丝瓜为葫芦科一年生攀缘性草本植物,在我国南北各地均有种植。丝瓜中含丰富的蛋白质、脂肪、糖类、维生素B、维生素E、生物碱、木糖胶以及铁、镁、锌、钙等人体所需要的无机元素[1-3],且其根、藤、叶、果、籽、络等全身都可入药[4-6],故丝瓜的营养价值和药用价值都很高。丝瓜籽仁中含有极丰富的植物油脂,脂肪酸含量与花生油相似,极具开发利用价值。目前,各种关于植物油脂的提取、成分及抗氧化能力的研究时有报道[9-13],而有关丝瓜籽油的研究主要集中在提取方法、工艺和成分分析方面[14-18],在抗氧化研究方面则未见报道。
本研究采用索氏提取回流法对丝瓜籽油进行提取,用KOH-甲醇溶液法对丝瓜籽油进行酯化处理,采用气相色谱-质谱联机(gas chromatography-mass spectro-metry online,GC-MS)对丝瓜籽油的成分进行检测分析,鉴定其主要成分,并对其进行抗氧化活性研究,为更好地开发利用丝瓜籽油提供科学依据。
丝瓜籽:福州闽皇种业有限公司;石油醚(分析纯):天津市北方天医化学试剂厂;水杨酸(分析纯):国药集团化学试剂有限公司;无水乙醇(分析纯)、甲醇(分析纯)、邻苯三酚(分析纯)、Tris-HCl(分析纯):天津市大茂化学试剂厂;三氯化铁(分析纯)、三氯乙酸(分析纯)、氢氧化钾(分析纯):成都市科龙化工试剂厂。
RE-52AA旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;752N紫外可见分光光度计:北京合悦达科技有限公司;AB204-S电子天平:上海帅宁仪器有限公司;Clarus500气相色谱-质谱联用仪:美国铂金埃尔默公司。
1.3.1 丝瓜籽油的提取
丝瓜籽逐粒剥壳,将带膜丝瓜籽铺于洁净的搪瓷盘上,置于70℃的烘箱中6 h。取出,室温(25℃)冷却,并于干燥环境下逐粒搓去籽膜,然后取适量干燥去膜的丝瓜籽仁于高速粉碎机中搅拌1 min左右,得到丝瓜籽仁细粉。
准确称取39.484 1 g丝瓜籽仁细粉,将细粉完全无损的转移至500 mL索氏提取器中,以石油醚为溶剂回流提取4 h左右至溶剂用滤纸检测无油迹为止。提取液用玻璃漏斗过滤后,用旋转蒸发仪旋去溶剂,将蒸出溶剂后的提取烧瓶置沸水浴中加热蒸发掉残余溶剂,得到15.454 1 g浅黄绿色丝瓜籽仁油,总提取率为39.14%[19]。
1.3.2 丝瓜籽油脂肪酸GC-MS分析
1.3.2.1 气相色谱条件
PE-5弹性石英毛细管柱(30m×0.25mm,0.25μm),载气为高纯氦气(99.99%),载气流速1.00 mL/min,进样量 1.0 μL,进样口温度 260 ℃,分流比 40∶1,程序升温:柱箱初温80℃,以14℃/min速度升到195℃、保持9min,接着以6.0℃/min速度升到280℃、保持3min。
1.3.2.2 质谱条件
溶剂延迟2 min,质谱扫描质量:33~500,EI离子源,电子能量70 eV,传输线温度:280℃,离子源温度:230℃。
1.3.3 酯化条件
取100 mg丝瓜籽油置于10 mL具塞试管中,加入1 mL 1 mol/LKOH-甲醇溶液,在40℃下振荡60 min,静置15 min,加入2 mL正己烷,静置10 min,取上层清液,加入少许无水硫酸钠,进行色谱分析,归一化面积法计算其百分含量[20]。
1.3.4 丝瓜籽油的抗氧化活性
1.3.4.1 还原Fe3+能力
在比色管中依次加入2.5 mL磷酸盐缓冲溶液、1 mL不同质量浓度的样品试液和2.5 mL 1 g/100 mL铁氰化钾溶液,摇匀,盖上塞子,将混合物置于50℃恒温水浴锅中,水浴20min。再加入2.5mL10g/100mL三氯乙酸,混匀,3 000 r/min离心10 min后,取上清液2.5 mL于试管中,加去离子水2.5 mL和0.1 g/100 mL三氯化铁0.5 mL,常温(25℃)反应5 min后于700 nm波长处测定吸光度。以VC为阳性对照,去离子水做空白对照[21]。
