迷迭香提取物的主要成分及其抗氧化作用研究

郑秋闿, 范晶晶

(1. 潍坊学院 化学化工与环境工程学院, 山东 潍坊 261061；2. 潍坊学院 生物与农业工程学院, 山东 潍坊 261061)

迷迭香提取物的主要成分及其抗氧化作用研究

郑秋闿1, 范晶晶2

(1. 潍坊学院 化学化工与环境工程学院, 山东 潍坊 261061；2. 潍坊学院 生物与农业工程学院, 山东 潍坊 261061)

通过红外光谱、液-质联用、高效液相色谱分析迷迭香乙醇提取物,确定了提取物中3种主要组分及其在提取物中所占比例；测定了加入迷迭香提取物的三油酸甘油酯及空白样品在加热过程中的过氧化值；通过核磁共振氢谱测定了加热过程中三油酸甘油酯分子中叔氢相对含量的变化。实验结果表明,迷迭香提取物中主要组分为迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸,添加了迷迭香提取物后三油酸甘油酯的过氧化值增大趋势显著减缓,分子中叔氢的相对含量的降低趋势明显减慢,说明迷迭香提取物对三油酸甘油酯具有抗氧化作用。

迷迭香提取物； 成分测定； 过氧化值

天然抗氧剂主要有中草药提取物、茶多酚类、氨基酸和肽类香辛料提取物、天然黄酮类、维生素类和植酸等[1-2]。迷迭香(rosmarinus oficinalis L.)别名艾菊,系唇形科迷迭香属植物[3],在我国南方已经大面积种植。在欧洲,迷迭香作为食品香料有悠久的历史,现已应用于化妆品、食品以及药品等方面[4-5]。现有研究表明,迷迭香在防止油脂氧化、保持肉类风味等方面具有明显效果[6-10],日本现已开发出系列迷迭香抗氧化剂产品[11]。此外,迷迭香在消炎、抗肿瘤、治疗心血管疾病等方面有也有一定的药用价值[12]。本研究从迷迭香中提取抗氧化剂,通过红外光谱、液-质联用、高效液相色谱分析提取物中的主要成分；将提取物加入三油酸甘油酯中,研究三油酸甘油酯在老化过程中的过氧化值的变化,并通过核磁共振氢谱测定三油酸甘油酯叔氢基团相对含量的变化趋势,从而验证迷迭香提取物对油脂分子中的叔氢结构是否具有稳定作用。

1 实验

1.1 材料及仪器

材料:迷迭香干叶,广西百色华桂生物工程有限公司；三油酸甘油酯,分析纯,天津津沽工商实业公司；其他各种化学试剂均为瓶装分析纯。

仪器:傅里叶红外变换光谱仪,WQF-410型,北京第二光学仪器厂；高效液相色谱仪,Waters 600型,美国Waters公司；液相色谱-质谱联用仪,LCQ DECA XP型,美国Thremo公司；超导核磁共振谱仪,DRX-400型,德国BRUKER公司。

1.2 迷迭香提取物的制备

在索氏提取器中以乙醇为溶剂回流提取迷迭香干叶2 h,用旋转蒸发器去除溶剂,得到迷迭香乙醇提取物。

1.3 三油酸甘油酯的高温氧化

称取一定量的迷迭香抗氧剂溶于三油酸甘油酯中,迷迭香的质量分数为0.4%。为加速油脂的氧化过程,将空白的三油酸甘油酯样品和添加了迷迭香抗氧剂的三油酸甘油酯样品放入120 ℃的烘箱,分别于1、2.5、4 h后取样进行过氧化值测试和核磁共振氢谱分析。

1.4 三油酸甘油酯过氧化值的测定

三油酸甘油酯过氧化值(POV)的测定方法按照GBT5538—2005《动植物油脂 过氧化值测定》进行。

同时,为证明迷迭香提取物对叔氢结构的稳定作用,通过核磁共振氢谱研究了老化过程中的三油酸甘油酯分子中叔氢基团的相对含量。

2 结果与讨论

2.1 迷迭香提取物的主要成分

用红外光谱仪分析所得提取物的谱图见图1。谱图解析:—OH伸缩振动在3 434 cm-1处,—CH3和—CH2伸缩振动分别在2 956 cm-1、2 871 cm-1处,C=O伸缩振动在1 722 cm-1处,芳烃CC骨架振动在1 454 cm-1处, C—O 伸缩振动在1 297 cm-1处,C—C(O)—O吸收峰在1 250～1 000 cm-1处。

图1 迷迭香提取物的红外光谱图

图2 迷迭香提取物的离子流图

称取0.5 g迷迭香提取物样品,并加入乙醇25 mL,超声振荡30 min,定容至50 mL,采用液-质联用仪分析其组成。色谱柱:Nova pak C18色谱柱(3.9 mm×300mm)；柱温:25 ℃；进样量:10 μL；流速:1.0mL/min；流动相A:乙腈；流动相B:10 mmol/L冰乙酸水溶液；梯度条件:52% A采用等度洗脱。质谱检测器检出离子流相对强度I见图2,3种主要组分的质谱谱图见图3(图中为相对强度)。

将所得迷迭香提取物主要组分的质谱谱图与数据库进行对比,离子流图中3个峰所代表的组分从左至右依次为迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸,结构式见图4。

为测定3种物质在迷迭香提取物中所占比例,用带有紫外检测器的高效液相色谱分析提取物,色谱条件与液-质联用仪相同,在245 nm波长下检测所得谱图见图5。

将图2与图5进行对比,确定出图5中3.875 min、9.789 min、17.116 min处的出峰分别代表迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸,经过软件计算得到3种组分分别占迷迭香提取物总量的6.34%、23.94%和30.72%。

