鲜茶梅花挥发油化学成分的分析及清除DPPH自由基的能力

吴迪迪，朱启航，蒋加树，胡 新，吴国琴，赵秀玲

(黄山学院生命与环境科学学院，安徽 黄山，245021)



鲜茶梅花挥发油化学成分的分析及清除DPPH自由基的能力

吴迪迪，朱启航，蒋加树，胡 新，吴国琴，赵秀玲

(黄山学院生命与环境科学学院，安徽 黄山，245021)

为开发茶梅花在抗氧化方面的应用，采用水蒸气蒸馏法提取鲜茶梅花挥发油，研究其对1，1-二苯基-2-苦味酰基(1，1-diphenyl-2-picrylhydrszyl,DPPH)自由基的清除作用。从鲜茶梅花挥发油中共鉴定出39种化合物，占挥发油总质量分数的0.917 25，主要成分为丁香酚(在茶梅花挥发油中的质量分数为0.344 88，下同以质量分数计)、二十烷(0.119 09)、二十四烷(0.078 82)、棕榈酸(0.076 54)、芳樟醇(0.054 30)。挥发油对DPPH自由基具有明显的清除作用，样品量与清除率间呈量效关系。

茶梅花；挥发油；水蒸气蒸馏；气相色谱质谱；DPPH自由基

植物挥发油是天然植物和香料的精华，是一类相对分子质量较小的植物次生代谢产物，蕴含于植物香料体内，广泛应用于制药、香料、香精、化妆品及食品工业中。挥发油是复杂的混合物，其主要成分为萜类化合物(单萜和倍半萜)、脂肪族化合物、芳香族化合物及含硫含氮化合物等。通常挥发油具有很强的药理活性。如柴胡挥发油具有很好的退烧作用，薄荷油有清凉、消炎作用，大蒜油可治疗支气管炎、肺炎和霉菌感染，生姜油有解热、镇痛、镇静作用，川芎油具有扩张脑血管作用等等[1]。因此，近年来，植物挥发油的化学分析及挥发油的功能特性越来越受到国内外学者的重视。茶梅(CamelliaSasanquaThunb)，山茶科，山茶属常绿灌木，是少有的开花植物，是观花、赏叶俱佳的著名花灌木。茶梅花瓣中富含蛋白质、脂类化合物及多糖类物质[2]。目前对茶梅的研究主要集中在茶梅品种资源的收集保存、鉴定评价及种质创新[3]，茶梅花瓣RNA的提取[4]、茶梅的繁殖、栽培和园林应用[5]以及其光合作用[6]等方面的研究。而对鲜茶梅花瓣挥发油的化学成分及其活性的研究尚未见相关报道。本研究采用水蒸汽蒸馏法提取鲜茶梅花瓣中挥发油，并通过气相色谱—质谱(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)联用方法对鲜茶梅花挥发油化学成分进行分析，并研究该挥发油清除DPPH自由基的能力，以期为茶梅的综合开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器与试剂

样品采自安徽黄山学院校内，由黄山学院生命与环境科学学院潘健博士鉴定为Camelliasasanqua的花。

挥发油提取器，UV754N紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司生产)，Agilent HP7890-5975C气相色谱—质谱联用仪(美国Agilent公司生产)。

1-二苯基-2-苦基苯肼(DPPH)(美国sigma公司生产)，无水乙醇，无水硫酸钠等试剂均为国产分析纯。

1.2 试验方法

1.2.1 挥发油的提取 根据中华人民共和国药典(2010年版)中的标准方法提取挥发油[7]，具体如下：采摘新鲜茶梅花朵，除去枯黄及坏死部分，清洗，沥水，摘下叶切除花柄，将茶梅花用研钵研磨后移入挥发油提取器中，用水蒸汽蒸馏法蒸馏6 h，得到具有浓郁香味无色透明油状物，无水硫酸钠干燥后用于GC-MS分析。取部分挥发油用丙酮稀释至体积分数20%，用于测定清除DPPH自由基的能力。

1.2.2 挥发油的GC-MS分析 GC条件：采用HP-5MS弹性石英毛细管柱(0.25 μm，30 m×0.25

mm)；载气为高纯氮气，体积流量为1.0 mL/min，分流比为40∶1；进样口温度为280 ℃；进样量0.5 μL，色谱柱初始温度为60 ℃，以5 ℃/min升至270 ℃，保持10 min。

MS条件：离子源为电子轰击(EI)，离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，电子能量70 eV，扫描质量数范围m/z35～450，采用NIST08标准谱库进行检索。

1.2.3 挥发油对DPPH自由基的清除能力 茶梅花挥发油清除DPPH能力的测定参照郑立辉[8]等人的方法加以改进。取40，80，120，160，200,240 μL体积分数为0.20的挥发油置于6只试管，样品体积少于100 μL的试管，以丙酮补至240 μL。各试管均加入2.5 mL，75 μmol/L的DPPH无水乙醇溶液中，室温下放置30 min后，于515 nm波长处测定溶液的吸光度。由下式计算DPPH自由基清除率：

