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千日紅揮發(fā)油提取工藝優(yōu)化及其化學(xué)成分分析

2014-07-05 11:42:23黃良勤王剛
湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年5期

黃良勤 王剛

摘要:確定千日紅(Gomphrena gliobosa. L)揮發(fā)油的最佳提取工藝,并分析其化學(xué)成分。采用微波輔助萃取法從千日紅中提取揮發(fā)油,以揮發(fā)油提取率為指標(biāo),考察萃取時(shí)間、液料比、微波功率等影響因素,采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化千日紅揮發(fā)油提取工藝。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)千日紅揮發(fā)油進(jìn)行分析,用歸一化法測(cè)定揮發(fā)油成分的百分含量,再用Wiley和Nist05標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)解析揮發(fā)油成分的結(jié)構(gòu)。千日紅揮發(fā)油最佳提取工藝:料液比為1∶14,萃取時(shí)間為5 h,微波功率為700 W,此工藝條件下,揮發(fā)油提取率達(dá)1.34%。共鑒定了33種成分,占揮發(fā)油總成分的98.19%。為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用千日紅提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞:千日紅(Gomphrena gliobosa. L);揮發(fā)油;氣質(zhì)聯(lián)用儀

中圖分類號(hào):O657.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)05-1156-03

千日紅(Gomphrena gliobosa. L),又名圓仔花、火球花、千年紅,為石竹目莧科千日紅屬一年生草本植物,是熱帶及亞熱帶常見(jiàn)花卉,具有食用、藥用、保健等功能[1-3],其性平、味甘,具有清肝、散結(jié)、止咳、定喘等功效[4-5]。千日紅揮發(fā)油的化學(xué)成分尚未見(jiàn)報(bào)道[6]。本研究首次采用微波萃取法(MAE)以揮發(fā)油提取率為指標(biāo),通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化千日紅揮發(fā)油提取工藝[7,8],結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)千日紅揮發(fā)性成分進(jìn)行分析[9]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

Agilent 5973型氣質(zhì)聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫公司); JH-100A型微波萃取器(南京金海豐微波科技有限公司);LJ9-XZ-970型旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)儀(中西遠(yuǎn)大科技公司);千日紅于2009年3月采購(gòu)自廣西南寧,經(jīng)遵義醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院楊建文鑒定為石竹目莧科千日紅屬千日紅干燥的花蕾;無(wú)水硫酸鈉為分析純。

1.2 方法

1.2.1 微波萃取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以千日紅揮發(fā)油提取率為考察指標(biāo),設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn),以萃取時(shí)間、液料比、微波功率為因素,每個(gè)因素設(shè)3水平,按L9(34)表安排試驗(yàn)。試驗(yàn)方案見(jiàn)表1。

1.2.2 樣品制備 取干燥藥材9份,每份100 g。按試驗(yàn)方案進(jìn)行微波萃取,經(jīng)適量無(wú)水硫酸鈉脫水,過(guò)濾,稱重,計(jì)算揮發(fā)油提取率。

1.2.3 氣相色譜條件 DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱;采用程序升溫,50 ℃保持5 min,以10 ℃/min升至200 ℃,恒溫5 min,又以5 ℃/min升至250 ℃,恒溫10 min;氣化室溫度為260 ℃;載氣為高純氦氣(純度為99.999%);載氣流量為1.0 mL/min;進(jìn)樣量為1 μL(正己烷溶液);分流比為20∶1。

1.2.4 質(zhì)譜條件 離子源為EI源,離子源溫度為230 ℃,四極桿溫度為150 ℃,倍增器電壓為1 994 V,接口溫度為280 ℃,電子能量為70 eV,發(fā)射電流為34.6 μA,溶劑延遲為4 min,質(zhì)量范圍為10~550 amu。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)微波萃取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),9批千日紅藥材揮發(fā)油提取率結(jié)果見(jiàn)表2,方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

從正交試驗(yàn)及方差分析可知,三個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響大小為:C (萃取時(shí)間) > A (微波功率)> B (液料比),由方差分析結(jié)果表明(表3),萃取時(shí)間對(duì)千日紅揮發(fā)油提取具有顯著性影響,微波功率其次,而液料比影響不顯著。微波萃取法提取千日紅揮發(fā)油的最佳工藝組合為A3B3C2,即微波功率700 W、萃取時(shí)間4.0 h、液料比1∶14。

