不同蒸餾時段迷迭香精油和純露揮發(fā)性成分及抗氧化能力研究

何金明，扶美琴，鄒心茹，肖艷輝

(韶關(guān)學(xué)院 英東生物與農(nóng)業(yè)學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005)

迷迭香(Rosmarinusofficinalis)是唇形科迷迭香屬多年生常綠灌木。性喜溫暖氣候，原產(chǎn)地中海沿岸。迷迭香在我國長江以南地區(qū)均可生長，目前海南、云南、廣西、貴州、新疆、浙江等地都有大面積種植[1]。迷迭香葉可提取精油，廣泛應(yīng)用于食用香料、日用化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品保鮮等領(lǐng)域[2]。迷迭香精油作為一種抗氧化劑，具有明顯的抗氧化性，是世界上公認(rèn)的第3代綠色食品抗氧化劑[3,4]。由于迷迭香提取物的大部分活性成分都是脂溶性的，因此可添加在動植物油中，以提高動植物油的氧化穩(wěn)定性[5]。研究表明，迷迭香精油對油脂氧化具有明顯的抑制作用[6]，利用注射方法在熟火腿脂肪中添加迷迭香精油對脂肪氧化有明顯的抑制效果[7]；迷迭香精油能有效抑制蛋白氧化并較好地保持產(chǎn)品的感官品質(zhì)，具有良好的護(hù)色效果[8,9]，已作為抗氧化劑應(yīng)用到越來越多的肉制品保鮮中。純露是在蒸餾提煉精油時分離出來的一種100%飽和的蒸餾原液，是制備精油的一種副產(chǎn)品，它與植物精油本身有著相似的作用和功效，故仍具有精油的芳香、抗氧化功效[10]。水蒸氣蒸餾法是迷迭香精油和純露最常用的方法，其提取效率受多種因素的影響，如物料粉碎粒度、料液比、浸泡時間、提取時間等[11]。研究表明，不同蒸餾時段的茴香精油化學(xué)成分及其相對含量存在差異；枳殼純露、麩炒枳殼純露、吳茱萸純露、車前子純露和黃梔子純露等對DPPH自由基均具有不同的清除能力[12,13]。不同蒸餾時段迷迭香精油和純露化學(xué)成分及其相對含量、抗氧化能力至今未見相關(guān)報道。因此，本研究以迷迭香為實(shí)驗(yàn)材料，采用共水蒸餾的方法提取不同蒸餾時段迷迭香精油和純露，用GC-MS分析迷迭香精油和純露的化學(xué)成分，同時對不同蒸餾時段迷迭香精油和純露的抗氧化能力進(jìn)行比較分析，以期為迷迭香精油和純露的開發(fā)和利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

韶關(guān)學(xué)院生態(tài)園露地栽植的3年生迷迭香，于2019年5月采摘其葉片。

Agilent 7890B/5977B GC/MSD氣質(zhì)聯(lián)用儀；PAL RSI 85頂空自動進(jìn)樣器 瑞士CTC分析公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計與樣品制備

稱取迷迭香葉片150 g，置于1000 mL圓底蒸餾瓶中，料液比為 1∶4，進(jìn)行共水蒸餾(葉片泡在水中與水一起蒸餾，液相溫度在100 ℃左右，壓力為常壓)。分別收集0～40 min、40～80 min、80～120 min 3個蒸餾時段的迷迭香精油和純露，用棕色玻璃瓶收集精油，藍(lán)色塑料瓶收集純露，收集完成后分別旋緊瓶蓋，精油瓶放于-18 ℃下冷凍，純露瓶放于4 ℃下冷藏。測定揮發(fā)性成分的迷迭香精油和純露均使用原液(未進(jìn)行稀釋)；測定DPPH自由基清除能力的迷迭香精油用50%乙醇稀釋成1 g/20 mL，而迷迭香純露未進(jìn)行稀釋。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 GC-MS測定條件

頂空進(jìn)樣器設(shè)置：加熱箱溫度80 ℃，加熱3 min，進(jìn)樣量100 μL。

色譜條件：HP DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)石英毛細(xì)管色譜柱；載氣為純氦氣(99.999%)，流量1 mL/min，不分流；進(jìn)樣口溫度230 ℃，傳輸線溫度230 ℃，柱箱程序升溫，柱溫起始溫度保持 1 min，以5 ℃/min升溫至130 ℃，再以10 ℃/min升溫至230 ℃保持3 min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，電離方式EI，電子能量 70.0 eV；全掃描，質(zhì)量掃描范圍45～520 m/z。

根據(jù)已有標(biāo)樣(C8～C40 正構(gòu)烷烴)的色譜保留時間，計算各樣品中每個成分保留指數(shù)KI(Kovats Index)，對比計算機(jī)譜庫中的 KI 值及質(zhì)譜信息對每個成分進(jìn)行定性分析。每個成分含量以相對含量表示。

