（食品科学专业论文）草果精油的抗氧化与分子微胶囊化研究.pdf

草果精油的抗氧化与分子微胶囊化研究 a n t i o x i d a n ta c t i v i t i e sa n dm o l e c u l a r m l c r o c a o s u l e0 t 刀聊d 聊跖优t s a o - k oe s s e n t i a lo i l o p一 一 专业：食品科学 研究生：冯雪 指导教师：姜子涛教授 2 生物技术与食品科学学院 2 0 1 0 年5 月 摘要 草果，又名草果子，拉丁名为a m o m u mt s a o k o ，是姜科( z i n g i b e r a c e a e ) 豆蔻属 ( a m o m u m ) 多年生草本植物的干燥成熟果实。草果的芳香气味使其可作为调味香料，用 于芳香糕点、菜肴、蜂蜜等食品，据报道，它还有清新口气和减轻体重的作用。同时它又 是我国一种传统的中药材，性味辛温，能燥湿散寒，具有温中、健胃、消食、顺气的功能。 用于脾胃寒虚、心腹疼痛、脘腹胀满、呕吐或腹泻、咳嗽痰多等。 课题对革果的研究包括三大部分： ( 1 ) 采用不同的方法提取并分析草果精油。分别用水蒸气蒸馏法( h d ) 、微波辅助水 蒸气蒸馏法( m h d ) 提取精油并确定了最佳提取工艺。h d 最佳料液比为l ：1 5 ，需提取3 h ， 出油率为1 6 2 ；m h d 最佳料液比为l ：2 0 ，最佳微波辐射功率为8 0 0 w ，破碎时间为5 m i n ， 需提取1 h ，出油率为2 3 0 。通过气相色谱质谱联用技术( g c m s ) 分别对两种方法提取的 草果精油进行成分分析：其中h d 鉴定出3 2 种成分，m h d 鉴定出3 3 种成分，主要成分均为 桉树脑、香叶醇、僻水芹烯等。 ( 2 ) 本实验分别从总还原能力、清除羟自由基能力、清除超氧阴离子能力三个方面来 全面评价草果精油的抗氧化能力。实验结果表明草果精油的清除羟自由基能力和清除超氧 阴离子的能力均强于用于参照的人工合成抗氧化剂。 ( 3 ) 用荧光分光光度计检测了草果精油与b c d 及其衍生物的包合过程，测定包合过程 的化学计量数、包结平衡常数和热力学常数，结果表明a e o 与c d s 包结过程是一个自发的、 放热的反应。结物的红外吸收光谱图不能与a e o 的红外吸收光谱图一一对应，证明a e o 已 被1 3 c d 包结。实验证明被b c d 包合后的a e o 的挥发性大大减弱，对光的稳定性显著增强。 关键词：草果精油；水蒸气蒸馏法；微波辅助水蒸气蒸馏法；气相色谱质谱联用；抗氧化 性 a b s t r a c t a m o m u mt s a o k o ( z i n g i b e r a c e a e ) i sf r u i to fp e r e n n i a lh e r b a g et h a tg r o w sm a i n l yi ny u n n a n p r o v i n c e ，c h i n a a t s a o - k ow i t ht h ee s s e n t i a lo i li sat r a d i t i o n a ls p i c ei no u rc o u n t r yw i t h h o m o g e n o u sf u n c t i o no nf o o da n dm e d i c i n e ，w h i c hh a ss t r o n gf r a g r a n c ea n df l a v o r a t s a o k o c a nb eu s e da ss p i c et oi n c r e a s ef r a g r a n c eo fc a k e ，d i s ha n dh o n e y t h ed r yf r u i t so ft h ep l a n ta r e t r a d i t i o n a lc h i n e s ed r u g s ，w h i c hh a v e b e e nu s e df o rd i g e s t a n t ，c o u g h i n ga n da b d o m i n a lp a i n s ，i n a d d i t i o n ，t h e yc a np r o d u c e san i c er e f r e s h i n ge f f e c ti nt h em o u t ha n dt e n dt ol o w e rt h eb o d y w e i g h t r e s e a r c h i n go f a t s a o k oe s s e n t