迷迭香精油和馬郁蘭精油化學成分及抗氧化活性研究

王有娣，姚小麗，肖青林，鐘麗娟，徐娟娟

(中山大學新華學院 藥學院，廣州 510520)

迷迭香、馬郁蘭是常見的唇形科芳香植物材料。迷迭香(RosmarinusofficinalisL.)是唇形科迷迭香屬亞灌木。 馬郁蘭(OriganummajoranaL.)為唇形科牛至屬多年生草本植物。迷迭香和馬郁蘭均原產于地中海地區，引進中國后，主要在廣東、廣西等南部地區種植，含有豐富的芳香油成分[1]。近年來，科研界對唇形科植物精油的關注度不斷上升，迷迭香精油具有濃郁辛香，因此常用于制作香水香薰或食物香料。另外，迷迭香在抗氧化、抗菌、美容、抗腫瘤、消炎、抗心血管疾病等諸多方面有作用，這些功能主要與其精油中的α-蒎烯、樟腦、1，8-桉葉素、莰烯、龍腦等有關[2-4]，馬郁蘭精油有獨特辛香、木香，味道甘甜，略有苦藥香味、辣味、樟腦味，具有治療哮喘、咳嗽、消化不良、風濕牙痛和心臟病等功效，廣泛應用于醫藥行業，因其香味獨特，故也廣泛應用于化妝品行業和調味品行業，目前關于馬郁蘭精油組分的報道較少，其抗氧化活性也鮮有研究[5]。

抗氧化活性物質無論是在醫藥行業、化妝品行業還是食品行業都扮演著至關重要的角色，迷迭香和馬郁蘭作為廣泛應用于醫藥行業、化妝品行業以及食品行業的唇形科植物，其香氣成分和抗氧化活性值得大家去探究，因此該課題研究比較了迷迭香和馬郁蘭兩種不同唇形科植物精油組分的差異，并分析對比其抗氧化活性，以期為迷迭香、馬郁蘭等唇形科植物的開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

迷迭香(RosmarinusofficinalisL.)干燥莖葉和馬郁蘭(OriganummajornanaL.)干燥花序及莖葉植物材料來自于法國，經由中山大學新華學院藥學院徐娟娟老師鑒定為真品。

1.2 儀器與設備

AB107-S電子天平 瑞士Mettler Toledo公司；島津UV-2550紫外-可見光分光光度計 日本島津公司；SY-2000旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠；HH-S1數顯恒溫水浴鍋 江蘇金怡儀器科技有限公司；Agilent 7890-5977B GC-MS氣質聯用儀 美國Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 精油的制備

迷迭香精油的制備：稱取適量迷迭香干莖葉，粉碎，過40目篩。稱取粉末100 g，置于圓底燒瓶中，加入1000 mL蒸餾水，連接揮發油提取器，保持微沸狀態蒸餾提取精油，5000 r/min 離心10 min后取上清液，殘渣重復提取1次，合并上清液，加入無水硫酸鈉干燥，即得迷迭香精油[6]。

馬郁蘭精油的制備：稱取適量的馬郁蘭干花序及莖葉，粉碎，過40目篩。稱取粉末100 g，置于圓底燒瓶中，加入1000 mL蒸餾水，連接揮發油提取器，保持微沸狀態蒸餾提取精油，5000 r/min 離心10 min后取上清液，殘渣重復提取1次，合并上清液，加入無水硫酸鈉干燥，即得馬郁蘭精油[7]。

所得精油均置于棕色玻璃瓶中，于-10 ℃冰箱密封保存備用。

1.3.2 GC-MS分析條件

氣相色譜分析條件：色譜柱為HP-5MS UI(30 m×250 μm×0.25 μm)；進樣體積1 μL；進樣口溫度250 ℃；進樣模式為分流進樣，分流比20∶1；載氣為高純氦氣，載氣模式為恒流模式，流速1.0 mL/min；傳輸線溫度250 ℃；升溫程序：初始溫度50 ℃，以4 ℃/min升至150 ℃，保留2 min，然后以10 ℃/min升至250 ℃，保留5 min；然后通過質譜定性分析。

