鄧福明++梁淑云++陳衛(wèi)軍++王揮++趙松林

摘 要 采用水蒸氣蒸餾法提取木瓜籽精油（PSO），測定PSO的總抗氧化能力、羥基自由基和DPPH自由基清除能力，并應用GC-MS分析測定PSO的化學組成。結果表明，水蒸氣蒸餾法提取木瓜籽精油最佳蒸餾時間是2.5 h，料液比和浸泡時間分別是1∶8（w∶V） 和1 h；與合成抗氧化劑相比，PSO的總抗氧化能力偏低，當PSO濃度達到5×10-5 mg/mL和8 mg/mL時，其清除羥基自由基和DPPH自由基的能力分別達到100%和70%以上；PSO化學成分主要是安息香醛、苯乙醛、苯乙腈和異硫氰酸芐酯，其中異硫氰酸芐酯的相對含量占98.28%。說明該方法可獲得高純度的異硫氰酸芐酯，可為工業(yè)上生產(chǎn)異硫氰酸芐酯提供一定的理論依據(jù)。

關鍵詞 木瓜籽 ；精油 ；提取 ；抗氧化活性

分類號 S661.6

番木瓜（Carica papaya L.）又名木瓜、番瓜、乳瓜、樹冬瓜、萬壽果，我國的廣東、廣西、海南、云南、福建等省廣泛種植[1]。據(jù)2011年報道，全球番木瓜年產(chǎn)量超過1 000萬 t，我國番木瓜年產(chǎn)量超過 50萬t。另外，原產(chǎn)于中國的薔薇科木瓜種植雖然較分散，但該產(chǎn)業(yè)已得到重視，并逐步發(fā)展壯大，年產(chǎn)量不低于番木瓜產(chǎn)量[2]。長期以來，木瓜籽是這些木瓜果肉加工的下腳料，約占番木瓜重量的7%，對如何合理利用這一獨特的資源至今沒有得到足夠的重視和研究。工廠將木瓜加工后，往往將木瓜籽作為垃圾扔掉，這樣不僅污染環(huán)境，而且浪費了大量的生物資源。目前有關番木瓜籽的研究，主要集中在提取其中的生物活性成分，進而研究其功能活性[3-11]。尚無有關木瓜籽精油的提取及其功能活性的研究報道。

本文探討了水蒸氣蒸餾法提取木瓜籽精油的各項條件，并對水蒸氣蒸餾提取的木瓜籽精油和合成食用抗氧化劑進行了體外抗氧化活性和清除自由基能力的比較研究，為開發(fā)木瓜籽精油的新功能和拓展其應用領域提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗原料

番木瓜，產(chǎn)自海南，取其籽，60℃下干燥36～56 h，微型植物試樣粉碎機型粉碎，過孔徑 80目分樣篩，備用。

1.1.2 試劑與設備

主要試劑：DPPH，美國 Sigma 公司；2，6-二叔丁基對甲酚（BHT）、沒食子酸丙酯（PG）、叔丁基對苯二酚（TBHQ）、結晶紫、磷酸鈉、鉬酸銨、NaCl等為國產(chǎn)分析純；所用水為除氧蒸餾水。樣品儲備溶液配制：1.0 mg/mL木瓜籽精油（PSO）、BHT、PG、TBHQ儲備溶液（準確稱取 0.1000 g 所提PSO、BHT、PG、TBHQ，分別轉入不同的100 mL容量瓶中，用無水乙醇溶解并定容至 100 mL），用時用乙醇溶液稀釋所需濃度。

主要儀器：植物精油提取器，矩源JYT-LJ，上海矩源機械設備有限公司；紫外可見分光光度計，UV-1200上海美譜達儀器有限公司；高速離心機，Themo scientific heraeus Mullifuge XIR；恒溫水浴振蕩器，HHS-4S 上?？德穬x器設備有限公司；微型植物試樣粉碎機，CXP-500A上海市晟喜制藥機械有限公司，GS-MS，Shimadzu GC-MS QP2010Plus；電子天平，AL204-IC 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 木瓜籽精油（PSO）的提取

將番木瓜剖開，取出木瓜籽，置于烘箱中50～60℃干燥36～56 h，將干燥后的木瓜籽粉碎，加入蒸餾水和NaCl，常溫下靜置。最后用植物精油提取器蒸餾，收集精油提取器底部精油和水的混合物，最后加入適量無水硫酸鈉，靜置5～10 min，過濾備用。

