陳曉鳳,劉 剛,2*,李學(xué)理,汪淑芳,2,張曉喻,2,趙甲元
(1.四川師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,四川成都610101; 2.四川師范大學(xué)食品功能及加工應(yīng)用研究所,四川成都610101)
我國(guó)桂花種植面積大[1],桂花果實(shí)沒(méi)有得到合理的利用,導(dǎo)致資源浪費(fèi).桂花種子相關(guān)的產(chǎn)品有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,充分、合理地開(kāi)發(fā)利用桂花種子,是一種既節(jié)約資源又發(fā)展經(jīng)濟(jì)的環(huán)保研究項(xiàng)目.本實(shí)驗(yàn)以桂花種子油為材料,對(duì)其成分含量及抗氧化性進(jìn)行研究.
1.1 材料本實(shí)驗(yàn)材料銀桂Osmanthus fragrans[2]生長(zhǎng)在四川師范大學(xué)成龍校區(qū).經(jīng)過(guò)與文獻(xiàn)[3]中桂花的描述比較,確認(rèn)這些植物的特征符合文獻(xiàn)描述.該桂花9月開(kāi)花,經(jīng)過(guò)6~7個(gè)月的生長(zhǎng),果實(shí)由小變大,顏色由青變?yōu)榍嘧?,到?lái)年4月再變?yōu)樽虾?、成熟的果?shí).采集該植物的果實(shí),脫除果皮可得到種子,見(jiàn)圖1.
1.2 試劑和儀器試劑:石油醚(成都市科隆化工試劑廠)、乙醇(成都市科隆化工試劑廠)、乙酸乙酯(成都市科隆化工試劑廠)、過(guò)硫酸鈉(成都市科隆化工試劑廠)、ABTS(成都市科隆化工試劑廠)、DPPH(日本東京化成工業(yè)株式會(huì)社)、維生素E(vitamin E,VE)(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品(Omega公司).
圖1 桂花的果實(shí)、種子Fig.1 Fruit and seeds of O.fragrans
儀器:ESJ220-48型烘箱(上海-恒科技有限公司)、800Y型粉碎機(jī)(永康伯歐五金制造有限公司)、RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)、WSL-2型比較測(cè)色儀(上海昕瑞儀器儀表有限公司)、HKC-40A型超聲波儀器(昆山市超聲儀器有限公司)、BioMate 3S型紫外分光光度計(jì)(Thermo公司)、GC-7890A型氣相色譜儀(安捷倫科技有限公司)、JA5003型電子天平(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司).
1.3 桂花種子油的提取方法將新鮮采摘的桂花果實(shí)進(jìn)行人工去皮,用清水洗凈外面粘附的果肉,得到白色的桂花種子,再將種子置于50℃烘干,用密封口袋包裝,置于陰涼干燥處保存.采用超聲波輔助提取法[4],分別以石油醚、乙醇[5-6]為溶劑提取桂花種子油(OFSO).桂花種子油的收得率[7]為:
1.3.1 石油醚提取法 按文獻(xiàn)[8]的方法進(jìn)行提取,稱取40 g桂花種子,粉碎過(guò)80目,置于錐形瓶中,按固液比1∶5的比例將石油醚加入錐形瓶,封口膜封好,置于陰涼干燥處?kù)o置浸提12 h,再超聲30 min.將錐形瓶中的上清液倒入圓底燒瓶,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀回收石油醚溶劑.得到桂花果種子油有少量溶劑的殘留,可將提取的油置于培養(yǎng)皿,揮發(fā)30 min,得到桂花種子油.二次提取的油混合,然后6 000 r/min離心4 min,得到澄清的種子油.
1.3.2 體積分?jǐn)?shù)95%乙醇提取法 按文獻(xiàn)[8-9]的方法,稱取40 g桂花種子粉末,過(guò)80目篩,置于錐形瓶.按固液比1∶5加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%的乙醇,封口膜封好,至于陰涼干燥處,浸提12 h,超聲30 min.將上清液倒出,離心,上清液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醇,得到桂花種子油.二次浸提的油混合,6 000 r/min離心4 min,除去雜質(zhì),得到種子油.
