劉長(zhǎng)姣,張守勤,孟憲梅
(1.吉林工商學(xué)院糧油食品深加工吉林省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,吉林長(zhǎng)春130062;2.吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,吉林長(zhǎng)春130022)
五味子是雙子葉植物門(mén)、木蘭亞綱、八角目、五味子科植物,其干燥果實(shí)具有斂肺、止瀉、生津、益智、安神之功效[1]。五味子是一種多用途植物,它既可入藥也可用于保健食品,如釀酒和制汁生產(chǎn)飲料[2]。其含有木脂素、多糖、揮發(fā)油、色素、不飽和脂肪酸等成分。五味子種子和果肉中活性成分存在明顯差異,五味子甲素、五味子乙素等木脂素成分、揮發(fā)油和油脂主要存在于種子中;并且五味子油含有人體必需脂肪酸十八碳二烯酸和十八碳烯酸[3-5]。研究證明五味子中木脂素成分具有護(hù)肝、抗氧化的活性[6-7],五味子油具有降低血糖、高血清胰島素,降低胰高血糖素的作用[8],五味子揮發(fā)油具有較強(qiáng)的抗纖溶酶原激活物抑制劑(PAI)活性、鎮(zhèn)咳、調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、增強(qiáng)機(jī)體對(duì)非特異性刺激的防御能力等多種功能[9-12]。目前針對(duì)五味子的研究與應(yīng)用主要以五味子的干燥整果為主,對(duì)其種子中脂溶性成分的系統(tǒng)研究少,因此本文以五味子種子為原料,利用傳統(tǒng)壓榨法提取五味子油,利用GC/MS聯(lián)用法測(cè)定五味子油的脂肪酸組成,并應(yīng)用HPLC法測(cè)定五味子油中木脂素成分;同時(shí)應(yīng)用水蒸氣蒸餾法提取五味子種子揮發(fā)油,采用GC/MS聯(lián)用法測(cè)定其組成成分,為五味子種子的精深加工和利用提供理論依據(jù)。
五味子漿果 購(gòu)于吉林省撫松縣;五味子醇甲、五味子甲素、五味子乙素 中國(guó)藥品生物制品檢定所;甲醇 色譜純,F(xiàn)isher公司;其余化學(xué)試劑 均為分析純,北京化工廠(chǎng)。
MA110電子天平 上海天平儀器廠(chǎng);LC-20A高效液相色譜儀、GC-MS-QP2010日本島津公司;GC-MS-5975/6890N 美國(guó)安捷倫;DZKW-C恒溫水浴鍋 上海市實(shí)驗(yàn)儀器廠(chǎng);榨油機(jī) 長(zhǎng)春長(zhǎng)白山榨油機(jī)廠(chǎng)。
1.2.1 油脂制備 稱(chēng)取干燥五味子種子500g,置于小型植物油料榨油機(jī)中,壓榨,收集壓榨五味子油脂,4000r/m in離心10m in,取上清液得五味子油樣品,得率計(jì)算公式如下:
注:W:五味子油質(zhì)量(g);M:五味子種子質(zhì)量(g);Y:五味子油得率(%)。
1.2.2 甲酯化方法 取五味子種子油0.5g,加0.5mol/L KOH/CH3OH溶液4m L,60℃水浴加熱1h,進(jìn)行酯化反應(yīng)。然后加入正己烷2m L和水2m L充分振蕩,靜置后上層溶液為GC/MS待測(cè)樣。
1.2.3 油脂木脂素測(cè)定樣品制備 稱(chēng)取五味子油1.0g,加入適量甲醇,超聲處理15m in,甲醇定容到50m L容量瓶中,取一定量樣品液甲醇稀釋20倍,過(guò)濾得HPLC測(cè)定樣品。
稱(chēng)取100g五味子種子粉末,置于揮發(fā)油提取器提取7h,得揮發(fā)油,無(wú)水硫酸鈉除水,4℃保存,一周內(nèi)測(cè)定分析。揮發(fā)油得率計(jì)算公式如下:
注:V:五味子揮發(fā)油體積(v);W:五味子種子質(zhì)量(g);D:五味子揮發(fā)油得率(v/w)。
1.4.1 脂肪酸測(cè)定方法 脂肪酸成分分析采用安捷倫GC-MS-5975/6890N進(jìn)行測(cè)定,色譜柱為HP-5(30m×0.25mm×0.25μm,美國(guó))毛細(xì)管色譜柱。載氣為高純氦氣,分流比為1∶50,載氣流速為20m L/m in。采用程序升溫,起始柱溫80℃,以10℃/m in的升溫速度升溫至200℃,然后以5℃/m in的升溫速度升溫至250℃;最后以10℃/min的升溫速度升溫至280℃,并保持10m in。進(jìn)樣口溫度為280℃,離子源溫度為200℃,電離電壓為70eV。
1.4.2 木脂素測(cè)定方法 采用HPLC法測(cè)定木脂素成分。色譜柱為Shim-pack ODS(150×4.6mm,5μm),流動(dòng)相為甲醇(A)和水(B),梯度洗脫程序?yàn)?~ 25min 65%~75%A、25~55min 75%~100%A、55~65min 100%A,流速為1.0m L/m in;檢測(cè)波長(zhǎng)為254nm,柱溫為25℃,進(jìn)樣量為10μL。
1.4.3 揮發(fā)油測(cè)定方法 采用島津GC-MS-QP2010測(cè)定揮發(fā)油成分,色譜柱為Rxi-5MS(30.0m×0.25mm×0.25μm)毛細(xì)管色譜柱。載氣為高純氦氣,分流比為1∶50,載氣流速為36.5cm/sec。采用程序升溫,起始柱溫60℃,保持3m in后,以5℃/m in的升溫速度升溫至150℃,然后以1℃/min的升溫速度升溫至170℃;最后以5℃/m in的升溫速度升溫至220℃,并保持5m in。進(jìn)樣口溫度為260℃,離子源溫度為200℃,電離電壓為70eV。