i a lo i li np r e s e n ts t u d yi n c l u d et h r e ep a r t s ： t r a d i t i o n a lh y d r o d i s t i l l a t i o n ( h d ) a n dm i c r o w a v e a s s i s t e dh y d r o d i s t i l l a t i o n ( m h d ) w e r e c o m p a r e da n de v a l u a t e df o rt h e i re f f i c i e n c yi nt h ee x t r a c to fa t s a o - k oe s s e n t i a lo i l t h e o p t i m u mc o n d i t i o n sf o rh dw e r e ：a1 ：15r a t i oo fs p i c et ow a t e rf o r3 h ，t h eo i ly i e l di s1 6 2 ； t h eo p t i m u mc o n d i t i o n sf o rm h dw e r e ：m i c r o w a v ed e l i v e r e d p o w e r8 0 0w ，m i c r o w a v e r a d i a t i o nt i m e5m i na n da1 ：2 0r a t i oo fs p i c et ow a t e rf o rlh ，t h eo i ly i e l di s2 3 0 t h eo b t a i n e d o i l sw e r ea n a l y z e db yg ca n dg c m s t h i r t y - t w oc o m p o n e n t sw e r ei d e n t i f i e di nh do i la n d t h i r t y - t h r e ec o m p o n e n t si nm h do i l a m o n gt h ei d e n t i f i e dv o l a t i l ec o m p o u n d sf r o ma t s a o - k o ， t h em a i nc o m p o n e n tf r o mb o t ho i l si se u c a l y p t o l ，g e r a n i o la n d0 c - p h e l l a n d r e n e t h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t i e so fa t s a o k oe s s e n t i a lo i lw a se v a l u a t e db a s e do n p h o s p h o m o l y b d e n u mc o m p l e x ，s u p e r o x i d ea n i o na n dh y d r o x y lr a d i c a ls c a v e n g i n ga c t i v i t i e s t h e r e s u l t sr e v e a l e dt h a tt h ea c t i v i t i e so fs c a v e n g i n gs u p e r o x i d er a d i c a l so fa t s a o - k oe s s e n t i a lo i l w a sc o n c e n t r a t i o nd e p e n d e n ta n dw e r eh i g h e rt h a nt h a to fp g t h ei n c l u s i o nc o m p l e x e so fa t s a o k oe s s e n t i a lo i lw i t hc y c l o d e x t r i n s ( c d s ) h a v eb e e n i n v e s t i g a t e du s i n gt h em e t h o d so fs p e c t r o f l u o r i m e t r y , a n dt h ev a r i o u sf a c t o r sa f f e c t i n gt h e i n c l u s i o np r o c e s sw e r ee x a m i n e di nd e t a i l t h et h e r m o d