1.3.4.2 清除DPPH自由基能力
用无水乙醇配制0.2 mmol/L的DPPH溶液。取样品溶液3 mL于试管中,加入2 mL 0.2 mmol/L的DPPH溶液,混匀后避光静置30 min,在517 nm波长处测定吸光度。以VC为阳性对照,去离子水做空白对照[22-23]。
式中:A1为样品溶液和DPPH溶液的吸光值;A2为样品溶液和无水乙醇的吸光值;A3为去离子水和DPPH溶液的吸光值。
1.3.4.3 羟基自由基清除能力
分别取1 mL不同浓度丝瓜籽油溶液于具塞试管中,依次加入6 mmol/L FeSO4溶液1 mL、6 mmol/L水杨酸乙醇溶液1 mL和8 mmol/L H2O2溶液1 mL,37℃水浴加热30 min,于510 nm波长处测定吸光度。以VC为阳性对照,去离子水做空白对照[24]。
式中:A1为样品溶液、FeSO4溶液、水杨酸乙醇溶液、H2O2溶液的吸光值;A2为样品溶液、FeSO4溶液、水杨酸乙醇溶液、无水乙醇的吸光值;A3为去离子水、FeSO4溶液、水杨酸乙醇溶液、H2O2溶液的吸光值。
1.3.4.4 超氧阴离子自由基的清除能力
分别取1mL不同浓度丝瓜籽油溶液于具塞试管中,加入0.05 mol/L的Tris-HCl缓冲液4.5 mL和3 mmol/L的邻苯三酚溶液0.1 mL,25℃反应5 min后加入1 mL 8 mmol/L HCl,在299 nm波长处测定吸光度。以VC为阳性对照,去离子水做空白对照[25]。
式中:A1为样品溶液、Tris-HCl缓冲液、邻苯三酚溶液、HCl溶液的吸光值;A2为样品溶液、Tris-HCl缓冲液、无水乙醇、HCl溶液的吸光值;A3为去离子水、Tris-HCl缓冲液、邻苯三酚溶液、HCl溶液的吸光值。
采用GC-MS法对丝瓜籽油的脂肪酸组成进行分析,图1为丝瓜籽甲酯化后的总离子流色谱图。
图1 丝瓜籽油甲酯化后的总离子流色谱图
Fig.1 The total ion chromatogram of luffa oil after methyl ester
根据各脂肪酸甲酯出峰时间和保留时间,通过计算机质谱数据库和人工谱图解析相结合的手段进行检索,分析各峰相应的质谱图,共鉴定出9种化合物,再根据面积归一化法得到脂肪酸的相对含量,结果见表1。
表1 丝瓜籽油脂肪酸组成的分析结果
Table 1 The composition analysis results of fatty acid in luffa oil
注:-表示无俗名。
序号 甲酯名称 俗名 分子式 相对含量/% 保留时间/min 相似度/%1 2-辛基,1-癸烷酸甲酯基环丙烷 - C22H42O2 0.27 20.011 91 2十六烷酸甲酯 棕榈酸甲酯 C17H34O2 26.98 16.264 90 3十七烷酸甲酯 正十七烷酸甲酯 C18H36O2 0.19 10.745 91 4 8-羰基-9,11-十八碳二烯酸酯 - C19H28O3 0.61 10.821 90 5(E)-9-十八碳烯酸甲酯 反油酸甲酯 C19H36O2 0.33 21.355 92 6 10-十八碳烯酸甲酯 油酸甲酯 C19H36O2 23.88 21.221 93 7十八烷酸甲酯 硬脂酸甲酯 C19H38O2 11.85 21.96 91 8(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸甲酯 亚油酸甲酯 C19H34O2 33.86 21.053 94 9 2,4-二己基-7,7-二甲基-1,3,5-环庚三烯 - C21H36 0.28 31.519 90
由表1可看出,丝瓜籽油中的脂肪酸含量达到98%以上,其中不饱和脂肪酸含量达到58%(以亚油酸居多),说明丝瓜籽油具有较高的营养价值。卢奎等[8]对丝瓜籽油的脂肪酸组成进行了分析,鉴定出9种主要的脂肪酸,除了棕榈酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯和亚油酸甲酯外还含有少量的十七碳酸、豆蔻酸、山嵛酸和亚麻酸。
