碧桃(Amygdalus persica var. persica f. duplex)蔷薇科李亚科李属植物,又名千叶桃花。 碧桃树干上分泌的胶质(桃胶)是一种聚糖类物质,可食用,也供药用,有益气之效[1]。 碧桃干为其未成熟果实,又名桃奴,性平味酸,可治疗儿童营养性贫血[2]。 由碧桃作为主要药物配制而成的碧桃咳喘饮用于防治急慢性支气管炎[3]。
花生油作为一种高端食用油,其氧化酸败受温度、光线、金属离子、水分、空气及细菌污染等因素的影响,改变其风味和色泽,甚至产生有毒物质。 要延缓花生油变质程度,加入抗氧剂和抑菌剂是一种有效方法。 挥发油可溶于油脂,具有芳香气味,其抗氧化和抑菌作用研究已成为热点,如在14 d贮藏期内添加0.12%、0.18%、0.24%肉豆蔻挥发油的花生油过氧化值(POV)和酸值(AV)极显著低于合成抗氧化剂二丁基羟基甲苯(BHT)组[4];使用0.2%大蒜精油可使花生油在20 ℃下的货架寿命由4.2个月延长至24.3个月[5];在45 ℃下14 d贮藏期内,花生油中添加质量分数为0.001~0.002 g/g的野菊花挥发油,其POV值极显著低于添加0.0002 g/g BHT的对照组[6]。 现代研究表明,碧桃花中主要成分金合欢烯[7]、十六烷酸[8]、丁香酚[9-10]已被证实为抗菌有效成分。 (Z)-3-己烯-1-醇具有强烈的新鲜叶草香气,用于香精配方、化妆品行、食品香料等[11],与(E)-2-己烯醇同样具有显著的抗念珠菌作用[12]。
近年来,BHT、叔丁基羟基茴香醚(BHA)作为抗氧剂因与肝损害、肝癌有关,已被限制或停止使用[13]。 天然抗氧化剂的开发,特别是挥发油的研究为替代化学抗氧化剂成为一种可能。 本文研究碧桃花、叶、茎、果实中挥发油成分及抗油脂氧化、抑菌作用,为其应用于食品行业奠定基础。
碧桃花、叶、茎、果实于2014年3月采自安徽合肥大蜀山地区,经鉴定为红花绿叶碧桃(Amygdalus persica var. persica f. duplex)。 伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)、大肠杆菌(Escherichia coli)、变形杆菌(Proteus vulgaris)、假丝酵母(Candidaspp)、枯草杆菌(Bacillus subtilis)、白色念珠菌(Canidia albicans)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)购于中国菌种保藏中心。 所用试剂为分析纯,均购自国药集团化学试剂有限公司。
HA221-50-01型超临界萃取设备(江苏南通华安超临界有限公司);FA1004型万分之一电子天平(上海民桥精密科学仪器有限公司);Agilent 6890-5973N型气相色谱仪(美国安捷伦公司);HP-5 MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),载气为高纯He气。
以电子天平称取碧桃花、叶、茎、果实干燥粗粉各200 g装入料筒,放入超临界萃取装置萃取釜内,设置萃取压力50 MPa,萃取温度25 ℃,萃取流量20 L/h,萃取2 h后,打开分离釜排料阀,收集萃取物。 萃取物经减压蒸馏后分别以无水硫酸钠脱水,得到挥发油。 3次萃取,以油重/样品重得花、叶、茎、果实挥发油得率分别为1.66%、0.79%、0.32%、0.50%。
进样量1 μL,不分流;程序升温,柱起始温度为40 ℃,保持1 min后,以5 ℃/min,升温至150 ℃,保持2 min,再以10 ℃/min,升温至280 ℃,保持7 min,再以5 ℃/min,升温至300 ℃,保持至完成分析。 电子轰击能量60 eV,扫描范围m/z 25~550,离子源温度220 ℃,接口温度280 ℃,全离子扫描。 通过面积归一化法测定鉴定化合物的相对含量,检索为Nist2011数据库。
采用烘箱控温加速实验[14]。 分别配制含BHA、碧桃花、叶、茎、果实挥发油高、低质量浓度(浓度为0.02%,0.05%)的花生油样品,置于50 m L具塞三角烧瓶中,设置空白对照。 置于70 ℃的恒温培养箱中加速氧化40 d,实验期间,每隔6 h,振摇1次,每次2 min。 测定花生油样品的AV值(参照GB/T5538-2005《碘量法》)和POV值(参照GB/T 5530-998)。样品平行测定6次,取其平均值。
以环丙沙星为对照,制备环丙沙星,碧桃花、叶、茎、果实挥发油肉膏平板培养基,质量浓度依次为3.000、1.500、0.750、0.375、0.188、0.094、0.047、0.024 g/L。 在以上培养基上分别接种伤寒沙门氏菌、大肠杆菌、变形杆菌、假丝酵母、枯草杆菌、白色念珠菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌,移入培养箱中37 ℃培养48 h,计算最小抑菌浓度(MIC)。
