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马蔺是一种常用的城市绿化景观植物,也可以用作植被恢复。马蔺籽作为传统中藏药材,其种皮中提取得到的马蔺子素是放射增敏剂。可见,马蔺是一种兼具生态学价值、观赏价值及药用价值的重要植物资源,其野生资源和栽培资源量也较大。种仁是马蔺子素生产过程中的副产物,为了充分开发利用该植物资源,提高资源利用率,本文选取马蔺籽种仁为研究对象,对马蔺籽油的不同提取方法及提取条件进行了筛选和优化,利用GC-MS、HPLC等现代分析手段对籽油化学成分组成进行了分析,并对籽油生物活性进行了评价,此外还就环境因子对籽油活性成分含量的影响进行了探讨。主要研究结果如下:
1.马蔺籽油提取方法的筛选及提取条件优化。利用Box-Benhken响应面优化法对马蔺籽油的索氏提取法、超声波提取法、超临界流体萃取法和亚临界流体萃取法进行了条件优化。通过综合对比上述四种方法所得籽油出油率、模型拟合效果、最终提取条件,颜色气味、清澈程度等物理指标,选择超临界CO2萃取法为较适宜提取方法。提取条件为:萃取时间81min、萃取温度48℃、萃取压力28.5Mpa,马蔺籽油得率为11.15%。
2.马蔺籽油的化学成分分析。以超临界流体CO2萃取法下所得籽油为分析对象,开展如下化学成分分析:①参照中国国家标准测定不皂化物含量1.31%,皂化值为(KOH)193.794mg/g,酸值为(KOH)0.239mg/g,皂化值与酸值之差很大,预测油品劣化后形成油泥沉淀物的倾向较大;碘值为(I2)114.636g/100g,过氧化值为7.026m mol/kg。油脂的不饱和程度较高,容易氧化。粘度系数为102MPa·s,折光指数为1.473(20℃)。②采用高效液相色谱法测定发现籽油的α-生育酚为33.40mg/kg,δ-生育酚和γ-生育酚的含量分别为19.80mg/kg和0.27mg/kg,β-生育酚未检出。上述4种生育酚总计为33.63mg/kgα-生育酚当量。③利用紫外分光光度法确定了籽油的总多酚含量为36.55mg/kg没食子酸当量。④利用GC-MS法分析测定结果表明,马蔺籽油中的脂肪酸主要为不饱和脂肪酸,亚油酸和油酸占主要比例;不皂化物中主要为甾醇类化合物,其中β-谷甾醇1036.3mg/kg,豆甾醇887.8mg/kg,菜油甾醇659.0mg/kg;挥发性成分主要为2-庚烯醛(22.31%)、壬醛(11.73%)、己醛(8.70%)。
3.马蔺籽油的活性评价。①籽油的体外抗氧化活性:分别采用DPPH法和FRAP法,在上述方法下,马蔺籽油均表现出较强的的抗氧化活性且有明显的质量浓度依赖性关系。其中,样品在质量浓度达14mg/mL时,DPPH自由基清除率达88.27%,IC50值为3.27mg/mL。FRAP法测定的总抗氧化能力为0.4759m mol/L FeSO4·7H2O。②籽油的抗菌活性:分别采用滤纸片扩散法和MIC值测定法测定马蔺籽油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的抑制能力,发现马蔺籽油基本不具有抑菌能力。③籽油的细胞毒性:采用CCK-8法对人正常肝细胞、肝癌HepG2细胞和人神经胶质瘤SHSY-5Y细胞的活性测定,发现籽油在300μL/L的浓度下对上述三种细胞生长没有抑制作用。
4.环境因子对籽油抗氧化活性相关化学成分含量的影响。应用Pearson相关分析得到与马蔺籽油抗氧化活性最为相关的化学成分为多酚类化合物及十七碳一烯酸,两者与抗氧化能力呈现显著正相关关系,总多酚含量达到了极显著水平。应用RDA分析得到与上述抗氧化活性有关化学成分相关的环境因子。结果显示,对总多酚含量影响最大的三个环境因素分别为土壤pH值、土壤有机质及土壤全磷量,其中正相关因子以土壤有机质影响作用最大,负相关因子以土壤全磷量影响作用最大。
1.马蔺籽油提取方法的筛选及提取条件优化。利用Box-Benhken响应面优化法对马蔺籽油的索氏提取法、超声波提取法、超临界流体萃取法和亚临界流体萃取法进行了条件优化。通过综合对比上述四种方法所得籽油出油率、模型拟合效果、最终提取条件,颜色气味、清澈程度等物理指标,选择超临界CO2萃取法为较适宜提取方法。提取条件为:萃取时间81min、萃取温度48℃、萃取压力28.5Mpa,马蔺籽油得率为11.15%。
2.马蔺籽油的化学成分分析。以超临界流体CO2萃取法下所得籽油为分析对象,开展如下化学成分分析:①参照中国国家标准测定不皂化物含量1.31%,皂化值为(KOH)193.794mg/g,酸值为(KOH)0.239mg/g,皂化值与酸值之差很大,预测油品劣化后形成油泥沉淀物的倾向较大;碘值为(I2)114.636g/100g,过氧化值为7.026m mol/kg。油脂的不饱和程度较高,容易氧化。粘度系数为102MPa·s,折光指数为1.473(20℃)。②采用高效液相色谱法测定发现籽油的α-生育酚为33.40mg/kg,δ-生育酚和γ-生育酚的含量分别为19.80mg/kg和0.27mg/kg,β-生育酚未检出。上述4种生育酚总计为33.63mg/kgα-生育酚当量。③利用紫外分光光度法确定了籽油的总多酚含量为36.55mg/kg没食子酸当量。④利用GC-MS法分析测定结果表明,马蔺籽油中的脂肪酸主要为不饱和脂肪酸,亚油酸和油酸占主要比例;不皂化物中主要为甾醇类化合物,其中β-谷甾醇1036.3mg/kg,豆甾醇887.8mg/kg,菜油甾醇659.0mg/kg;挥发性成分主要为2-庚烯醛(22.31%)、壬醛(11.73%)、己醛(8.70%)。
3.马蔺籽油的活性评价。①籽油的体外抗氧化活性:分别采用DPPH法和FRAP法,在上述方法下,马蔺籽油均表现出较强的的抗氧化活性且有明显的质量浓度依赖性关系。其中,样品在质量浓度达14mg/mL时,DPPH自由基清除率达88.27%,IC50值为3.27mg/mL。FRAP法测定的总抗氧化能力为0.4759m mol/L FeSO4·7H2O。②籽油的抗菌活性:分别采用滤纸片扩散法和MIC值测定法测定马蔺籽油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的抑制能力,发现马蔺籽油基本不具有抑菌能力。③籽油的细胞毒性:采用CCK-8法对人正常肝细胞、肝癌HepG2细胞和人神经胶质瘤SHSY-5Y细胞的活性测定,发现籽油在300μL/L的浓度下对上述三种细胞生长没有抑制作用。
4.环境因子对籽油抗氧化活性相关化学成分含量的影响。应用Pearson相关分析得到与马蔺籽油抗氧化活性最为相关的化学成分为多酚类化合物及十七碳一烯酸,两者与抗氧化能力呈现显著正相关关系,总多酚含量达到了极显著水平。应用RDA分析得到与上述抗氧化活性有关化学成分相关的环境因子。结果显示,对总多酚含量影响最大的三个环境因素分别为土壤pH值、土壤有机质及土壤全磷量,其中正相关因子以土壤有机质影响作用最大,负相关因子以土壤全磷量影响作用最大。