不同蒸馏时段迷迭香精油和纯露挥发性成分及抗氧化能力研究

何金明，扶美琴，邹心茹，肖艳辉

(韶关学院 英东生物与农业学院，广东 韶关 512005)

迷迭香(Rosmarinusofficinalis)是唇形科迷迭香属多年生常绿灌木。性喜温暖气候，原产地中海沿岸。迷迭香在我国长江以南地区均可生长，目前海南、云南、广西、贵州、新疆、浙江等地都有大面积种植[1]。迷迭香叶可提取精油，广泛应用于食用香料、日用化工、医药卫生、食品保鲜等领域[2]。迷迭香精油作为一种抗氧化剂，具有明显的抗氧化性，是世界上公认的第3代绿色食品抗氧化剂[3,4]。由于迷迭香提取物的大部分活性成分都是脂溶性的，因此可添加在动植物油中，以提高动植物油的氧化稳定性[5]。研究表明，迷迭香精油对油脂氧化具有明显的抑制作用[6]，利用注射方法在熟火腿脂肪中添加迷迭香精油对脂肪氧化有明显的抑制效果[7]；迷迭香精油能有效抑制蛋白氧化并较好地保持产品的感官品质，具有良好的护色效果[8,9]，已作为抗氧化剂应用到越来越多的肉制品保鲜中。纯露是在蒸馏提炼精油时分离出来的一种100%饱和的蒸馏原液，是制备精油的一种副产品，它与植物精油本身有着相似的作用和功效，故仍具有精油的芳香、抗氧化功效[10]。水蒸气蒸馏法是迷迭香精油和纯露最常用的方法，其提取效率受多种因素的影响，如物料粉碎粒度、料液比、浸泡时间、提取时间等[11]。研究表明，不同蒸馏时段的茴香精油化学成分及其相对含量存在差异；枳壳纯露、麸炒枳壳纯露、吴茱萸纯露、车前子纯露和黄栀子纯露等对DPPH自由基均具有不同的清除能力[12,13]。不同蒸馏时段迷迭香精油和纯露化学成分及其相对含量、抗氧化能力至今未见相关报道。因此，本研究以迷迭香为实验材料，采用共水蒸馏的方法提取不同蒸馏时段迷迭香精油和纯露，用GC-MS分析迷迭香精油和纯露的化学成分，同时对不同蒸馏时段迷迭香精油和纯露的抗氧化能力进行比较分析，以期为迷迭香精油和纯露的开发和利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料与仪器

韶关学院生态园露地栽植的3年生迷迭香，于2019年5月采摘其叶片。

Agilent 7890B/5977B GC/MSD气质联用仪；PAL RSI 85顶空自动进样器 瑞士CTC分析公司。

1.2 实验设计与样品制备

称取迷迭香叶片150 g，置于1000 mL圆底蒸馏瓶中，料液比为 1∶4，进行共水蒸馏(叶片泡在水中与水一起蒸馏，液相温度在100 ℃左右，压力为常压)。分别收集0～40 min、40～80 min、80～120 min 3个蒸馏时段的迷迭香精油和纯露，用棕色玻璃瓶收集精油，蓝色塑料瓶收集纯露，收集完成后分别旋紧瓶盖，精油瓶放于-18 ℃下冷冻，纯露瓶放于4 ℃下冷藏。测定挥发性成分的迷迭香精油和纯露均使用原液(未进行稀释)；测定DPPH自由基清除能力的迷迭香精油用50%乙醇稀释成1 g/20 mL，而迷迭香纯露未进行稀释。

1.3 实验方法

1.3.1 GC-MS测定条件

顶空进样器设置：加热箱温度80 ℃，加热3 min，进样量100 μL。

色谱条件：HP DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)石英毛细管色谱柱；载气为纯氦气(99.999%)，流量1 mL/min，不分流；进样口温度230 ℃，传输线温度230 ℃，柱箱程序升温，柱温起始温度保持 1 min，以5 ℃/min升温至130 ℃，再以10 ℃/min升温至230 ℃保持3 min。

质谱条件：离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，电离方式EI，电子能量 70.0 eV；全扫描，质量扫描范围45～520 m/z。

根据已有标样(C8～C40 正构烷烃)的色谱保留时间，计算各样品中每个成分保留指数KI(Kovats Index)，对比计算机谱库中的 KI 值及质谱信息对每个成分进行定性分析。每个成分含量以相对含量表示。