1.3.2 DPPH自由基清除能力測定方法

分別在試管中加入2.5 mL 6.5×10-5mmol/L DPPH溶液和 0.5 mL稀釋的迷迭香精油或迷迭香純露，封口，避光反應(yīng)30 min，測定525 nm處的吸光度值，記為A1。同時平行測定用50%乙醇溶液作參比時的吸光度(即2.5 mL的6.5×10-5mmol/L DPPH溶液加入0.5 mL的50%乙醇溶液)，所測得的吸光度值記錄為A2。同時測定2.5 mL 50%乙醇溶液和0.5 mL稀釋的迷迭香精油或迷迭香純露混合液的吸光度值，記為A0[14]。根據(jù)下式計算清除率：

清除率=[A2-(A1-A0)]/A2×100%。

式中：A2為2.5 mL DPPH溶液中加入0.5 mL 50%乙醇的混合液吸光度；A1為2.5 mL DPPH溶液中加入0.5 mL迷迭香精油或純露樣品的混合液吸光度；A0為2.5 mL 50%乙醇中加入0.5 mL迷迭香精油或純露樣品的混合液吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

精油和純露的揮發(fā)性成分經(jīng)過氣相色譜分離，形成各自的色譜峰，采用氣相色譜-質(zhì)譜-計算機(jī)聯(lián)用儀進(jìn)行分析鑒定。各成分質(zhì)譜通過計算機(jī)譜庫檢索和資料分析，結(jié)合保留指數(shù)，確定各個化學(xué)成分，運(yùn)用峰面積歸一化法，求得各成分的相對含量。

采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件和Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蒸餾時段迷迭香精油揮發(fā)性成分比較

表1 不同蒸餾時段迷迭香精油揮發(fā)性成分比較Table 1 Comparison of volatile components of essential oil fromRosmarinus officinalis at different distillation periods

續(xù) 表

由表1可知，0～40 min、80～120 min 2個蒸餾時段迷迭香精油成分種類沒有差異，均鑒定出22種成分，而40～80 min蒸餾時段迷迭香精油成分種類鑒定出20種成分。3個蒸餾時段迷迭香精油成分的相對含量存在差異。隨蒸餾時間延長，3個蒸餾時段迷迭香精油中α-蒎烯、1,8-桉葉油素的相對含量呈逐漸降低趨勢，α-異松油烯、松油烯-4-醇、α-松油醇、橙花醇乙酸酯、葎草烯的相對含量呈逐漸增加趨勢，而崁烯、L-β-蒎烯、β-月桂烯、α-松油烯、對聚傘花烴、γ-松油烯、馬鞭草烯酮、乙酸龍腦酯、石竹烯的相對含量呈先降低再增加趨勢，α-水芹烯、芳樟醇、(-)-樟腦、龍腦、異蒎烷酮、反式-牻牛兒醇的相對含量呈先增加再降低趨勢。

按照分子結(jié)構(gòu)，迷迭香精油成分可分為四大類，即萜烯類化合物、酮類化合物、醇類化合物和酯類化合物，其中萜烯類化合物包括α-蒎烯、崁烯、L-β-蒎烯、β-月桂烯、α-水芹烯、γ-松油烯、α-異松油烯、石竹烯、葎草烯；酮類化合物包括(-)-樟腦、異蒎烷酮、馬鞭草烯酮；醇類化合物包括對聚傘花素、1,8-桉葉油素、芳樟醇、龍腦、松油烯-4-醇、α-松油醇、反式-牻牛兒醇；酯類化合物包括乙酸龍腦酯、橙花醇乙酸酯。3個蒸餾時段的迷迭香精油成分均以萜烯類化合物為主；隨蒸餾時間延長，3個蒸餾時段的迷迭香精油成分中酮類化合物相對含量(11.08%～13.41%)和酯類化合物相對含量(5.73%～12.79%)均呈逐漸增加趨勢，醇類化合物相對含量(24.13%～37.35%)呈逐漸降低趨勢，而萜烯類化合物相對含量(38.42%～47.90%)呈先降低再升高趨勢。

2.2 不同蒸餾時段迷迭香純露揮發(fā)性成分比較

表2 不同蒸餾時段迷迭香純露揮發(fā)性成分比較Table 2 Comparison of volatile components of hydrosol from Rosmarinus officinalis at different distillation periods