2.2.1 丝瓜籽油还原Fe3+能力
丝瓜籽油还原Fe3+能力的效果见图2。
图2 丝瓜籽油还原Fe3+能力的效果
Fig.2 Effect of luffa seed oil on reducing Fe3+
由图2可知,丝瓜籽油和VC在一定质量浓度范围内对Fe3+都具有还原能力,且还原能力随着质量浓度的增加而增强,但丝瓜籽油对Fe3+的还原能力低于对照组VC。
2.2.2 丝瓜籽油清除DPPH自由基能力
不同浓度丝瓜籽油对DPPH自由基的清除效果见图3。
图3 不同浓度丝瓜籽油对DPPH自由基的清除效果
Fig.3 Scavenging effect of luffa seed oil concentration on DPPH free radicals
由图3可知,在2 mg/mL~10 mg/mL质量浓度范围内,VC对DPPH自由基的清除率基本无变化,均为95%左右,说明VC溶液对DPPH自由基具有很强的清除能力;丝瓜籽油对DPPH自由基的清除率则随着质量浓度的增大而逐渐增强,表现出良好的剂量依赖关系,其对DPPH自由基的清除率低于VC。丝瓜籽油IC50值为26.17 mg/mL,由于VC溶液对DPPH自由基具有很强的清除能力,VC的IC50值比丝瓜籽油的IC50值小很多。
2.2.3 清除羟基自由基能力
不同浓度丝瓜籽油对羟基自由基的清除效果见图4。
图4 不同浓度丝瓜籽油对羟基自由基的清除效果
Fig.4 Scavenging effect of luffa seed oil concentration on hydroxyl free radicals
由图4可知,VC清除羟基自由基能力随浓度升高而增加,当VC浓度为0.8 mg/mL时,清除率达到最大值,继续提高浓度清除率基本不发生改变;丝瓜籽油清除羟基自由基能力随丝瓜籽油浓度增加而增加,当丝瓜籽油浓度达到0.8 mg/mL后,继续提高丝瓜籽油浓度,清除率上升缓慢。丝瓜籽油清除羟基自由基的IC50为2.24 mg/mL,当其质量浓度为1.0 mg/mL时,对羟基自由基的清除率达到32%以上,体现出良好的清除羟基自由基的活性,但与对照组VC同浓度的清除率(99%)相比仍有差距。
2.2.4 清除超氧阴离子自由基能力
不同浓度丝瓜籽油对超氧阴离子的清除效果见图5。
图5 不同浓度丝瓜籽油对超氧阴离子的清除效果
Fig.5 Scavenging effect of luffa seed oil concentration on superoxide anion free radicals
由图5可知,丝瓜籽油和VC溶液对超氧阴离子自由基的清除活性均随着质量浓度的增大而增强,当丝瓜籽油质量浓度为0.09 mg/mL时,其对超氧阴离子自由基的清除率高达80%以上,丝瓜籽油清除超氧阴离子自由基的IC50为0.069 mg/mL,VC的IC50值是0.135 mg/mL,可见丝瓜籽油对超氧阴离子自由基的清除率高于对照组VC,表现出良好的清除超氧阴离子自由基的能力。
结果表明,丝瓜籽油中脂肪酸的含量高达98%以上,不饱和脂肪酸含量达58%(以亚油酸居多)。通过丝瓜籽油体外抗氧化活性表明,丝瓜籽油具有一定的还原能力,并且对DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基具有良好的清除能力,丝瓜籽油对DPPH自由基的IC50值为26.17 mg/mL,对羟基自由基的IC50值为2.24 mg/mL,对超氧阴离子的IC50值为0.069 mg/mL。其清除能力随着丝瓜籽油质量浓度的增加而逐渐增强,呈现了良好的量效关系,尤其是对超氧阴离子自由基的清除能力较强,比VC高。丝瓜籽油具有较强的体外抗氧化活性,在天然抗氧化剂和保健食品中有良好的开发利用价值。
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