y n a m i c sm e a s u r e m e n t ss h o w e dt h a tt h e i n c l u s i v ep r o c e s sw a sa ne x o t h e r m i ca n de n t h a l p y d r i v e np r o c e s sa c c o m p a n i e d f u r t h e r m o r e ，t h e f o r m a t i o no ft h ei n c l u s i o n c o m p l e xw a sc h a r a c t e r i z e db yf o u r i e rt r a n s f o r m a t i o n i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y ( f t i r ) k e yw o r d s ：a m o m u mt s a o - k oe s s e n t i a lo i l ，h d ，m h d ，g c m s ，a n t i o x i d a n ta c t i v i t i e 目录 第一章前言一1 1 1 草果精油的研究概况1 1 1 1 草果的研究进展l 1 1 2 草果精油的化学成分2 1 1 3 草果精油的活性功能及应用展望2 1 2 自由基概述及其检测方法3 1 2 1 自由基概述3 1 2 2 自由基对生物体的损伤3 1 2 3 自由基的检测方法4 1 2 4 抗氧化能力检测方法4 1 3 环糊精概述一5 1 3 1 1 3 - c d 的结构与性质5 1 3 2 1 3 - c d 衍生物的意义及制备方法6 1 3 3 包结物的制备方法6 1 3 4 包结物的表征方法6 1 3 5 包结物的脱包结方法7 1 3 61 3 - c d 及其衍生物在包合食品添加剂中精油的应用7 1 4 研究目的及意义一7 1 5 本课题的研究方向8 第二章草果精油的提取及成分分析9 2 1 引言9 2 2 实验仪器与材料一9 2 2 1 主要试剂9 2 2 2 主要仪器9 2 3 实验方法及结果讨论一9 2 3 1 水蒸气蒸馏提取草果精油9 2 。3 。2 微波辅助水蒸气蒸馏法提取草果精油1 l 2 3 3 草果精油的g c m s 分析1 4 2 4 实验小结17 第三章草果精油的抗氧化活性研究3 2 3 1 引言1 9 3 2 实验仪器与材料1 9 3 2 1 主要试剂一1 9 3 2 2 主要仪器1 9 3 3 实验方法2 0 3 3 1 总抗氧化活性的测定一磷钼络合物法2 0 3 3 2 结晶紫分光光度法2 0 3 3 3 清除超氧阴离子自由基能力的测定2 2 3 4 实验结果与讨论2 4 3 4 1 总抗氧化活性的测定一磷钼络合物法2 4 3 4 2 结晶紫分光光度法2 5 3 4 3 清除超氧阴离子自由基能力的测定2 6 3 5 实验小结2 7 第四章草果精油与b - c d 及其衍生物微胶囊化研究2 8 4 1 引言2 8 4 2 实验仪器与材料2 8 4 2 1 主要试剂2 8 4 2 2 主要仪器2 8 4 3i b - c d 及其衍生物微胶囊化草果精油的研究2 9 4 3 1 实验方法2 9 4 3 2 实验结果与讨论3 0 4 4 实验小结4 1 第五章结论与展望4 2 参考文献4 3 论文、参加科研情况说明以及学位论文使用授权声明4 8 致i 射4 9 6 第一章前言 1 1 草果精油的研究概况 第一章前言 1 1 1 草果的研究进展 草果，又名草果子，拉丁名为a m o m u mt s a o - k o ，是姜科( z i n g i b e r a c e a e ) 豆蔻属 ( a m o m u m ) 多年生草本植物的干燥成熟果实。草果的植物主要生长于热带、亚热带湿 热荫蔽的阔叶林中。在我国，云南是草果的主产地，尤以麻栗坡县、马关县、红河县、 金平县等地的产量较高，品质优良。另外，在云南、广西、贵州和四川等地也有种植。草 果植物的杆、果实、种子与果皮均可提取挥发油，但成分与含量略有不刚。此外，其嫩 果经过腌泡后可作凉果食用，清脆而可口；叶和茎杆是造纸的原料之一，新抽的嫩芽为上 好蔬菜，美味可口。草果还有保护耕牛过冬，预防牲畜发病的作用，云南的一些山区群众 常用草果掺在饲料中来喂牛。草果的芳香气味使其可作为调味香料，用于芳香糕点、菜肴、 蜂蜜等食品，据报道，它还有清新口气【2 1 和减轻体重f 3 1 的作用。同时它又是我国一种传统 的中药材，性味辛温，能燥湿散寒，具有温中、健胃、消食【4 l 、顺气的功能。用于脾胃寒 虚、心腹疼痛、脘腹胀满、呕吐或腹泻、咳嗽痰多等。 1 1 2 草果精油的化学成分 草果挥发油的主要化学成分为桉树脑、香叶醇、o t 一水芹烯等。