《Antioxidants》:Antioxidant Properties and Bioactive Compounds of Oregano, Sage, Basil, Rosemary, and Herbal Mixtures
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研究人员对传统用于全球烹饪的草本植物与香料进行抗氧化活性与生物活性化合物含量比较,对象包括牛至(Origanum vulgare L.)、鼠尾草(Salvia officinalis L.)、罗勒(Ocimum basilicum L.)、迷迭香(Rosmar
研究人员对传统用于全球烹饪的草本植物与香料进行抗氧化活性与生物活性化合物含量比较,对象包括牛至(Origanum vulgare L.)、鼠尾草(Salvia officinalis L.)、罗勒(Ocimum basilicum L.)、迷迭香(Rosmarinus officinalis L.)及草本混合物。经超声辅助提取(UAE)乙醇–水提取物优化后,采用Folin–Ciocalteu法测定还原化合物含量,并以ABTS(2,2′-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)二铵盐)与DPPH(2,2-二苯基-1-苦基肼自由基)法评估抗氧化能力。牛至在所有测试中抗氧化活性最高(Folin–Ciocalteu法2.6 mg GAE/mL,ABTS法4.6 mg Trolox/mL,DPPH法3.3 mg Trolox/mL),迷迭香最低(分别为1.2、1.5、1.3 mg/mL)。除抗氧化特性外,研究人员利用高效液相色谱–串联质谱(LC-MS/MS)测定生物活性化合物含量,发现所有被测唇形科(Lamiaceae)草本及混合样品中迷迭香酸(rosmarinic acid)为主要非挥发性酚类成分,含量自迷迭香的1121 μg/g至普罗旺斯香草(herbes de Provence)的10,255 μg/g不等;牛至与迷迭香中奎宁酸(quinic acid)浓度亦较高。迷迭香酸浓度与Folin–Ciocalteu、ABTS、DPPH结果呈正相关(Spearman系数0.7030、0.6657、0.7188),奎宁酸无此相关。西西里香草中3-咖啡酰奎宁酸(3-caffeoylquinic acid)达1021 μg/g,约为达尔马提亚香草、普罗旺斯香草及单一草本的10倍,反映其含干番茄与龙蒿的独特组成。结果表明这些草本共有基于羟基肉桂酸的植物化学框架,但具物种特异性代谢差异。
研究背景与立项依据
唇形科(Lamiaceae)草本因富含酚酸与黄酮而兼具风味与抗氧化、防腐潜力,但既往研究多聚焦单种植物、选定提取物或精油,缺乏在相同提取与分析条件下对市售草本及混合香料的系统比较;同时优化提取参数、抗氧化活性与酚类定性定量轮廓间的关系在消费级产品中仍刻画不足。为此,研究人员以牛至、鼠尾草、罗勒、迷迭香及三种市售混合物(西西里、达尔马提亚、普罗旺斯)为对象,采用响应面法优化超声辅助提取(UAE),联用分光光度法与LC-MS/MS评估抗氧化与酚类轮廓,揭示提取条件–酚类–抗氧化潜力的关联。论文发表于《Antioxidants》。
主要技术方法概括
研究人员于波兰波兹南集市采购同属唇形科干燥草本,均质化后以中心复合设计优化UAE变量(乙醇浓度0–100%、超声时间5–30 min),按优化溶剂(牛至50%乙醇、罗勒10%乙醇、鼠尾草与迷迭香55%乙醇、混合物55%乙醇)提取30 min;抗氧化以Folin–Ciocalteu(GAE当量)、ABTS与DPPH(Trolox当量)三种分光光度法测定;酚类定量采用UltiMate 3000 RSLC耦合API 4000 QTRAP三重四极杆质谱,ESI正负离子模式、MRM采集,反相酰胺柱梯度洗脱;统计上以ANOVA验模型、Spearman相关分析迷迭香酸/奎宁酸与抗氧化指标关系,并以PCA降维化学轮廓。
研究结果
3.1 提取工艺优化与抗氧化特性
经RSM优化,30 min UAE为各草本最适时间,乙醇浓度因种而异。牛至抗氧化全指标最高,迷迭香最低;普罗旺斯混合物因是否含牛至而波动。Folin–Ciocalteu反映还原力而非专一酚类,ABTS兼捕亲水/亲脂自由基、DPPH偏亲脂,故ABTS值普遍高于DPPH。迷迭香低值源于鼠尾草酚(carnosol)与鼠尾草酸(carnosic acid)等亲脂二萜在乙醇–水体系中释放不全,不代表原材总抗氧化储备低。
3.2 不同产地草本LC-MS/MS分析
39种化合物被定量,迷迭香酸与奎宁酸为优势物;牛至二者均高(ROSM 3600–9800、QUI 4100–7900 μg/g),迷迭香ROSM 1100–9600、QUI 1400–6100 μg/g,罗勒ROSM占优(3500–8200 μg/g,QUI仅900–1600),鼠尾草ROSM 1000–15600 μg/g而QUI近痕量。鼠尾草与迷迭香检出鼠尾草酸/鼠尾草酚(55–546 μg/g级),牛至罗勒几未检出;罗勒rutin(芦丁)350–1230 μg/g突出;琥珀酸(succinic acid)在罗勒、鼠尾草较高。结果印证唇形科以羟基肉桂酸框架为主,迷迭香/鼠尾草叠加二萜抗氧化签名。
3.3 草本PCA
前三维主成分累计方差62.14%(PC1 27.76%)。牛至与罗勒聚拢,迷迭香与鼠尾草PC1/PC3相近但PC2分异;西西里香草沿PC1显著偏离,与其3-咖啡酰奎宁酸约10倍于他组一致,归因于配方含干番茄与龙蒿。
3.4 Spearman相关分析
迷迭香酸与Folin–Ciocalteu、ABTS、DPPH相关系数0.7030(p=0.0003)、0.6657(p=0.0007)、0.7188(p=0.0002),均强正显著;奎宁酸对应|r|仅0.1429–0.3529且p不显著,表明迷迭香酸是驱动抗氧化响应的核心酚类。
3.5 研究局限
UAE–乙醇体系未必穷举低极性抗氧化物;混合香料仅知声明配料不知配比。
讨论与结论翻译
讨论指出,种间定量差异由基因型、发育期、环境、加工与提取选择性共同塑造,迷迭香低抗氧化读数须区分“提取物可测部分”与“原材潜在储量”。结论重申:唇形科四种草本及混合物共享以迷迭香酸为主的羟基肉桂酸植物化学框架,牛至迷迭香酸最富,迷迭香/鼠尾草兼含二萜抗氧化物,罗勒以酚酸与黄酮(如rutin)为签,奎宁酸为代谢副支而非分类标记;结果支持以酚类轮廓筛选高抗氧化香料用于食品防腐与功能化开发。