艾納香與馬尾松精油的成分分析及抗氧化研究

郝文鳳，田玉紅，張倩，董菲，周旭凱

(廣西科技大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，廣西 柳州 545006)

艾納香[Blumeabalsamifera(L.) DC.]為一種傳統(tǒng)的菊科藥用植物，可用于鎮(zhèn)痛、治療發(fā)燒、促進(jìn)皮膚創(chuàng)傷和燒傷愈合以及增加食欲等[1-3]。艾納香揮發(fā)油提取于艾納香葉中，是制作艾粉、艾油的原料，具有發(fā)展成為食品添加劑、藥品、化妝品的天然抗氧化劑及抗菌劑的潛力[4]。馬尾松(Pinusmassoniana)是一種造林松樹(shù)[5]，它長(zhǎng)期以來(lái)被用作各種產(chǎn)品的樹(shù)脂和松節(jié)油的來(lái)源[6]。馬尾松精油具有抗氧化、抑菌及防腐的作用，在醫(yī)藥、香料、化妝品和食品保存等方面都具有廣泛的使用價(jià)值[7-8]。近年來(lái)，植物精油可作為天然的調(diào)味香料，因其具有抗菌、抗氧化等多種生物活性作用機(jī)制，符合公眾對(duì)天然產(chǎn)品的需求[9-13]。本文以艾納香精油和馬尾松精油為原料，采用GC-MS聯(lián)用法對(duì)兩種精油的成分進(jìn)行鑒定，采用DPPH·清除法和ABTS+·清除法測(cè)定精油的抗氧化能力并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，為綜合開(kāi)發(fā)利用艾納香精油和馬尾松精油資源提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

艾納香：購(gòu)于海南艾納香生物科技發(fā)展股份有限公司，產(chǎn)地貴州羅甸；馬尾松：購(gòu)于廣西全州縣全州鎮(zhèn)富坪村，產(chǎn)地廣西全州。

2,2′-聯(lián)氮-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽自由基(ABTS+·)：美國(guó)Adamas公司；2,2-二苯基-1-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、丁基羥基茴香醚 (BHA)、維生素C(Vc)：美國(guó)Sigma公司；β-石竹烯：梯希愛(ài)(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司；α-蒎烯：廣西梧州松脂股份有限公司。

Trace 1300-ISQ QD氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；FA2004N型電子分析天平 上海菁海儀器有限公司；722S可見(jiàn)光分光光度計(jì) 上海儀電分析儀器有限公司；揮發(fā)油提取器 湖州申玻儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 艾納香精油和馬尾松精油的提取

準(zhǔn)確稱(chēng)取100 g艾納香或馬尾松樣品，放置于揮發(fā)油測(cè)定器中，加入2000 mL蒸餾水，采用水蒸氣蒸餾法提取6 h，靜置分層后讀取精油的體積并收集精油。100 g艾納香樣品提取得到紅棕色精油0.13 mL，提取率為0.13%(V/W)。100 g馬尾松樣品提取得到淡黃色精油0.37 mL，提取率為0.37%(V/W)。

1.2.2 艾納香精油和馬尾松精油成分的分析

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)艾納香精油和馬尾松精油進(jìn)行定性定量分析。氣相色譜條件：毛細(xì)管色譜柱HP-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，采用程序升溫：60 ℃保持5 min，升至260 ℃(2 ℃/min),于260 ℃保持5 min。載氣為高純氦氣，流量1.0 mL/min；進(jìn)樣量1 μL，分流比1∶150，進(jìn)樣口溫度280 ℃，接口溫度280 ℃。質(zhì)譜條件：EI電離源，電子倍增器電壓1.5 kV，電子能量70 eV，質(zhì)量掃描范圍50～550 amu，全掃描方式。

1.3 艾納香精油和馬尾松精油抗氧化能力的測(cè)定

1.3.1 DPPH·清除能力的測(cè)定

1.3.2 ABTS+·清除能力的測(cè)定

2 結(jié)果與分析

2.1 艾納香精油和馬尾松精油的化學(xué)成分

按上述GC-MS條件分別對(duì)艾納香精油和馬尾松精油的化學(xué)成分進(jìn)行分析，得到兩種精油的總離子流色譜圖，見(jiàn)圖1和圖2。艾納香精油經(jīng)鑒定確認(rèn)了38種組分，占總含量的88.20%，馬尾松精油經(jīng)鑒定確認(rèn)了59種組分，占總含量的92.43%。各物質(zhì)按照其從毛細(xì)管色譜柱中的流出順序排列，見(jiàn)表1。

表1 艾納香精油和馬尾松精油的化學(xué)成分Table 1 The chemical components of essential oils from Blumea balsamifera (L.) DC. and Pinus massoniana

續(xù) 表

續(xù) 表

圖1 艾納香精油的總離子流圖

圖2 馬尾松精油的總離子流圖

在確認(rèn)的艾納香精油成分中，其中碳?xì)浠衔锏暮抗?種，占總峰面積的27.47%；醇類(lèi)物質(zhì)含量最高共，18種，占37.68%；酮類(lèi)物質(zhì)3種，占9.67%；氧化物類(lèi)物質(zhì)2種，占7.66%；酸類(lèi)物質(zhì)3種，占1.55%；醚類(lèi)物質(zhì)1種，占4.03%；酯類(lèi)物質(zhì)1種，占0.09%；醛類(lèi)物質(zhì)1種，占0.05%，其主要成分為龍腦(19.55%)、β-石竹烯(11.19%)、花椒油素(8.08%)和β-石竹烯氧化物(7.08%)。在確認(rèn)的馬尾松精油成分中，碳?xì)浠衔锏暮孔罡?，?6種，占總峰面積的63.90%；醇類(lèi)物質(zhì)19種，占20.11%；酯類(lèi)物質(zhì)9種，占5.54%；環(huán)氧化物類(lèi)物質(zhì)1種，占1.32%；醚類(lèi)物質(zhì)1種，占1.05%；醛類(lèi)物質(zhì)2種，占0.10%；酸類(lèi)物質(zhì)1種，占0.41%，其主要成分為β-石竹烯(12.89%)、α-蒎烯(7.26%)、大根香葉烯D(6.85%)和雙環(huán)大根香葉烯(5.91%)、α-杜松醇(5.05%)、δ-杜松烯(4.67%)。

