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摘要:為明確提取方法對清香木果實精油成分及抑菌和抗氧化活性的影響,采用超聲輔助水蒸氣蒸餾法(USD)和微波輔助水蒸氣蒸餾法(MSD)提取精油,通過固相微萃取(SPME)和氣相色譜 - 質譜聯用(GC-MS)技術測定精油的化學成分,采用濾紙片法和自由基清除法檢測抑菌和抗氧化活性。結果表明:兩種精油的主要成分均為 (+)-α- 蒎烯,USD 提取的精油中相對含量較高,為 55.21%。MSD 提取的精油對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑制作用強于 USD 提取的精油,其對 3 種菌的最低抑菌濃度(MIC)分別為 25、50、50 mg/mL。兩種精油均具有較強的抗氧化活性,MSD 提取的精油對 1,1 - 二苯基 - 2 - 三硝基苯肼(DPPH)自由基和羥基自由基清除能力較強,USD 提取的精油對 2,2 - 聯氮 - 二 (3 - 乙基 - 苯并噻唑 - 6 - 磺酸) 二銨鹽(ABTS)陽離子自由基、超氧陰離子自由基清除能力以及對 Fe³?還原能力較強。兩種方法提取的清香木果實精油均具有良好的抑菌和抗氧化活性,可作為抑菌劑和抗氧化劑資源進行開發利用。
關鍵詞:清香木;精油;提取方法;化學成分;抑菌活性;抗氧化活性
1 材料與方法
1.1 材料與設備
1.1.1 材料與試劑
材料:清香木成熟果實(采自云南省保山市隆陽區,洗凈晾干后 - 20℃保存)。
試劑:牛肉膏、蛋白胨、瓊脂條、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、DPPH、ABTS、無水乙醇等(具體來源見原文)。
1.1.2 儀器與設備
7890A-5975C 型氣質聯用儀(美國安捷倫)、50/30 μm DVB/CAR/PDMS 頂空固相微萃取頭(美國 Supelco)、XM-800UVF 型智能靜音超聲波清洗機等(具體型號及來源見原文)。
1.2 方法
1.2.1 清香木果實精油的制備
USD 提取:稱取 120 g 搗碎果實,按 1∶5 料液比加水,30℃、40 kHz、240 W 超聲 30 min,水蒸氣蒸餾 3 h。
MSD 提取:微波功率 480 W 處理 7 min,水蒸氣蒸餾 3 h。
得率計算:精油得率 (%) = (精油質量 / 果實質量)×100。
1.2.2 清香木果實精油成分分析
SPME 條件:5 μL 精油 + 2 mL 正己烷,20℃萃取 30 min。
GC-MS 條件:HP-5MS 色譜柱,升溫程序見原文;離子源 EI,掃描質量范圍 20~500 amu。
1.2.3 清香木果實精油的抑菌活性測定
抑菌圈直徑測定:濾紙片法,150 μL 菌懸液涂布培養基,5 μL 精油滴于濾紙片,37℃培養 24 h 后測量。
最小抑菌濃度(MIC)測定:二倍稀釋法配制 3200~25 mg/mL 精油,以產生抑菌圈的最小濃度為 MIC。
1.2.4 清香木果實精油的抗氧化活性測定
DPPH 自由基清除能力:2 mL DPPH 溶液(0.2 mg/mL)+2 mL 精油,519 nm 測吸光度,計算清除率及 IC??。
羥基自由基清除能力:精油 + 硫酸亞鐵 + 過氧化氫 + 水楊酸,510 nm 測吸光度。
ABTS 陽離子自由基清除能力:ABTS 溶液 + 精油,734 nm 測吸光度。
超氧陰離子自由基清除能力:Tris-HCl 緩沖液 + 精油 + 鄰苯三酚,299 nm 測吸光度。
Fe³?還原能力:精油 + 磷酸緩沖溶液 + 鐵氰化鉀,700 nm 測吸光度,吸光度越高還原能力越強。
2 結果與分析
2.1 兩種方法提取的清香木果實精油化學成分比較
得率:USD 法 0.052%,MSD 法 0.049%,均高于水蒸氣蒸餾法(0.037%)。
成分鑒定:USD 精油鑒定出 18 種化合物(相對含量 84.87%),MSD 精油鑒定出 22 種(96.83%),主要成分為萜烯類,共有成分 13 種,其中 (+)-α- 蒎烯在 USD 和 MSD 精油中相對含量分別為 55.21% 和 49.45%。
特有成分:MSD 精油含 (+)- 檸檬烯(17.52%)等 9 種特有成分,USD 精油含 (-)-β- 蒎烯(4.00%)等 5 種特有成分。
類別化合物名稱相對含量(USD 精油)相對含量(MSD 精油)
萜烯類(+)-α- 蒎烯55.21%49.45%
β- 月桂烯13.95%22.29%
酯類鄰苯二甲酸二乙酯-0.15%
其他十甲基環五硅氧烷0.80%0.34%
2.2 兩種方法提取的清香木果實精油抑菌活性
抑菌圈直徑:兩種精油對 3 種菌的抑菌圈直徑均為 14~20 mm(敏感),MSD 精油抑菌圈大于 USD 精油。
MIC:USD 精油對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的 MIC 分別為 50、50、100 mg/mL;MSD 精油分別為 25、50、50 mg/mL,抑菌效果更強。
2.3 兩種方法提取的清香木果實精油的抗氧化能力
DPPH 自由基清除能力:MSD 精油清除率高于 USD 精油,40.0 mg/mL 時清除率分別為 96.30% 和 92.37%,IC??分別為 6.46 和 7.32 mg/mL。
羥基自由基清除能力:96 mg/mL 時 USD 和 MSD 精油清除率分別為 94.02% 和 93.02%,IC??分別為 28.45 和 27.32 mg/mL。
ABTS 陽離子自由基清除能力:USD 精油清除率高于 MSD 精油,40.0 mg/mL 時清除率分別為 96.30% 和 94.43%,IC??分別為 8.32 和 10.46 mg/mL。
超氧陰離子自由基清除能力:96 mg/mL 時 USD 和 MSD 精油清除率分別為 94.63% 和 91.40%,IC??分別為 32.56 和 38.72 mg/mL。
Fe³?還原能力:96 mg/mL 時 USD 和 MSD 精油吸光度分別為 2.013 和 2.002,USD 還原能力更強。
3 結論
提取得率與成分:USD 和 MSD 法提取的清香木果實精油得率分別為 0.052% 和 0.049%,主要成分為 (+)-α- 蒎烯,MSD 精油含更多 (+)- 檸檬烯。
抑菌活性:兩種精油對 3 種菌均有較強抑制作用,MSD 精油抑菌效果更優,MIC 更低。
抗氧化活性:MSD 精油對 DPPH 和羥基自由基清除能力更強,USD 精油對 ABTS、超氧陰離子自由基清除及 Fe³?還原能力更強。
應用價值:清香木果實精油具有良好的抑菌和抗氧化活性,可作為天然抑菌劑和抗氧化劑開發利用。
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