1.4 抗氧化活性和成分的測(cè)定方法
1.4.1 樣品液的配置 樣品溶度配置:取5只試管,在第一支試管中加1 g種子油,再加入1 mL乙酸乙酯混勻得到質(zhì)量濃度500.000 g/mL的種子油,依次對(duì)等稀釋得到質(zhì)量濃度為 250.000、125.000、62.500、31.250 mg/mL 的種子油用于實(shí)驗(yàn).用 ABTS 法[10-11]和 DPPH 法[12-14]測(cè)定桂花種子油抗氧化活性.
1.4.2 桂花種子油抗氧化活性的測(cè)定(ABTS法)ABTS溶液配置:用天平稱取0.384 g的ABTS定容到10 mL,得到濃度7 mmol/L的溶液,稱取0.013 4 g的過(guò)硫酸鉀,定容至10 mL,得到濃度4.9 mmol/L的溶液,然后將這2種溶液等量混合,置于暗處避光保存12 h,再用無(wú)水乙醇將混合溶液稀釋至在734 nm處,測(cè)得吸光度值為0.7±0.02.分別設(shè)置3種測(cè)定液:
空白組:0.2 mL乙酸乙酯+3.8 mL ABTS;
實(shí)驗(yàn)組:0.2 mL樣品+3.8 mL ABTS;
陽(yáng)性組:0.2 mL VE稀釋液+3.8 mL ABTS.
用0.2 mL乙酸乙酯+3.8 mL乙醇的溶液調(diào)整儀器零點(diǎn)后,分別將4種質(zhì)量濃度的樣品和4種質(zhì)量濃度的陽(yáng)性對(duì)照進(jìn)行測(cè)定.按上述實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備空白對(duì)照、實(shí)驗(yàn)組和陽(yáng)性對(duì)照液測(cè)定液,測(cè)定液放置6 min后,在734 nm處測(cè)定吸光度值,吸光度值用A表示.做3次平行測(cè)定,依據(jù)公式計(jì)算清除率[8]為:
1.4.3 桂花種子油抗氧化活性的測(cè)定(DPPH法)DPPH溶液的配置:先稱取7.8 mg左右的DPPH于100 mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%的乙醇溶液定容,避光保存.再分別設(shè)置3種測(cè)定液:
空白組:0.2 mL乙酸乙酯+3.8 mL DPPH;
實(shí)驗(yàn)組:0.2 mL樣品+3.8 mL DPPH;
陽(yáng)性組:0.2 mL VE稀釋液+3.8 mL ABTS.
用0.2 mL乙酸乙酯+3.8 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%乙醇溶液調(diào)整儀器零點(diǎn)后,分別將4種質(zhì)量濃度的樣品和4種質(zhì)量濃度的陽(yáng)性對(duì)照進(jìn)行測(cè)定.按上述實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備空白對(duì)照、實(shí)驗(yàn)組和陽(yáng)性組測(cè)定液,且都避光放置保存2 h,在517 nm處測(cè)定吸光度值,吸光度值用A表示.3次平行測(cè)定,依據(jù)(1)式計(jì)算清除率[8].
1.4.4 桂花果油成分的測(cè)定方法 氣相色譜法是色譜法的一個(gè)重要分支,它的主要特點(diǎn)是靈敏度高,重現(xiàn)性好,準(zhǔn)確度高,操作簡(jiǎn)便、快速、高效[16-18],所以本實(shí)驗(yàn)選取這種方法測(cè)定桂花種子油的成分與其在油中的占比.
依據(jù)GB5009.168——2016的方法,具體測(cè)定的條件為:HP-FFAP色譜柱、環(huán)境溫度20℃、大氣濕度39.4%、FID檢測(cè)器、載氣流量2 mL/min、空氣流量 400 mL/min、氫氣流量 40 mL/min、柱溫60~200℃、進(jìn)樣口溫度220℃、檢測(cè)器溫度300℃.
