通过不同方法提取的仙人掌(Opuntia ficus-indica)油的植物化学成分分析及其体外生物活性研究
《Scientific Reports》:Phytochemical profiling and in vitro biological activities of Opuntia ficus-indica oil extracted by different methods
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时间:2026年05月01日
来源:Scientific Reports 3.9
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摘要
仙人掌科植物Opuntia ficus-indica (L.) Mill. 具有重要的经济、药用和美容价值。本研究对其种子油进行了分析,评估了其植物化学成分、抗氧化能力和抗菌活性。种子油通过三种方法提取:索氏提取法(Soxhlet)、浸渍法和超声波辅助提取法,并通过气相
摘要
仙人掌科植物Opuntia ficus-indica (L.) Mill. 具有重要的经济、药用和美容价值。本研究对其种子油进行了分析,评估了其植物化学成分、抗氧化能力和抗菌活性。种子油通过三种方法提取:索氏提取法(Soxhlet)、浸渍法和超声波辅助提取法,并通过气相色谱-质谱(GC–MS)技术对其脂肪酸组成进行了分析。共鉴定出约30种生物活性化合物,包括脂肪酸、羧酸、醛类和酮类。同时测定了每种提取物的物理化学性质(比重、折射率、酸值、过氧化物值和水分含量)。抗氧化活性通过铁还原抗氧化能力(FRAP)和总抗氧化剂的铁-联吡啶还原能力(FBRC)实验进行评估,结果以每克油中的没食子酸当量(GAE)表示。在各种提取方法中,浸渍法表现出最强的抗氧化效果(FBRC:6.00 ± 0.15 mg GAE g?1;FRAP:6.21 ± 0.12 mg GAE g?1)。抗菌活性通过圆盘扩散法针对典型的革兰氏阳性细菌(金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌)及白色念珠菌进行了测试,结果显示浸渍法提取的油具有最大的抑菌圈(分别为9.7 ± 0.3 mm、8.6 ± 0.2 mm和12 ± 0.6 mm)。总体而言,该种子油具有丰富的植物化学成分以及显著的抗氧化和抗菌活性,显示出其在制药和化妆品领域的应用潜力。
引言
不同属的植物会自然产生多种化合物,包括次级代谢产物,这些化合物可作为抵御环境压力的防御机制。人们普遍认为草药的功效归因于植物各部分所含的活性成分,无论是天然状态还是经过加工后。Opuntia ficus-indica,俗称仙人掌果,属于仙人掌科,在也门的多个地区被用于食品、饲料以及果汁、果酱和化妆品等产品的生产,具有较高的经济价值。该植物原产于墨西哥,15世纪末传入地中海地区,16世纪末引入北非,并逐渐传播到世界各地。在传统医学中,仙人掌果和嫩茎长期以来被用于治疗高血压、糖尿病、过敏、哮喘、烧伤、肿胀和恶心等症状。仙人掌果的各个部分(包括茎节、果实、种子和种子油)均被认为具有健康益处和生物活性。仙人掌果的可食用部分是果肉,主要由水(84–90%)和还原糖(10–15%)组成。果实总糖含量为6–14%,其中葡萄糖占53%,果糖占47%。果实中含有约9–10%的种子,这些种子富含多糖、纤维素和半纤维素,可作为植物油的潜在来源。从仙人掌果种子中提取的油占总质量的5–15.5%,其主要成分是不饱和脂肪酸(尤其是亚油酸和油酸)。这种油在体内和体外均表现出多种生物活性,如抗氧化作用、对抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌等病原体的抗菌作用、降糖作用、抗癌作用、抗炎作用、抗溃疡作用、防护紫外线引起的细胞死亡作用、抗心律失常作用、降脂作用以及降血糖作用。皮肤在保护身体免受外部因素伤害方面起着关键作用,其自我修复能力使其能够在伤口、烧伤、创伤或溃疡后再生。尽管仙人掌果种子的油含量相对较低,且由于生产过程繁琐导致价格较高,主要用作化妆品成分,但根据分析和物理化学性质,它也被认为适合人类食用。此外,它还可以作为防腐剂延长新鲜食品的保质期并保持其微生物安全性。植物疗法为医学提供了另一种途径,多项民族药理学研究为皮肤伤口愈合相关的治疗方法的发展做出了贡献。