2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)優(yōu)化條件進(jìn)行微波萃取千日紅樣品,制備3批樣品,測(cè)定揮發(fā)油提取率。結(jié)果可靠、穩(wěn)定,見(jiàn)表4。

2.3 GC-MS 分析結(jié)果

取MAE法所得揮發(fā)油3 μL,用GC-MS分析鑒定,共分離出32種成分,見(jiàn)圖1,通過(guò)化學(xué)工作站檢索Wiley和Nist05標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫(kù)解析,鑒定出其中33個(gè)化合物,其相對(duì)峰面積分別占總峰面積的98.19%。按峰面積歸一化法計(jì)算求得各化學(xué)成分在揮發(fā)油中的相對(duì)含量(表5)。

3 小結(jié)與討論

從千日紅中分離出43個(gè)色譜峰,鑒定了33個(gè)化合物,占揮發(fā)油總量的(98.19%)。其中相對(duì)含量較高的成分有棕櫚酸(16.39%)、14-甲基三十二烷(5.85%)、二十七烷(5.82%), 其余成分含量相對(duì)較低。千日紅含有多種具有生物活性的化學(xué)成分,其揮發(fā)油部分主要含有不飽和脂肪酸成分,不飽和脂肪酸具有多種生理功能,能降低血中膽固醇和甘油三酯、調(diào)節(jié)心臟功能、降低血液黏稠度、改善血液微循環(huán)、提高腦細(xì)胞的活性、增強(qiáng)記憶力和思維能力、增強(qiáng)人體防御系統(tǒng)的功能等[10-12]。

參考文獻(xiàn):

[1] 蔡連捷,張秀省,黃 勇.千日紅的栽培及利用價(jià)值[J].特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物,2002,5(5):43.

[2] 王自軍,廉宜君.千日紅色素的提取工藝[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2010,31(1):47-49.

[3] 王自軍,廉宜君.千日紅色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].中藥材,2009,20(7):1696-1698.

[4] 徐 忠,張海華,王 航.千日紅花色苷的微生物法提取及穩(wěn)定性研究[J].食品科學(xué),2007,28(7):125-130.

[5] 徐 忠,薄 凱.千日紅花色苷的微生物法提取及穩(wěn)定性研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2006,32(8):139-141.

[6] 劉存瑞,胡喜蘭,曾憲佳,等.天然千日紅色素的穩(wěn)定性研究[J].廣州食品工業(yè)科技,2003,19(4):62-63.

[7] 陳叢瑾,黎 躍,李 欣.植物揮發(fā)油的提取技術(shù)研究進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2011,32(11):151-157.

[8] 高 梅,潘久香,賈 茹.揮發(fā)油提取方法的研究進(jìn)展[J].生命科學(xué)儀器,2012,20(5):3-7.

[9] 嚴(yán)綏平,于 蕾,申靜偉,等.陳皮揮發(fā)油成分的氣-質(zhì)聯(lián)用分析及藥理作用研究進(jìn)展[J].內(nèi)蒙古中醫(yī)藥,2007,11(3):57-58.

[10] 王 萍,張銀波,江木蘭.多不飽和脂肪酸的研究進(jìn)展[J].中國(guó)油脂,2008,33(12):42.

[11] 林 杰.不飽和脂肪酸的生理功能及其應(yīng)用進(jìn)展[J].廣東化工,2013,40(6):92-93.

[12] 張榮燦,王一兵,柯 珂,等.海藻多不飽和脂肪酸研究進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2013,34(3):111-115.

摘要:確定千日紅(Gomphrena gliobosa. L)揮發(fā)油的最佳提取工藝,并分析其化學(xué)成分。采用微波輔助萃取法從千日紅中提取揮發(fā)油,以揮發(fā)油提取率為指標(biāo),考察萃取時(shí)間、液料比、微波功率等影響因素,采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化千日紅揮發(fā)油提取工藝。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)千日紅揮發(fā)油進(jìn)行分析,用歸一化法測(cè)定揮發(fā)油成分的百分含量,再用Wiley和Nist05標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)解析揮發(fā)油成分的結(jié)構(gòu)。千日紅揮發(fā)油最佳提取工藝:料液比為1∶14,萃取時(shí)間為5 h,微波功率為700 W,此工藝條件下,揮發(fā)油提取率達(dá)1.34%。共鑒定了33種成分,占揮發(fā)油總成分的98.19%。為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用千日紅提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞:千日紅(Gomphrena gliobosa. L);揮發(fā)油;氣質(zhì)聯(lián)用儀