質譜分析條件：電離方式EI，電子能量70 eV，掃描模式為全掃描模式；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度為150 ℃；質譜傳輸線溫度為250 ℃，溶劑延遲3 min；掃描范圍35～550 amu，標準圖庫為NIST17.L質譜數據庫。

1.3.3 總抗氧化活性測定

采用磷鉬絡合法測定精油的總抗氧化活性。準確稱取1.0000 g精油于容量瓶中[8]，用無水乙醇溶解并定容至100 mL，配制得到濃度為10.0 mg/mL的精油儲備液，再用無水乙醇將樣品儲備液配制成濃度分別為0.05，0.1，0.2，0.3，0.4 mg/mL的精油樣品溶液。同時配制終濃度為0.6 mol/L濃硫酸、28 mmol/L磷酸鈉和4 mmol/L鉬酸銨的磷鉬試劑液。在5支10 mL比色管中，分別加入4 mL上述磷鉬試劑液、0.4 mL精油樣品液，在95 ℃水浴中恒溫 90 min，在 695 nm 波長下測吸光度A。所有樣品做3次平行樣，取平均值。

1.3.4 羥自由基清除率測定

采用鄰二氮菲-Fe2+法測定精油的羥自由基清除率[9]。取2 mL 0.75 mmol/L鄰二氮菲溶液，加入2 mL不同濃度(反應體系的終濃度為0.0001，0.0005，0.001，0.005，0.01 mg/mL)的樣品溶液，充分混勻后，加入2 mL 0.75 mmol/L的硫酸亞鐵混勻后，再加入2 mL的0.1% H2O2混勻。在37 ℃的水浴中60 min后，在510 nm波長處測定樣品組吸光度(AX)，以2 mL的蒸餾水代替樣品溶液作為空白對照，測定吸光度為(A0)，以2 mL蒸餾水代替H2O2，測定吸光度(AX0)。所有試驗平行測定3次，按公式(1)計算羥自由基清除率。

羥自由基清除能力S(%)=(AX-A0)/(AX0-A0)×100%。

(1)

1.3.5 數據統計與分析

采用Excel 2016軟件對試驗數據進行統計、分析。

2 結果與分析

2.1 化學成分分析

2.1.1 兩種精油的GC-MS分析結果

利用氣質聯用儀對兩種精油組分進行分析，從迷迭香精油中共檢出133個組分，從馬郁蘭精油中共檢出158個組分，迷迭香精油總離子流圖見圖1中A，馬郁蘭精油總離子流圖見圖1中B。利用MassHunter未知物分析軟件對圖1和圖2進行定性分析，確定各個組分的相對分子質量和分子式，利用NIST 17質譜解析軟件及人工輔助分析確定化合物的結構，剔除匹配度≤80%的物質，最終迷迭香精油中共確定75種成分，占總相對含量的99.60%，馬郁蘭精油中共確定80種成分，占總相對含量的98.23%。分析結果見表1。

圖1 總離子流圖Fig.1 The total ion current chromatogram

表1 迷迭香精油及馬郁蘭精油化學成分Table 1 The chemical components of rosemary essential oils and marjoram essential oil

續 表

續 表

續 表

續 表

2.1.2 兩種精油的主要成分對比分析

GC-MS結果顯示，迷迭香精油含量超過1%的成分有樟腦、桉葉油醇、α-蒎烯、莰烯、2-茨醇、(-)-β-蒎烯、間異丙基甲苯、左旋乙酸冰片酯、D-萜二烯、β-石竹烯、L-α-松油醇、月桂烯、4,6,6-三甲基二環[3.1.1]庚-3-烯-2-酮、DL-異冰片醇、芳樟醇共15種，占總相對含量的93.19%，見圖2中的A。馬郁蘭精油中含量超過1%的成分有4-萜烯醇、4-側柏醇、γ-萜品烯、(+)-4-蒈烯、檜烯、L-α-松油醇、鄰異丙基甲苯、β-石竹烯、偽檸檬烯、順式-4-(異丙基)-1-甲基環己-2-烯-1-醇、異松油烯、乙酸芳樟酯、月桂烯、γ-萜品醇、(1S，2E，6E，10R)-3,7,11,11-四甲基雙環[8.1.0]十一碳-2,6-二烯共15種，占總相對含量的90.06%，見圖2中B。對比迷迭香精油和馬郁蘭精油的主要化學成分可以發現，兩種精油的主要成分差異較大。