植物种子的提取可以采用传统或非传统方法。传统方法如索氏提取法和浸渍法涉及加热、搅拌或较长的提取时间,而非传统方法如微波、超临界流体和超声波辅助提取法则对样品产生物理作用。然而,大多数文献研究集中在索氏提取法上,而对先进提取方法的研究较少。先前的研究表明,油产量受仙人掌果品种和提取工艺的影响。其他影响提取的因素还包括地理来源、收获季节、果实成熟度以及溶剂的选择。超声波已被成功用于从多种食品材料(包括种子)中提取抗氧化剂。超声波和超声波辅助提取利用声波产生气泡,这些气泡在样品中破裂,有助于多种化合物的释放和提取。
尽管仙人掌果种子油的营养和治疗效果已被认可,但关于也门产仙人掌果种子油的研究仍较为有限。本研究旨在通过GC–MS分析其化学成分,评估其抗氧化、抗真菌和抗菌特性,并比较超声波、索氏提取法和浸渍法的提取效果。此外,还测定了pH值、密度、酸值、折射率(RI)、碘值(IV)和过氧化物值(PV)等物理化学参数,以评估其质量、稳定性及其在食品、制药和化妆品领域的应用潜力。
材料与方法
植物材料
植物材料是在也门的收获季节采集的,并经过专家鉴定,确保可追溯性和合规性。2023年8月,从也门萨那的Khawlan地区选取了成熟度高的黄色至橙色果实。Opuntia ficus-indica (L.) Mill. 的标本由Ebrahim Hasn博士鉴定,并存放在萨那大学的标本馆,编号为SUH-09/2025。所有涉及仙人掌果的研究和野外工作均符合机构、国家和国际法规。特别是,本研究遵循了IUCN关于濒危物种研究的政策声明以及《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)。
样品制备
新鲜成熟的仙人掌果果肉经清洗和去皮后,用搅拌机混合几分钟。通过过滤和多次蒸馏水洗涤获得种子汁液,然后自然风干(25°C)后,在分析研磨机中研磨10分钟,得到可通过60目筛(约250 μm)的细粉。粉末装入密封的聚乙烯袋中,储存在4°C条件下备用。
提取方法
**索氏提取法**
使用石油醚(10:1的比例)从粉末状种子中提取油脂。石油醚是一种有效且合适的选择,因为它能高效溶解油脂、提高纯度、缩短提取时间且成本较低。每次提取使用50克仙人掌果种子,用500毫升石油醚,提取时间为4小时,随后通过旋转蒸发器去除溶剂。
**超声波辅助提取法**
使用相同的溶剂和比例进行超声波辅助提取。混合物在30°C、40 kHz频率的超声浴中处理45分钟,然后按前述方法过滤和处理提取物。
**浸渍提取法**
将石油醚(10:1的比例)加入粉末状仙人掌果种子中,以150 rpm的速度振荡过夜以提取生物活性化合物。24小时后,通过滤纸过滤分离种子颗粒,溶剂在40°C下蒸发,最后储存在冰箱中。
提取产率计算公式如下:
$$
{\text{提取产率}} \% = \frac{W1}{{W2}} \times 100
$$
其中W1为提取油的重量(克),W2为研磨后种子的重量(克)。
**仙人掌果种子油的物理化学性质测定**
本节描述了仙人掌果种子油的关键物理化学参数的测定方法,包括pH值、密度、酸值、折射率和过氧化物值。
1. **pH值测定**
使用校准过的数字pH计(pH 4.0、7.0、10.0)在25°C下测定样品的pH值,电极直接浸入样品中。
2. **密度测定**
在20°C下,将精油样品的质量(m1)与相同体积蒸馏水的质量(m2)之比得到精油的相对密度。计算空比重瓶的相对质量(m0)后,向比重瓶中加入蒸馏水(m2),用精密天平调节至20°C,密度计算公式为:
$$
d = \frac{{m_{2} - m_{0} }}{{m_{1} - m_{0} }
$$
结果以kg/m3为单位,注明测量温度。
3. **酸值测定**
酸值是指中和1克脂肪中游离脂肪酸所需的氢氧化钾毫克数。将0.1克油溶解在乙醇中,用标准KOH(0.1 N)滴定至酚酞指示剂终点,计算酸值为每克油中的KOH毫克数:
