李榮,姜子濤
(天津商業(yè)大學(xué) 天津市食品生物技術(shù)重點實驗室,天津 300134)
披薩草(Origanum vulgareL.),又稱牛至葉、奧勒崗,為唇型科牛至屬多年生草本植物,原產(chǎn)于法國和西班牙等國,現(xiàn)世界各地均有分布,中國主要分布于華北、西北和長江以南各地。披薩草鮮品可作為芳香蔬菜直接食用,干品則是西餐中重要的調(diào)味辛香料。披薩草富含酚類化合物,具有較強(qiáng)的抗氧化和抗菌性能,可用來提高食品的貨架期。另外,披薩草具有清暑解表、利水消腫、消炎和祛痰、助消化等功效[1-3],為中國和地中海國家的傳統(tǒng)藥材。利用水蒸氣蒸餾法(HD)已獲得披薩草揮發(fā)油(即香氣成分的富集物)的化學(xué)成分[4-7]。
微波輔助水蒸氣蒸餾法(MHD)是近年來出現(xiàn)的一種新方法,該方法彌補(bǔ)了HD法需長時間高溫蒸煮導(dǎo)致產(chǎn)品香氣質(zhì)量較差、能耗大、耗時長的不足。鑒于不同的提取方法會直接導(dǎo)致?lián)]發(fā)油成分產(chǎn)生一定的差異[8-9],筆者采用MHD法提取了山東產(chǎn)披薩草的揮發(fā)油,利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和保留指數(shù)比較法鑒定了該揮發(fā)油的化學(xué)成分,并與利用HD法提取的披薩草揮發(fā)油成分進(jìn)行了比較,以期為進(jìn)一步開發(fā)和利用披薩草資源提供依據(jù)。
山東產(chǎn)披薩草(干品),由山東省安丘市??怂故称酚邢薰咎峁?。披薩草干品粉碎至粒徑約0.4 mm。C8-C40正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品購至美國AccuStandard公司。
MAS-I 型微波萃取儀(上海新儀微波化學(xué)科技有限公司);Trace DSQ液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國Thermo Fisher公司),配有AL 3000自動進(jìn)樣器、電子轟擊離子源(EI)、Mainlib Library and Replib Library數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、TR-5MS石英毛細(xì)柱色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)。
1.3.1 披薩草揮發(fā)油的提取
選擇不同的微波功率(300、500、700和900 W)和固液比(1∶5、1∶10、1∶20),MHD法提取披薩草揮發(fā)油,每隔一定時間測定1次出油率,當(dāng)出油量不再增加時,所消耗的時間即為最佳提取時間。
1.3.2 氣相色譜-質(zhì)譜分析披薩草揮發(fā)油成分
氣相色譜條件:程序升溫控制柱箱溫度,50~120 ℃(20 /min℃ ),120~280 ℃(10 /min℃ ),最后在280 ℃下恒溫10 min;載氣(He)流速1.0 mL/min,進(jìn)樣量0.4 μL;分流比60∶1。MS條件:電子轟擊離子源(EI),電子束能量70 eV;傳輸線溫度250 ℃;離子源溫度250 ℃;質(zhì)量掃描范圍m/z50-450。
從圖1中可以看出,不同的微波功率使揮發(fā)油溢出進(jìn)入到水相中的時間有所不同,900 W時僅需要5 min,而300 W時則需要8 min。進(jìn)一步延長微波處理時間,則水相開始沸騰,蒸餾開始。考慮到較大微波功率時,非常容易發(fā)生爆沸,會使披薩草粉末沖入分水器中,影響蒸餾的進(jìn)行,選用300 W作為MHD法微波功率較為適宜。
圖1 微波功率和時間對揮發(fā)油提取的影響Fig. 1 The effect of delivered power and time on oil yield under MHD conditions
在300 W的微波功率和不同固液比的條件下,分別測定了在不同的蒸餾時間披薩草的出油率,直到出油率達(dá)到最大時為止。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)固液比1∶10時,提取時間為1 h,出油率達(dá)到3.05%。同樣質(zhì)量的披薩草樣品,HD法提取揮發(fā)油時,2.5 h可達(dá)到最大出油率2.94%。在不同固液比時,出油率隨時間變化的曲線如圖2所示。所獲得的揮發(fā)油均為淺黃色的油狀液體,揮發(fā)油經(jīng)無水硫酸鈉脫水,0.45 μm膜過濾后供分析用??梢娎肕HD提取揮發(fā)油可縮短提取時間,且揮發(fā)油的提取效率也明顯高于HD法。
圖 2 蒸餾時間對揮發(fā)油提取的影響Fig. 2 The effect of distillation time on oil yield under MHD and HD conditions
