★ 解衛(wèi)星 蔡?hào)|明 張忠立 劉亞 張曉琳 馬建瑞 王建輝*(.威爾芬(北京)科技發(fā)展有限公司 北京 0300;.江西中醫(yī)藥大學(xué)芳香植物健康研究所 南昌 30004)
苦橙(Citrus aurantiumL.)是蕓香科(Rutaceae)柑橘屬(Citrus)植物,原產(chǎn)自阿爾及利亞、摩洛哥、突尼斯、西班牙等許多國(guó)家[1],如今突尼斯和摩洛哥的產(chǎn)量最高,品質(zhì)也相當(dāng)[2]。橙花精油是從苦橙花中萃取出來(lái)的天然活性物質(zhì),具有淡雅的花香和果香,被廣泛應(yīng)用于食品、化妝品和法系芳香療法等領(lǐng)域[3]。在日化產(chǎn)品中,橙花精油是香水配方中一個(gè)重要原料,可以修飾素蘭香型的頂香,同時(shí)也是花香配料中的秘密武器;在食品中,橙花精油被廣泛用在許多軟飲料香精中[4],同時(shí)因其溫和、安全的特征,在兒童食品中也可廣泛應(yīng)用。在法系芳香療法領(lǐng)域,橙花精油可以緩解神經(jīng)緊張、壓力、失眠、焦慮等癥狀。橙花精油除其獨(dú)特的香氣優(yōu)勢(shì)外,還具有多種功效,研究表明橙花精油能鎮(zhèn)痛和抗炎[1,5],同時(shí)橙花精油具有較強(qiáng)的抑菌功能,能夠廣泛的抑制細(xì)菌和真菌。
甜橙(Citrus sinensis(L.) Osbeck)是蕓香科(Rutaceae)柑橘屬(Citrus)植物。我國(guó)栽培的甜橙品種主要有臍橙、夏橙、血橙和錦橙,目前種植面積和產(chǎn)量位居世界第一,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[6-7]。中國(guó)江西贛南有180 萬(wàn)畝甜橙種植地,有70%~80%的花為雄性退化的不育花和畸形花,如果直接丟掉,會(huì)大大造成資源的浪費(fèi)。國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛的摩洛哥苦橙花精油存在運(yùn)輸不便、供貨時(shí)間長(zhǎng)和高成本等問(wèn)題,因甜橙與苦橙為同一種屬的植物,為了合理的利用資源,彌補(bǔ)摩洛哥苦橙花精油的市場(chǎng)不足,開(kāi)拓國(guó)內(nèi)甜橙花精油的市場(chǎng)。本研究以中國(guó)江西贛南甜橙花為原料,通過(guò)制備其精油,研究其與摩洛哥苦橙花精油成分和功效的異同,為后續(xù)開(kāi)拓中國(guó)的橙花精油市場(chǎng)及提高中國(guó)橙花的利用率提供參考。
1.1 材料、試劑與儀器 美國(guó)安捷倫7890A-5977E
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。摩洛哥的苦橙花精油,水為雙蒸餾水。采集中國(guó)江西贛南橙樹(shù)(美國(guó)紐荷爾橙與本地橙雜交所培育,產(chǎn)地:江西信豐)上的新鮮甜橙花,過(guò)夜晾干,備用。
1.2 中國(guó)江西贛南甜橙花精油制備 采用水蒸氣
蒸餾裝置,準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的中國(guó)江西贛南甜橙花置于蒸餾瓶上,按固液比1∶2 加入雙蒸餾水,蒸餾6h 后,分離收集,得到橙花精油。
