百里香精油及其主要组分活性研究

食品在贮藏期间易受环境影响发生氧化变质和侵染性病害，进而腐烂，不仅对食品品质产生影响， 造成严重的经济损失，还会引起食品安全问题。百里香精油具有良好的抗氧化性、抑菌活性，使其成 为食品加工业中人工合成添加剂，如保鲜剂、抗氧化剂等的理想替代品。兴安百里香( Thymus dahuricus Serg． ) 为唇形科百里香属，是我国北方常见多年生草本植物。已有研究表明，法国的花园百 里香( T． vulgaris L． ) 、西班牙的葡百里香( T． zygis L． ) 等，均具有较强的抗氧化及抑菌活性。

1 材料与方法

1． 1 材料、试剂与仪器

兴安百里香( Thymus dahuricus Serg． ) ，于 2018 年 7 月盛花期，采摘于黑龙江哈尔滨帽儿山。将鲜 草室温下阴干，剪成小段，备用。大肠杆菌( Escherichia coli) 、肠炎沙门氏菌( Salmonella enteritidis) 、金黄 色葡萄球菌( Staphylococcus aureus) 、白色葡萄球菌( S． albus) 、枯草芽胞杆菌( Bacillus subtilis) 、费氏志贺 氏菌( Shigella flexneri) ，均为动物科技学院草业科学实验室保存菌株。 二丁基羟基甲苯( BHT，纯度≥99． 0% ) 、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼( DPPH，纯度≥97． 00% ) 、β胡萝卜 ( 纯 度 ≥95． 00% ) 、亚 油 酸 ( 纯 度 ≥99． 00% ) 、百 里 香 酚 ( 分 析 纯) 、α-萜 品 烯 ( 纯 度 ≥ 95． 00% ) 和对伞花烃( 纯度≥99． 5% ) 均购自 Sigma-Aldrich( 上海) 贸易有限公司，其余常规试剂均 为市售分析纯。 WP700TL 23-K5 型微波炉，顶部钻孔，接精油提取器; 安捷伦 6980N-5973 气相色谱-质谱联用 ( GC-MS) 仪，安捷伦科技( 中国) 有限公司; ＲE-52AA 型旋转蒸发仪; 博迅YXQ-50SII 立式压力蒸汽灭 菌器，上海博迅实业有限公司医疗设备厂; dZP-150A 智能光照培养箱，南京恒裕电子仪器厂。

1． 2 兴安百里香精油的提取

1． 2． 1 优化微波法

为了确定微波法最佳提取工艺条件，以浸泡时间( 1、2 和 3 h) 、料液比( 1 ∶ 1、1 ∶ 1． 5 和 1 ∶ 2，g ∶ mL) 、提取时间( 20、30 和 40 min) 和微波功率( 230、385 和 540 W) 4 个因素，采用 L9 ( 34 ) 正交 试验设计，以精油得率为考察指标优化提取工艺。称量 40 g 的原料装入 1 000 mL 圆底烧瓶中，按设定 的浸泡时间、料液比、提取时间和微波功率进行试验，记录产油量。所得精油静置使其分层，去掉水层后 加入无水硫酸钠静置过夜，得到兴安百里香精油，并置于 4 ℃冰箱备用，重复 3 次，计算精油得率。试验 结果采用正交设计助手 II v3． 1 进行分析。

1． 2． 2 水蒸气蒸馏法

取 40 g 原料装入 1 000 mL 圆底烧瓶，按液料比 10 ∶ 1( mL∶ g) 加入 400 mL 蒸馏 水浸泡 2 h，利用水蒸气蒸馏装置蒸馏 4 h，每间隔一定时间记录产油量。取馏出液上层黄色透明油状 物，加 2 g 无水Na2 SO4 脱水后，得到兴安百里香精油，置于 4 ℃冰箱备用。

