essential oils on theAspergillusversicolorGrowth and sterigmatocystin production[J].Journal of Food Science,2012,77(5):278-284.

[6]Dima M,Emmanuel P,Farid C,et al.Simultaneous extraction of essential oils and flavonoids from onions using turbo extraction-distillation [J].Food Analytical Methods,2015(8):586-595.

[7]Ramy M R,Sayed A F,Ghada I M.Chemical compositions,antiviral and antioxidant activities of seven essential oils[J].Journal of Applied Sciences Research,2010,6(1):50-62.

[8]Ye C L,Lai Y F.Supercritical CO2extraction optimization of onion oil using response surface methodology[J].Chemical Engineering & Technology,2012,35(4):646-652.

[9]范曉波,馬永昆,江霆,等.超高壓調(diào)控蒜氨酸酶反應(yīng)制備洋蔥油[J].食品研究與開發(fā),2010,31(2):97-99.

[10]趙華,張金生.從洋蔥粉中提取洋蔥精油與油樹脂的比較研究[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),2007(2):24-26.

[11]張金生,趙華.微波輔助萃取法萃取洋蔥油樹脂化學(xué)成分[J].遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào),2006,26(4):103-106.

[12]Ye C L,Dai D H,Hu W L,et al.Antimicrobial and antioxidant activities of the essential oil from onion(AlliumcepaL.) [J].Food Control,2013,30(1):48-53.

[13]耿建峰,黑田克利,田中一久.洋蔥油和大蒜提取物對灰霉菌的作用效果[J].中國蔬菜,2008(5):20-22.

[14]龍絳雪,曹福祥.洋蔥揮發(fā)油的抗真菌作用及其機(jī)理[J].中南林學(xué)院學(xué)報(bào),2006,26(5):89-92.

[15]彭劍,龔炳永.角鯊烯環(huán)氧化酶抑制劑的研究進(jìn)展[J].國外醫(yī)藥(抗生素分冊),1998,19(3):177.

[16]徐錚,姜遠(yuǎn)英.麥角甾醇生物合成途徑中的抗真菌藥作用靶酶[J].國外醫(yī)藥(抗生素分冊),2001,22(5):193.

[17]Gupta N,Porter T D.Garlic and garlic derived compounds inbibit human squalene monooxygenase[J].Journal of Nutrition,2001,131(6):1662-1667.

[18]Katey M L,Ourania P,Miguel A A.Allyl alcohol and garlic (Alliumsativum) extract produce oxidative stress inCandidaalbicans[J].Microbiology,2005,151:3257.

[19]桂蜀華,蔣東旭,袁捷,等.洋蔥不同提取物抗真菌活性研究[J].廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2005,22(5):379-381.

[20]Abdel-Nasser Zohri,Khayria Abdel-Gawad,Sabah Saber.Antibacterial,antidermatophytic and antitoxigenic activities of onion (AlliumcepaL.) oil [J].Microbiological Research,1995,150:167-172.

[21]周孟清.洋蔥提取物抗氧化作用的研究[J].江西飼料,2008(5):14-21.

[22]葉春林,毛建衛(wèi),楊志祥.洋蔥油的抗氧化活性研究[J].食品科技,2010,35(4):160-163.

[23]李莉華,呂慧,楊立剛.大蒜油和洋蔥油對四氧嘧啶致糖尿病小鼠的降血糖作用[J].食品科學(xué),2010,31(23):344-348.

[24]辛文芬,管志遠(yuǎn),王梅,等.蒜油、洋蔥油及蔥油對小鼠免疫系統(tǒng)的作用[J].中國食品衛(wèi)生雜志,1996,8(4):8-12.

[25]方閱,劉皋林,張淵.洋蔥揮發(fā)油抗腫瘤作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國藥房,2011,22(7):592-594.