草果果实含挥发油约为 1 6 ，种子含挥发油约为2 2 ，而果皮仅含o 4 。另外，产地和海拔高度对其出油率也 略有影响。草果挥发油均为淡黄色油状液体，具有特殊浓郁香味。 李祖强等【5 】分别分析了产地为云南麻栗坡、红河和金平的草果挥发油的成分( 均用水 蒸气蒸馏法提取) ，杨丽娟等【6 】对用微波萃取法提取的金平草果挥发油进行了成分分析， 赵怡【_ 7 】等对广西产草果挥发油进行了成分分析。 结果表明，不同产地与提取方法所得的草果挥发油主要成分基本相同，主要成分有桉 树脑、香叶醇、0 【水芹烯、( e ) 2 癸烯醛、( e ) 2 十一烯醛、橙花叔醇、柠檬醛、巴豆醛、 龙脑、4 丙基苯甲醛、( e ) 金合欢醇等。由表1 1 可见，用微波萃取法所得的挥发油桉树脑 含量较低，不含有0 【水芹烯、橙花叔醇、仪一蒎烯和d 一蒎烯；而龙脑、4 丙基苯甲醛、( e ) 金合欢醇等成分的含量明显比其余的高；2 异丙基苯甲醛是其特有的成分。其他产地不同 的草果挥发油成分与含量不尽相同，详见表1 1 第一章前言 表1 1 不同产地的草果挥发油成分 t a b l e l 一1e s s e n t i a lo i lo f a m o m u mt s a o - k of r o md i f f e r e n tp l a c e s 幸h d 一水蒸气蒸馏法，m e 一溶剂提取法。 上述成分分析结果显示不同产地的草果挥发油成分是有一定差异的，但其中主要成分 相同，均为桉树脑( 即桉树醇、1 ，8 桉油素) ，它具有镇静、驱风、抗病毒、抗菌、发汗、 及杀灭寄生虫等作用。桉树脑的分子式是c l o h l 8 0 ，分子质量是1 5 4 2 5 ，图1 1 是其结构式： 图1 - 1 桉树脑的结构式 f i g l 一1t h es t r u c t u r eo f e u c a l y p t o l 1 1 3 草果精油的活性功能及应用展望 草果挥发油具有抗氧化、抗诱变、抗乙肝病毒能力。亚油酸氧化法结果表明草果挥发 油具有抗氧化性【8 1 0 】，且添加量越多，抗氧化性能力越强，同时显示草果挥发油具有较强 的抗诱变能力。m a r t i n 等【1 1 1 研究发现，由二氯甲烷、乙酸乙酯和7 0 的丙酮得到的草果提 2 第一章前言 取液有抗氧化性，其抗氧化能力比b h t 更强。李文等【1 2 1 用h b v d n a 斑点杂交技术研究草 果提取液的抗乙肝病毒作用，结果表明，草果的水提取液对经过纯化的h b v d n a 有明显 的抑带j j h b s a g ( 8 个血凝单位) 的作用，表明其可以抵抗乙肝病毒。 霉菌广泛存在于自然界，极易引起食品的霉变。谢小梅等【l3 】研究了草果挥发油的抗霉 菌作用，其最低抑菌浓度和最低杀菌浓度( v v ) 分别为桔青霉( o 0 6 2 5 、0 0 6 2 5 ) 、黑曲 霉( o 0 1 5 6 、0 0 1 5 6 ) 、黄绿青霉( 0 0 1 5 6 、o 0 1 5 6 ) 、黄曲霉( 0 0 6 2 5 、0 0 6 2 5 ) 、产黄 青霉( _ 粱 破碎时问( r a i n ) 图2 2 微波辐射功率及破碎时间对精油浓度的影响 f i 9 2 2i n f l u e n c eo fd i f f e r e n tr a d i a t i o np o w e ra n dt i m eo fm i c r o w a v e ( 3 ) 料液比与提取率的关系 由图2 3 可知，当料液比为l ：5 时，草果精油的出油率为1 4 7 ；当料液比为1 ：1 0 时，草 果精油的出油率为1 6 7 ；当料液比为1 ：1 5 时，草果精油的出油率为1 9 l ；当料液比为1 ：2 0 时，草果精油的出油率为2 3 ；当料液比为1 ：2 5 时，草果精油的出油率为2 1 。由此可知， 在一定范围内出油率随着料液比的增加而增加，但当料液比过大时，反而导致出油率下降。 这是因为在料液比较小时，提取精油的回流过程中精油的相对损失大，随着料液比的升高， 回流过程中损失的精油量减少，精油的出油率增加。但当料液比过大时，草果粉末过多， 容易导致溶液体系的短暂爆沸损失部分草果粉末，从而导致出油率降低。 对比水蒸气蒸馏的出油率可以看出，微波辅助水蒸气蒸馏的出油率高于水蒸气提取， 这是因为经过微波辐射和破碎，草果粉末能够更好的溶解在水中，粉末的内部结构更加疏 松，从而提高了精油的出油率。 1 3 第二章草果精油的提取及成分分析 图2 3 料液比对提取率的影响 f i 9 2 3i n f l u e n c eo fp r o p o r t i o no fs e e dt ow a t e r 综上，最后确定的微波辅助水蒸气蒸馏提取草果精油的最佳条件为：微波辐射功率8 0 0 w 、破碎时间5m i n 、料液比1 ：2 0 。