1.3 GC-MS 檢測(cè)精油成分 分別取0.5μL 的中國(guó)江西贛南甜橙花精油和摩洛哥苦橙花精油進(jìn)行GCMS 測(cè)試。GC 條件:HP-INNOWAX 型毛細(xì)管柱(30m× 0.25mm×0.25μm);升溫程序:初始溫度60℃,以4℃/min 的速率升至 100℃,然后以2℃/min 的速率升至 200℃,保持5min,最后以4℃/min 的速率升至240℃,保持30min。載氣流速為1mL/min,分流進(jìn)樣,分流比40∶1,進(jìn)樣量 0.12μL,進(jìn)樣口溫度250℃。MS 條件:EI 源電子能量為70eV;電子倍增器電壓為1.00kV,質(zhì)量掃描范圍30~500;離子源溫度230℃,接口溫度為250℃。利用NIST11 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫(kù)和公司自建譜庫(kù)對(duì)采集到的質(zhì)譜圖進(jìn)行檢索,采用色譜峰面積歸一化法定量。
1.4 「精油四象限」論述精油功效特點(diǎn) 法國(guó)芳香療法專(zhuān)家法蘭貢在1990 年與潘威爾醫(yī)師合著《精確芳療學(xué)》一書(shū),此書(shū)基于醫(yī)學(xué)臨床與芳香分子研究的證據(jù),結(jié)合古希臘著名醫(yī)生希波克拉底的氣質(zhì)體液說(shuō),將精油當(dāng)中的化學(xué)分子做了分類(lèi)即化學(xué)型的分類(lèi),并發(fā)展出一套稱(chēng)為「精油四象限」的精油化學(xué)結(jié)構(gòu)模型[8]。本研究采用「精油四象限」,論述中國(guó)江西贛南甜橙花精油和摩洛哥苦橙花精油功效特點(diǎn)。
圖1~2 分別為中國(guó)江西贛南甜橙花精油和摩洛哥苦橙花精油總離子流圖。兩張圖譜只對(duì)大于3 倍噪音信號(hào)的峰進(jìn)行積分。從兩張圖中可以直觀看出,兩種橙花精油的化合物種類(lèi)和相對(duì)百分含量是有差異的。
圖1 中國(guó)江西贛南甜橙花精油總離子流
圖2 摩洛哥苦橙花精油總離子流
表1 是對(duì)中國(guó)江西贛南甜橙花精油和摩洛哥苦橙花精油化合物的直觀統(tǒng)計(jì),由表1 數(shù)據(jù)可知,兩種橙花精油總揮發(fā)性化合物個(gè)數(shù)為59 種,通過(guò)譜庫(kù)檢索和人工解析,可以鑒定出55 種化合物,占總離子流圖的93.22%。其中江西贛南甜橙花精油揮發(fā)性化合物為45 種,鑒定出43 種化合物,占總離子流圖的95.55%;摩洛哥苦橙花精油總揮發(fā)性化合物為40 種,鑒定出38 種化合物,占總離子流圖的95.00%。江西贛南甜橙花精油和摩洛哥苦橙花精油共有化合物個(gè)數(shù)為26 種,占總化合物種類(lèi)的44.07%。江西贛南甜橙花精油主要化合物為檜烯(17.168%)和芳樟醇(12.632%);摩洛哥苦橙花精油主要化合物為芳樟醇(33.121%)和乙位蒎烯(10.796%)。
表1 中國(guó)江西贛南甜橙花精油與摩洛哥苦橙花精油成分構(gòu)成
(續(xù)表)
表2 中國(guó)江西贛南甜橙花精油與摩洛哥苦橙花精油成分對(duì)比表
表2 為江西贛南甜橙花精油與摩洛哥苦橙花精油的成分對(duì)比表,從表中數(shù)據(jù)可知,江西贛南甜橙花精油和摩洛哥苦橙花精油成分組成主要為單萜烯、單萜烯醇、倍半萜烯、酯類(lèi)化合物、倍半萜烯醇、單萜烯醇和氧化物7 大類(lèi)化合物。在7大類(lèi)成分對(duì)比中各有異同。中國(guó)江西贛南甜橙花精油含量最高的為單萜烯化合物(52.010%),摩洛哥苦橙花精油含量最高的為單萜烯醇化合物(43.154%)。在7 大類(lèi)化合物中差異最為明顯的主要為單萜烯、單萜烯醇和酯類(lèi)化合物。