圖2 迷迭香精油及馬郁蘭精油主要成分(含量≥1%)的對比Fig.2 The comparison of major components (with content≥1%) of rosemary essential oils and marjoram essential oils

2.1.3 兩種精油揮發性成分類型對比分析

精油的揮發性成分類型主要分為萜類化合物、芳香族類化合物、脂肪族類化合物以及其他類化合物，其中萜類化合物是主要活性物質和主要香氣物質。因精油中的脂肪族類化合物生物活性不明顯，故研究根據GC-MS的成分鑒定結果將迷迭香精油和馬郁蘭精油的化學成分進行分類對比，共分為三大類，分別為萜類化合物、芳香族類化合物、其他類，通過分類發現迷迭香精油的萜類成分共有65個，總含量為95.83%；馬郁蘭精油的萜類成分共有63個，總含量為93.37%，迷迭香精油的萜類成分含量高于馬郁蘭精油，而芳香族類成分則略低于馬郁蘭精油，分類對比結果見表2。

表2 不同類揮發性成分在兩種精油中的分布情況Table 2 The distribution of different volatile components in two essential oils

2.1.4 兩種精油成分不同官能團分類對比分析

通過成分鑒定結果發現迷迭香精油和馬郁蘭精油中均含有烯烴、醇、酚、醚、酮、酯等類型化合物，對兩種精油的化學成分進行官能團分類，不同類型官能團化合物在兩種精油中的分布情況見表3。兩種精油化學成分的主要類型均為烯烴類，其中迷迭香精油中含有烯烴類成分53個，占總成分含量的45.82%，馬郁蘭精油中含有烯烴類成分61個，占總成分含量的74.80%。兩種精油各種官能團類型的化合物差異較大，馬郁蘭精油中除了烯烴類成分外，只有醇類的含量稍微多一點，占18.11%，但其他官能團類型的成分含量很少，且沒有檢測到醛類成分。迷迭香精油中除了烯烴類成分外，酮類、醚類、醇類、酯類的成分均不少，且檢測到了醛類成分1種。

表3 不同官能團類型的化合物在兩種精油中的分布情況Table 3 The distribution of compounds of different functional group types in two essential oils

續 表

2.1.5 兩種精油的共有化合物對比分析

根據成分測定結果顯示，迷迭香精油和馬郁蘭精油共有成分25種，各成分的相對保留時間基本一致，但相對含量均有一定差別，迷迭香精油中桉葉油醇、α-蒎烯、莰烯含量遠高于馬郁蘭精油，而γ-萜品烯和(+)-4-蒈烯的含量卻遠低于馬郁蘭精油，兩精油中含量相當的成分為月桂烯和β-石竹烯。兩種精油共有化合物分布情況見圖3。

圖3 兩種精油共有化合物情況Fig.3 The common compounds in two essential oils

2.1.6 兩種精油非共有化合物對比分析

迷迭香精油中所含有的樟腦、間異丙基甲苯、左旋乙酸冰片酯、D-萜二烯、4,6,6-三甲基二環[3.1.1]庚-3-烯-2-酮、DL-異冰片醇、芳樟醇等50個成分在馬郁蘭精油中均未被檢測到，占總相對含量的39.02%，含量1%以上的特有成分有7個，見圖4中A。馬郁蘭精油中所含有的4-萜烯醇、2-甲基-5-異丙基-二環[3.1.0]己烷-2-醇、水合檜烯、鄰異丙基甲苯、偽檸檬烯、異松油烯、γ-萜品醇、(1S，2E，6E，10R)-3,7,11,11-四甲基雙環[8.1.0]十一碳-2,6-二烯等55個成分未在迷迭香精油中檢測到，占總相對含量的63.79%，含量超過1%的特有成分共有8個，見圖4中B。

圖4 兩種精油非共有化合物分布情況Fig.4 The comparison of non-common compounds in two essential oils