1.3.2 DPPH自由基清除能力测定方法

分别在试管中加入2.5 mL 6.5×10-5mmol/L DPPH溶液和 0.5 mL稀释的迷迭香精油或迷迭香纯露，封口，避光反应30 min，测定525 nm处的吸光度值，记为A1。同时平行测定用50%乙醇溶液作参比时的吸光度(即2.5 mL的6.5×10-5mmol/L DPPH溶液加入0.5 mL的50%乙醇溶液)，所测得的吸光度值记录为A2。同时测定2.5 mL 50%乙醇溶液和0.5 mL稀释的迷迭香精油或迷迭香纯露混合液的吸光度值，记为A0[14]。根据下式计算清除率：

清除率=[A2-(A1-A0)]/A2×100%。

式中：A2为2.5 mL DPPH溶液中加入0.5 mL 50%乙醇的混合液吸光度；A1为2.5 mL DPPH溶液中加入0.5 mL迷迭香精油或纯露样品的混合液吸光度；A0为2.5 mL 50%乙醇中加入0.5 mL迷迭香精油或纯露样品的混合液吸光度。

1.4 数据处理与分析

精油和纯露的挥发性成分经过气相色谱分离，形成各自的色谱峰，采用气相色谱-质谱-计算机联用仪进行分析鉴定。各成分质谱通过计算机谱库检索和资料分析，结合保留指数，确定各个化学成分，运用峰面积归一化法，求得各成分的相对含量。

采用SPSS 17.0统计软件和Excel 2003进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同蒸馏时段迷迭香精油挥发性成分比较

表1 不同蒸馏时段迷迭香精油挥发性成分比较Table 1 Comparison of volatile components of essential oil fromRosmarinus officinalis at different distillation periods

续 表

由表1可知，0～40 min、80～120 min 2个蒸馏时段迷迭香精油成分种类没有差异，均鉴定出22种成分，而40～80 min蒸馏时段迷迭香精油成分种类鉴定出20种成分。3个蒸馏时段迷迭香精油成分的相对含量存在差异。随蒸馏时间延长，3个蒸馏时段迷迭香精油中α-蒎烯、1,8-桉叶油素的相对含量呈逐渐降低趋势，α-异松油烯、松油烯-4-醇、α-松油醇、橙花醇乙酸酯、葎草烯的相对含量呈逐渐增加趋势，而崁烯、L-β-蒎烯、β-月桂烯、α-松油烯、对聚伞花烃、γ-松油烯、马鞭草烯酮、乙酸龙脑酯、石竹烯的相对含量呈先降低再增加趋势，α-水芹烯、芳樟醇、(-)-樟脑、龙脑、异蒎烷酮、反式-牻牛儿醇的相对含量呈先增加再降低趋势。

按照分子结构，迷迭香精油成分可分为四大类，即萜烯类化合物、酮类化合物、醇类化合物和酯类化合物，其中萜烯类化合物包括α-蒎烯、崁烯、L-β-蒎烯、β-月桂烯、α-水芹烯、γ-松油烯、α-异松油烯、石竹烯、葎草烯；酮类化合物包括(-)-樟脑、异蒎烷酮、马鞭草烯酮；醇类化合物包括对聚伞花素、1,8-桉叶油素、芳樟醇、龙脑、松油烯-4-醇、α-松油醇、反式-牻牛儿醇；酯类化合物包括乙酸龙脑酯、橙花醇乙酸酯。3个蒸馏时段的迷迭香精油成分均以萜烯类化合物为主；随蒸馏时间延长，3个蒸馏时段的迷迭香精油成分中酮类化合物相对含量(11.08%～13.41%)和酯类化合物相对含量(5.73%～12.79%)均呈逐渐增加趋势，醇类化合物相对含量(24.13%～37.35%)呈逐渐降低趋势，而萜烯类化合物相对含量(38.42%～47.90%)呈先降低再升高趋势。

2.2 不同蒸馏时段迷迭香纯露挥发性成分比较

表2 不同蒸馏时段迷迭香纯露挥发性成分比较Table 2 Comparison of volatile components of hydrosol from Rosmarinus officinalis at different distillation periods