$$
\text{酸值} = \frac{V \times N \times 56.2}{W}
$$
其中V为使用的KOH体积(毫升),N为KOH的摩尔浓度(mol/L),56.1为KOH的当量重量(克/摩尔),W为样品重量(克)。
4. **折射率(RI)测定**
在20°C下使用折射仪测量折射率。将油样平衡至20°C,取少量样品(小于2毫升)置于棱镜上,结果几秒钟内即可获得。
5. **碘值(IV)测定**
碘值定义为每100克脂肪固定的碘克数,采用Wijs法测定。将0.1克油溶解在氯仿中,加入过量的Wijs试剂,反应几分钟后加入碘化钾和蒸馏水,然后用硫代硫酸钠溶液(0.1 N)滴定释放的碘,计算碘值为每100克脂肪中的碘克数:
$$
IV = \frac{{\left( {V_{0} - V_{S } } \right) \times N \times 12.69}}{W}
$$
其中V0为空白滴定使用的硫代硫酸钠体积(毫升),Vs为样品滴定使用的硫代硫酸钠体积(毫升),N为硫代硫酸钠的摩尔浓度,12.69为考虑摩尔质量和单位转换的系数,W为脂肪或油样品的重量(克)。
6. **过氧化物值(PV)测定**
过氧化物值(PV)根据NF T 60-220标准使用乙酸/氯仿作为溶剂和Wijs试剂测定,生成的碘随后用0.1 N硫代硫酸钠滴定;PV以每千克油中的活性氧毫当量(meq O2/kg)表示。油样在25°C下制备并反应,所有测量重复三次,计算平均值及标准差(SD)。
**气相色谱-质谱(GC–MS)分析**
气相色谱-质谱(GC–MS)技术在确保食品安全和质量控制方面至关重要,可精确识别和定量食品样品中的多种有机化合物。本研究使用Thermo Scientific TRACE 1310 GC与TSQ 9000三重四极杆质谱仪进行GC–MS分析,以鉴定仙人掌果种子油提取物中的植物化学成分。将2 μL仙人掌果种子油样品以不分流模式注入(注射口温度280°C),分离采用极性/熔融石英毛细管柱(如HP-5 ms或同等规格,内径30 m × 0.25 mm,膜厚0.25 μm),载气为氦气,流速为1.0 mL min?1。 oven温度程序从40°C开始(保持3.0分钟),以5.0°C/min的速率升温至280°C,然后在280°C保持10分钟。转移线温度保持为280°C。质谱仪采用电子撞击电离方式工作,能量设置为70 eV;离子源温度设定为230°C,传输线温度设定为280°C。质谱数据在m/z 50–550范围内以全扫描模式采集,用于无目标成分的分析,各组分的定量是通过相对峰面积百分比来进行的。加热速率设定为每分钟5°C,整个升温过程需要48分钟。通过将化合物的保留时间和质谱数据与Wiley数据库及美国国家标准与技术研究院(NIST)的资料进行对比,实现了对化合物的初步鉴定。
**植物化学成分的鉴定**
利用NIST和Wiley数据库中超过62,000种化合物的丰富资料库,通过GC–MS质谱分析技术鉴定了植物提取物中的植物化学成分。将未知成分的质谱数据与已知化学化合物的质谱数据进行比对,根据分析结果确定了这些成分的名称、分子量和结构。
**抗氧化能力的测定**
1. **总抗氧化剂的铁吡啶还原能力(FBRC)**
为了测定抗氧化能力,进行了铁吡啶还原能力(FBRC)测试:将1.0 mL 0.01 M FeCl3溶液与1.0 mL 0.1%吡啶及2.0 mL 0.3 M醋酸缓冲液(pH 4)混合。随后加入50 μL浓度为10%的Opuntia ficus-indica种子油提取物,并用去离子水稀释样品。分析时使用波长535 nm的光谱仪,空白对照液由6 mL去离子水、1.0 mL FeCl3、2.0 mL醋酸缓冲液(pH 4)和1 mL吡啶组成。结果以每克提取物中的抗坏血酸当量(mg AAE/g extract)表示,实验重复三次。
2. **铁还原抗氧化能力(FRAP)**