采用壓榨法制備五味子油,因?yàn)閴赫シň哂袩o(wú)溶劑殘留,可以避免長(zhǎng)時(shí)間高溫對(duì)有效成分的破壞,是目前人們信賴(lài)的提取技術(shù)。經(jīng)提取五味子種子油脂得率為24.03%。采用GC/MS聯(lián)用法對(duì)五味子油的脂肪酸組成成分進(jìn)行分析,應(yīng)用面積歸一化法計(jì)算不同脂肪酸的相對(duì)百分含量,將得到的樣品的質(zhì)譜數(shù)據(jù)與NIST數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)照相匹配,對(duì)相似度大于80的鑒定結(jié)果進(jìn)行報(bào)道,結(jié)果見(jiàn)表1。共鑒定了10種脂肪酸,其中含量高的是亞油酸和油酸,與Balandin的研究結(jié)果一致[13]。
表1 五味子油脂肪酸成分分析Table1 Fatty acid analysis of S.chinensis oil
亞油酸具有較強(qiáng)的抗脂質(zhì)過(guò)氧化損傷,降低血清膽固醇和甘油三酯,防止動(dòng)脈粥樣硬化/軟化心腦血管、促進(jìn)血液循環(huán)的作用,素有“血管清道夫”的美譽(yù)[14]。與常見(jiàn)植物油相比,玉米油亞油酸含量為55%~ 60%、葵花籽油亞油酸含量為65%~78%,五味子油亞油酸含量為72.8%,高于玉米油,與葵花籽油相近。而葵花籽油與玉米油是為數(shù)不多的高亞油酸油脂,所以葵花籽油與玉米油被列為“健康保健油脂”[15]。由此證明五味子油是一種高亞油酸含量的油脂。從脂肪酸飽和程度分析,五味子油是高不飽和油脂,其不飽和脂肪酸含量為92.86%,遠(yuǎn)高于飽和脂肪酸含量。由此可見(jiàn)五味子油是一種高亞油酸和高不飽和油脂。
五味子中木脂素成分脂溶性強(qiáng),并主要存在于種子中,因此應(yīng)用HPLC法測(cè)定五味子油中五味子醇甲、五味子甲素和五味子乙素三種木脂素成分的含量,結(jié)果見(jiàn)圖1。利用HPLC法測(cè)得五味子油中五味子醇甲、五味子甲素和五味子乙素的含量分別為0.755%、0.125%和0.952%。結(jié)果證明五味子油不僅含有不飽和脂肪酸,還含有五味子的主要活性成分木脂素,這也使得五味子油具有木脂素的功能活性。
圖1 五味子木脂素標(biāo)準(zhǔn)品和樣品HPLC圖Fig.1 HPLC spectra of standard lignans and sample
圖2 五味子種子揮發(fā)油總離子流圖Fig.2 Total ions chromatogram of volatile oil in S.chinensis seeds
表2 五味子種子揮發(fā)油化學(xué)成分Table2 Chemical composition of volatile oil in S.chinensis seeds
五味子種子揮發(fā)油為淡黃色透明液體,得率為2.34%(v/w干燥種子計(jì))。利用GC/MS法測(cè)定揮發(fā)油成分,采用面積歸一化法計(jì)算各個(gè)成分的相對(duì)含量,將得到的樣品的質(zhì)譜數(shù)據(jù)與NIST數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)照相匹配,對(duì)相似度大于80的鑒定結(jié)果進(jìn)行報(bào)道,結(jié)果見(jiàn)圖2和表2。共鑒定了52種化合物,占相對(duì)總面積的89.74%;含量最高的三種化合物分別為衣蘭烯(10.16%),β-雪松烯(9.46%)和雙-表-α-雪松烯(8.92%),與Tan等報(bào)道的結(jié)果一致[16]。從成分類(lèi)別分析,五味子種子揮發(fā)油含有28種倍半萜類(lèi)化合物,占總含量的69.71%;17種單萜類(lèi)化合物,占總含量的12.78%;此外還有6種脂肪族化合物和2種芳香族化合物。由此可知五味子種子揮發(fā)油的化學(xué)成分主要屬于倍半萜類(lèi)和單萜類(lèi)化合物,與Li等的報(bào)道一致[17]。韋敏等研究證明揮發(fā)油的主要成分——異戊二烯萜類(lèi)具有抗腫瘤作用[18],而五味子揮發(fā)油中異戊二烯萜類(lèi)成分占總含量的82.49%,是良好的異戊二烯萜類(lèi)成分來(lái)源,可見(jiàn)利用五味子種子制備揮發(fā)油,并進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用是可行的。