1.5 統(tǒng)計(jì)分析 用SPSS20軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,回歸分析采用簡(jiǎn)單回歸法.清除質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%抗氧化劑為半數(shù)抑制質(zhì)量分?jǐn)?shù)(IC50)[15],該數(shù)值越大,抗氧化活性越低.根據(jù)抗氧化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)-清除率的關(guān)系,應(yīng)用Probit回歸法求出.
2.1 種子油收得率的比較經(jīng)2種方法提取桂花種子,油的收得率根據(jù)1.3計(jì)算,得到石油醚提取的收得率為15.300%,乙醇提取的收得率為11.600%.因此,本實(shí)驗(yàn)采用石油醚提取桂花油的方法.
2.2 種子油的感官描述和色度值經(jīng)石油醚提取法和高質(zhì)量分?jǐn)?shù)乙醇提取法,得到桂花種子油,離心后對(duì)其進(jìn)行感官分析描述、色度儀分析測(cè)定色度值.結(jié)果為石油醚提取的植物油呈黃色,質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%乙醇提取的植物油呈亮黃橙色.
比較2種提取方法,石油醚對(duì)油的溶解度好,提出來(lái)的油清亮,而質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%乙醇提取出來(lái)的油比較渾濁.因此浸提后的液體要先進(jìn)行一次離心,最后提出的油才會(huì)比較清亮,如果最后有少量的溶劑殘余,可在陰涼干燥處放置晾干.
由于石油醚提取法具有更大的優(yōu)勢(shì),本實(shí)驗(yàn)最終采用石油醚作為提取溶劑.
2.3 桂花種子油的抗氧化活性—ABTS法根據(jù)1.4.2的方法,測(cè)定VE和桂花種子油對(duì)ABTS清除率,進(jìn)一步回歸分析,結(jié)果見(jiàn)圖2、3.
圖2 VE對(duì)ABTS自由基的清除效果Fig.2 VE’s scavenging capacity against ABTS
由分析得到線性回歸方程,VE的清除率方程為
用Probit法求出半數(shù)抑制質(zhì)量濃度為0.250 mg/mL.桂花種子油的清除率方程為
進(jìn)而計(jì)算出桂花果油對(duì)ABTS的半數(shù)抑制質(zhì)量濃度為271.963 mg/mL.由此看出桂花種子油相比于VE的抗氧化性較弱,但仍具有一定的抗氧化活性.
圖3 OFSO對(duì)ABTS自由基的清除效果Fig.3 OFSO’s scavenging capacity against ABTS
2.4 桂花種子油的抗氧化活性(DPPH法)根據(jù)1.4.3的方法,測(cè)定VE與桂花種子油對(duì)DPPH法自由基清除效果,進(jìn)一步回歸分析,結(jié)果見(jiàn)圖4、5.
圖4 VE對(duì)DPPH自由基清除效果Fig.4 VE’s scavenging capacity against DPPH
圖5 OFSO油對(duì)DPPH自由基清除效果Fig.5 OFSO’s scavenging capacity against DPPH
由統(tǒng)計(jì)分析得到質(zhì)量濃度-抑制率線性回歸方程,VE的清除率方程為
用Probit法算出半數(shù)抑制質(zhì)量濃度為0.257 mg/mL.桂花種子油的抑制方程為
進(jìn)而計(jì)算出桂花果油對(duì)DPPH的半數(shù)抑制質(zhì)量濃度為286.347 mg/mL.由此看出桂花種子油相比于VE的抗氧化性較弱,但仍具有一定的抗氧化活性.
綜上所述,在質(zhì)量濃度為62.500~500.000 mg/mL,ABTS自由基的清除率為 38.460% ~89.840%,半數(shù)抑制質(zhì)量濃度為271.963 mg/mL,DPPH的自由基清除率為42.370% ~87.390%,半數(shù)抑制質(zhì)量濃度為286.347 mg/mL.桂花種子油對(duì)DPPH自由基的清除和ABTS自由基的清除都有較為相似的結(jié)果.因此,證明桂花種子油具有抗氧化活性.