最终得到的最高出油率为2 3 0 。 2 3 4 草果精油的g c m s 分析 2 3 4 1g c m s 技术原理 色谱一质谱联用技术( g c m s ) 是将气相色谱仪与质谱仪用特殊的接口相连而成的新 的检测化合物成分的技术。气相色谱仪有很高的分离能力，可以将混合物分离纯化。质谱 仪有很高的灵敏度及检测能力，能检测出几乎全部化合物。 g c m s 的工作原理：有机混合物在气相色谱仪中经谱柱分离纯化后经特殊的接口进入 质谱仪。分离纯化后的样品在离子源中被电离成离子，质谱仪中的总离子检测器能够截取 离子流信号，从而得到总离子流色谱图。 2 3 4 2g c m s 分析条件 精油的成分分析结果由带a l3 0 0 0 自动进样器的f i n n i g a nt r a c ed s q 气质联用仪所得。 色谱条件：气相色谱仪中所用的毛细管色谱柱是t h e r m ot r - 5 m s ( 3 0m x 0 2 5m m x 0 ，2 5 g m ) ；所用载气为氦气，流量1 0m l m i n 。气相色谱仪进样器的温度为2 5 0 ，单次进样量 为0 4l x l ，分流l e 4 0 ：i 。采取从5 0 至u 2 3 0 以1 0 m i n 速率程序升温，从2 3 0 n 2 8 0 以2 0 。c m i n 速率程序升温的条件，保持1 0m i n 结束。 1 4 第二章草果精油的提取及成分分析 质谱条件：质谱仪的离子源采用e i 电离，电子能量7 0e v ，离子源装置的温度为2 5 0 ， 质量扫描范围5 0 4 5 0r n z ，溶剂延迟1m i n 。 g c m s 分析结束后，利用系统所带i 约m a i n l i bl i b r a r y 和r e p l i bl i b r a r y 数据库分析和 确认精油的组成成分。 2 3 4 3 草果精油g c m s 分析结果与讨论 9 6 0 1 0 。1 5 1 5 6 06 私 & 7 8 1 融嘛。k i 忌一邻 1 5 84 4 6i ij 图2 _ 4 水蒸汽蒸馏提取草果精油g c m s 总离子流色谱图 f i 醇- 4t h et i co fa e oe x t r a c t e db yh d 第二章草果精油的提取及成分分析 o51 01 5 t i m e ( m i m 图2 5 微波辅助水蒸气蒸馏提取草果精油g c - m s 总离子流色谱 f i 9 2 5t h et i co fa e oe x t r a c t e db ym h d 表2 1 草果精油化学成分g c m s 分析结果 t a b l e 2 - 1c h e m i c a lc o m p o n e n t sa n dr e l a t i v ec o n t e n t so f a e o 保留时间 ( m i n ) r e t e n t i o n t i m e ( m i n ) 4 4 6 4 9 1 5 4 8 5 6 0 5 9 2 6 0 0 6 1 5 6 2 9 6 3 4 6 4 3 6 5 1 保留指数 r e t e n t i o n i n d e x 9 0 2 9 3 6 9 7 5 9 8 3 1 0 0 3 1 0 0 9 1 0 2 0 1 0 2 9 1 0 3 3 1 0 3 9 1 0 4 4 相对含量( ) 分子式化合物名称r e l a t i v ec o n t e n t ( ) f o r m u l a c o m p o u n dn a m e c 7 h 1 4 0 c l o h t 6 c i o h l 6 c l o h l 6 c s h l 6 0 c o h l 6 c i o h l 6 c l o h l 4 c i o h l 6 c l o h l 8 0 c 1 0 h 1 6 庚醛 蒎烯 桧烯 1 3 一蒎烯 正辛醛 水芹烯 松油烯 邻异丙基苯 ( + ) 柠檬烯 桉树脑 3 蒈烯 h d o 1 1 o 6 l o 1 8 1 4 6 0 3 5 1 3 l o 1 1 1 2 1 1 5 3 3 3 8 1 n d m h d o 1 1 o 6 8 o 1 6 1 5 3 o 3 7 o 9 2 o 0 9 1 4 9 1 9 6 3 8 3 9 0 3 3 1 6 md出口主虫岳面正 拇 。