铁还原抗氧化能力(FRAP)测试中,将O. ficus-indica种子油提取物(50 μL 10%)与FRAP试剂混合,该试剂由300 mmol/L三水合醋酸钠、40 mmol/L HCl中的10 mmol/L TPTZ及20 mmol/L FeCl3按10:1:1的比例配制而成。混合物在37°C下孵育后,在593 nm处测量吸光度。结果同样以每克提取物中的抗坏血酸当量(mg AAE/g extract)表示,实验重复三次。
**总酚类(TP)含量的测定**
总酚类含量通过测量油与Folin–Ciocalteu试剂反应产生的蓝色强度来确定。蓝色强度与样品中的总酚类含量成正比。准确称取0.100 g O. ficus-indica种子油提取物置于10 mL容量瓶中,加入7.5 mL蒸馏水溶解样品,再加入0.5 mL预先稀释1:10的Folin–Ciocalteu试剂充分混合,室温下静置5分钟,随后加入2.5 mL 7.5%碳酸钠中和并显色,用蒸馏水稀释至10 mL体积,避光室温孵育60分钟。将上清液转移至1 cm光程的石英比色皿中,在UV–Vis分光光度计(Specord 200,Analytik Jena,德国)上于765 nm处测量吸光度(测量前需校准仪器),使用抗坏血酸标准曲线(0–100 μg/mL)计算总酚类含量(mg AAE/g extract),实验重复三次。
**TPC与总抗氧化能力的比值计算**
使用以下公式计算TPC与抗氧化化合物的比值:
$$\begin{aligned} \% \;{\text{TPCs}} & = \left( {{\text{TPCs}}/{\text{FBRC}}} \right)*100 \\ \% \;{\text{TPCs}} & = \left( {{\text{TPCs}}/{\text{FRAP}}} \right)*100 \\ \end{aligned}$$
**体外抗菌活性筛选**
评估了O. ficus-indica种子油(溶解在DMSO中的油,浓度为1:2 (V/V))对四种人类临床致病微生物的抗菌活性:金黄色葡萄球菌ATCC 6538、大肠杆菌ATCC 8379以及从也门萨那共和国医院临床样本中分离出的表皮葡萄球菌。所有菌株均来自美国典型培养物保藏中心(ATCC)。细菌菌株在营养肉汤中培养,37°C下孵育24小时,白色念珠菌在28°C下孵育48小时以促进最佳生长。采用纸片扩散法测试抗菌剂的效果,分析各菌株的耐药性模式,从而了解其临床意义和潜在的治疗方案。实验中使用了万古霉素和尼斯塔汀(0.1 mg/mL)作为阳性对照。新鲜制备的细胞悬液(细菌浓度10^7 CFU/mL,真菌浓度10^5孢子/mL)用于接种琼脂平板表面。随后在平板上打孔(直径6 mm),静置2小时以便油扩散。阴性对照使用50 μL DMSO(10% v/v)溶解油液。
**统计分析**
统计分析使用GraphPad Prism 8软件(GraphPad Software,美国加利福尼亚州圣地亚哥)进行。数据以平均值±标准差(SD)表示。为比较三种提取方法(浸渍法、索氏提取法和超声辅助提取法)的结果,采用了单因素方差分析(one-way ANOVA),p值<0.05被认为具有统计学意义。
**结果**
表1展示了索氏提取法、超声辅助提取法和浸渍法所得油类的提取产量及部分理化性质。索氏提取法的产量显著高于超声辅助提取法和浸渍法。除了多次洗涤循环外,样品与溶剂在高温下长时间(4小时)的持续接触可能是索氏提取法获得较高产量的原因。超声辅助提取法的产量与浸渍法相近,但所需时间为24小时而非45分钟。不同提取方法的产量存在明显差异:超声辅助提取法产量为5.75±0.03%,索氏提取法为7.5%,浸渍法为6.2%。
**与其他研究的比较**
与Maria等人的研究结果相比,我们的索氏提取法效率更高(达到13%),而超声辅助提取法和浸渍法的产量略高于他们的报告值(分别为5%和5.4%)。这些差异凸显了我们优化后实验方案的优越性,尤其是索氏提取法,其产量几乎是之前研究的两倍,证明了方法的稳健性和可重复性。