式中：A0为515 nm波长处DPPH的无水乙醇溶液吸光度；A为515 nm波长处清除30 min后混合液的吸光度；Ab为515 nm波长处样品本身的吸光度(不加DPPH)。

2 结果与分析

2.1 鲜茶梅花挥发油的GC-MS分析

提取到的茶梅精油是无色透明油状液体,产率为0.49%。其GC-MS全离子流分析如图1所示。

图1 鲜茶梅花精油的GC-MS总离子图

按设定的GC-MS条件分析茶梅花挥发油，鉴定匹配度高于80%的化学成分，根据计算机N2ST08标准库检索，并用面积归一化法计算各组分的相对含量，具体分析结果见表1。

鲜茶梅花挥发油共检测出了52种成分，并鉴定了占挥发油质量分数0.917 25的39种成分。由表1可知，鲜茶梅花挥发油所鉴定的39种成分中酚类化合物(3种)的质量分数为0.348 53，为挥发油的主要成分，还有烷烃(9种)、无机酸(4种)、杂环化合物(8种)、醇(5种)酮(1种)、醛(2种)、酯(3种)，它们的质量分数分别为0.242 22，0.109 62，0.101 07，0.063 49，0.257 20，0.022 40，0.004 20。挥发油中质量分数较高成分有丁香酚0.344 88，二十烷0.119 09，二十四烷0.078 82，棕榈酸0.076 54，芳樟醇0.054 30， 3-羟基-2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢吡喃0.043 63， 6,10,14-三甲基-十五烷-2-酮0.037 76，苯乙酮0.025 72。

2.2 鲜茶梅花挥发油对DPPH自由基的清除能力

一些植物精油或者萃取物具有抗氧化作用对DPPH自由基的清除作用[9，10]。水蒸汽蒸馏法提取的鲜茶梅花挥发油对DPPH自由基具有明显的清除作用(图2)。当挥发油体积数为40 μL时，清除率为57.02%；挥发油体积数低于80 μL时，最大清除率为76.56%，随着挥发油体积数增多，清除率显著增大；当挥发油体积数大于80 μL时，挥发油对DPPH自由基的清除作用的增加明显降低；在80～240 μL挥发油对DPPH自由基的清除率由76.56%增加到83.45%，挥发油对DPPH自由基的清除率增加幅度非常低。

由于鲜茶梅花挥发油组成复杂，为酮、醛、醇、酚、无机酸等具有各种官能团的各种化合物组成，凡可以与DPPH自由基的单电子配对而使其吸收逐渐消失的物质，均可使溶液褪色，所以，鲜茶梅花挥发油清除DPPH自由基的活性应该是挥发油中各组分清除活性的综合协同作用。

表1 鲜茶梅花挥发油化学成分

图2 鲜茶梅花挥发油对DPPH清除作用

3 结论与讨论

从鲜茶梅花挥发油中鉴定了39种成分，在挥发油中的质量分数为0.830 2，以非萜类化合物为主；丁香酚、二十烷、二十四烷、棕榈酸、芳樟醇、3-羟基-2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢吡喃、6,10,14-三甲基-十五烷-2-酮、苯乙酮为其主要成分，在挥发油中的总的质量分数为0.726 4。丁香酚是GB2760-96规定为允许使用的食用香料[11]。丁香酚用于调配乙香石竹花香、康乃馨型香精，在化妆、皂用、食用等香精的调和中均有使用，此外丁香酚具有防腐作用和很强的杀菌力[11]。棕榈酸用于制蜡烛、肥皂、金属皂、润滑脂、合成洗涤剂、软化剂等。芳樟醇在芳樟叶油、芳樟油、伽罗木油、玫瑰木油、芝荌子油、白兰叶油等植物中含量较高，芳樟醇常用于合成香精、香料行业，同时也是合成异植物醇、VE、VK的原料；芳樟醇具有抗菌作用、催化作用、镇静作用，还可作除臭剂、杀虫剂、抗龋齿剂等[12]。苯乙酮用于皂用香精和烟草香精中。因此，茶梅花挥发油可用作食用香料，或作天然香精、香料的原料，挥发油中活性成分和致香成分含量高，便于今后的开发利用。