续 表

续 表

由表2可知， 3个蒸馏时段迷迭香纯露成分种类存在差异，0～40 min、40～80 min、80～120 min 3个蒸馏时段分别鉴定出39，37，35种成分，但主要成分均为1,8-桉叶油素；3个蒸馏时段迷迭香纯露成分的相对含量也存在差异。随着蒸馏时间延长，1,8-桉叶油素的相对含量呈逐渐降低趋势，3个蒸馏时段迷迭香纯露中1,8-桉叶油素的相对含量分别高于迷迭香精油，但3个蒸馏时段迷迭香纯露中α-蒎烯的相对含量分别远远低于迷迭香精油。

2.3 不同蒸馏时段迷迭香精油和纯露抗氧化能力比较

表3 不同蒸馏时段迷迭香精油和纯露DPPH自由基清除能力比较Table 3 Comparison of antioxidant ability of essential oil and hydrosol from Rosmarinus officinalis at different distillation periods

由表3可知，3个蒸馏时段迷迭香精油的DPPH自由基清除能力由高到低的顺序为40～80 min>80～120 min>0～40 min，其中40～80 min极显著(P<0.01)高于0～40 min和80～120 min，而80～120 min显著高于0～40 min(P<0.05)。3个蒸馏时段迷迭香纯露的DPPH自由基清除能力由高到低的顺序为80～120 min>40～80 min>0～40 min，其中80～120 min极显著(P<0.01)高于0～40 min，显著高于40～80 min(P<0.05)，而40～80 min显著高于0～40 min(P<0.05)。

3 讨论与结论

3.1 讨论

迷迭香精油成分主要包括1,8-桉叶油素、樟脑、α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯和月桂烯等，本实验中迷迭香精油的化学成分也证明了这一点。本实验中3个蒸馏时段迷迭香精油的化学成分及其相对含量存在差异，且随蒸馏时间延长，主要成分1,8-桉叶油素的相对含量呈逐渐降低趋势，与茴香精油主要成分反式茴香脑相对含量的变化趋势相反，其可能的原因是1,8-桉叶油素在迷迭香精油中是小分子物质，因此在相对较短的蒸馏时间里就能够蒸馏出来，随着蒸馏时间延长，小分子物质会逐渐减少，大分子物质会逐渐增多。

3个蒸馏时段迷迭香纯露的化学成分种类和相对含量存在差异。随蒸馏时间延长，迷迭香纯露的化学成分种类及其主要成分1,8-桉叶油素的相对含量均呈逐渐减少趋势，这与迷迭香精油中主要成分1,8-桉叶油素的相对含量逐渐减少是一致的。此外，迷迭香纯露中化学成分种类和相对含量与迷迭香精油存在明显差异。

本实验结果表明，稀释后的迷迭香精油以40～80 min蒸馏时段的DPPH自由基清除能力最强，而迷迭香纯露以80～120 min蒸馏时段的DPPH自由基清除能力最强，这可能与3个蒸馏时段迷迭香精油和纯露的化学成分种类和相对含量不同有关。

植物精油的化学成分常因原料来源及提取方法等不同导致化学成分表现出明显差异，因此，不断优化提取工艺对保留更多精油的有效成分尤其重要[15]。根据我国市场调查，油脂、罐头、肉制品、糕点类等方面预计全国每天需天然抗氧化剂约2000 t以上。迷迭香精油可很好地清除自由基，防止油脂氧化变质，因此，作为抗氧化剂开发和商业推广必将促进我国迷迭香产业进一步发展[16]。

3.2 结论

0～40 min和80～120 min蒸馏时段均鉴定出22种迷迭香精油成分，40～80 min蒸馏时段鉴定出20种。3个蒸馏时段迷迭香精油成分相对含量存在差异。随着蒸馏时间延长，迷迭香精油主要成分1,8-桉叶油素(4.31%～25.01%)和α-蒎烯(20.52%～24.15%)的相对含量呈降低趋势，而葎草烯(0.20%～20.52%)的相对含量呈增加趋势。

3个蒸馏时段迷迭香纯露成分种类和相对含量存在差异。随着蒸馏时间延长，迷迭香纯露成分种类减少；迷迭香纯露主要成分1,8-桉叶油素(17.04%～41.01%)的相对含量呈降低趋势，而γ-松油醇(0.02%～20.81%)和松香芹酮(0.58%～13.31%)的相对含量呈增加趋势。

3个蒸馏时段迷迭香精油的DPPH自由基清除能力由高到低顺序为40～80 min>80～120 min>0～40 min，迷迭香纯露的DPPH自由基清除能力由高到低顺序为80～120 min>40～80 min>0～40 min。