不同蒸餾時(shí)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(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)均可生長(zhǎng)，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(dòng)植物油中，以提高動(dòng)植物油的氧化穩(wěn)定性[5]。研究表明，迷迭香精油對(duì)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(duì)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(lái)越多的肉制品保鮮中。純露是在蒸餾提煉精油時(shí)分離出來(lái)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(shí)間、提取時(shí)間等[11]。研究表明，不同蒸餾時(shí)段的茴香精油化學(xué)成分及其相對(duì)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(duì)DPPH自由基均具有不同的清除能力[12,13]。不同蒸餾時(shí)段迷迭香精油和純露化學(xué)成分及其相對(duì)含量、抗氧化能力至今未見(jiàn)相關(guān)報(bào)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(shí)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(shí)對(duì)不同蒸餾時(shí)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(kāi)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(dòng)進(jìn)樣器 瑞士CTC分析公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(gè)蒸餾時(shí)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(cè)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(cè)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(cè)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(shí)間，計(jì)算各樣品中每個(gè)成分保留指數(shù)KI(Kovats Index)，對(duì)比計(jì)算機(jī)譜庫(kù)中的 KI 值及質(zhì)譜信息對(duì)每個(gè)成分進(jìn)行定性分析。每個(gè)成分含量以相對(duì)含量表示。

1.3.2 DPPH自由基清除能力測(cè)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(cè)定525 nm處的吸光度值，記為A1。同時(shí)平行測(cè)定用50%乙醇溶液作參比時(shí)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(cè)得的吸光度值記錄為A2。同時(shí)測(cè)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(jì)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(guò)氣相色譜分離，形成各自的色譜峰，采用氣相色譜-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)聯(lián)用儀進(jìn)行分析鑒定。各成分質(zhì)譜通過(guò)計(jì)算機(jī)譜庫(kù)檢索和資料分析，結(jié)合保留指數(shù)，確定各個(gè)化學(xué)成分，運(yùn)用峰面積歸一化法，求得各成分的相對(duì)含量。

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

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蒸餾時(shí)段迷迭香精油揮發(fā)性成分比較

表1 不同蒸餾時(shí)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(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香精油成分種類沒(méi)有差異，均鑒定出22種成分，而40～80 min蒸餾時(shí)段迷迭香精油成分種類鑒定出20種成分。3個(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香精油成分的相對(duì)含量存在差異。隨蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)，3個(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香精油中α-蒎烯、1,8-桉葉油素的相對(duì)含量呈逐漸降低趨勢(shì)，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(duì)含量呈逐漸增加趨勢(shì)，而崁烯、L-β-蒎烯、β-月桂烯、α-松油烯、對(duì)聚傘花烴、γ-松油烯、馬鞭草烯酮、乙酸龍腦酯、石竹烯的相對(duì)含量呈先降低再增加趨勢(shì)，α-水芹烯、芳樟醇、(-)-樟腦、龍腦、異蒎烷酮、反式-牻牛兒醇的相對(duì)含量呈先增加再降低趨勢(shì)。

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(duì)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(gè)蒸餾時(shí)段的迷迭香精油成分均以萜烯類化合物為主；隨蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)，3個(gè)蒸餾時(shí)段的迷迭香精油成分中酮類化合物相對(duì)含量(11.08%～13.41%)和酯類化合物相對(duì)含量(5.73%～12.79%)均呈逐漸增加趨勢(shì)，醇類化合物相對(duì)含量(24.13%～37.35%)呈逐漸降低趨勢(shì)，而萜烯類化合物相對(duì)含量(38.42%～47.90%)呈先降低再升高趨勢(shì)。

2.2 不同蒸餾時(shí)段迷迭香純露揮發(fā)性成分比較

表2 不同蒸餾時(shí)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(gè)蒸餾時(shí)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(gè)蒸餾時(shí)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(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香純露成分的相對(duì)含量也存在差異。隨著蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)，1,8-桉葉油素的相對(duì)含量呈逐漸降低趨勢(shì)，3個(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香純露中1,8-桉葉油素的相對(duì)含量分別高于迷迭香精油，但3個(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香純露中α-蒎烯的相對(duì)含量分別遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于迷迭香精油。

2.3 不同蒸餾時(shí)段迷迭香精油和純露抗氧化能力比較

表3 不同蒸餾時(shí)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(gè)蒸餾時(shí)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(gè)蒸餾時(shí)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(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香精油的化學(xué)成分及其相對(duì)含量存在差異，且隨蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)，主要成分1,8-桉葉油素的相對(duì)含量呈逐漸降低趨勢(shì)，與茴香精油主要成分反式茴香腦相對(duì)含量的變化趨勢(shì)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(duì)較短的蒸餾時(shí)間里就能夠蒸餾出來(lái)，隨著蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)，小分子物質(zhì)會(huì)逐漸減少，大分子物質(zhì)會(huì)逐漸增多。

3個(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香純露的化學(xué)成分種類和相對(duì)含量存在差異。隨蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)，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(duì)含量均呈逐漸減少趨勢(shì)，這與迷迭香精油中主要成分1,8-桉葉油素的相對(duì)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(duì)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(shí)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(shí)段的DPPH自由基清除能力最強(qiáng)，這可能與3個(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香精油和純露的化學(xué)成分種類和相對(duì)含量不同有關(guān)。

植物精油的化學(xué)成分常因原料來(lái)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(duì)保留更多精油的有效成分尤其重要[15]。根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)調(diào)查，油脂、罐頭、肉制品、糕點(diǎn)類等方面預(yù)計(jì)全國(guó)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(kāi)發(fā)和商業(yè)推廣必將促進(jìn)我國(guó)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(shí)段均鑒定出22種迷迭香精油成分，40～80 min蒸餾時(shí)段鑒定出20種。3個(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香精油成分相對(duì)含量存在差異。隨著蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)，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(duì)含量呈降低趨勢(shì)，而葎草烯(0.20%～20.52%)的相對(duì)含量呈增加趨勢(shì)。

3個(gè)蒸餾時(shí)段迷迭香純露成分種類和相對(duì)含量存在差異。隨著蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)，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(duì)含量呈降低趨勢(shì)，而γ-松油醇(0.02%～20.81%)和松香芹酮(0.58%～13.31%)的相對(duì)含量呈增加趨勢(shì)。

3個(gè)蒸餾時(shí)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。