中圖分類號(hào):O657.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)05-1156-03

千日紅(Gomphrena gliobosa. L),又名圓仔花、火球花、千年紅,為石竹目莧科千日紅屬一年生草本植物,是熱帶及亞熱帶常見(jiàn)花卉,具有食用、藥用、保健等功能[1-3],其性平、味甘,具有清肝、散結(jié)、止咳、定喘等功效[4-5]。千日紅揮發(fā)油的化學(xué)成分尚未見(jiàn)報(bào)道[6]。本研究首次采用微波萃取法(MAE)以揮發(fā)油提取率為指標(biāo),通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化千日紅揮發(fā)油提取工藝[7,8],結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)千日紅揮發(fā)性成分進(jìn)行分析[9]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

Agilent 5973型氣質(zhì)聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫公司); JH-100A型微波萃取器(南京金海豐微波科技有限公司);LJ9-XZ-970型旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)儀(中西遠(yuǎn)大科技公司);千日紅于2009年3月采購(gòu)自廣西南寧,經(jīng)遵義醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院楊建文鑒定為石竹目莧科千日紅屬千日紅干燥的花蕾;無(wú)水硫酸鈉為分析純。

1.2 方法

1.2.1 微波萃取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以千日紅揮發(fā)油提取率為考察指標(biāo),設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn),以萃取時(shí)間、液料比、微波功率為因素,每個(gè)因素設(shè)3水平,按L9(34)表安排試驗(yàn)。試驗(yàn)方案見(jiàn)表1。

1.2.2 樣品制備 取干燥藥材9份,每份100 g。按試驗(yàn)方案進(jìn)行微波萃取,經(jīng)適量無(wú)水硫酸鈉脫水,過(guò)濾,稱重,計(jì)算揮發(fā)油提取率。

1.2.3 氣相色譜條件 DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱;采用程序升溫,50 ℃保持5 min,以10 ℃/min升至200 ℃,恒溫5 min,又以5 ℃/min升至250 ℃,恒溫10 min;氣化室溫度為260 ℃;載氣為高純氦氣(純度為99.999%);載氣流量為1.0 mL/min;進(jìn)樣量為1 μL(正己烷溶液);分流比為20∶1。

1.2.4 質(zhì)譜條件 離子源為EI源,離子源溫度為230 ℃,四極桿溫度為150 ℃,倍增器電壓為1 994 V,接口溫度為280 ℃,電子能量為70 eV,發(fā)射電流為34.6 μA,溶劑延遲為4 min,質(zhì)量范圍為10~550 amu。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)微波萃取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),9批千日紅藥材揮發(fā)油提取率結(jié)果見(jiàn)表2,方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

從正交試驗(yàn)及方差分析可知,三個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響大小為:C (萃取時(shí)間) > A (微波功率)> B (液料比),由方差分析結(jié)果表明(表3),萃取時(shí)間對(duì)千日紅揮發(fā)油提取具有顯著性影響,微波功率其次,而液料比影響不顯著。微波萃取法提取千日紅揮發(fā)油的最佳工藝組合為A3B3C2,即微波功率700 W、萃取時(shí)間4.0 h、液料比1∶14。

2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)優(yōu)化條件進(jìn)行微波萃取千日紅樣品,制備3批樣品,測(cè)定揮發(fā)油提取率。結(jié)果可靠、穩(wěn)定,見(jiàn)表4。

2.3 GC-MS 分析結(jié)果

取MAE法所得揮發(fā)油3 μL,用GC-MS分析鑒定,共分離出32種成分,見(jiàn)圖1,通過(guò)化學(xué)工作站檢索Wiley和Nist05標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫(kù)解析,鑒定出其中33個(gè)化合物,其相對(duì)峰面積分別占總峰面積的98.19%。按峰面積歸一化法計(jì)算求得各化學(xué)成分在揮發(fā)油中的相對(duì)含量(表5)。

