红贝俄氏孔菌精油化学成分及抗氧化活性分析

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  摘要:【目的】分析红贝俄氏孔菌精油化学成分及其抗氧化活性,为红贝俄氏孔菌的综合利用提供科学依据。【方法】联合运用乙醚提取法和水蒸气蒸馏法从红贝俄氏孔菌子实体中提取精油,采用气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)分析其化学成分,通過峰面积归一法计算各成分的相对含量,并用羟自由基清除试验评价其抗氧化活性。【结果】从红贝俄氏孔菌精油中鉴定出35种化合物,占精油总量的88.33%,包括脂肪烃7种、芳香烃4种、醇2种、醛3种、酮3种、羧酸及其衍生物10种、含硫化合物2种和萜类化合物4种。精油中相对含量较高的化学成分有(R)-(-)-3-甲基-
  2-丁醇(49.70%)、4-甲基-4-羟基-2-戊酮(10.57%)、甘菊蓝(8.01%)、甲苯(4.36%)、棕榈酸(4.01%)和(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸(4.01%)。红贝俄氏孔菌精油具有一定的抗氧化活性,对羟自由基的清除能力随精油质量浓度的增加而增强,半数清除浓度(EC50)为2.73 mg/mL。【结论】红贝俄氏孔菌精油化学成分丰富,以羧酸及其衍生物和脂肪烃为主,且具有一定的抗氧化活性,可作为天然抗氧化剂资源进行开发应用。
  关键词: 红贝俄氏孔菌;精油;化学成分;气相色谱—质谱联用技术;抗氧化活性
  中图分类号: R284.1 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2016)12-2129-05
  Abstract:【Objective】The chemical components of essential oil from Earliella scabrosa(Pers.) Gilb. & Ryvarden were analyzed and its antioxidant activity was evaluated in order to provide theoretical references for its development and utilization. 【Method】The essential oil was extracted from fruiting bodies of E. scabrosa(Pers.) Gilb. & Ryvarden using ether extraction method and steam distillation method. The chemical components of the essential oil were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GS-MS) technology, and their relative percentage contents were calculated with peak area normalization method. The antioxidant activity was evaluated by hydroxyl radicals-scavenging activity test. 【Result】A total of 35 compounds were identified in the essential oil, accounting for 88.33% of total oil. These compounds included seven hydrocarbons, four aromatics, two alcohols, three aldehydes, three ketones, and ten carboxylic acids or its derivatives, two sulfocompounds and four terpenoids. In the essential oil,(R)-(-)-3-methyl-2-butanol had the highest content, accounting for 49.70%; followed by 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone(10.57%), azulene(8.01%), toluene(4.36%), palmitic acid(4.01%) and (Z,Z)-9,12-octadecadienoic acid(4.01%). The essential oil showed moderate antioxidant activity, hydroxyl radicals-scavenging activity enhanced as mass concentration of essential oil increased. The median elimination concentration(EC50) was 2.73 mg/mL. 【Conclusion】The essential oil from E. scabrosa(Pers.) Gilb. & Ryvarden is rich in various chemical components, with hydrocarbon and carboxylic acid or its derivatives as the major components. It also has moderate antioxidant activity. Thus the essential oil is a potential natural antioxidants resource for development.