**O. ficus-indica种子油的理化参数**
本研究采用了三种提取技术(索氏提取法、浸渍法和超声辅助提取法)从种子中提取油类。其中,选择石油醚作为索氏提取法的溶剂进行理化特性分析和GC–MS分析。石油醚是一种非极性溶剂,因其高效回收甘油三酯和脂肪酸等中性化合物而常用于脂质提取。其稳定的性能和与索氏提取系统的兼容性使其适合获得可重复的结果。因此,GC–MS分析和理化评估仅针对索氏提取物进行,而其他两种方法的提取物则留待未来使用互补分析技术进行比较研究。此外,还通过浸渍法和超声辅助提取法获得了油样,主要用于抗氧化活性、总酚类含量及相关生物活性指数的比较评估。通过分析不同提取方法的样品,研究旨在探讨提取条件对功能性化合物(具有抗氧化和治疗潜力)回收的影响。这种多方法组合提高了结果的可靠性,并提供了对提取油类植物化学成分和生物活性的更全面理解。
表2显示了O. ficus-indica种子油的理化参数:10%(w/v)提取液的pH值为6.5,呈微酸性;酸值为1.16±0.005 mg KOH/g,表明游离脂肪酸含量低,说明水解降解程度小。折射率为1.13±0.01,与脂肪酸分子量相关,表明油品具有良好的食用品质;碘值为101.35±0.21 g I2/100 g油,说明其抗氧化稳定性较高。皂化值为160.20±0.02 mg KOH/g油,低于玉米油、葵花籽油和红花油的相应值。
**气相色谱–质谱分析**
气相色谱和质谱分析显示,O. ficus-indica种子油具有丰富的生物活性成分。通过GC–MS鉴定出30种化合物,具体信息见表3。
**抗氧化能力的测定**
水果和蔬菜的抗氧化活性对其健康益处至关重要,有多种方法可用于测量这一活性。由于提取物的化学组成复杂,可能导致结果不一致,因此使用多种检测方法进行评估十分重要。为了增强科学依据,我们同时采用了FRAP和FBRC方法,因为这两种方法分别反映了抗氧化作用的不同机制。FRAP方法通过测量抗氧化剂将三价铁(Fe3?)还原为二价铁(Fe2?)的能力来量化其还原能力,这与电子转移能力直接相关;FBRC方法则评估抗氧化剂的自由基清除潜力,即其捐赠电子或氢原子中和自由基的能力。由于抗氧化剂通过多种途径发挥作用(包括还原、自由基清除和金属螯合),单一方法无法全面反映其活性。结合FRAP和FBRC方法,我们提供了关于O. ficus-indica种子油抗氧化潜力的更全面证据。结果显示,浸渍法提取物的抗氧化活性显著高于其他方法(FBRC法:6.00±0.5 mg AAE/g油;FRAP法:6.21±0.42 mg AAE/g油;索氏提取法:4.92±0.21 mg AAE/g油;超声辅助提取法:4.42±0.32 mg AAE/g油;FRAP法:4.02±0.44 mg AAE/g油,图1和图2)。单因素方差分析证实提取方法间的差异具有统计学意义(p<0.05)。
**图1**:使用索氏提取法、浸渍法和超声辅助提取法的O. ficus-indica油抗氧化值(mg AAE/g提取物)的比较,条形图表示平均值及标准差(n=3)。
**图2**:同样使用索氏提取法、浸渍法和超声辅助提取法的O. ficus-indica油抗氧化值(mg AAE/g提取物)的比较,条形图表示平均值及标准差(n=3)。
**总酚类(TPCs)含量**
近期研究聚焦于种子中的天然抗氧化剂。O. ficus-indica种子富含多酚、黄酮类和单宁,这些物质的含量通常高于果肉。总酚类化合物的结果显示,仙人掌籽油提取物中含有大量的多酚(2.09 ± 0.15 mg AAE/g 油),这是通过超声波提取方法获得的,而通过索氏提取法和浸渍法分别获得的酚类化合物含量为(1.75 ± 0.122 mg AAE/g 油和 1.67 ± 0.121 mg AAE/g 油),如图3所示。图3的替代文本可能是使用AI生成的。全尺寸图片。使用索氏提取法、浸渍法和超声波提取法提取的O. ficus-indica油中的总酚含量(mg AAE/g 提取物油)进行了比较。条形图表示平均值,误差条表示标准偏差(n = 3)。由于所有酚类化合物都是抗氧化剂,但并非所有抗氧化剂都是酚类,因此估计了不同提取方法提取的O. ficus-indica籽油中总酚类化合物(TPCs)与抗氧化能力的比率。超声波提取法的比率最高(通过FBRC方法为47%,通过FRAP方法为42%),而浸渍法的比率最低(通过FBRC方法为27.8%,通过FRAP方法为20.7%),见图4。