食品在貯藏期間易受環境影響發生氧化變質和侵染性病害，進而腐爛，不僅對食品品質產生影響， 造成嚴重的經濟損失，還會引起食品安全問題。百里香精油具有良好的抗氧化性、抑菌活性，使其成 為食品加工業中人工合成添加劑，如保鮮劑、抗氧化劑等的理想替代品。興安百里香( Thymus dahuricus Serg． ) 為唇形科百里香屬，是我國北方常見多年生草本植物。已有研究表明，法國的花園百 里香( T． vulgaris L． ) 、西班牙的葡百里香( T． zygis L． ) 等，均具有較強的抗氧化及抑菌活性。

1 材料與方法

1． 1 材料、試劑與儀器

興安百里香( Thymus dahuricus Serg． ) ，于 2018 年 7 月盛花期，采摘于黑龍江哈爾濱帽兒山。將鮮 草室溫下陰干，剪成小段，備用。大腸桿菌( Escherichia coli) 、腸炎沙門氏菌( Salmonella enteritidis) 、金黃 色葡萄球菌( Staphylococcus aureus) 、白色葡萄球菌( S． albus) 、枯草芽胞桿菌( Bacillus subtilis) 、費氏志賀 氏菌( Shigella flexneri) ，均為動物科技學院草業科學實驗室保存菌株。 二丁基羥基甲苯( BHT，純度≥99． 0% ) 、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼( DPPH，純度≥97． 00% ) 、β胡蘿卜 ( 純 度 ≥95． 00% ) 、亞 油 酸 ( 純 度 ≥99． 00% ) 、百 里 香 酚 ( 分 析 純) 、α-萜 品 烯 ( 純 度 ≥ 95． 00% ) 和對傘花烴( 純度≥99． 5% ) 均購自 Sigma-Aldrich( 上海) 貿易有限公司，其余常規試劑均 為市售分析純。 WP700TL 23-K5 型微波爐，頂部鉆孔，接精油提取器; 安捷倫 6980N-5973 氣相色譜-質譜聯用 ( GC-MS) 儀，安捷倫科技( 中國) 有限公司; ＲE-52AA 型旋轉蒸發儀; 博迅YXQ-50SII 立式壓力蒸汽滅 菌器，上海博迅實業有限公司醫療設備廠; dZP-150A 智能光照培養箱，南京恒裕電子儀器廠。

1． 2 興安百里香精油的提取

1． 2． 1 優化微波法

為了確定微波法最佳提取工藝條件，以浸泡時間( 1、2 和 3 h) 、料液比( 1 ∶ 1、1 ∶ 1． 5 和 1 ∶ 2，g ∶ mL) 、提取時間( 20、30 和 40 min) 和微波功率( 230、385 和 540 W) 4 個因素，采用 L9 ( 34 ) 正交 試驗設計，以精油得率為考察指標優化提取工藝。稱量 40 g 的原料裝入 1 000 mL 圓底燒瓶中，按設定 的浸泡時間、料液比、提取時間和微波功率進行試驗，記錄產油量。所得精油靜置使其分層，去掉水層后 加入無水硫酸鈉靜置過夜，得到興安百里香精油，并置于 4 ℃冰箱備用，重復 3 次，計算精油得率。試驗 結果采用正交設計助手 II v3． 1 進行分析。

1． 2． 2 水蒸氣蒸餾法

取 40 g 原料裝入 1 000 mL 圓底燒瓶，按液料比 10 ∶ 1( mL∶ g) 加入 400 mL 蒸餾 水浸泡 2 h，利用水蒸氣蒸餾裝置蒸餾 4 h，每間隔一定時間記錄產油量。取餾出液上層黃色透明油狀 物，加 2 g 無水Na2 SO4 脫水后，得到興安百里香精油，置于 4 ℃冰箱備用。