3 小結(jié)與討論

從千日紅中分離出43個(gè)色譜峰,鑒定了33個(gè)化合物,占揮發(fā)油總量的(98.19%)。其中相對(duì)含量較高的成分有棕櫚酸(16.39%)、14-甲基三十二烷(5.85%)、二十七烷(5.82%), 其余成分含量相對(duì)較低。千日紅含有多種具有生物活性的化學(xué)成分,其揮發(fā)油部分主要含有不飽和脂肪酸成分,不飽和脂肪酸具有多種生理功能,能降低血中膽固醇和甘油三酯、調(diào)節(jié)心臟功能、降低血液黏稠度、改善血液微循環(huán)、提高腦細(xì)胞的活性、增強(qiáng)記憶力和思維能力、增強(qiáng)人體防御系統(tǒng)的功能等[10-12]。

參考文獻(xiàn):

[1] 蔡連捷,張秀省,黃 勇.千日紅的栽培及利用價(jià)值[J].特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物,2002,5(5):43.

[2] 王自軍,廉宜君.千日紅色素的提取工藝[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2010,31(1):47-49.

[3] 王自軍,廉宜君.千日紅色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].中藥材,2009,20(7):1696-1698.

[4] 徐 忠,張海華,王 航.千日紅花色苷的微生物法提取及穩(wěn)定性研究[J].食品科學(xué),2007,28(7):125-130.

[5] 徐 忠,薄 凱.千日紅花色苷的微生物法提取及穩(wěn)定性研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2006,32(8):139-141.

[6] 劉存瑞,胡喜蘭,曾憲佳,等.天然千日紅色素的穩(wěn)定性研究[J].廣州食品工業(yè)科技,2003,19(4):62-63.

[7] 陳叢瑾,黎 躍,李 欣.植物揮發(fā)油的提取技術(shù)研究進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2011,32(11):151-157.

[8] 高 梅,潘久香,賈 茹.揮發(fā)油提取方法的研究進(jìn)展[J].生命科學(xué)儀器,2012,20(5):3-7.

[9] 嚴(yán)綏平,于 蕾,申靜偉,等.陳皮揮發(fā)油成分的氣-質(zhì)聯(lián)用分析及藥理作用研究進(jìn)展[J].內(nèi)蒙古中醫(yī)藥,2007,11(3):57-58.

[10] 王 萍,張銀波,江木蘭.多不飽和脂肪酸的研究進(jìn)展[J].中國(guó)油脂,2008,33(12):42.

[11] 林 杰.不飽和脂肪酸的生理功能及其應(yīng)用進(jìn)展[J].廣東化工,2013,40(6):92-93.

[12] 張榮燦,王一兵,柯 珂,等.海藻多不飽和脂肪酸研究進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2013,34(3):111-115.

摘要:確定千日紅(Gomphrena gliobosa. L)揮發(fā)油的最佳提取工藝,并分析其化學(xué)成分。采用微波輔助萃取法從千日紅中提取揮發(fā)油,以揮發(fā)油提取率為指標(biāo),考察萃取時(shí)間、液料比、微波功率等影響因素,采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化千日紅揮發(fā)油提取工藝。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)千日紅揮發(fā)油進(jìn)行分析,用歸一化法測(cè)定揮發(fā)油成分的百分含量,再用Wiley和Nist05標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)解析揮發(fā)油成分的結(jié)構(gòu)。千日紅揮發(fā)油最佳提取工藝:料液比為1∶14,萃取時(shí)間為5 h,微波功率為700 W,此工藝條件下,揮發(fā)油提取率達(dá)1.34%。共鑒定了33種成分,占揮發(fā)油總成分的98.19%。為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用千日紅提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞:千日紅(Gomphrena gliobosa. L);揮發(fā)油;氣質(zhì)聯(lián)用儀

中圖分類號(hào):O657.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)05-1156-03

千日紅(Gomphrena gliobosa. L),又名圓仔花、火球花、千年紅,為石竹目莧科千日紅屬一年生草本植物,是熱帶及亞熱帶常見(jiàn)花卉,具有食用、藥用、保健等功能[1-3],其性平、味甘,具有清肝、散結(jié)、止咳、定喘等功效[4-5]。千日紅揮發(fā)油的化學(xué)成分尚未見(jiàn)報(bào)道[6]。本研究首次采用微波萃取法(MAE)以揮發(fā)油提取率為指標(biāo),通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化千日紅揮發(fā)油提取工藝[7,8],結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)千日紅揮發(fā)性成分進(jìn)行分析[9]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