  Key words: Earliella scabrosa(Pers.) Gilb. & Ryvarden; essential oil; chemical constituent; gas chromatography-mass spectrometry; antioxidant activity   0 引言
  【研究意义】红贝俄氏孔菌[Earliella scabrosa(Pers.) Gilb. & Ryvarden]为多孔菌科(Polyporaceae)俄氏孔菌属(Earliella sp.)的一种木生菌,具有镇惊、活血、止血、疗风、止痒等功效(邓春英等,2013)。Guerra等(2008)和Lyra等(2009)研究发现,红贝俄氏孔菌对合成染料具有很好的脱色效果。Peng和Don(2013)通过摇瓶培养红贝俄氏孔菌,发现其培养菌丝水提取物和甲醇提取物对受试橡胶树木材降解真菌表现出显著的抗真菌活性。因此,进一步研究红贝俄氏孔菌精油化学成分及其抗氧化活性,对该菌的综合利用具有重要意义。【前人研究进展】近年来,高等真菌精油(挥发油)引起了研究者的广泛关注,其中多孔菌科真菌精油因具有多种生物活性而备受青睐,对其化学成分的鉴定分析较多。王英英等(2011)采用同时蒸馏萃取法提取灵芝菌丝体挥发油,通过气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)从挥发油中鉴定出39种挥发性成分,并发现该挥发油可增加烟气的回甜感,降低因烟气粗糙带来的干燥感。吴建国等(2012)采用超临界CO2流体萃取法从紫芝超细粉中提取分离挥发油,通过GC-MS从挥发油中鉴定出26种化合物,主要成分有(Z)-9-十八碳烯酸(24.33%)、十六(烷)酸(18.88%)、(E)-十八碳-
  9-烯酸甲脂(18.74%)等。兰蓉等(2014)采用超声波法提取灰树花挥发油成分,再利用GC-MS鉴定出17种化合物,以酯类化合物含量最高。林喆等(2014)通过GC-MS从茯苓挥发油中鉴定出36个挥发性化学成分。刘琳等(2015)采用微波辅助石油醚/乙醇双液相萃取技术提取樟芝发酵液中的挥发油,发现获得的挥发油抗皮肤癣菌效果显著。【本研究切入点】至今,有關药用蕈菌红贝俄氏孔菌精油化学成分和生物活性的研究尚未见文献报道。【拟解决的关键问题】联合运用乙醚提取法和水蒸气蒸馏法从红贝俄氏孔菌子实体中提取精油,采用GC-MS分析其化学成分,并利用羟自由基清除试验评价其抗氧化活性,旨在为药用蕈菌红贝俄氏孔菌的综合利用提供科学依据。
  1 材料与方法
  1. 1 试验材料
  野生红贝俄氏孔菌子实体于2015年6月采自广东省佛山市南海区体育公园,经丁健华副教授鉴定为红贝俄氏孔菌。乙醚购自广州市新港化工有限公司,抗坏血酸、硫酸亚铁和无水硫酸镁购自广州化学试剂厂,过氧化氢和水杨酸购自广东光华化学厂有限公司,95%乙醇购自广州市番禺力强化工厂,均为国产分析纯。主要仪器设备:RV8型旋转蒸发仪(德国IKA公司),UV-2501PC型紫外—可见吸收光谱仪(日本岛津公司),7890A气相色谱-5975C质谱联用仪(美国安捷伦公司)。
  1. 2 试验方法
  1. 2. 1 精油提取 红贝俄氏孔菌子实体风干,粉碎,取100 g粉末装入圆筒形恒压滴液漏斗,用乙醚于50 ℃连续回流渗漉提取至提取液无色为止;乙醚提取液回收乙醚后得粗提物,将其通过水蒸气蒸馏获得油水馏出液,油水馏出液用等体积乙醚萃取5次;合并乙醚萃取液,用无水硫酸镁干燥,回收乙醚后得红贝俄氏孔菌精油。
  1. 2. 2 精油化学成分分析 采用GC-MS对精油化学成分进行分析。色谱条件:色谱柱J&W 122-0132DB-1 ms石英毛细管柱(30 m×250 μm×0.25 μm);升温程序为起始温度60 ℃,恒温5 min,以2 ℃/min速度升至100 ℃后,继续以2 ℃/min速度升至200 ℃,再以25 ℃/min升至300 ℃,恒温5 min;进样口温度250 ℃,进样量1 μL;分流比16∶1;载气为氦气。质谱条件:EI离子源,离子源温度220 ℃,电子能量70 ev,扫描范围10~550 m/z。定性定量方法:各组分峰相对含量的确定采用峰面积归一法。获取的质谱数据使用美国NIST08.L谱库进行分析。
  1. 2. 3 精油清除羟自由基活性试验 参照卢卫红等(2014)的方法评价精油清除羟自由基能力。用95%乙醇将精油稀释成质量浓度为1.00~6.00 mg/mL的系列样品溶液;移取系列样品溶液1 mL分别置于干净的具塞试管中,加入95%乙醇补足至5 mL,然后加入6 mmol/L水杨酸乙醇溶液1 mL,摇匀后再加入2 mmol/L硫酸亚铁水溶液和1.5%过氧化氢水溶液各1 mL;以蒸馏水代替1.5%过氧化氢水溶液为空白对照,摇匀,用95%乙醇定容至10 mL,置于37 ℃水浴恒温反应60 min,于510 nm下测其吸光值,根据公式计算羟自由基清除率。试验重复3次,以标准抗氧化剂抗坏血酸为对照。半数清除浓度(EC50)定义为当自由基被清除一半时所需样品浓度。