1． 3 興安百里香精油化學成分測定

安捷倫 6980N-5973 氣質聯用儀，色譜柱: 石英毛細管柱 OV-101( 30 mm × 0． 25 mm × 0． 25 μm) ; 柱 溫: 采用程序升溫法，起始溫度為 60 ℃，保持 3 min，3 ℃ /min 升溫至 200 ℃，保持 5 min; 載氣為氦氣( 純 度 99． 99% ) ; 分流比 50 ∶ 1; 進樣量 1 μL; 離子源溫度 230 ℃ ; 離子源為 EI。檢測條件: 檢測器溫度 280 ℃，電離能量 70 eV，掃描范圍 15 ～ 500 u，NIST02 標準譜庫，面積歸一化法定量。

1． 4 抗氧化活性測定

根據 Bounatirou 等的方法，并對其進行了一些改進，測定了興安百里 香精油對 DPPH 自由基( DPPH·) 的清除能力。首先配制 25 mg /L 的 DPPH 甲醇溶液，并在不同濃度的 0． 2 mL 的精油及各主要精油組分甲醇溶液中，加入 DPPH 甲醇溶液 1． 8 mL。混合物在室溫下強烈搖 動，在黑暗中保持 30 min。用分光光度計測定在 517 nm 處的吸光度。以相同體積甲醇代替樣品測定的 吸光值為空白對照，以二丁基羥基甲苯( BHT) 為陽性對照，DPPH·的清除能力用清除率表示，用式( 1) 計算 DPPH·清除率( PDPPH·) ，并繪制擬合曲線，計算出清除率為 50% 時的樣品濃度( EC50 ) 。

2 結果與分析

2． 1 微波法提取條件優化

采用 L9 ( 34 ) 正交試驗設計，針對浸泡時間、料液比、提取時間和微波功率 4 個影響因素優化微波提 取條件，實驗設計及結果見表 1。 由表 1 可知，各考察因素對精油得率影響的大小次序依次為: D( 微波功率) ＞ C( 提取時間) ＞ A( 浸 泡時間) ＞ B( 料液比) 。最佳提取條件為 A3B1C3D3，即優化條件為: 浸泡時間 3 h，料液比 1 ∶ 1，提取時間 40 min，微波功率 540 W。經驗證實驗( 3 次重復) ，在此條件下精油得率為 1． 04% 。

2． 2 兩種方法提取精油效果比較

為微波法與水蒸氣蒸餾法最佳提取條件下提取興安百里香精油產油量的動態曲線。

微波法提取精油的動態曲線初期呈快速增長趨勢，在短時間內( 22 min) 達到最高產油 量 0． 39 mL，然后隨著時間的增加，產油量處于穩定狀態; 而水蒸氣蒸餾法提取精油的動態曲線也呈逐 漸增長趨勢，但增長速度較微波法緩慢，該方法達到最高產油量 0． 39 mL 需 120 min。由此可知，微波法 提取速度快，耗能少、效率高，并且兩種方法產油量無顯著差異。

3 結論

3． 1 微波法的最佳提取條件為

浸泡時間 3 h，料液比 1 ∶ 1( g ∶ mL) ，提取時間 40 min，微波功率 540 W。 最佳提取條件下進行精油提取，精油得率為 1． 04% 。

3． 2 微波法提取

興安百里香精油的速度( 22 min) 遠超過水蒸氣蒸餾法( 120 min) ，其主要組分組成與 水蒸氣蒸餾法提取精油相一致，主要成分為百里香酚( 52． 52% ) 、α-萜 品 烯( 12． 72% ) 、對 傘 花 烴 ( 8． 24% ) ，且其組分中百里香酚( 52． 52% ) 高于水蒸氣蒸餾法( 44． 00% ) ，微波法提取興安百里香精油 的優化提取方式可代替傳統水蒸氣蒸餾法。

3． 3 微波法提取

的興安百里香精油及其主要組分百里香酚均具有較強的抗氧化性活性。各主要組 分中，百里香酚的 DPPH·清除活力最強( EC50，473． 63 mg /L) ，且 β-胡蘿卜素抑制率也最高( IC50， 250． 91 mg /L) 。 3． 4 微波法提取的興安百里香精油及其主要組分百里香酚同時具有較強的抑菌活性。百里香酚對各 測試菌種均表現出一定的抑制活性，其中抑制活性最強的為枯草芽孢桿菌，抑菌圈直徑為 16． 85 cm，最 小抑菌濃度( MIC) 為 0． 23 g /L。


 

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