1． 3 兴安百里香精油化学成分测定

安捷伦 6980N-5973 气质联用仪，色谱柱: 石英毛细管柱 OV-101( 30 mm × 0． 25 mm × 0． 25 μm) ; 柱 温: 采用程序升温法，起始温度为 60 ℃，保持 3 min，3 ℃ /min 升温至 200 ℃，保持 5 min; 载气为氦气( 纯 度 99． 99% ) ; 分流比 50 ∶ 1; 进样量 1 μL; 离子源温度 230 ℃ ; 离子源为 EI。检测条件: 检测器温度 280 ℃，电离能量 70 eV，扫描范围 15 ～ 500 u，NIST02 标准谱库，面积归一化法定量。

1． 4 抗氧化活性测定

根据 Bounatirou 等的方法，并对其进行了一些改进，测定了兴安百里 香精油对 DPPH 自由基( DPPH·) 的清除能力。首先配制 25 mg /L 的 DPPH 甲醇溶液，并在不同浓度的 0． 2 mL 的精油及各主要精油组分甲醇溶液中，加入 DPPH 甲醇溶液 1． 8 mL。混合物在室温下强烈摇 动，在黑暗中保持 30 min。用分光光度计测定在 517 nm 处的吸光度。以相同体积甲醇代替样品测定的 吸光值为空白对照，以二丁基羟基甲苯( BHT) 为阳性对照，DPPH·的清除能力用清除率表示，用式( 1) 计算 DPPH·清除率( PDPPH·) ，并绘制拟合曲线，计算出清除率为 50% 时的样品浓度( EC50 ) 。

2 结果与分析

2． 1 微波法提取条件优化

采用 L9 ( 34 ) 正交试验设计，针对浸泡时间、料液比、提取时间和微波功率 4 个影响因素优化微波提 取条件，实验设计及结果见表 1。 由表 1 可知，各考察因素对精油得率影响的大小次序依次为: D( 微波功率) ＞ C( 提取时间) ＞ A( 浸 泡时间) ＞ B( 料液比) 。最佳提取条件为 A3B1C3D3，即优化条件为: 浸泡时间 3 h，料液比 1 ∶ 1，提取时间 40 min，微波功率 540 W。经验证实验( 3 次重复) ，在此条件下精油得率为 1． 04% 。

2． 2 两种方法提取精油效果比较

为微波法与水蒸气蒸馏法最佳提取条件下提取兴安百里香精油产油量的动态曲线。

微波法提取精油的动态曲线初期呈快速增长趋势，在短时间内( 22 min) 达到最高产油 量 0． 39 mL，然后随着时间的增加，产油量处于稳定状态; 而水蒸气蒸馏法提取精油的动态曲线也呈逐 渐增长趋势，但增长速度较微波法缓慢，该方法达到最高产油量 0． 39 mL 需 120 min。由此可知，微波法 提取速度快，耗能少、效率高，并且两种方法产油量无显著差异。

3 结论

3． 1 微波法的最佳提取条件为

浸泡时间 3 h，料液比 1 ∶ 1( g ∶ mL) ，提取时间 40 min，微波功率 540 W。 最佳提取条件下进行精油提取，精油得率为 1． 04% 。

3． 2 微波法提取

兴安百里香精油的速度( 22 min) 远超过水蒸气蒸馏法( 120 min) ，其主要组分组成与 水蒸气蒸馏法提取精油相一致，主要成分为百里香酚( 52． 52% ) 、α-萜 品 烯( 12． 72% ) 、对 伞 花 烃 ( 8． 24% ) ，且其组分中百里香酚( 52． 52% ) 高于水蒸气蒸馏法( 44． 00% ) ，微波法提取兴安百里香精油 的优化提取方式可代替传统水蒸气蒸馏法。

3． 3 微波法提取

的兴安百里香精油及其主要组分百里香酚均具有较强的抗氧化性活性。各主要组 分中，百里香酚的 DPPH·清除活力最强( EC50，473． 63 mg /L) ，且 β-胡萝卜素抑制率也最高( IC50， 250． 91 mg /L) 。 3． 4 微波法提取的兴安百里香精油及其主要组分百里香酚同时具有较强的抑菌活性。百里香酚对各 测试菌种均表现出一定的抑制活性，其中抑制活性最强的为枯草芽孢杆菌，抑菌圈直径为 16． 85 cm，最 小抑菌浓度( MIC) 为 0． 23 g /L。


 

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