本文針對(duì)五味子種子中脂溶性成分進(jìn)行系統(tǒng)分析,包括油脂中脂肪酸和木脂素,以及揮發(fā)油中各成分的鑒定。采用壓榨法制備五味子油,得率為24.03%;采用GC/MS聯(lián)用法鑒定了10種脂肪酸,其中含量高的是亞油酸和油酸,不飽和脂肪酸含量可達(dá)92.86%,證明五味子油是一種高亞油酸含量和高不飽和油脂。同時(shí)測(cè)定五味子油中木脂素成分,其中五味子醇甲、五味子甲素和五味子乙素的含量分別為0.755%、0.125%和0.952%。采用水蒸氣蒸餾法提取五味子種子揮發(fā)油,得率為2.34%,采用GC/MS聯(lián)用法鑒定了52種化合物,含量最高的三種化合物依次為衣蘭烯、β-雪松烯和雙-表-α-雪松烯,鑒定的成分主要屬于倍半萜類(lèi)和單萜類(lèi)化合物。結(jié)果表明利用五味子種子提取油脂和揮發(fā)油,可以制得富含亞油酸和木脂素成分的植物油脂和富含異戊二烯萜類(lèi)成分的揮發(fā)油,為五味子種子的深加工利用提供了依據(jù)。
[1]靳杰.中藥五味子的研究進(jìn)展 [J].黑龍江醫(yī)藥,2005,18(5):335.
[2]丁鄉(xiāng),丁立威.北五味子藥市現(xiàn)狀及后市淺析[J].中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志,2004,11(3):231.
[3]張?zhí)炖ぃ?,徐維波,耿寧.GC/MS測(cè)定五味子油中脂肪酸組成[J].中央民族大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,21(2):29-31.
[4]Liu C J,Zhang SQ,Zhang J S,et al.Chemical composition and antioxidantactivity of essentialoil from berries of Schisandra chinensis(Turcz.)Baill[J].Natural Product Research,2012,26(23):2199-2203.
[5]李立順,時(shí)維靜,馬迅兵.北五味子種子和果肉中的活性成分比較[J].食品科學(xué),2012,33(16):175-178.
[6]Chiu P Y,Tang M H,Mak D H F,et al.Hepatoprotective mechanism of Schisandrin B:Role of mitochondrial mutathione antioxidantstatusand heatshock proteins[J].Free Radical Biology &Medicine,2003,35(4):368-380.
[7]Choi Y W,Takamatsu S,Khan S I,et al.Schisandrene,a Dibenzocyclooctadiene lignan from schisandra chinensis:Structure antioxidantactivity relationships of dibenzocyclooctadiene lignans [J].Journal of Natural Products,2006,69:356-359.
[8]柴可夫,草志成,王亞麗.北五味子油對(duì)糖尿病小鼠胰島細(xì)胞形態(tài)及功能的影響[J].中國(guó)中醫(yī)藥科技,2007,14(3):177.
[9]戴好富,譚寧華,周俊,等.北五味子揮發(fā)性化學(xué)成分研究[J].中草藥,2005,6(9):1309-1310.
[10]柯銘清.中草藥中有效成分理化與藥理特性[J].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1982:541.
[11]倪立東,陳延西.五味子藥理作用研究概況[J].暨南大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,1996,17(2):125-128.
[12]應(yīng)國(guó)清,俞志明,單劍峰,等.北五味子有效組分的研究進(jìn)展[J].河南中醫(yī),2005,25(6):85-87
[13]Balandin D A.Fatty oil from Schizandra seeds[J].Doclady AcademiiNauk SSSR,1940,26:592-594.
[14]Tan X M,Chen F L.Analysis of Schisandra chinensis(Turcz.)Baill volatile oilextracted by supercritical CO2extraction and steam distillation[J].Journal of Chinese MedicinalMaterials,2002,25:796-797.
[15]衣丹,林學(xué)政,沈繼紅,等.共軛亞油酸降血脂及抗動(dòng)脈粥樣硬化作用的研究[J].現(xiàn)代醫(yī)學(xué)生物進(jìn)展,2011(7):1228.
[16]畢艷蘭.油脂化學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.
[17]Li X N,Cui H,Song Y Q,et al.Analysis of the essential oil of Schisandra chinensis(Turcz.)Baill[J].Acta Pharmaceutica Sinica,2001,36(3):215-219.
[18]韋敏,臧林泉,陶亮.植物揮發(fā)油中異戊二烯萜類(lèi)的抗腫瘤作用研究進(jìn)展[J].中草藥,2007,38(11):754-757.