2.2 艾納香精油和馬尾松精油對(duì)DPPH·的清除效果

DPPH·有單電子，在517 nm處有強(qiáng)吸收，其醇溶液呈紫色。當(dāng)有自由基清除劑與其反應(yīng)時(shí)使溶液的顏色從紫色變?yōu)闇\黃色，褪色越明顯表明抗氧化能力越強(qiáng)[16]。不同濃度下艾納香精油和馬尾松精油以及精油中兩種主要成分β-石竹烯和α-蒎烯對(duì)DPPH·的清除率見(jiàn)圖3。

圖3 DPPH·的清除率與精油濃度之間的關(guān)系

由圖3可知，不同濃度的艾納香精油、馬尾松精油、β-石竹烯和α-蒎烯對(duì)DPPH·的清除效果均呈現(xiàn)量效應(yīng)關(guān)系，隨著樣品濃度的增大，對(duì)DPPH·清除效果增強(qiáng)。艾納香精油、馬尾松精油、β-石竹烯、α-蒎烯清除DPPH·的IC50值分別為1.86，17.71，50.59，13.71 mg/mL。艾納香精油清除DPPH·能力高于β-石竹烯和α-蒎烯，馬尾松精油清除DPPH·能力高于β-石竹烯，低于α-蒎烯清除DPPH·能力。

2.3 艾納香精油和馬尾松精油對(duì)ABTS+·的清除效果

ABTS+·是一種相對(duì)穩(wěn)定的、具有特殊藍(lán)綠色的水溶性自由基，可通過(guò)K2S2O8氧化ABTS+獲得，當(dāng)抗氧化劑或具有抗氧化能力的樣品與其反應(yīng)使溶液顏色變淺至無(wú)色，褪色越明顯表明抗氧化能力越強(qiáng)，其特征吸光度值越小[17]。不同濃度下艾納香精油和馬尾松精油以及精油中兩種主要成分β-石竹烯和α-蒎烯對(duì)ABTS+·的清除率見(jiàn)圖4。

圖4 ABTS+·的清除率與精油濃度之間的關(guān)系

由圖4可知，不同濃度的艾納香精油、馬尾松精油、β-石竹烯和α-蒎烯對(duì)ABTS+·的清除效果均呈現(xiàn)量效應(yīng)關(guān)系，隨樣品濃度的增大，對(duì)ABTS+·清除效果增強(qiáng)。艾納香精油、馬尾松精油、β-石竹烯、α-蒎烯清除ABTS+·的IC50值分別為0.41，3.51，4.38，5.25 mg/mL。艾納香精油清除ABTS+·能力高于馬尾松精油，兩種精油清除ABTS+·能力均高于β-石竹烯和α-蒎烯清除ABTS+·能力。

艾納香精油和馬尾松精油及其主要成分的抗氧化活性見(jiàn)表2。

表2 艾納香精油和馬尾松精油及其主要成分的抗氧化活性Table 2 The antioxidant activities of essential oils from Blumea balsamifera (L.) DC. and Pinus massoniana and their main components

3 結(jié)論與討論

研究首先采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)鑒定了艾納香精油和馬尾松精油的化學(xué)成分，艾納香精油中含量最高的成分為龍腦(19.55%)，其次是β-石竹烯(11.19%)、花椒油素 (8.08%)和β-石竹烯氧化物(7.08%)。馬尾松精油含量最高的成分為β-石竹烯(12.89%)，其次為α-蒎烯(7.26%)、大根香葉烯D(6.85%)、雙環(huán)大根香葉烯(5.91%)、α-杜松醇(5.05%)。龍腦又稱(chēng)冰片，具有廣譜的抗菌性能，多用于心腦血管疾病的防治[18-19]。α-蒎烯存在于松樹(shù)和針葉樹(shù)的精油中[20]，對(duì)人體軟骨細(xì)胞具有抗炎及抗腫瘤等作用[21-22]。天然雙環(huán)倍半萜類(lèi)化合物β-石竹烯和β-石竹烯氧化物均具有顯著的抗癌活性，影響多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖[23]。上述幾種物質(zhì)在兩種精油中都具有較高含量，由此表明艾納香精油和馬尾松精油具有較高的開(kāi)發(fā)價(jià)值。

通過(guò)DPPH·清除法和ABTS+·清除法分別測(cè)定了艾納香精油和馬尾松精油清除自由基的能力，艾納香精油清除DPPH·和ABTS+·的IC50值分別為1.86 mg/mL和0.41 mg/mL；馬尾松精油清除DPPH·和ABTS+·的IC50值分別為17.71 mg/mL和3.51 mg/mL，由此可得，兩種精油均具有清除自由基的活性，則艾納香精油和馬尾松精油可以作為一種較為安全的天然抗氧化物來(lái)源。