西伯利亞白刺果油的3 種提取方法及抗氧化活性比較

阿衣吐遜·阿布都外力 帕爾哈提·柔孜高彥華努爾依力·努爾麥麥提阿布力米提·伊力?

（1.中國科學院新疆理化技術研究所，新疆特有藥用資源利用重點實驗室，新疆烏魯木齊 830011；2.新疆農業大學食品科學與藥學學院，新疆烏魯木齊 830052；3.中國科學院大學，北京 100049）

西伯利亞白刺Nitraria sibiricaPall.是蒺藜科白刺屬植物，分布于各大洲及我國西北地區［1］，是一種藥食同源的野生植物，其種子、葉、果實均可入藥［2］。白刺果性溫、味甘、微酸，有健脾胃、助消化等藥用價值，用于治療高血壓、腸胃炎等［3］，現代藥理學研究表明白刺具有降血壓、抗氧化、抗疲勞等功效［4-6］。國內外對唐古特白刺化學成分的研究較多，而有關西伯利亞白刺的報道較少，主要集中于籽的油脂［7］，莖、葉中色素，生物堿，黃酮及酚類等化合物［8-10］。據報道，唐古特白刺油脂含有大量的不飽和脂肪酸［11］，而西伯利亞白刺作為同屬植物，可能含有類似的化學成分。本研究以西伯利亞白刺果實為原料，通過不同方法提取其油脂，經甲酯化及氣質聯用色譜分析脂肪酸組成，并通過紅外光譜進行表征，并通過測定清除自由基能力檢測抗氧化活性，以期為該資源的充分利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 藥材與試劑 西伯利亞白刺在2017 年采集于新疆和田，經中國科學院新疆生態與地理研究所馮纓研究員鑒定為西伯利亞白刺Nitraria sibiricaPall.，保存在中國科學院新疆理化技術研究所新疆特有藥用資源利用重點實驗室，標本號NS20170915。

1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）購于上海梯希愛化成工業發展有限公司；2，2′-聯氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）購于北京索萊寶生物科技有限公司；石油醚、甲苯、氫氧化鉀、無水硫酸鈉、乙醇等均為國產分析純。

1.2 儀器 YP-20002 型電子天平（余姚市金諾天平儀器廠）；DFY-500 搖擺式高速萬能粉碎機（溫嶺林大機械公司）；HH2 數顯恒溫水浴鍋（鄭州華峰儀器有限公司）；JY-400D 型超聲波細胞粉碎機（上海比朗儀器有限公司）；F-305 旋轉蒸發儀（瑞士Buchi 公司）；7890A-5975C 氣質聯用色譜儀（美國Agilent 公司）；NICOLET 6700 紅外光譜儀（美國Thermo 公司）；Spectra Max M5-酶標儀（美國Molecular Devices 公司）。

1.3 方法

1.3.1 果油提取 將西伯利亞白刺自然風干后進行粉碎、過篩，稱取約50 g 粉末，按料液比1∶8加入石油醚（60～90 ℃），分別進行3 種提取。傳統提取為粉末置于廣口瓶中，機械攪拌提取2 h，共3 次，合并提取液、抽濾、減壓回收石油醚，得到白刺果油，備用；索氏提取為將粉末置于索氏提取器中，圓底燒瓶中加入石油醚，于80 ℃回流提取8 h，稍微放涼之后進行抽濾，減壓回收石油醚，得到白刺果油，備用［12］；超聲波輔助提取為粉末置于廣口瓶中置于水浴鍋加熱至50 ℃，轉移至超聲波提取儀，超聲功率200 W，超聲40 min 進行提取；抽濾，減壓回收石油醚，得到白刺果油，備用［13］，出油率公式（1）計算。

1.3.2 脂肪酸含量測定

1.3.2.1 甲酯化分析 稱取3 種方法制備的白刺果油各0.1 g，經文獻［14］報道的方法處理后，取1 mL 溶液進行GC-MS 分析。

1.3.2.2 色譜條件 Superco 石英彈性毛細管柱（100 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升溫（起始溫度140 ℃，保持5 min，以4 ℃／min 升溫至200 ℃，保持1 min，再以3 ℃／min 升溫至220 ℃，保持30 min）；載氣純氦氣（99.999%）；體積流量1.0 mL／min；進樣口溫度260 ℃；進樣量1 μL；分流比50∶ 1；電離方式EI；電離能量70 eV；離子源發生器溫度230 ℃；質量掃描范圍m／z40～500，全離子掃描。

1.3.3 紅外光譜分析 取3 種方法制備的白刺果油，在4 000～500 cm-1波數范圍內測定紅外吸收光譜，對數據進行特征峰歸屬，并確定官能團。

1.3.4 抗氧化活性研究

1.3.4.1 DPPH 自由基清除能力 取3 種方法制備的白刺果油，溶解于無水乙醇中，配制成10 mg／mL母液，并稀釋成不同質量濃度，各取100 μL，加入100 μL 新配制的DPPH-甲醇溶液（0.2 mmol／L）于96 孔板中，混勻，室溫下避光反應30 min，二丁基羥基甲苯（BHT）作為陽性對照品，于517 nm 波長處測定吸光度［15］。DPPH 自由基清除能力按公式（2）計算：

式中，Ai、Aj、A0分別為樣品組、對照組、空白組在517 nm 處的吸光度。

1.3.4.2 ABTS 自由基清除能力 取3 種方法制備的白刺果油，溶于無水乙醇中，配制成10 mg／mL母液，并稀釋成不同質量濃度，各取20 μL，加入180 μL 新配制的ABTS 自由基溶液于96 孔板中，混勻，室溫下反應6 min，BHT 作為陽性對照，于734 nm 波長處測定吸光度［16］。ABTS 自由基清除能力按公式（3）計算：