兩種橙花精油在單萜烯化合物種類(lèi)相似度為93.333%,但是江西贛南甜橙花精油較摩洛哥苦橙花精油的單萜烯總含量高14.812%,差異較大,且江西贛南甜橙花精油的主單萜烯成分為檜烯(17.168%)、檸檬烯(6.255%)和羅勒烯(6.113%),而摩洛哥苦橙花精油的主單萜烯成分為檸檬烯(15.300%)、乙位蒎烯(10.796%)和羅勒烯(4.918%);江西贛南甜橙花精油與摩洛哥苦橙花精油單萜烯醇化合物種類(lèi)上相似度為66.667%,但摩洛哥苦橙花精油總單萜烯醇的相對(duì)百分含量較江西贛南甜橙花精油高18.231%,差異較大,其主要差異來(lái)自于芳樟醇含量的差異。酯類(lèi)化合物在兩種精油的差異最為明顯,摩洛哥苦橙花精油的酯類(lèi)化合物種類(lèi)為4 種,總含量為9.899%,而在江西贛南橙花精油中未檢出。兩種橙花精油的在倍半萜烯、單萜烯醛、倍半萜烯醇和氧化物的差異較小,兩種精油的倍半萜烯化合物種類(lèi)個(gè)數(shù)一致,且化合物種類(lèi)相似度為66.67%,但是總含量上江西贛南甜橙花精油較摩洛哥苦橙花精油高2.266%;江西贛南甜橙花精油的單萜烯醛較摩洛哥苦橙花精油的個(gè)數(shù)多2 個(gè),且總含量高2.008%;兩種橙花精油在倍半萜烯醇的總含量和單個(gè)化合物的相對(duì)百分含量是非常接近的,差異在摩洛哥苦橙花精油只比江西贛南甜橙花精油多一個(gè)桉油烯醇(0.095%);兩種橙花精油的氧化物種類(lèi)和個(gè)數(shù)都一致,只是相對(duì)百分含量上略微有差異。從整體上來(lái)看,江西贛南甜橙花精油與摩洛哥苦橙花精油的異同主要體現(xiàn)在,化合物種類(lèi)大體相同,在7 大類(lèi)化合物中,整體相似度為67.568%,差異主要體現(xiàn)在化合物的相對(duì)百分含量上。
精油化合物的組成與其功效息息相關(guān)。通過(guò)兩種精油七大類(lèi)化合物的異同,借助法系芳香療法「精油四象限」理論,繪得圖3~4。
圖3 中國(guó)江西贛南甜橙花精油成分四象限
圖4 摩洛哥苦橙花精油成分四象限圖
在「精油四象限」中,橫坐標(biāo)左側(cè),是極性分子,越向左親水性越好;橫坐標(biāo)右側(cè),是非極性分子,越向右親油性越好;縱坐標(biāo)上方,帶負(fù)電,越向上安撫舒緩效果越好;縱坐標(biāo)下方,帶正電,越向下提振和激勵(lì)效果越好[8]。通過(guò)圖3 和圖4 縱坐標(biāo)上方的數(shù)據(jù)對(duì)比得出,摩洛哥苦橙花精油在上方的成分高于中國(guó)江西贛南甜橙花精油,尤其是差異比較突出的酯類(lèi)化合物(9.899%),因此推測(cè)出摩洛哥苦橙花精油在安撫舒緩上的效果比中國(guó)江西贛南甜橙花精油好。從「精油四象限」圖下方數(shù)據(jù)對(duì)比分析,可以清晰的看出,中國(guó)江西贛南甜橙花精油在四象限的下方總含量(84.582%)和摩洛哥苦橙花精油(86.927%)是很接近的,從而推測(cè)兩款精油在提振和激勵(lì)整體效果上是比較接近的;但是中國(guó)江西贛南甜橙花精油在下方成分的分布上,右側(cè)單萜烯的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于左側(cè)單萜烯醇的含量,而摩洛哥苦橙花精油在下方左右兩側(cè)的成分含量分布較均勻。單萜烯的主要生理功效為抗病毒、抗菌,激勵(lì)、溫暖、止痛及消炎,而單萜烯醇的主要生理功效為強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)劑,保護(hù)免疫系統(tǒng),促進(jìn)皮膚細(xì)胞修復(fù)及再生[7]。