1.2.2 總抗氧化活性的測定

采用磷鉬絡合物法[12-13]。由樣品儲備液配制濃度分別為0.05、0.1、0.2、0.3、0.4 mg/mL 的PSO溶液、BHT溶液、PG溶液、TBHQ溶液為樣品溶液。磷鉬試劑最終濃度為0.6 mol/L濃硫酸、28 mmol/L磷酸鈉和4 mmol/L鉬酸銨的溶液。在 10 mL比色管中，分別加入4 mL上述磷鉬試劑液、0.4 mL樣品液，95℃水浴中恒溫90 min，在 695 nm波長下測吸光度A。

1.2.3 清除羥基自由基能力的測定

結晶紫法[14]。由樣品儲備液配制濃度為1.0×10-3 mg/mL的PSO溶液、BHT溶液、PG溶液、TBHQ溶液為樣品溶液。在10 mL 比 色 管 中 分 別 加 入0.3 mL 結 晶 紫 （0.4 mmol/L）、1.2 mL FeSO4溶液（1.0 mmol/L）和 0.6 mL H2O2溶液（2.0 mmol/L）。用磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖溶液（pH 4.0）定容到10 mL并搖勻，放置30 min后，在580 nm處測其吸光度Ab（不加 H2O2時580 nm處的吸光度為 A0）。則羥自由基的產(chǎn)生量可以用ΔA=A0- Ab來表征。

表觀抗羥自由基氧化率的測定：在上體系中加 H2O2之前加入 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL 的樣品溶液，測定其吸光度 As，其表觀抗羥基自由基氧化率S可以按下式計算：

S（%）=（As-Ab）/（A0-Ab）×100

1.2.4 清除DPPH自由基[15]

用無水乙醇配制濃度為10.0 mg/mL 的PSO儲備液，由儲備液用95 %乙醇稀釋配制濃度為2.0、4.0、6.0、8.0 mg/mL的PSO溶液，2.0、4.0、6.0、8.0 mg/mL BHT、PG和TBHQ溶液為樣品溶液。向1 cm的石英比色皿中加入樣品溶液2.0 mL和2.0 mL 1.0×10-4 mol/L的DPPH溶液，混勻后暗處放置30 min，以95%乙醇溶液作參比溶液，測定517 nm處的吸光值A，同樣方法測定樣品溶液2.0 mL與2.0 mL 95%乙醇溶液混合后517 nm處的吸光值 A0，再測定2.0 mL DPPH溶液與2.0 mL 95%乙醇混合液在517 nm 處的吸光值A1，按下式計算其抑制率：endprint

抑制率（%）=[1-（A-A0）/A1]×100

1.2.5 PSO的化學成分測定[16]

參照雷福成等2010的方法，樣品檢測前用正己烷稀釋50倍。氣相條件為高純氦載氣（99.999%）；載氣流速1 mL/min；進樣口溫度250℃；進樣模式分流；分流比40∶1；升溫程序：初始溫度60℃，保持1min，以5℃/min的速度升至160℃，再以20℃/min的速度升至220℃，保持8min。質譜條件：接口溫度250℃；離子源溫度200℃；掃描質量數(shù)范圍：40～500 AMU。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用Office 2007軟件，所有試驗重復3次（最少重復2次），圖表中所有試驗數(shù)據(jù)均為多次試驗數(shù)據(jù)平均值表示。

2 結果與分析

2.1 PSO的提取

2.1.1 蒸餾時間對精油提取率（W/W， %）的影響

圖1是在PSO提取過程中，蒸餾時間對精油提取率的影響。由圖1可知，隨著蒸餾時間的延長，在0～2.5 h內，PSO提取率在快速增加，并在2.5 h后達到0.22%。之后提取率增加緩慢，趨于平穩(wěn)，建議最佳提取時間為2.5 h。

2.1.2 料液比對精油提取率（W/W，%）的影響

圖2是料液比對精油提取率的影響。由圖2可知，隨著料液比的降低，PSO的提取率逐漸增加，在1∶8（w∶v）時達到最高值0.21%。由于木瓜籽是干燥后的粉末，在料液比較高時，木瓜籽粉末會將水分充分吸收，可流動的水分較少，會導致精油的提取率降低。而過低的料液比，又會增加精油在水中的溶解，也會導致精油的提取率降低。因此，想獲得較高的精油提取率，要適當?shù)目刂颇竟献逊勰┖退谋壤?，建議最佳比例為1∶8（w∶v）。