2 3 4 5 6 7 8 9 m n 第二章草果精油的提取及成分分析 6 7 9 6 8 5 7 2 0 7 3 5 7 4 5 8 6 3 8 7 1 8 8 2 8 9 2 9 2 4 9 4 9 9 6 0 9 6 8 9 8 l 9 9 l 1 0 5 1 “3 1 1 1 6 4 1 2 0 8 1 2 5 6 1 3 6 9 1 4 1 8 1 4 5 4 1 5 0 8 t o t a l 1 0 6 3 1 0 6 7 1 0 8 8 1 0 9 8 1 1 0 4 1 1 8 4 1 1 8 9 1 1 9 6 1 2 0 3 1 2 2 7 1 2 4 4 1 2 5 2 1 2 5 8 1 2 6 7 1 2 7 3 1 3 1 6 1 3 7 5 1 3 9 9 1 4 3 2 1 4 6 8 1 5 6 0 1 5 9 9 1 6 3 1 1 6 7 7 c 8 h 1 4 o c s h l 6 0 c l o h l 6 0 c 1 2 h 2 0 0 2 c 9 h t s o c i o h l 8 0 c i o h1 8 0 c 1 0 h 1 8 0 c t o h l 8 0 c l o h 2 0 0 c i o h l 6 0 c 1 0 h1 8 0 c i o h t 4 0 c i o h l 8 0 c ! o h l 6 0 c t o h l 2 0 c 1 2 h 2 0 0 2 c l o h l o o c 1 5 h 2 4 c 1 2 h 2 2 0 c 1 5 h 2 6 0 c 1 2 h 2 4 0 c | 2 h 1 4 0 4 c 1 5 h 2 6 0 反一2 一辛烯醛 环辛醇 长叶薄荷酮 乙酸芳樟酯 壬醛 2 茨醇 4 萜烯醇 ( z ) 4 癸烯醛 q 一松油醇 香茅醇 ( s ) 顺式一马鞭草烯醇 橙花醇 右旋香芹酮 反式一2 癸烯醛 柠檬醛 2 异一丙基苯甲醛 乙酸香叶酯 q 甲基肉桂醛 反式石竹烯 2 一十二烯醛 橙花叔醇 环十二醇 洋芹膦 1 3 桉叶醇 o 8 3o 9 5 o 2 1n d o 5 2o 6 9 0 4 60 5 2 0 1 6o 1 3 0 0 80 0 8 1 0 71 0 7 0 1 1n d 4 1 93 8 6 o 1 6o 1 3 2 8 53 2 3 8 5 46 8 0 n d o 3 5 5 1 04 3 2 4 3 24 7 0 l o 2 l9 9 8 4 3 33 0 5 6 8 66 3 7 n d0 1 2 1 8 01 4 0 3 0 52 4 8 0 3 40 2 5 0 1 l0 1 7 o 3 7o 2 5 9 6 3 59 6 9 3 n d ：n o td e t e c t e d 传统的水蒸气蒸馏法( h d ) 和新型的微波辅助水蒸气整馏法( m i l d ) 得到的草果精油的 总离子流色谱图分别见图2 4 、图2 5 。 表2 1 是h d 与m h d 提取得到的草果精油的化学成分分析。由表可知，由h d 和m h d 提 取得到的草果精油分别分离鉴定出3 2 、3 3 种组分，总含量分别为9 6 3 5 、9 6 9 3 。主要 成分大致相似，含量较多的成分有桉树脑、b 一蒎烯、( + ) 一柠檬烯、柠檬醛、q 一松油醇、( s ) 一 顺式马鞭草烯醇、橙花醇、反式2 癸烯醛、2 异丙基苯甲醛、乙酸香叶酯、a 甲基肉桂 醛、橙花叔醇等。 2 4 实验小结 草果精油是淡黄色液体，通过单因素实验得到的结果可以看到，水蒸汽蒸馏最佳工艺 提取条件为：料液比为1 ：1 5 ，蒸馏时间为3 h ，出油率可达1 6 2 ；微波辅助水蒸气蒸馏的最佳 工艺条件为：微波有效破碎功率和时间为8 0 0 w 、5 m i n ，料液比为l ：2 0 ，微波加热时间为l h ， 1 7 2 3 4 5 6 7 8 9 o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 4 5 l l l l l l 1 l 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 第二章草果精油的提取及成分分析 出油率可达n 2 3 0 。可看出m h d 提取时间比h d 缩短了两倍。另外，m h d 显著的提高了 精油的出油率，这可能是因为在微波破碎过程中，草果精油可以更快速、有效地交换与分 散。 通过g c m s 分析，h d 和m h d 得到的精油分别分离鉴定出3 2 、3 3 种组分，总含量分别 为9 6 3 5 、9 6 。9 3 。结果表明两种提取方法并没有明显的区别，主要成分为桉树脑，与 文献报道的相同。主要成分与云南其他地区产的草果基本相同，但却不同于其他省份的。 这可能是因为不同的纬度、地理条件和温度影响了精油的成分。 在两种提取方法得到的挥发油中，主要成分基本相同，但是含量显著的不同，包括： 桉树脑( 3 3 8 1 ，3 8 3 9 ) ，2 异丙基苯甲醛( 1 0 2 1 ，9 9 8 ) ，橙花醇( 8 5 4 ，6 6 9 ) ，柠檬醛 ( 4 3 2 ，4 7 0 ) ，q 松油醇( 4 1 9 ，3 8 6 ) 。