摩洛哥苦橙花精油的單萜烯醇含量較江西贛南甜橙花精油高18.231%,且其含量差異主要來(lái)自具有調(diào)理素作用的芳樟醇的差異,因此推測(cè)摩洛哥苦橙花精油在調(diào)節(jié)、保護(hù)免疫系統(tǒng)作用和幫助生物良好的適應(yīng)環(huán)境的變化上要優(yōu)于中國(guó)江西贛南甜橙花精油。江西贛南甜橙花精油的單萜烯含量較摩洛哥苦橙花精油高14.812%,且其差異主要來(lái)自具有抗菌、抗炎的檜烯含量上[9-10],因此推測(cè)江西贛南甜橙花精油在抗菌、抗病毒和抗炎的功效上優(yōu)于摩洛哥苦橙花精油。從極性上分析兩種精油的差異可知,在「精油四象限」橫坐標(biāo)右側(cè)是非極性分子,越向右親油性越好,而具有親油特性的精油可以輕易的滲入皮膚,由此可以推測(cè),中國(guó)江西贛南甜橙花精油比摩洛哥苦橙花精油的皮膚滲透性好,在化妝品中更利于吸收。
通過(guò)中國(guó)江西贛甜橙花精油和摩洛哥苦橙花精油成分對(duì)比可知,中國(guó)江西贛南甜橙花精油揮發(fā)性化合物為45 種;摩洛哥苦橙花精油揮發(fā)性化合物為40 種,兩種精油成分種類(lèi)不盡相同,兩種橙花精油共有化合物為26 種,在總化合物種類(lèi)的占比為44.07%。江西贛南甜橙花精油和摩洛哥苦橙花精油成分組成主要為單萜烯、單萜烯醇、倍半萜烯、酯類(lèi)化合物、倍半萜烯醇、單萜烯醇和氧化物7 大類(lèi)化合物。其中單萜烯、單萜烯醇和酯類(lèi)化合物的在兩種橙花精油中的差異較為明顯。單萜烯化合物在中國(guó)江西贛南甜橙花精油含量最高,而單萜烯醇化合物在摩洛哥苦橙花精油含量最高。兩種橙花精油在單萜烯化合物種類(lèi)相似度為93.333%,但是含量差異較大;在單萜烯醇化合物種類(lèi)上相似度和相對(duì)百分含量上都差異較大,其主要差異來(lái)自于芳樟醇含量的差異。酯類(lèi)化合物在兩種精油的差異最為明顯,摩洛哥苦橙花精油的酯類(lèi)化合物含量為9.899%,在江西贛南橙花精油中卻未檢出。其余四種化合物(倍半萜烯、單萜烯醛、倍半萜烯醇和氧化物)的總含量和單個(gè)化合物的相對(duì)百分含量是較為接近的。從整體上來(lái)看,江西贛南甜橙花精油與摩洛哥橙花苦精油的異同主要體現(xiàn)在,化合物種類(lèi)大體相同,在7 大類(lèi)化合物中,整體相似度為67.568%,差異主要體現(xiàn)在化合物的相對(duì)百分含量上。通過(guò)兩種橙花精油所含化合物在「精油四象限」分布對(duì)比可知,摩洛哥苦橙花精油因其比較突出的酯類(lèi)化合物在安撫舒緩上的效果優(yōu)于中國(guó)江西贛南甜橙花精油。因兩種橙花精油在「精油四象限」的下方總含量比較接近,因此中國(guó)江西贛南甜橙花精油和摩洛哥苦橙花精油在提振和激勵(lì)整體效果上是比較類(lèi)似的。但是因?yàn)閮煞N橙花精油在下方左右兩側(cè)的分布存在差異,導(dǎo)致了中國(guó)江西贛南甜橙花精油在抗菌、抗病毒、抗炎和皮膚滲透性的功能上優(yōu)于摩洛哥苦橙花精油,而摩洛哥苦橙花精油在調(diào)節(jié)、保護(hù)免疫系統(tǒng)作用和幫助生物良好的適應(yīng)環(huán)境的變化上要優(yōu)于中國(guó)江西贛南甜橙花精油。目前為止,國(guó)內(nèi)橙花精油市場(chǎng)較少,本研究對(duì)于江西贛南甜橙花資源的利用和打開(kāi)中國(guó)橙花精油的市場(chǎng)奠定了理論基礎(chǔ)。