2.1.3 NaCl濃度對精油提取率（W/W，%）的影響

圖3是NaCl濃度對精油提取率的影響。由圖3可知，隨著NaCl濃度的升高，PSO的提取率先升高后降低，但升高和降低量不大顯著。說明NaCl濃度對PSO的提取率影響不明顯。

2.1.4 浸泡時間對精油提取率（W/W，%）的影響

圖4 是木瓜籽粉末的浸泡時間對精油提取率的影響。由圖4可知，隨著浸泡時間的延長，PSO的提取率沒有大幅度的增減，但浸泡1 h后精油的提取率達到較為理想的效果，從經(jīng)濟效益和生產(chǎn)效率來說，建議將木瓜籽浸泡1 h后進行精油提取。浸泡的作用主要是促進水分與木瓜籽粉末的充分接觸，促使水蒸氣帶出更多的精油。

2.2 PSO的抗氧化活性

2.2.1 總抗氧化能力

圖5是PSO的總抗氧化能力與其濃度的關系，并同常見的幾種合成抗氧化劑BHA、TBHQ和PG相比。由圖5可知，與其它抗氧化劑相比，PSO的總抗氧化能力在0.005～0.01mg/mL的濃度范圍內與TBHQ和BHA的抗氧化能力差異不明顯，但在高濃度下，PSO的總抗氧化能力均低于抗氧化劑的總抗氧化能力。

2.2.2 羥自由基清除能力

圖6是PSO的羥基自由基清除率與其濃度的關系。由圖6可知，PSO的羥基自由基清除能力在1.0～5.0×10-5 mg/mL范圍內的效果顯著，且隨著濃度的增加，清除率迅速上升。在濃度高于3×10-5 mg/mL以上時，清除率與抗氧化劑BHA和PG的能力相當，并在濃度達到5×10-5 mg/mL時，PSO清除羥基自由基的能力達到100%。

2.2.3 DPPH 自由基的清除能力

圖7是PSO的DPPH 的清除效果與其樣品濃度關系。由圖7可知，與其它抗氧化劑相比，在低濃度時，PSO的DPPH的清除能力偏低；在濃度高于6 mg/mL時，PSO清除DPPH 的效果高于BHA，但低于TBHQ和PG。

2.3 PSO化學成分分析

為了更深入的了解木瓜籽的水蒸氣蒸餾提取物（精油）的化學成分，以便了解PSO的功能活性物質成分，試驗用GC-MS測定了其化學成分。結果發(fā)現(xiàn)，PSO的化學組成成分主要是安息香醛、苯乙醛、苯乙腈和異硫氰酸芐酯（表1）。其中異硫氰酸芐酯的相對含量高達98.28%，其次是苯乙腈1.41%，此外還有微量的安息香醛和苯乙醛。

3 結論與討論

3.1 PSO提取工藝

在水蒸餾提取PSO的提取過程中，蒸餾時間和料液比對PSO的提取率影響最顯著，最佳蒸餾時間和料液比分別是2.5 h和1∶8（w∶V）。其次是浸泡時間也能影響其提取率。而通常在植物精油提取過程中添加的NaCl，在本實驗中對PSO的提取率影響不明顯，原因可能是PSO本身在水中的溶解度很低，所以NaCl的添加對PSO的溶解度影響不明顯，從而對其提取率影響不顯著。

3.2 PSO抗氧化活性

與合成抗氧化劑相比，PSO的總抗氧化能力偏低。然而，羥基自由基和DPPH自由基的清除能力在一定條件下可以和合成抗氧化劑相媲美，尤其是在PSO濃度達到5×10-5 mg/mL時，其清除羥基自由基的能力達到100%，高于其它合成抗氧化劑。且當精油濃度高于8 mg/mL時，DPPH自由基清除能力達70%以上。

3.3 PSO化學成分

PSO的化學組成成分主要是安息香醛、苯乙醛、苯乙腈和異硫氰酸芐酯，其中異硫氰酸芐酯的相對含量高達98.28%。然而，這些并不是通?！爸参锞汀敝械某Ｒ姵煞?。據(jù)文獻報道，異硫氰酸芐酯不僅是一種光譜抗菌藥物，而且還是學術界公認的防癌抗癌有效成分之一[17-18]。因此，本研究或許能為生產(chǎn)上簡單獲取高純度異硫氰酸芐酯提供一定的理論參考。

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