  羟自由基清除率(%)=[1-(Ax-As)/A0]×100
  式中,A0为水杨酸—硫酸亚铁—过氧化氢生色体系的吸光值,As为样品溶液—水杨酸—硫酸亚铁样品体系的吸光值,Ax为样品溶液—水杨酸—硫酸亚铁—过氧化氢反应体系的吸光值。
  2 结果与分析
  2. 1 红贝俄氏孔菌精油化学成分分析
  联合运用乙醚提取法和水蒸气蒸馏法从红贝俄氏孔菌干燥子实体中提取得到黄绿色精油,提取率约0.10%。用GC-MS分析精油化学成分得到精油总离子流色谱图(图1)。通过NIST08.L谱库检索,共检出35种化学成分(表1),占精油总量的88.33%,包括脂肪烃7种、芳香烃4种、醇2种、醛3种、酮3种、羧酸及其衍生物10种、含硫化合物2种和萜类化合物4种。精油中相对含量较高的化学成分有(R)-(-)-3-甲基-2-丁醇(49.70%)、4-甲基-4-羟基-2-戊酮(10.57%)、甘菊蓝(8.01%)、甲苯(4.36%)、棕榈酸(4.01%)和(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸(4.01%);而二十一碳烷含量最低,仅为0.03%。   2. 2 红贝俄氏孔菌精油清除羟自由基能力分析
  以自由基清除率对样品质量浓度作图,通过非线性拟合得红贝俄氏孔菌精细清除羟自由基曲线(图2)。从图2可看出,在试验浓度范围内,随着精油质量浓度的增加,精油清除羟自由基的能力也逐渐增强,EC50为2.73 mg/mL。
  3 讨论
  从红贝俄氏孔菌精油鉴定出醇类化学成分2种,分别是(R)-(-)-3-甲基-2-丁醇(49.70%)和1-辛烯-3-醇(0.28%)。其中,(R)-(-)-3-甲基-2-丁醇是红贝俄氏孔菌精油含量最高的成分,其为无色液体,具有水果香味,也是中华鳖裙边的主要挥发性风味成分(方燕等,2007)和竹叶挥发油的主要成分(何跃君等,2010);1-辛烯-3-醇又名蘑菇醇为无色至淡黄色油状液体,具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香气,主要存在于薄荷类、百里香及鲜蘑菇中,属天然等同香料,香蕉、浆果等水果类及啤酒、猪肉、河虾、大豆等多种食品中也含有微量。从红贝俄氏孔菌精油中检出3种酮类化学成分,其中4-甲基-4-羟基-2-戊酮含量较高(10.57%),该化合物又名二丙酮醇,是具有芳香气味的无色液体,常用作木材和药物防腐剂,存在于异叶青兰挥发油中(杨平荣等,2015),在老瓜头挥发油中含量高达43.70%(王凯和杨晋,2010)。4种芳香烃中,甘菊蓝在红贝俄氏孔菌精油中占8.01%,该化合物又名薁、甘菊环等,存在于菊科植物母菊的全草和花中(唐得时,1986),也是罗汉果的主要挥发性成分(孔祥勇等,2011)和茶叶香气的主要成分(降升平等,2013)。精油中的2种含硫化学成分分别是二乙基二硫醚(0.08%)和2-苯并噻吩(0.53%);二乙基二硫醚是杀菌剂乙蒜素的中间体,具有洋葱、大蒜、油脂气息,是榴莲果肉的主要挥发性成分(高婷婷等,2014);2-苯并噻吩是完全成熟的金太陽杏果实的主要香气成分(王家喜等,2008)。从精油中鉴定出的4种萜类化学成分是(-)-1,7-二甲基-7-(4-甲基-3-戊烯基)-三环[2.2.1.0(2,6)]庚烷(0.60%)、罗汉柏烯(0.15%)、雪松醇(0.12%)和长马鞭草烯酮(0.22%);罗汉柏烯是柏木精油的主要成分,在崖柏挥发油中含量高达34.742%(张育光等,2015),而柏木精油具有抗菌和抗氧化活性(侯仰帅等,2013);雪松醇是一种倍半萜醇,广泛用于木香、辛香和东方型香精中,也大量用作消毒剂和卫生用品的增香剂、天然香料,有时少量应用于医药行业作为一种药物;长马鞭草烯酮又名长叶松香芹酮,是艾草挥发油的主要抗真菌活性成分(Meepagala et al.,2003),也是狭叶香科精油的主要成分(Khani and Heydarian,2014)。红贝俄氏孔菌精油中还检出脂肪烃7种、芳香烃4种、羧酸及其衍生物10种,这些化学成分对精油香味的形成和生物活性均有着不可忽视的作用。
  食药用菌营养丰富、天然安全,是寻找天然抗氧化剂的理想资源。羟自由基清除效果是评价样品体外抗氧化活性较常用的指标。本研究结果表明,红贝俄氏孔菌精油有一定的抗氧化活性,与精油样品含有抗氧化活性成分有关,如精油主要成分(R)-(-)-3-甲基-2-丁醇是竹叶挥发油具有抗氧化活性的主要原因(何跃君等,2010),精油中的罗汉柏烯是柏木精油抗氧化活性的主要贡献者(侯仰帅等,2013)。随着精油质量浓度的增加,红贝俄氏孔菌精油抗氧化活性也增强,因此,当精油用量达到一定浓度时,可以获得满意的抗氧化效果。
  4 结论
  红贝俄氏孔菌精油化学成分丰富,以羧酸及其衍生物和脂肪烃为主,且具有一定的抗氧化活性,可作为天然抗氧化剂资源进行开发应用。
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  (責任编辑 罗 丽)
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