Agilent 5973型氣質(zhì)聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫公司); JH-100A型微波萃取器(南京金海豐微波科技有限公司);LJ9-XZ-970型旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)儀(中西遠(yuǎn)大科技公司);千日紅于2009年3月采購(gòu)自廣西南寧,經(jīng)遵義醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院楊建文鑒定為石竹目莧科千日紅屬千日紅干燥的花蕾;無(wú)水硫酸鈉為分析純。

1.2 方法

1.2.1 微波萃取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以千日紅揮發(fā)油提取率為考察指標(biāo),設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn),以萃取時(shí)間、液料比、微波功率為因素,每個(gè)因素設(shè)3水平,按L9(34)表安排試驗(yàn)。試驗(yàn)方案見(jiàn)表1。

1.2.2 樣品制備 取干燥藥材9份,每份100 g。按試驗(yàn)方案進(jìn)行微波萃取,經(jīng)適量無(wú)水硫酸鈉脫水,過(guò)濾,稱重,計(jì)算揮發(fā)油提取率。

1.2.3 氣相色譜條件 DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱;采用程序升溫,50 ℃保持5 min,以10 ℃/min升至200 ℃,恒溫5 min,又以5 ℃/min升至250 ℃,恒溫10 min;氣化室溫度為260 ℃;載氣為高純氦氣(純度為99.999%);載氣流量為1.0 mL/min;進(jìn)樣量為1 μL(正己烷溶液);分流比為20∶1。

1.2.4 質(zhì)譜條件 離子源為EI源,離子源溫度為230 ℃,四極桿溫度為150 ℃,倍增器電壓為1 994 V,接口溫度為280 ℃,電子能量為70 eV,發(fā)射電流為34.6 μA,溶劑延遲為4 min,質(zhì)量范圍為10~550 amu。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)微波萃取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),9批千日紅藥材揮發(fā)油提取率結(jié)果見(jiàn)表2,方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

從正交試驗(yàn)及方差分析可知,三個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響大小為:C (萃取時(shí)間) > A (微波功率)> B (液料比),由方差分析結(jié)果表明(表3),萃取時(shí)間對(duì)千日紅揮發(fā)油提取具有顯著性影響,微波功率其次,而液料比影響不顯著。微波萃取法提取千日紅揮發(fā)油的最佳工藝組合為A3B3C2,即微波功率700 W、萃取時(shí)間4.0 h、液料比1∶14。

2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)優(yōu)化條件進(jìn)行微波萃取千日紅樣品,制備3批樣品,測(cè)定揮發(fā)油提取率。結(jié)果可靠、穩(wěn)定,見(jiàn)表4。

2.3 GC-MS 分析結(jié)果

取MAE法所得揮發(fā)油3 μL,用GC-MS分析鑒定,共分離出32種成分,見(jiàn)圖1,通過(guò)化學(xué)工作站檢索Wiley和Nist05標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫(kù)解析,鑒定出其中33個(gè)化合物,其相對(duì)峰面積分別占總峰面積的98.19%。按峰面積歸一化法計(jì)算求得各化學(xué)成分在揮發(fā)油中的相對(duì)含量(表5)。

3 小結(jié)與討論

從千日紅中分離出43個(gè)色譜峰,鑒定了33個(gè)化合物,占揮發(fā)油總量的(98.19%)。其中相對(duì)含量較高的成分有棕櫚酸(16.39%)、14-甲基三十二烷(5.85%)、二十七烷(5.82%), 其余成分含量相對(duì)較低。千日紅含有多種具有生物活性的化學(xué)成分,其揮發(fā)油部分主要含有不飽和脂肪酸成分,不飽和脂肪酸具有多種生理功能,能降低血中膽固醇和甘油三酯、調(diào)節(jié)心臟功能、降低血液黏稠度、改善血液微循環(huán)、提高腦細(xì)胞的活性、增強(qiáng)記憶力和思維能力、增強(qiáng)人體防御系統(tǒng)的功能等[10-12]。

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