2.2 抗氧化活性測定結果

2.2.1 總抗氧化活性測定結果

磷鉬絡合物法常用于測定抗氧化物質的總抗氧化活性，受試樣品溶液的吸光度值越大則表明其抗氧化活性越強。兩種精油的總抗氧化活性結果見圖5。

圖5 兩種精油的總抗氧化活性對比Fig.5 The comparison of total antioxidant activities of two essential oils

由圖5可知，在所測試的0.05～0.4 mg/mL精油濃度范圍內，迷迭香精油和馬郁蘭精油均表現出良好的抗氧化活性，其總抗氧化活性隨著精油濃度的增加而增大，具有濃度依賴性，同時馬郁蘭精油的總抗氧化活性明顯優于迷迭香精油。結果提示，在試驗濃度范圍內，兩種精油均有良好的抗氧化活性，且馬郁蘭精油的總抗氧化性優于迷迭香精油，總抗氧化活性順序為馬郁蘭精油>迷迭香精油>BHT。

2.2.2 羥自由基清除率測定

圖6 兩種精油的羥自由基清除能力對比Fig.6 The comparison of hydroxyl radical scavenging rates of two essential oils

兩種精油清除羥自由基的能力見圖6。兩種精油均可清除羥自由基，當精油濃度在0.0001～0.01 mg/mL之間時，馬郁蘭精油的最高清除率為61.07%，迷迭香精油的最高清除率為52.30%，整體而言，馬郁蘭精油的羥自由基清除能力強于迷迭香精油。

2.3 兩種精油的化學成分與精油香味的關系初探

迷迭香是西餐中經常使用的香料，在牛排、土豆等料理以及烤制品中經常使用。迷迭香主要香氣特征是具有龍腦、龍腦酯、樟腦等成分的混合香氣[10]，同時具有清甜帶松木香的氣味和風味，香味濃郁。筆者猜測這與迷迭香中的主要成分有關，迷迭香精油中的3種主要化學成分為樟腦、桉葉油醇、α-蒎烯，3種成分共占總成分含量的56.49%。其中樟腦具有濃郁的辛香，桉葉油醇味辛冷，有與樟腦相似的氣味，α-蒎烯具有松木、針葉及樹脂樣的氣息，所以迷迭香呈現出來的也是濃郁的松木香。另外，迷迭香在化妝品中也常作為香薰使用，從GC-MS結果中迷迭香的主要香氣成分出峰時間來看，這3種主香成分的出峰時間都較早，所以建議迷迭香精油在香薰里可作為前調使用。

馬郁蘭自古就被當成香辛料使用，適合搭配各種肉類料理，香辛料由于含有丁香酚、百里酚等物質，能減少肉中病原微生物的數量，延長貨架期，同時還具有改善肉的色澤和風味的功能[11]。香辛料的揮發性物質是影響其香氣的重要因素[12]。馬郁蘭精油的香味也是辛香氣味，筆者認為這與馬郁蘭精油中含量最高的化學成分為4-萜烯醇有關，4-萜烯醇化合物的味道呈暖的胡椒香、較淡的泥土香和木香，故而馬郁蘭精油的主要香味也是胡椒味的辛香。同樣馬郁蘭也在化妝品中作為香薰來使用，根據其主要的香氣成分的出峰位置都在中段來看，建議馬郁蘭精油使用在香水中時可作為中調來使用。

2.4 兩種精油的化學成分與抗氧化活性之間的關系初探

3 結論

植物精油可作為一種新型的天然、綠色抗氧化劑開發應用，擁有廣闊的前景。研究利用水蒸氣蒸餾法結合氣相色譜-質譜聯用技術比較迷迭香和馬郁蘭兩種唇形科植物精油組分差異，并通過測定兩種精油的總抗氧化能力和羥自由基清除能力來分析兩種精油的抗氧化活性。最終從迷迭香精油中確定75種成分，從馬郁蘭精油中確定80種成分，兩種精油均有良好的抗氧化活性，馬郁蘭精油的抗氧化活性優于迷迭香精油，其抗氧化活性機制有待于課題組的后續研究。