除抑菌实验结果外,所有数据均以(x±s)表示,组间比较采用Cochran & Cox近似t检验。
碧桃花、叶、茎、果实挥发油气相色谱-质谱鉴定结果见图 1(辅助材料表S1列出了所有成分)所示。 由表S1可知,碧桃花、叶、茎、果实挥发油共鉴定出178种成分,主要有烃类、酯类、苯类、醇类、醛类、酮类、酸类、醚类、酸酐类等。 其成分数目,鉴定成分占挥发油质量浓度,主要成分类型及含量以及主要成分及含量情况见表 1。 其中从碧桃花挥发油中共鉴定出88种挥发性成分,占总挥发性成分的69.17%,包括醛类(11.82%)、烃类(20.68%)、醇类(13.81%)、酸类(8.59%)、苯类(5.67%)、酯类(4.91%)、酮类(3.69%)。 含量较高的成分有苯甲醛(11.42%)、α-金合欢烯(9.18%)、十六烷酸(8.03%)、丁香酚(4.30%)、橙花叔醇(3.85%)、二十七烷(3.31%)。 从碧桃叶挥发油中共鉴定出82种挥发性成分,占总挥发性成分的66.30%,包括烃类(26.14%)、醛类(15.47%)、醇类(8.03%)、酮类(3.18%)、苯类(2.70%)、酯类(4.28%)、酸类(6.5%)。 其主要成分有:苯甲醛(14.72%)、二十五烷(9.85%)、二十八烷(8.29%)、二十三烷(5.14%)、十六烷酸(4.44%)。
在碧桃茎挥发油中共鉴定出20种挥发性成分,占总挥发性成分的73.54%,包括醇类(61.74%)、烃类(4.50%)、酸类(2.94%)、酯类(2.22%)、醛类(1.16%)、酸酐(0.40%)、酮类(0.32%)、苯类(0.26%)。 含量较高的成分有(Z)-3-己烯-1-醇(28.90%)、(E)-2-己烯醇(16.06%)、正己醇(6.86%)、叶绿醇(3.90%)、(E)-香叶醇(3.68%)。 从碧桃果实挥发油中共鉴定出61种挥发性成分,占总挥发性成分的76.01%,包括醛类(23.70%)、醇类(17.02%)、烃类(13.12%)、酸类(10.22%)、苯类(5.60%)、酯类(4.27%)、酮类(1.73%)、醚类(0.35%)。 其主要成分有:苯甲醛(20.46%)、十六烷酸(5.84%)、苯甲醇(5.01%)、3,5-二(1,1-甲基乙基)-苯酚(4.47%)、(E)-2-己烯醇(3.69%)、1,1-二乙氧基乙烷(3.50%)。
碧桃花、叶、茎、果实挥发油中共有成分有二十七烷、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、(Z)-3-己烯-1-醇、苯甲醛、十六烷酸。 其中二十七烷在花和茎中含量较高,分别为3.31%、1.76%。 (Z)-3-己烯-1-醇在茎、果实中含量较高,分别达到28.90%、2.91%。 苯甲醛在花、叶、果实中含量较高,分别达到11.42%、14.72%、20.46%。 十六烷酸在花、叶、茎、果实中含量较高,分别达到8.03%、4.44%、2.94%、5.84%。
结果见表 2和表 3。 由表 2、表 3可知,与空白组比较,10~40 d内,花、叶、茎、果实挥发油高、低剂量组可明显降低花生油的POV值(P<0.01)和AV值(P<0.01)。 与BHA组比较,除10 d后的茎低剂量组和果实高剂量组和20 d后的叶低剂量组外,花、叶、茎、果实挥发油高、低剂量组降低POV、AV均有极显著差异(P<0.01)。 其中以茎挥发油高剂量组降低效应最强。
结果如表 4所示。 在天然产物抑菌效果中,一般最小抑菌浓度(MIC)值小于7.81 g/L为高度敏感 <药物[15]。 由表 4可知,碧桃花、茎挥发油对伤寒沙门氏菌等8种致病菌具有明显抑制作用,其MIC值范围为0.024~0.188 g/L,而叶、果实挥发油抑菌作用较弱,其MIC值范围为0.094~1.500 g/L。
从碧桃花、叶、茎、果实挥发油中共鉴定出178种化学成分,其中花挥发油中主要成分有苯甲醛(11.42%)、α-金合欢烯(9.18%)、十六烷酸(8.03%)。 叶挥发油中主要成分有:苯甲醛(14.72%)、二十五烷(9.85%)、二十八烷(8.29%)、二十三烷(5.14%)。 茎挥发油中主要成分有(Z)-3-己烯-1-醇(28.90%)、 (E)-2-己烯醇(16.06%)、正己醇(6.86%)。 果实挥发油中主要成分有:苯甲醛(20.46%)、十六烷酸(5.84%)、苯甲醇(5.01%)。 花生油作为易变质食用油,餐饮行业已将花椒、茴香、桂皮、丁香、维生素C等抗氧化剂少许加入油中,以延缓氧化变质和发挥抑菌作用。 本实验表明,在10~40 d贮藏期内,碧桃花、叶、茎、果实挥发油可明显降低花生油的过氧化值和酸值,其中以茎挥发油高剂量组降低作用最强,初步分析可能与其醇类、烃类成分含量较高有关。 花和茎挥发油具有较强的抑菌作用,其MIC值在0.024~0.188 g/L范围内。
辅助材料(Supporting Information)[碧桃花、叶、茎、果实挥发油气相色谱-质谱鉴定成分]可以免费从本刊网站(http://yyhx.ciac.jl.cn/)下载。