黑接骨木（Sambucus nigra L.）花的水乙醇提取物的酚类成分、挥发性成分以及体外抗氧化潜力：作为一种有价值的食品成分

《Nonlinear Science》：Phenolic composition, volatile profile, and in vitro antioxidative potential of hydroethanolic flower extracts of Sambucus nigra L. as a valuable food ingredient

黑接骨木花在20%-80%乙醇水溶液中提取，80%乙醇组提取物多酚含量最高（253 mg GAE/g），且抗氧化活性（DPPH、ABTS、FRAP）随乙醇浓度升高显著增强（DPPH达881 mg TE/g）。挥发性成分以异亮氨酸甲酯、β-香叶烯、柠檬烯及醋酸酯为主，共51种。水提物多酚（23.8 mg GAE/g）和抗氧化活性（DPPH 126 mg TE/g）最低。最佳提取溶剂为80%乙醇，兼顾多酚和挥发性成分提取效率及抗氧化性能。

　　### 老鼠花（Sambucus nigra L.）花提取物的分析：乙醇浓度对活性化合物和抗氧化潜力的影响

#### 引言

老鼠花是一种属于Adoxaceae科的植物，其花朵富含多种营养成分和生物活性化合物。长期以来，老鼠花被用于传统医学中，作为治疗感染的天然疗法之一。近年来，随着消费者对天然和植物性风味产品的需求增加，老鼠花在食品工业中的应用也得到了广泛的关注。其花朵以其独特的香气和甜美的风味著称，可以用于制作软饮料、茶、冰淇淋和酸奶等产品。此外，老鼠花提取物在抗氧化、抗炎、抗病毒和抗癌等方面表现出显著的生物活性，这使其成为功能性食品和营养补充剂的潜在原料。

尽管已有许多关于老鼠花提取物的研究，但有关如何优化乙醇浓度以获得高活性化合物和抗氧化潜力的提取物的研究仍然有限。本研究旨在评估不同乙醇浓度的水乙醇混合溶剂对老鼠花提取物中生物活性化合物（如酚类和挥发性成分）及其抗氧化潜力的影响，以确定最佳提取条件。

#### 材料与方法

**植物材料**
本研究使用的老鼠花花簇来自波兰马佐夫舍地区（52°11′59″N 22°15′22″E），于2023年6月采摘，此时老鼠花正处于盛开期。植物材料由Ewa Antoniewska女士在波兰Bolestraszyce的植物园和地理学部门进行鉴定，该部门是生物多样性研究的重要资源。

**提取方法与提取收率**
将新鲜花簇的茎和绿色部分去除后，使用8克植物材料与120毫升不同浓度的乙醇溶液（20%至80%）进行提取。同时，也制备了水提取物。提取过程中，使用超声波处理10分钟（频率50Hz，温度40°C），随后在常温下摇晃24小时。提取物通过Whatman滤纸过滤后，使用旋转蒸发仪在40°C下蒸发溶剂至干，水提取物则通过冷冻干燥处理。所有提取过程均进行三次重复，提取收率根据既往研究的公式计算。

**总酚类化合物的测定**
总酚类化合物的含量通过使用Folin-Ciocalteu试剂的分光光度法测定，测定波长为765 nm，仪器为Specord 40型分光光度计。结果以毫克（mg）的没食子酸当量（GAE）每克提取物（mg GAE/g）表示，所有测定均进行三次重复。

**抗氧化潜力的测定**
通过DPPH、FRAP和ABTS三种方法评估老鼠花提取物的抗氧化潜力。DPPH自由基清除能力采用Sánchez-Moreno等的方法，通过测量520 nm波长下的吸光度来评估。ABTS自由基清除能力通过分光光度法测定，波长为734 nm。FRAP（铁还原抗氧化能力）通过Hanula等的方法进行，测定波长为593 nm。所有结果均以毫克（mg）的Trolox当量（TE）每克提取物（mg TE/g）表示。

**多酚的鉴定与定量**
使用UPLC-PDA-MS方法对多酚进行定性和定量分析。该方法包括使用ACQUITY超高效液相色谱系统，配备二元溶剂管理器、BEH C18色谱柱和Micromass Q-Tof质谱仪。流动相由0.1%甲酸的水溶液（A）和纯乙腈（B）组成。样品（10 μL）通过线性梯度洗脱，分析范围为m/z 100至2500。质谱仪的条件包括源块温度130°C、解吸温度350°C、毛细管电压2.5 kV、锥形电压30 V和解吸气体（氮气）流速300 L/h。通过比较Kovats保留指数和质谱图与NIST 08和Wiley 8th Ed.数据库，对挥发性化合物进行鉴定。所有分析均进行三次重复。

**挥发性化合物的分析**
采用固相微萃取（HS-SPME）技术进行挥发性化合物的分析，使用DVB/CAR/PDMS纤维（10 mm长度，50/30 mm厚度）。色谱分离在Agilent Technologies的6890N GC和5975 MS仪器上进行，配备HP-5MS柱（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm）。通过比较Kovats保留指数和质谱图，对挥发性化合物进行鉴定。挥发性化合物的含量通过总峰面积的相对百分比计算。