图4的替代文本可能是使用AI生成的。全尺寸图片。三种提取方法获得的提取物油中TPC与(FRBC和FRAP)方法的比率。条形图表示平均值,误差条表示标准偏差(n = 3)。抗菌活性由于细菌对药物的耐药性日益增加,迫切需要寻找具有抗菌特性的天然化合物来对抗这些微生物的有害影响。因此,测试了石油醚籽油提取物的抗菌活性。表4总结了使用纸片扩散法测得的O. ficus-indica的抗菌活性。使用了四种不同的浓度(0.6、1.25、2.5和5 mg/mL)。这种抗菌潜力依赖于浓度。在最高浓度(5 mg/mL)下,抑制区显著。观察到的抑制区以毫米(mm)为单位,使用透明量尺测量。总体观察表明,更宽的敏感区域表明O. ficus-indica籽油的抗菌潜力。结果显示,提取物对两种类型的细菌都有作用,即金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)。最强的抗菌活性是通过浸渍法提取的油,抑制区直径为9毫米和7毫米,其次是超声波提取的油,抑制区直径为8毫米和6毫米;而索氏提取法的抑制区直径分别为7毫米和4毫米,针对金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌。这些值与阳性对照物万古霉素(Vancomycin)的26毫米抗菌效果进行了比较。表4显示了O. ficus-indica籽油在5 mg/mL浓度下对三种人类致病细菌的抗菌活性。全尺寸表格。抗真菌效果通过测量生长抑制区的直径(以毫米为单位)来评估O. ficus-indica籽油的抗真菌活性。O. ficus-indica籽油能够抑制真菌病原体的生长。使用三种提取方法获得的Candida albicans物种的抑制区直径从9毫米到12毫米不等,而Nystatin的抑制区直径为13毫米,见表5。表5显示了O. ficus-indica籽油在5 mg/mL浓度下对Candida的抗真菌活性。全尺寸表格。讨论与浸渍法相比,超声波辅助提取法的油产量和抗氧化活性较低,但总酚含量显著增加,表明在产量和生物活性化合物回收之间达到了独特的平衡。尽管效果显著,但仍需进一步研究以明确仙人掌籽油和超声波技术在食品工业中的应用。统计分析证实,观察到的抗氧化活性差异依赖于提取方法,这支持了浸渍法在保护抗氧化化合物方面的有效性。通常,在植物的植物化学筛选中,会识别出在特定器官中积累到一定程度的某些次生代谢物。这些主要被植物用于抵御食草动物的代谢物在动物身上测试时可能具有药理活性。O. ficus-indica表现出多种有趣的生物活性,这归因于其中含有高量的抗氧化剂,如脂肪酸、黄酮类、类胡萝卜素和酚酸。O. ficus-indica籽油的脂肪酸组成分析表明它属于“多不饱和”油类。我们的发现与G. Al-Naqeb等人的研究结果一致。较高量的健康脂肪酸可能是食用油的天然来源,有助于降低总胆固醇和低密度脂蛋白(LDL胆固醇)水平,同时降低高密度脂蛋白(HDL胆固醇)。与Jameel等人的研究一致,我们的研究证实了O. ficus-indica籽油的降脂潜力,但我们进一步证明了超声波辅助提取法相比传统方法能更好地回收酚类化合物,这一点在早期报告中并未强调。最近的研究强调了O. ficus-indica在功能性食品中的日益广泛应用,其中其高抗氧化能力被用来增强产品的健康益处。O. ficus-indica籽油中微量存在的挥发性化合物非常有趣,因为它们主要反映了油的质量并影响消费者的接受度。这些挥发性化合物有助于油的整体香气和风味特征,它们在特定浓度下的存在可以指示油的新鲜度和质量。例如,1,2-丁二醇是一种可以带来甜味、果香化合物的成分,而乙酸可以带来酸味或醋味。4-甲氧基肉桂醛和苯甲醛、3-羟基化合物可以带来辛辣或坚果味,而乙基香草醛可以带来甜味、香草味。我们对挥发性化合物的发现与El等人的研究一致,但通过超声波提取获得的高酚含量表明这种方法也可能影响油的感官特性,这一点值得进一步进行感官评估研究。在挥发性化合物表中包含Kovats保留指数(RI)和保留时间,为GC–MS鉴定提供了更强的支持。虽然仅通过质谱匹配有时会导致由于化合物结构相似性而产生的歧义,但RI值通过将分析物的洗脱顺序与标准n-烷烃参考物对齐提供了额外的确认层。