續(xù) 表

續(xù) 表

由表2可知， 3個蒸餾時段迷迭香純露成分種類存在差異，0～40 min、40～80 min、80～120 min 3個蒸餾時段分別鑒定出39，37，35種成分，但主要成分均為1,8-桉葉油素；3個蒸餾時段迷迭香純露成分的相對含量也存在差異。隨著蒸餾時間延長，1,8-桉葉油素的相對含量呈逐漸降低趨勢，3個蒸餾時段迷迭香純露中1,8-桉葉油素的相對含量分別高于迷迭香精油，但3個蒸餾時段迷迭香純露中α-蒎烯的相對含量分別遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于迷迭香精油。

2.3 不同蒸餾時段迷迭香精油和純露抗氧化能力比較

表3 不同蒸餾時段迷迭香精油和純露DPPH自由基清除能力比較Table 3 Comparison of antioxidant ability of essential oil and hydrosol from Rosmarinus officinalis at different distillation periods

由表3可知，3個蒸餾時段迷迭香精油的DPPH自由基清除能力由高到低的順序?yàn)?0～80 min>80～120 min>0～40 min，其中40～80 min極顯著(P<0.01)高于0～40 min和80～120 min，而80～120 min顯著高于0～40 min(P<0.05)。3個蒸餾時段迷迭香純露的DPPH自由基清除能力由高到低的順序?yàn)?0～120 min>40～80 min>0～40 min，其中80～120 min極顯著(P<0.01)高于0～40 min，顯著高于40～80 min(P<0.05)，而40～80 min顯著高于0～40 min(P<0.05)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

迷迭香精油成分主要包括1,8-桉葉油素、樟腦、α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯和月桂烯等，本實(shí)驗(yàn)中迷迭香精油的化學(xué)成分也證明了這一點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)中3個蒸餾時段迷迭香精油的化學(xué)成分及其相對含量存在差異，且隨蒸餾時間延長，主要成分1,8-桉葉油素的相對含量呈逐漸降低趨勢，與茴香精油主要成分反式茴香腦相對含量的變化趨勢相反，其可能的原因是1,8-桉葉油素在迷迭香精油中是小分子物質(zhì)，因此在相對較短的蒸餾時間里就能夠蒸餾出來，隨著蒸餾時間延長，小分子物質(zhì)會逐漸減少，大分子物質(zhì)會逐漸增多。

3個蒸餾時段迷迭香純露的化學(xué)成分種類和相對含量存在差異。隨蒸餾時間延長，迷迭香純露的化學(xué)成分種類及其主要成分1,8-桉葉油素的相對含量均呈逐漸減少趨勢，這與迷迭香精油中主要成分1,8-桉葉油素的相對含量逐漸減少是一致的。此外，迷迭香純露中化學(xué)成分種類和相對含量與迷迭香精油存在明顯差異。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，稀釋后的迷迭香精油以40～80 min蒸餾時段的DPPH自由基清除能力最強(qiáng)，而迷迭香純露以80～120 min蒸餾時段的DPPH自由基清除能力最強(qiáng)，這可能與3個蒸餾時段迷迭香精油和純露的化學(xué)成分種類和相對含量不同有關(guān)。

植物精油的化學(xué)成分常因原料來源及提取方法等不同導(dǎo)致化學(xué)成分表現(xiàn)出明顯差異，因此，不斷優(yōu)化提取工藝對保留更多精油的有效成分尤其重要[15]。根據(jù)我國市場調(diào)查，油脂、罐頭、肉制品、糕點(diǎn)類等方面預(yù)計全國每天需天然抗氧化劑約2000 t以上。迷迭香精油可很好地清除自由基，防止油脂氧化變質(zhì)，因此，作為抗氧化劑開發(fā)和商業(yè)推廣必將促進(jìn)我國迷迭香產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展[16]。

3.2 結(jié)論

0～40 min和80～120 min蒸餾時段均鑒定出22種迷迭香精油成分，40～80 min蒸餾時段鑒定出20種。3個蒸餾時段迷迭香精油成分相對含量存在差異。隨著蒸餾時間延長，迷迭香精油主要成分1,8-桉葉油素(4.31%～25.01%)和α-蒎烯(20.52%～24.15%)的相對含量呈降低趨勢，而葎草烯(0.20%～20.52%)的相對含量呈增加趨勢。

3個蒸餾時段迷迭香純露成分種類和相對含量存在差異。隨著蒸餾時間延長，迷迭香純露成分種類減少；迷迭香純露主要成分1,8-桉葉油素(17.04%～41.01%)的相對含量呈降低趨勢，而γ-松油醇(0.02%～20.81%)和松香芹酮(0.58%～13.31%)的相對含量呈增加趨勢。

3個蒸餾時段迷迭香精油的DPPH自由基清除能力由高到低順序?yàn)?0～80 min>80～120 min>0～40 min，迷迭香純露的DPPH自由基清除能力由高到低順序?yàn)?0～120 min>40～80 min>0～40 min。