h d 得到了更多的橙花醇，而桉树脑、柠檬醛等 高沸点的化合物呈现相反的趋势。其中3 蒈烯、右旋香芹酮、反式石竹烯是m h d 特有的成 分，而环辛醇、( z ) _ 4 一癸烯醛是h d 特有的成分。因此可根据要分离的特定成分来选择分离 方法，短时间的微波破碎适用于提取挥发油，此优势可用来生产桉树脑等高沸点化合物。 m h d 相对于h d 有诸多优势：低成本、低污染、极大的缩短了提取时间和得到高质量的精 油。故m d h 是一种快速而高效的提取方式，适合于从天然产物中提取挥发性成分。目前 m h d 仍处于研究初期，仅有少量文献有所报道，更多的研究将会使m h d 应用在工业生产 中。 第三章草果精油的抗氧化活性研究 第三章草果精油的抗氧化活性研究 3 1 引言 由于发现人工合成的抗氧化剂有可能会导致人体肝脏损伤、抑制呼吸、引起皮肤病等， 威胁到人们的身体健康，世界上许多国家开始限制或禁止使用一些人工合成的抗氧化剂。 因此开发出对人体安全的、高效、无毒且成本低廉的天然抗氧化剂成为现如今食品工业的 发展趋势 6 1 , 6 2 】。 相关研究表明，草果精油( a m o m u mt s a o - k oe s s e n t i a lo i l ，a e o ) 中主要成分是桉树脑， 它具有镇静、驱风、抗病毒、抗菌、发汗、及杀灭寄生虫等作用。本实验基于总体抗氧化 能力、清除超氧阴离子自由基能力、清除羟基自由基能力三个方面来衡量草果精油清除自 由基和抗氧化能力，并与市面上常见的人工合成抗氧化剂没食子酸丙酯( p g ) 做比较。 3 2 实验仪器与材料 3 2 1 主要试剂 云南产草果( 购于安徽毫州中药材批发公司) 结晶紫c a 5 h 3 0 n 3 c 14 0 8 0 0 9 m o l( 天津市医药工业技术研究所) 没食子酸丙酯( p g ) c 1 0 h 1 2 0 5 2 1 2 2 0g m o l( 浙江省温州市瓯海精细化工公司) 浓硫酸h 2 s 0 49 8 9 m o l( 天津市翔宇科技贸易公司) 磷酸钠n a 3 p 0 4 1 2 h 2 03 8 0 1 2 9 m o l( 汕头市化学试剂厂) 钼酸铵( n h 4 ) 6 m 0 7 0 2 4 4 h 2 01 2 3 5 8 6 9 m o l ( 天津市化学试剂四厂) 磷酸二氢钠 n a h e p 0 4 2 h 2 01 5 6 0 1 9 m o l( 天津市科密欧化学试剂开发中心) 磷酸氢二钠n a 2 h p 0 4 1 2 h 2 0 3 5 8 1 4 9 t o o l ( 天津市化学试剂六厂) 硫酸亚铁 f e s 0 4 7 h 2 02 7 8 0 2 9 m o l( 天津市泰兴试剂) 过氧化氢( 3 0 ) h 2 0 2 3 4 0 1 9 m o l( 天津市凯通化学试剂有限公司) 三( 羟甲基) 氨基甲烷( t r i s ) c 4 h l l n 0 31 2 1 1 4 9 m o l ( 天津市赢达稀贵化学试剂厂) 盐酸( 3 6 3 8 ) h c l3 6 4 6 9 m o l ( 天津市化学试剂五厂) 焦性没食子酸( p r ) c 6 h 3 ( o h h1 2 6 11 9 m o l( 天津市光复精细化工研究所) 无水乙醇 c h 3 c h 2 04 6 0 7 9 t o o l( 天津市德恩化学试剂有限公司) 所有的化学药剂均为分析纯，水为二次去离子水。 3 2 2 主要仪器 1 9 第三章草果精油的抗氧化活性研究 m a s i 微波快速制样系统 u v 2 5 5 0 型紫外可见分光光度计 a u y l 2 0 电子天平 z k 8 2 a 型真空干燥箱 全封闭调温万用炉 f i n n i g a nt r a c ed s q g c m s z d h w 型调温电热套 w h 8 4 0 1 5 0 型多功能电动搅拌器 3 3 实验方法 上海新仪微波化学科技有限公司 日本岛津仪器有限公司 同本岛津仪器有限公司 上海市实验仪器厂 天津市中环实验电炉有限公司 美国热电集团 黄骅市中兴仪器有限公司 天津市威华实验仪器厂 3 3 1 总抗氧化活性的测定一磷钼络合物法 3 3 1 1 实验原理 磷钼络合物法该可以用来测定抗氧化剂的总抗氧化活性，它具有操作简、成本低廉、 重现性好等优点，是常用的测定抗氧化能力强弱的方法之一。磷钼络合物中的m o ( v i ) 被有 抗氧化能力的物质还原成绿色的m o ( v ) 络合物，抗氧化物质的抗氧化能力越强，溶液的吸 光度值越大f 6 3 。6 5 】，可依此判断抗氧化性的强弱，溶液的最大吸收波长为6 9 5n n l 。 