在我们的研究中,1,2-丁二醇、乙酸和芳樟醇等化合物的计算RI值与文献中报告的值一致,从而验证了我们鉴定的可靠性。这种结合光谱数据和RI比较的双重方法确保了实验室间的可重复性,并增强了我们对O. ficus-indica籽油植物化学特征的信心。此外,准确鉴定挥发性化合物不仅对于理解它们的生物活性至关重要,而且对于评估香气和风味等感官属性也很重要,这些属性直接影响消费者的接受度和在食品和化妆品行业的潜在应用。在GC–MS色谱图中鉴定出的棕榈酸、棕榈酸乙酯、烷烃和脂肪酸突显了提取物的强抗氧化活性,这与这些成分公认的抗氧化特性相符。本研究的结果强调了超声波辅助提取在提高O. ficus-indica籽油中总酚含量(TPC)方面的有效性,显示出与索氏提取法和浸渍法相比提取效率的显著提高。超声波提取产生的酚类化合物产量显著更高,这与FRAP和FBRC方法测得的抗氧化活性增加相关。这一观察结果与早期报告相反,早期报告认为索氏提取法在抗氧化剂回收方面更优越,这表明超声波是一种具有竞争力的绿色替代方法,尽管其油产量较低。这种方法不仅最大化了生物活性化合物的回收,还减少了溶剂消耗和提取时间,符合可持续的植物化学研究实践。超声波提取的节能特性为大规模应用提供了环保的替代方案,减少了环境影响,同时优化了产量。超声波辅助提取的环保特性不仅节约了资源,还符合全球可持续发展目标,使其成为食品和制药行业大规模应用的可行方法。这些结果支持在未来的研究中采用绿色化学原理,鼓励使用无溶剂或基于水的提取方法,以进一步提高生物活性化合物在食品和化妆品行业的可持续性。此外,该研究还展示了O. ficus-indica籽油对金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的抗菌活性,以及对Candida albicans的抗真菌活性。这种抗菌效果可能与油中较高的酚类含量有关,尤其是阿魏酸、乙酸和乳酸酯。我们的抗菌结果与Alghamdi等人的研究一致,但通过超声波提取提高的酚类化合物回收表明这种方法可能比传统提取技术具有更强的抗菌效果。GC–MS分析揭示了籽油中的生物活性成分,包括抗菌衍生物和亚单位。其中一些成分之前已被证明具有抗炎、抗癌、抗氧化和杀线虫潜力。O. ficus-indica籽油中的高饱和脂肪酸组成包括十六烷酸、乙酯、棕榈酸、棕榈酸乙酯、醛类等。α-亚麻酸(9,12,15-十八三烯酸乙酯)是一种有前景的心脏健康油和生物柴油生产来源,从而扩展了其在食品、工业和制药领域的应用潜力。研究中观察到的化合物也之前被报道过它们对心脏相关问题的潜在影响及其降低心血管疾病病例的趋势。Hope等人也报告了类似的发现,强调了心血管益处,而我们的研究进一步证明超声波提取可以更有效地回收这些化合物,支持其在功能性食品开发中的作用。虽然当前研究提供了关于O. ficus-indica籽油的植物化学组成、抗氧化和抗菌活性的宝贵见解,但仍需要进一步的研究,特别是长期稳定性和临床试验,以全面评估其在不同人群中的健康效应。尽管如此,这项研究显著推进了我们对O. ficus-indica籽油潜在应用的理解,并支持采用创新的、可持续的提取方法来提取生物活性化合物。这些发现为未来在制药和食品行业中的实际应用奠定了坚实的基础。结论使用索氏提取法、浸渍法和超声波提取法评估了提取方法对生物活性的影响。超声波提取法与浸渍法相当,但产生的油量和抗氧化活性低于溶剂提取法(索氏提取法和浸渍法)。通过GC–MS光谱检测到30种主要生物活性化合物,突显了O. ficus-indica籽油的丰富潜力,鼓励对其营养和工业用途的探索。总之,鉴定出的多种生物活性成分,特别是具有抗菌潜力的成分,可以作为药物或抗生素使用,从而改进各种抗生素方案,并可用于控制和抑制健康系统和环境中的多重耐药性生物体。然而,重要的是要认识到这项研究的局限性,包括提取条件的有限特异性和缺乏长期稳定性分析。已经评估了这些局限性对结论的潜在影响,强调了未来需要使用额外的分析技术来加强发现并提高适用性。
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