**统计分析**
所有数据使用Statistica 13.3软件进行分析。由于所有数据集均呈正态分布，采用参数检验。使用单因素方差分析（ANOVA）进行统计检验，随后进行Tukey的后验检验。在p < 0.05时，差异被认为具有统计学意义。Pearson相关系数用于评估总酚类化合物含量与抗氧化活性（DPPH、ABTS和FRAP）之间的关系。

#### 结果与讨论

**提取收率**
本研究发现，乙醇浓度对提取收率有显著影响。随着乙醇浓度从20%增加到70%，提取收率从4.8%显著增加到24.5%。然而，当乙醇浓度达到80%时，提取收率并未显著增加。这一结果表明，乙醇浓度并非越高越好，而是在一定范围内存在最佳提取条件。在先前的研究中，乙醇浓度对提取收率的影响也得到了类似结论，如在Lonicera japonica Thunberg花芽的乙醇提取中，当乙醇浓度达到95%时，提取收率反而下降。这可能与不同植物中可提取化合物的种类和含量有关。

**酚类化合物**
通过UPLC-PDA-MS方法，我们共鉴定了41种酚类化合物，其中水提取物中仅鉴定出31种。随着乙醇浓度的增加，提取物中酚类化合物的种类和含量显著提高。80%乙醇提取物中总酚类含量达到253.04 mg GAE/g，而水提取物仅为23.81 mg GAE/g。这表明，乙醇具有较强的溶解能力，能够有效提取水提取物难以提取的酚类化合物。

在酚类化合物中，咖啡酰奎宁酸及其衍生物是主要成分，包括6种单咖啡酰奎宁酸和2种双咖啡酰奎宁酸。随着乙醇浓度的增加，这些化合物的含量显著提高。此外，黄酮类化合物（如槲皮素和山奈酚）和黄烷酮类化合物（如柚皮素）的含量也显著增加。80%乙醇提取物中黄酮类化合物的含量达到810.78 mg/100 g DW，而20%乙醇提取物仅为64.77 mg/100 g DW。这表明，高浓度的乙醇能够更有效地提取黄酮类化合物，而水提取物则主要提取酚酸类化合物。

**挥发性化合物**
通过GC-MS分析，我们鉴定了51种挥发性化合物，其中包括醇类（9种）、醛类（2种）、酮类（3种）、碳氢化合物（8种）、单萜类（7种）、倍半萜类（9种）、单萜醇类（6种）、酯类（4种）和醚类（3种）。其中，l-异亮氨酸甲酯、β-松油烯、香叶醇和香叶醇乙酸酯是主要的芳香成分。这些化合物在所有提取物中均被检测到，表明它们是老鼠花提取物中重要的芳香物质。

水提取物的挥发性化合物种类与新鲜花朵相似，包含36种挥发性成分。然而，随着乙醇浓度的增加，挥发性化合物的种类和含量显著减少。80%乙醇提取物中仅鉴定出5种挥发性成分，而20%乙醇提取物中鉴定出28种。这可能是因为乙醇的蒸发过程导致挥发性成分的损失。此外，乙醇提取物中检测到的挥发性化合物主要属于单萜类和倍半萜类，而水提取物中则以醇类和醛类为主。

**抗氧化潜力**
本研究通过DPPH、ABTS和FRAP三种方法评估了老鼠花提取物的抗氧化潜力。随着乙醇浓度从20%增加到80%，DPPH自由基清除能力提高了2.5倍，ABTS自由基清除能力提高了2倍，FRAP还原能力提高了约2倍。这表明，高浓度的乙醇提取物具有更强的抗氧化活性。此外，总酚类化合物含量与抗氧化活性之间存在显著的正相关关系，Pearson相关系数在0.815至0.934之间。

水提取物的抗氧化潜力显著低于乙醇提取物。其DPPH自由基清除能力为125.76 mg TE/g，而80%乙醇提取物的清除能力达到881.40 mg TE/g。这可能是因为水提取物中酚类化合物的含量较低，而乙醇提取物中酚类化合物的含量较高，从而增强了其抗氧化活性。

#### 结论

本研究结果表明，使用80%乙醇的水乙醇混合溶剂是提取老鼠花富含酚类化合物和高抗氧化潜力的提取物的最佳选择。尽管80%乙醇提取物的提取收率低于70%乙醇提取物，但其酚类化合物的含量和抗氧化活性显著提高。此外，20%和40%乙醇浓度被证明是提取挥发性成分的最佳选择，其中l-异亮氨酸甲酯、β-松油烯、香叶醇和香叶醇乙酸酯是主要的芳香成分。

本研究为老鼠花提取物的制备提供了重要的参考，表明通过优化乙醇浓度可以提高提取物的生物活性和功能性价值。未来的研究应进一步探讨这些提取物在生物活性和药理作用方面的具体机制，以支持其在功能性食品和营养补充剂中的应用。