3 3 1 2 溶液的配制 用无水乙醇配制浓度分别为o 1 、0 2 、0 3 、0 4 、0 5m g m l 的草果精油溶液、p g 溶液 各5m l 作为样品液待测。配制磷钼试剂的方法如下：用分析天平称取2 6 6 0 8 9 磷酸钠 ( n a 3 p 0 4 1 2 h 2 0 ) ，将其到入小烧杯中。在小烧杯中缓缓加入8 2 m l ，浓度为0 6 m o l m l 的浓硫酸，轻轻晃动至充分溶解。再用分析天平称取1 2 3 5 7 9 钼酸胺【( n h 4 ) 6 m 0 7 0 2 4 4 h 2 0 】 到入小烧杯中，用玻璃棒搅拌至充分溶解，最后将小烧杯中的溶液转移至2 5 0 m l 容量瓶中， 用蒸馏水定容。 3 3 1 3 实验步骤 在一系y u l om l 的具塞比色管中加入4m l 按上述方法配制的磷钼试剂液，o 4m 啡品 液，迅速摇匀后将比色管放置于9 5 水浴中，恒温9 0m i n 。用紫外一可见分光光度计在6 9 5n l r l 波长的条件下分别测量并记录不同浓度草果精油溶液的吸光度值a 。为保证测量的准确性， 以上步骤平行进行三次，取平均值测定草果精油的抗氧化能力。 3 3 2 结晶紫分光光度法 3 3 2 1 实验原理 第三章草果精油的抗氧化活性研究 实验室中常用结晶紫溶液作为氧化还原指示剂，通过观察结晶紫颜色的变化可以反映 出溶液的氧化还原状态是否发生改变。h 2 0 2 f e 2 + 体系可通过f c n t o n 反应产生羟自由基， 羟自由基是一种公认的强氧化剂，它会进攻高电子云密度点，因此羟自由基会进攻结晶紫 中具有高电子云密度的= c 一基团，与其发生亲电加成反应后，结晶紫溶液会褪色【6 6 石8 1 。 在紫外一可见分光光度计下观察发现它在波长为5 8 0n m 处的最大吸收峰消失。如果反应中 有羟自由基清除剂的存在，则上述反应在一定程度受到抑制，5 8 0n m 处的吸光度值降低的 不明显，所以我们可以通过5 8 0m t l 处的吸光度值来比较抗氧化剂清除羟自由基的能力。 羟自由基清除剂的清除能力越强则结晶紫溶液的褪色越不明显，溶液颜色越深，溶液的吸 光度值越大。f e n t o n 反应的方程式如下： f e 2 + + h 2 0 2 - - + f e 3 + + o h + o h 。 il c = c 十o h 一c c i i o hl 使结晶紫褪色 羟自由基清除率是反映物质抗氧化性强弱的重要指标之一，根据清除剂的清除原理， 建立以5 8 0n n l 处的吸光度值来反应映羟自由基清除率的比色测定法。 3 3 2 2 溶液的配制 用无水乙醇来配制浓度分别为l x l 0 4 、2 x 1 0 4 、3 x 1 0 4 、4 x 1 0 - 4 、5 x 1 0 4m g m l 的草果 精油溶液和p g 溶液各5m l 作为样品液。 用电子分析天平称取结晶紫粉末0 1 6 3 2 9 ，倒入小烧杯中，加入蒸馏水后搅拌均匀使其 溶解。将小烧杯中的溶液转移到容量为1 0 0 m l 的容量瓶中用蒸馏水定容，即得到浓度为 4 m m o l l 的结晶紫溶液；将上述溶液用蒸馏水稀释l o 倍，即可得到终浓度为0 4 m m o l l 的结 晶紫溶液。 用小烧杯准确称取0 2 3 9 3 0 的双氧水溶液，转移至1 0 0 m l 的容量瓶中，用煮沸后冷却 的蒸馏水定容后得到浓度为2 0 0 m m o l l 的双氧水溶液；将上述溶液用用煮沸冷却蒸馏水稀 释1 0 倍，即得到终浓度为2 0 m m o l l 的双氧水溶液。 用电子分析天平称取磷酸氢二钠3 5 8 0 9 5 9 ，到入小烧杯中搅拌均匀充分溶解后转入 5 0 0 m l 容量瓶中，用蒸馏水定容，得浓度为0 2 m o l l 的储备液a ；用电子分析天平称取柠檬 酸1 0 ，5 0 9 6 9 ，到入小烧杯中搅拌均匀充分溶解后转入5 0 0 m l 容量瓶中，用蒸馏水定容，得 浓度为0 1 m o l l 储备液b 。将储备液a3 8 5 5 m l 、储备液b6 1 4 5m l 转入1 0 0 m l 容量瓶中即 可得至l j p h = 4 0 的缓冲溶液。 2 l 第三章草果精油的抗氧化活性研究 用电子分析天平称取硫酸亚铁0 2 7 8 0 9 ，到入小烧杯中用煮沸并冷却的蒸馏水溶解并搅 拌均匀，然后向小烧杯中缓慢加入2 m l3 0 硫酸溶液，再将混合溶液转移到l o o m l 的容量 瓶中，用煮沸冷却蒸馏水定容即得n l o om m o l l 的硫酸亚铁溶液；将上述溶液用用煮沸冷 却蒸馏水稀释1 0 0 倍，即得到终浓度为1 0 m m o l l 的硫酸亚铁溶液。 3 3 2 3 实验步骤 在一系列的1 0 m l 具塞比色管中分别加入0 3m l 浓度为0 4 m m o l l