蘭花精油提取副產物的成分分析

張漫露，伍勇，陳存，潘旬，徐坤，薛飛龍

（成都師范學院 化學與生命科學學院 特色園藝生物資源開發與利用四川省高校重點實驗室，四川成都 611130）

蘭花[1]（Cymbidiumssp）為中國十大名花之一，具有良好的觀賞、藥用以及食用價值。蘭花全花皆可入藥[2]，有調氣和中、止咳、明目、化咳止痰、潤肺養陰的功效。蘭花原來主要用于觀賞，但隨著科技的進步與發展，對蘭花的研究利用也逐漸發展起來。例如，對蘭科植物精油的提取以及香氣成分的分析[3]，對蘭花固體清新劑的制作[4]及揮發油抗菌活性的研究[5]。我國蘭花年產量在2010年就已經達到1.8億株，隨著現代科技的發展和栽培技術的成熟，2018年蘭花年產量已突破2番。2020年，我國的精油產量已達到20 t。隨著精油在化妝品、食品領域的不斷運用，消耗量也越來越大，對于蘭花精油蒸餾提取中的副產物的利用意識也越來越強烈。蘭花產量大，精油提取率低，副產物產量約占原液的70%，具有清幽的香氣。有關副產物的研究中，石雙妮等[6]發現玫瑰花精油提取副產物中含有黃酮類化合物及人體所需的礦物質元素。

蘭花精油提取過程中產生副產物，包括除去殘渣的提取液（簡稱提取液）和經冷凝所得的蒸餾冷凝液（簡稱蒸餾液）。目前，關于蘭花精油的研究資料還較少，特別是其副產物的研究基本是空白。因此，借鑒玫瑰花副產物的研究方法來研究蘭花精油副產物。對現有蘭花精油蒸餾提取副產物的礦物質元素含量、黃酮含量以及抗氧化性進行分析，充分發掘副產物的潛在價值。

1 材料與方法

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

JA3003型電子分析天平，上海良平儀器儀表有限公司；DHG-9030A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；Xuman-2000y型粉碎機，永康市鉑歐五金制品有限公司；MJ-03DT型超聲波清洗機，長沙明杰儀器有限公司；RE-52CS型旋轉蒸發儀，上海榮亞生化儀器廠；721G型分光光度計、AA320N型火焰原子吸收光譜儀，上海儀電分析儀器有限公司。

1.2.2 試劑

蘆丁，HPLC級，安徽酷爾生物工程有限公司；無水乙醇，分析純，天津市永大化學試劑有限公司；亞硝酸鈉，分析純，天津市亞泰聯合化工有限公司；硝酸鋁，分析純，東莞市喬科化學有限公司；氫氧化鈉、抗壞血酸，分析純，無錫市亞泰聯合有限公司；DPPH，Biotech Grade級，合肥巴斯夫生物科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 蒸餾提取精油獲得副產物

將冷凍的蘭花在60 ℃干燥160 min，并用功率為800 W粉碎機粉碎2 min，過100目篩后放在干燥潔凈的瓶中保存[9]。準確稱取10 g蘭花粉末于250 mL燒杯中，按照1∶12的比例加入120 mL蒸餾水。浸泡2 h后在溫度為50 ℃、功率為350 W的條件下進行超聲波處理50 min。

將超聲后的混合液倒入蒸餾燒瓶中，組裝蒸餾裝置，將蒸餾燒瓶置于100 ℃的沸水中蒸餾4 h（或6 h），收集蒸餾冷凝液（體積為V1）。將蒸餾燒瓶中的混合物抽濾，濾液置于燒瓶中，在40 ℃條件下旋蒸并用正己烷萃取精油，并將正己烷揮發完全，得到精油，稱量其重量。將旋蒸機另一端的副產物（即提取液）收集于離心管中，量取其體積（V2），按照以上方法多批次獲得精油副產物，保存于4 ℃冰箱，用于后續礦物質含量、黃酮物質含量、生物活性的檢測與分析。按照公式1計算精油副產物得率。

1.3.2 原子吸收光譜測定提取液中的礦物質元素

參考袁慶華[7]有關食品中金屬元素的測定方法處理樣品并制作標準曲線。

1.3.3 分光光度法測定提取液中的黃酮含量

按照SZDB/Z349-2019[8]方法進行樣品處理，利用回歸方程計算黃酮含量。

1.3.4 提取液生物活性的研究

通過DPPH自由基清除能力、羥自由基清除能力、還原能力來綜合評價提取4 h和6 h所得副產物的生物活性[9]，并與維生素C進行對比。DPPH自由基清除率、羥自由基清除率[10]、還原能力[11]根據公式（2）～（4）計算。

式（2）中，Axo與Ax分別表示樣品反應前后在517 nm波長下的吸光值，而Ao表示對照組在此波長下的吸光值；式（3）中，Aso與As分別表示樣品反應前后在510 nm波長下的吸光值，而A1表示對照組在此波長下的吸光值；式（4）中，Ai與Aj分別表示樣品反應前后在700 nm波長下的吸光值，A2表示對照組在此波長下的吸光值。

2 結果與分析

2.1 蘭花精油提取工藝中副產物的得率

蘭花精油提取工藝中，副產物的含量測定如表1所示。蒸餾提取4 h和6 h的精油得率分別為24.12%和25.30%，提取時間的延長對于精油的得率影響較小；蒸餾產物中副產物得率約為57%和70%，隨著蒸餾時間的延長可以顯著提高副產物得率。

表1 蘭花副產物含量

2.2 副產物提取液中礦物質含量

蘭花副產物提取液中的元素測定結果見表2。結果表明，在檢測出的Fe、Zn、Ca、Mg四種元素中，Mg的含量最高，約含有10.17 μg/mL；隨著提取時間的延長，檢測出的金屬元素種類沒有差異，但各元素含量顯著提高。石雙妮等[6]測得玫瑰花副產物中也含有Ca、Mg元素，但含量高于蘭花副產物。

表2 提取液中的礦物質元素

2.3 副產物提取液中黃酮含量

通過Excel對蘆丁標準曲線的數據進行處理，得出其一元回歸方程為Y=0.535 6X+0.002 3，相關系數為0.999 1。測得提取4 h及6 h的提取液中黃酮的濃度分別為0.082 mg/mL和0.142 mg/mL。這與王明皓等人[12]測得玫瑰花蒸煮水和連翹花中含有黃酮結果一致，但本實驗中蘭花副產物黃酮含量更低；隨著提取時間的延長，黃酮含量也顯著增加。

2.4 提取液抗氧化活性

副產物抗氧化活性的分析結果見表3。維生素C的IC50（DPPH清除率為50%時的樣品濃度）為0.523 mg/mL，提取4 h和6 h的提取液的IC50分別為0.629 mg/mL、0.533 mg/mL。因此可以得出，提取液的DPPH自由基清除率均低于維生素C，且隨著時間的延長，提取液清除效果也增強。羥自由基清除實驗中，維生素C的IC50為0.480 mg/mL，兩種提取液清除率均優于維生素C，且隨著提取時間的延長，清除效果明顯增強。還原能力測定中，維生素C的IC50為0.522 mg/mL，提取4 h和提取6 h的提取液的還原能力雖低于維生素C，但是隨著時間的延長，提取液的還原能力增強。

表3 副產物抗氧化活性分析

3 結語

對現有蘭花精油蒸餾提取副產物的礦物質元素含量、黃酮含量及抗氧化性進行分析，發現蘭花精油提取副產物具有一定應用價值，提取蒸餾時間由4 h增加至6 h可顯著提高其生物活性。