抗氧化劑用途廣泛,可用于功能食品的開(kāi)發(fā),減緩油脂等食物的氧化,延長(zhǎng)產(chǎn)品的貯存期.天然抗氧化劑具有安全、營(yíng)養(yǎng)的功能,而一些合成的抗氧化劑,如BHA、BHTD等,對(duì)人體是具有一些毒副作用.由于人們對(duì)健康更高的追求,推動(dòng)了天然抗氧化劑代替合成抗氧化劑的研究.我國(guó)桂花資源豐富,但是,其果實(shí)卻未被充分的利用,本實(shí)驗(yàn)對(duì)桂花種子抗氧化性的研究,有助于資源開(kāi)發(fā)和利用,同時(shí)對(duì)天然抗氧化劑做出一定的貢獻(xiàn),為進(jìn)一步的研究提供一些參考.
2.5 桂花種子油的成分測(cè)定按1.4.4的方法,用氣相色譜法[19]測(cè)定桂花種子油的成分.混合標(biāo)準(zhǔn)脂肪酸的GC譜圖見(jiàn)圖6,測(cè)定樣品的GC譜圖見(jiàn)圖7,主要成分和主要成分在油中所占比例,見(jiàn)表1.
桂花種子油的8種主要成分中,油酸、亞油酸、棕櫚酸和硬脂酸總占比為96.000%,不飽和脂肪酸中的單不飽和脂肪酸中,油酸所占比42.600%、花生一烯酸占0.240%,多不飽和脂肪酸中亞油酸占40.900%、亞麻酸占0.950%,在種子油中不飽和脂肪酸的總占比84.700%,而飽和脂肪酸較少,如棕櫚酸占比11.200%、硬脂酸占比3.030%、剩下的不飽和脂肪酸占比0.410%.因此,桂花種子油是高亞油酸型的植物油.
圖6 脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品的GC圖譜Fig.6 GC atlas of standard fatty acids
圖7 桂花種子油的GC圖譜Fig.7 GC atlas of OFSO
表1 桂花種子油的主要成分和其所占比例(n=3)Tab.1 The main components and content of OFSO (n=3)
通過(guò)氣相色譜法對(duì)桂花種子油進(jìn)行成分與含量分析,桂花種子油中的主要成分是不飽和脂肪酸,其中單不飽和脂肪酸[20](油酸、花生一烯酸)與多不飽和脂肪酸[21](亞油酸、亞麻酸)都有各自的作用,而飽和脂肪酸含量很少.總的來(lái)說(shuō)不飽和脂肪酸是人體的必需脂肪酸,具有降低血脂、血壓、軟化血管及促進(jìn)微循環(huán)的作用,可預(yù)防或是減少心腦血管疾病的發(fā)生[22-23].因此,桂花種子油在食品和功能性食品中都有一定的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)前景.
我國(guó)桂花資源豐富,本實(shí)驗(yàn)對(duì)桂花種子油進(jìn)行了抗氧化研究和成分測(cè)定,既避免了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染,也充分發(fā)揮了植物副產(chǎn)物的價(jià)值.
1)采用DPPH法與ABTS法測(cè)定桂花種子油的抗氧化活性,在質(zhì)量濃度為62.500~500.000 mg/mL之間,ABTS自由基的清除率在38.460% ~89.840%,半數(shù)抑制質(zhì)量濃度為271.963 mg/mL,DPPH的自由基清除率為42.370% ~87.390%,半數(shù)抑制質(zhì)量濃度為286.347 mg/mL.因此,實(shí)驗(yàn)證明桂花種子有較強(qiáng)的抗氧化活性,而抗氧化劑有清除體內(nèi)的自由基的作用,有望用于延緩衰老和美容和功能性食品的開(kāi)發(fā)等方面.
2)采用氣相色譜法測(cè)定桂花種子油,數(shù)據(jù)表明其中主要含不飽和脂肪酸,如油酸、亞油酸,是高亞油酸型的植物油.桂花種子油中的不飽和脂肪酸具有軟化血管、降低血壓的作用,期望今后能在開(kāi)發(fā)用于預(yù)防心腦血管疾病的新資源植物.