2.2 三油酸甘油酯过氧化值的测定结果

配制含有0.4%的迷迭香提取物的三油酸甘油酯样品(记作Rao),与空白的三油酸甘油酯样品(记作Blank)进行比较。将2种样品放入120 ℃的烘箱,1、2.5、4 h后取样进行过氧化值POV测试。测得各样品的POV值见图6。

由图6可以看到,老化过程中,添加了迷迭香提取物的三油酸甘油酯样品的过氧化值一直小于空白样品,说明添加了迷迭香提取物的三油酸甘油酯氧化速度较慢,迷迭香提取物对油脂具有抗氧化作用。

图3 迷迭香提取物主要组分的质谱谱图

图4 迷迭香酚、鼠尾草酚、鼠尾草酸的结构式

图5 迷迭香提取物的高效液相色谱谱图

图6 三油酸甘油酯的POV值

2.3 三油酸甘油酯核磁共振氢谱的测定结果

将上述添加了迷迭香提取物的三油酸甘油酯样品(Rao)及空白样品(Blank)置于120 ℃的烘箱中,0、2.5、4 h后取样进行核磁共振氢谱分析,所得谱图见图7。

图7 三油酸甘油酯的核磁共振氢谱

谱图中化学位移δ=5.3处尖峰对应三油酸甘油酯分子中双键上的叔氢,此峰面积代表叔氢的含量；δ=4.2处双峰对应三油酸甘油酯分子中与酯基相连的亚甲基上的氢,这是比较稳定的基团。同一谱图中δ=5.3与δ=4.2处峰面积之比A5.3/A4.2可以代表三油酸甘油酯分子中叔氢的相对含量。按此方法处理图7中5个谱图数据可以得到油酯分子中叔氢含量的变化趋势,结果见图8。可以看到,老化过程中,添加了迷迭香提取物的三油酸甘油酯分子中叔氢的含量高于空白的样品,说明迷迭香提取物对油脂分子中的叔氢有保护作用。

图8 核磁共振氢谱中A5.3/A4.2

3 结论

实验证明,迷迭香提取物对三油酸甘油酯有抗氧化作用,其作用机理可以解释为迷迭香提取物对油酯分子中叔氢的保护作用。迷迭香提取物的主要成分为迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸。它们的化学结构中,芳环上都有2个处于邻位的羟基,这种结构有利于氧化反应后形成半醌式结构,它可以与苯环形成大π键,有利于半醌结构的稳定,因此,迷迭香提取物中的几种主要成分都具有较强的抗氧化活性。

References)

[1] 眭红卫.天然抗氧化剂的开发研究与应用前景[J].武汉商业服务学院学报,2006,20(3)：82-84.

[2] 汪秋安.天然抗氧剂的开发利用[J].广西轻工业,1999(2)：6-9.

[3] 江苏新医学院.中药大辞典[M].上海：上海科技出版社，1986.

[4] Max W, Marburg. Herbal drugs and phytopharm aceuticals [M]. Stuttgart： Medpharm Scientific Publishers, 1994.

[5] Carlo B, Arianna B, Patrizia Rubiolo. Analysis of carnosol and carnosic [J]. Phytochemical Analysis,2000,11(10):236-242.

[6] 黄海英，黄绍华，沈玲霞.天然抗氧化剂：迷迭香的研究现状与展望[J].中国食品添加剂,2004(5)：56-58，62.

[7] 车旭，王婷，杜若源，等.植物源生物保鲜剂在水产品保鲜中的研究进展[J].食品工业科技,2015(12)：375-378.

[8] 余翔，冯艳丽，石鹤，等.冷鲜肉天然保鲜剂研究进展[J].食品工业,2015(10)：238-241.

[9] 韩宏星.迷迭香化学成分和生物活性及二菇酚类衍生物的合成研究[D].北京:北京医科大学,2000：5-8.

[10] 方晓璞，解克伟，任春明，等.迷迭香天然抗氧化剂的应用研究[J].中国油脂,2014，39(7)：27-29.

[11] 程伟贤.迷迭香化学成分与抗氧化活性的研究[D].昆明：云南大学，2004：45-46.

[12] 饶光宇，陈秀芬，张高，等.迷迭香二萜酚提取物对几种肝损伤的保护作用[J].中草药，2001，32 (5)：434-436.

Research on main components of rosemary extract andits antioxidant effect

Zheng Qiukai1, Fan Jingjing2

(1. College of Chemistry,Chemical and Environmental Engineering , Weifang University, Weifang 261061, China;2. College of Biological and Agricultural Engineering, Weifang University, Weifang 261061, China)

The ethanol extract of rosemary is analyzed by the infrared spectrum, and the liquid-mass high performance liquid chromatography, and the three main components and their proportion in the extract are determined. The three-oleic glyceride into which the rosemary extract is added and the peroxide value of the blank sample in the heating process are judged. The change of the relative content of tertiary hydrogen in the three-oleic glyceride molecule in the heating process is determined by the NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy. The experimental results show that the main components of the rosemary extract are the rosemary phenol, sage phenol and oxalic acid. After adding the rosemary extract, the increase of the peroxide value of the three-oleic glyceride slows down significantly, and the decrease in the relative content of the tertiary hydrogen in the molecule also slows down markedly. These results indicate that the rosemary extract has the antioxidant effect on the three-oleic glyceride.

rosemary extract; component determination; peroxide value

10.16791/j.cnki.sjg.2017.08.012

2017-02-12 修改日期：2017-04-01

国家星火计划项目(2012GA740030)；山东省自然科学基金项目(ZR2013BL015,ZR2016CB28)

郑秋闿(1982—),男,山东烟台,博士,讲师,主要从事天然产物研究.E-mail：zqiukai@163.com

R285

B

1002-4956(2017)08-0043-04