徐文晖等[13]用水蒸气蒸馏法提取阴干的茶梅花粉的挥发油，气相色谱质谱法测定挥发油的化学成分。结果共鉴定出全部阴干茶梅花挥发油的 19个化学成分，阴干的茶梅花粉挥发油的化学成分包含有有机酸、烷烃、萜类及其含氧衍生物，其中质量分数最高的成分是十六烷酸(0.251 54)、正二十七烷(0.223 10)、正二十五烷(0.196 12)、正二十九烷(0.096 71)、丁香酚(0.040 49)、二十四烷(0.017 36)。可见在鲜、干茶梅花挥发油中含量较高的成分中均含有棕榈酸(十六烷酸)、丁香酚、二十四烷，这3种成分在鲜茶梅花挥发油中质量分数分别是0.076 54，0.344 88，0.078 82，在阴干茶梅花粉挥发油中含量分别是0.251 54，0.040 49，0.017 36。

采用分光光度法测定了鲜茶梅挥发油的抗氧化能力，当挥发油体积数低于80 μL(这时的清除率为76.56%)，挥发油清除DPPH自由基的能力随体积的增加迅速增强，当体积数为80～240 μL时，挥发油的清除能力的增幅随体积的增加微乎其微，这一范围内，挥发油体积数增加了200%，而清除率增加了8.99%。可以认为当挥发油体积数为80 μL，最大清除率为76.56%。鲜茶梅花挥发油作为天然抗氧化剂使用，但对鲜茶梅花挥发油清除自由基的主要作用、成分及相关机制还需深入研究。

[1] 王显著，黄华，刘星，等.含硅酸铝镁和挥发油的组分物[P/OL].(2013-10-10)[2014-08-17].Http://www.ggsgg.com/patent/201310/618259.shtml.

[2] 张玉宾，刘刚，周湘萍，等.中国观赏类山茶FTIR分类研究[J].光谱实验室，2009，26(3)：550-555.

[3] 林田，李天菲，杨华，等.茶梅品种资源的收集保存，鉴定评价及种质创新[J].植物遗传资源学报，2012，13(2)：207-211.

[4] 吴田，蓝增全.茶梅花瓣总RNA提取方法的比较和分析[J].中国农学通报，2013，29(28)：129-133.

[5] 莫昭展，梁海清.茶梅的繁殖及其在园林绿化中的应用[J].广西林业科学，2002，31(1)：39-40.

[6] 杨晓盆，杨伟红，郭晋平.温室盆栽茶梅光合特性研究[J].中国农学通报，2007，23(5)：139-142.

[7] 国家药典委员会. 中国药典:一部附录[S].2010年版．北京：中国医药科技出版社，2010：36.

[8] 郑立辉，王鹏君，李伟，等.白芷精油成分分析及清除DPPH自由基活性[J].食品科学，2014，35(14)：180-183.

[9] Serbetci T,Pzsoy N,Demirci B,et al.Chemical composition of the essential oil and antioxidant activity of methanolic extracts from fruits and flowers of Hypericum Lydium Boiss[J].Industrial crops and products, 2012, 36(1):599-606.

[10] Lee W C,Mahmud R,Pillai S,et al.Antioxidant activities of essential oil of psidium guajaval Leaves[J].APCBEE procedia,2012(2):86-91.

[11] 丁香酚.国家标准物质信息中心[EB/OL].(2013-10-10)[2014-08-17].http://gbw-china.com/d＿7822.htm.

[12] 芳樟醇.39健康网[EB/OL].(2013-10-10)[2014-08-17].http://baike.39.net/3000-3200-3203-19/.

[13] 徐文晖，梁倩.茶梅花挥发油化学成分研究[J].中国实验方剂学杂志，2012,18(10):89-91.

(责任编辑：朱宝昌，杨静)

Absreact:The scavenging effect of the essential oil from petals of camellia sasanqua as a potential antioxidant on 1,1-diphengl-2-picrylhy drazy(DPPH) radical was evaluated. Thirty-nine compounds, which occupied 0.917 25 of the mass fraction of total constituents, were identified from the essential oil. The major constituents were eugenol(the mass fraction of volatile oil from flower of Camellia Sasanqua Thunb were 0.344 88,the same below), eicosane(0.119 09), tetraeosane(0.078 82), palmitic acid(0.076 54) and linalool(0.054 30).The essential oil exhibited significant scavenging capacities against DPPH·in a concentration-dependent manner.

Chemical Composition of Essention Oil from Fresh Camellia Sasanqua and Its DPPH Radical Scavenging Effect

WU Di-di,ZHU Qi-hang,JIANG Jia-shu,HU Xin,WU Guo-qing, ZHAO Xiu-ling

(College of Life and Environment Science, Huangshan University, Huangshan Anhui, 245021, China)

camellia sasanqua; essential oil;steam distillation;DPPH radical;gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)

10.3969/J.ISSN.1672-7983.2015.01.013

吴迪迪(1992-)，男，黄山学院生命与环境科学学院学生，主要研究方向：食品功能性质。

2014-10-13; 修改稿收到日期: 2015-03-24

TS201.2

A

1672-7983(2015)01-0065-05