GC/MS分析披薩草揮發(fā)油的總離子流圖譜見圖3。
利用計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)譜庫對比法和保留指數(shù)比較法,從MHD披薩草揮發(fā)油中鑒定出42種成分,占揮發(fā)油總量的99.35%。從HD披薩草揮發(fā)油中鑒定出39種成分,占揮發(fā)油總量的99.10%,揮發(fā)油的化學(xué)成分及其含量見表1。MHD披薩草揮發(fā)油的主要成分為香芹酚(67.85%)、麝香草酚(16.18%)和鄰傘花烴(3.00%)。HD披薩草揮發(fā)油的主要成分為香芹酚(69.78%)、麝香草酚(16.08%)和紅沒藥烯(2.01%)。另外,還發(fā)現(xiàn)了草蒿腦、桂皮醛、乙酸百里香酯、β-愈創(chuàng)木烯、α-依蘭油烯、凡倫橘烯、去氫白菖烯、α-愈創(chuàng)木烯、α-白菖考烯、胡蘿卜醇和檀香腦等19種成分的存在,未見有文獻(xiàn)[4-7]報道。
圖3 山東披薩草揮發(fā)油總離子流圖譜Fig. 3 Total ions chromatographies of volatile oils of Origanum vulgare L. grown in Shandong
表1 微波水蒸氣蒸餾法與水蒸氣蒸餾法披薩草揮發(fā)油化學(xué)成分Table 1 Comparison of chemical composition of essential oils of Origanum vulgare obtained by microwave-assisted hydrodistillation (MHD) and hydrodistillation (HD)
續(xù)表
MHD和HD兩種方法所獲得的揮發(fā)油均是單萜和倍半萜烯類化合物及其含氧衍生物,但化學(xué)組成有所不同。另外,MHD和HD披薩草揮發(fā)油中含氧類化合物的含量均在90%以上,且主要是酚類化合物,這在植物揮發(fā)油中也是比較少見的,這可能是披薩草揮發(fā)油具有較高的殺菌和抗菌活性的原因。
將分析結(jié)果與以往的研究結(jié)果[4-8]比較后發(fā)現(xiàn),山東產(chǎn)披薩草揮發(fā)油中的化學(xué)成分與意大利富羅雷地區(qū)[8]及云南[4]產(chǎn)披薩草比較相似,和貴州、四川及新疆產(chǎn)披薩草在揮發(fā)油的成分相差較大[5-7]。
[1] 林清華,湯漢文,王禮德.牛至揮發(fā)油對小鼠腹腔巨噬細(xì)胞活性及免疫器官重量的影響[J].醫(yī)學(xué)與臨床,1990,10(1): 49-51.
[2] 林清華,劉波,徐有為.牛至揮發(fā)油對腸炎常見菌的體外抗菌作用[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報,1997,3(1): 76-78.
[3] 林清華,張楚富,劉眾文.牛至揮發(fā)油對小鼠特異性免疫功能的影響[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報,1997,3(4): 389-391.
[4] 田輝,李萍,賴東美.牛至揮發(fā)油的GC-MS分析[J].中藥材,2006,29(9): 920-921.
[5] 袁果,先靜緘,袁家謨.黔產(chǎn)牛至葉的揮發(fā)油成分分析[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),1997,25(3): 41-43.
[6] 顏世利,巴杭,阿吉艾克拜爾.新疆牛至揮發(fā)油化學(xué)成分的分析[J].光譜實驗室,2004,21(5): 842-845.
[7] 蒲海,王遠(yuǎn)強(qiáng),張婧詩,等.運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用法對牛至揮發(fā)油化學(xué)成分的分析[J].重慶工學(xué)院學(xué)報: 自然科學(xué)版,2007,21(5): 115-118.
[8] De Martino L,De Feo V,F(xiàn)ormisano C,et al.Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oils from three chemotypes ofOriganum vulgareL.ssp hirtum (Link) Ietswaart growing wild in Campania (Southern Italy)[J].Molecules,2009,14: 2735-2746.
[9] Figiel A,Szumny A,Gutierrez-Ortiz A,et al.Composition of oregano essential oil (Origanum vulgare) as affected by drying method[J].J Food Engn,2010,98: 240-247.
英文編輯:易來賓