式中，Ai、A0分別為樣品組、空白組在734 nm 處的吸光度。

2 結果與討論

2.1 出油率及脂肪酸含量 超聲輔助提取法得油率為（7.05±0.11）%，高于傳統提取法（5.24±0.23）% 和索氏提取法（5.73 ± 0.45）%（P＜0.05），表明在提取程度相同的情況下，超聲波輔助提取法提取效果優于其余2 種方法。超聲波在液體內傳播時產生空化作用，形成高溫高壓的環境，從而加強細胞內的傳質作用，提高植物中化合物的提取速度［17］，同時超聲輔助提取法具有環保、所需時間短、能耗小、效率更高等優勢，因此提取時間短，出油率高。在超臨界CO2萃取條件下，西伯利亞白刺籽油脂出油率為4.71%［7］；唐古特白刺果分別經微波輔助、超聲-微波輔助提取后，出油率分別5.45%、5.71%［18-19］；西伯利亞白刺經超聲輔助法提取后，出油率更高；另外，3 種油脂的色澤均為棕黃色。見表1。

表1 不同提取方法西伯利亞白刺果油中脂肪酸含量（%）Tab.1 Contents of fatty acids in oils from the fruits of N.Sibirica with different extraction methods（%）

經質譜數據庫（NIST08）檢索，并與標準譜圖進行比對，確認了西伯利亞白刺果油的脂肪酸組成，并按峰面積歸一化計算各峰面積的質量分數，結果見表1、圖1，可知不同提取方法所制備的脂肪酸組分和含量較接近，但也有一定差別。不飽和脂肪酸含量均顯著高于飽和脂肪酸，均在95% 以上，其中亞油酸含量最高，油酸次之，并且多不飽和脂肪酸質量分數均高于70%；3 種方法提取的油脂飽和脂肪酸質量分數均在4%以上，以棕櫚酸和硬脂酸為主；傳統提取、索氏提取、超聲波輔助提取所得油脂的飽和脂肪酸／不飽和脂肪酸比例分別為1／22.86、1／21.32、1／21.27。

圖1 西伯利亞白刺油脂甲酯總離子流圖Fig.1 Total ion-chromatograms of oils extracted with different methods from the fruits of N.Sibirica

研究顯示，顯示西伯利亞白刺籽和種子所含的多不飽和脂肪酸質量分數均低于70%［7，20］，唐古特白刺果油中多不飽和脂肪酸質量分數為62.99%［18］，但3 種方法提取的西伯利亞白刺果實中多不飽和脂肪酸含量均高于唐古特白刺中。作為主要多不飽和脂肪酸的亞油酸，在西伯利亞白刺果油中的占比高達73.50%。亞油酸具有抗疲勞、免疫調節、保護肝臟、降血脂等功效［21-24］，這些作用可能是與西伯利亞白刺中多不飽和脂肪酸種類與含量有關。

2.2 西伯利亞白刺油脂紅外光譜分析 3 種方法提取制備的西伯利亞白刺油脂在4 000～500 cm-1處顯出了典型的脂肪酸吸收峰；在3 400～3 500 cm-1處有一個強的寬峰，表明含有OH 官能團；3 008 cm-1附近的弱吸收峰說明H-C ＝鍵的存在；C-H 伸縮振動和彎曲振動吸收峰出現在3 000～2 800 cm-1；在1 730 cm-1左右處有一個強度較弱的吸收峰，表明有C ＝O 存在；1 750 cm-1附近的峰歸屬于O ＝C 伸縮振動吸收峰；在1 600 和1 500 cm-1處出現C ＝C 伸縮振動峰；1 400 cm-1是C-H 鍵的面內彎曲振動峰；1 200～1 000 cm-1范圍內的弱吸收峰是C-O 伸縮振動峰。3 種方法所得的油脂紅外圖譜基本一致，表明提取方法對其結構無顯著影響［25］。見圖2。

圖2 西伯利亞白刺果油紅外光譜圖Fig.2 IR spectra of oils from the fruits of N.Sibirica

2.3 抗氧化活性 圖3 顯示，3 種油脂對2 種自由基的清除能力均顯示出劑量依賴性，當質量濃度為5 mg／mL 時，傳統提取法、索氏提取法、超聲輔助提取法所得油脂的DPPH 自由基清除率分別為53.27%、48.79%、50.01%，IC50分別為5.15、7.13、5.53 mg／mL；對ABTS 自由基清除率分別為56.66%、53.53%、68.48%，IC50分別為 4.37、4.18、2.49 mg／mL。其中，傳統提取法所得的油脂對DPPH 自由基的清除能力最強，超聲輔助提取法所得油脂對ABTS 自由基的清除能力最強，而且3 種油脂清除ABTS 自由基的能力均強于DPPH，可能與不同的脂肪酸組成、含量、理化性質等有關。

圖3 西伯利亞白刺果油抗氧化活性Fig.3 Antioxidant activities of oils from the fruits of N.Sibirica

3 討論

研究表明，提取方法對植物油脂的抗氧化能力強弱有較大的影響［26-27］。超聲波輔助法提取西伯利亞白刺果油出油率為（7.05±0.11）%，顯著高于傳統提取法與索氏提取法，該方法所需時間短、效率高。西伯利亞白刺果油富含對人體有益的不飽和脂肪酸，含量高達95.80%，主要由亞油酸和油酸組成。紅外吸收光譜表明，不同提取方法對油脂的分子結構無顯著影響。抗氧化活性實驗顯示，3 種油脂均具有較強的清除DPPH、ABTS 自由基作用，而且清除后者的能力更明顯。后期將探討西伯利亞白刺果油理化特性、結構屬性與生物活性之間的關系，以期提高其開發價值。