玫瑰精油、純露和香精中的生育酚、類胡蘿蔔素、酚類含量及抗菌性質 NAHA期刊 2014 秋季

目錄

• 摘要
• 引言
• 實驗
  • 玫瑰提取物
  • 細菌菌株
  • 抗菌測試
  • MIC 測試
  • 氣相色譜-質譜 (GC-MS) 分析
  • HPLC 測定生育酚和胡蘿蔔素
  • 總酚含量測定
• 結果與討論
  • 玫瑰產品的 GC-MS 分析
  • 總酚含量
  • HPLC 分析生育酚和胡蘿蔔素含量
  • 抗菌活性
• 致謝

摘要

研究了大馬士革玫瑰 (Rosa damascena Mill.) 花提取物（包括香精、精油和純露）的抗氧化和抗菌活性以及總酚含量。這些提取物的化學成分通過氣相色譜-質譜法 (GC-MS) 進行了分析。發現苯乙醇（78.38%）是玫瑰香精的主要成分，而香茅醇和牻牛兒醇是玫瑰精油和純露的主要化合物（>55%）。通過高效液相色譜 (HPLC) 分析確定了生育酚和類胡蘿蔔素的含量。玫瑰香精中的 β-胡蘿蔔素（422.3±35.6 ppm）、α-生育酚（2397.1±72.5 ppm）和 γ-生育酚（343.1±28.4 ppm）的含量高於精油和純露。此外，還評估了這些提取物的總酚含量，範圍從 5.2 到 2134.3 GAE/mg L-1。玫瑰香精和精油含有較高的酚類化合物，並對 大腸桿菌 (ATCC 25922)、綠膿桿菌 (ATCC 27853)、枯草桿菌 (ATCC 6633)、金黃色葡萄球菌 (ATCC 6538)、紫色細菌 (ATCC 12472) 和 軟腐病菌 (ATCC 39048) 表現出較強的抗菌活性。

引言

大馬士革玫瑰 (Rosa damascena Mill.) 是薔薇科的一員，具有粉紅色花朵，原產於歐洲和中東國家，包括伊朗和土耳其。它作為多年生灌木被商業化種植，主要用於提取玫瑰精油。除了玫瑰精油外，純露和香精也是從 R. damascena Mill. 提取的豐富材料。玫瑰精油廣泛用於香水和化妝品行業。除了其香氣外，研究報告指出它具有多種生物化學活性，如鎮痛、催眠、解痙、抗炎和抗癲癇作用。玫瑰提取物還有其他好處，例如清涼、舒緩、收斂和抗炎特性，這使其能應用於醫藥、食品和化妝品行業。

近年來，許多關於玫瑰精油的抗氧化、抗菌活性及其化學成分的研究相繼發表。然而，據我們所知，迄今為止尚無關於 Rosa damascena Mill. 純露和香精的抗氧化和抗菌活性以及總酚含量的報告。

玫瑰精油因其在香水和化妝品行業中的應用，具有很高的市場價值。相比之下，純露和香精價格相對便宜。因此，本研究的目的是調查和比較玫瑰精油、純露和香精的生育酚、類胡蘿蔔素、酚類含量以及抗菌性質，這些材料常用於各種化妝品和藥品的生產中。

實驗

玫瑰提取物

本研究中使用了由 Isparta 的 Sebat Ltd.（商業化玫瑰精油和芳香物質的生產商）提供的玫瑰精油、香精和純露。

細菌菌株

為了測試玫瑰提取物的抗菌特性，使用了代表一組廣泛病原體的革蘭氏陽性和陰性細菌菌株。這些微生物來自土耳其 Isparta 蘇萊曼·德米雷爾大學的生物系。使用了三種革蘭氏陰性細菌（Chromobacterium violaceum ATCC 12472、Escherichia coli ATCC 25922、Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853）、兩種革蘭氏陽性細菌（Bacillus subtilis ATCC 6633、Staphylococcus aureus ATCC 6538），以及一種植物病原體（Erwinia carotovora ATCC 39048）。

細菌培養物在整個研究期間保存在適當的瓊脂斜面上，並在 4°C 下儲存，作為庫存培養物使用。

抗菌測試

玫瑰精油、香精和純露的抗菌活性通過五種不同濃度的琼脂擴散法進行篩選。微生物在 37°C 下培養過夜，置於含有 10 mL Luria Broth（每升 10 g 胰蛋白胨、5 g 酵母提取物、5 g 氯化鈉）的培養基中。培養液的濁度調整至 McFarland 0.5 標準，使用無菌鹽水稀釋。將 1 mL 的培養菌株接種於 5 mL 融化的 LB 瓊脂（0.7% w/v）中，然後立即倒在預熱的培養皿上。在固化的瓊脂中打孔，加入最多 75 µL 的產品（玫瑰精油、香精和純露）。將培養皿在 37°C 下孵育 24-48 小時。通過測量孔周圍的抑菌圈直徑（mm）來確定抗菌活性。己烷作為陰性對照，慶大霉素（30 µg/disc，Oxoid）作為陽性對照。

玫瑰精油和香精通過 0.45-µm 的膜過濾器過濾進行滅菌。所有培養皿都用無菌實驗室封膜密封，以避免樣品揮發。將培養皿置於室溫下 30 分鐘，然後在 37°C 下孵育 24 小時。孵育後，用卡尺測量抑菌圈直徑。研究進行了三次重複實驗。

MIC 測試

通過肉湯稀釋法測定最低抑制濃度（MIC）。該測試通過將 0.5% (v/v) 的 Tween-80（Sigma）加入肉湯中進行，以增強精油的溶解性。將每種玫瑰產品的稀釋倍數範圍設置為 4 至 0.03% (v/v)，並將其製備於 Luria Bertani 肉湯中。將接種過的試管在 37°C 下孵育 24-48 小時，然後確定 MIC。

實驗進行了三次重複。MIC 被確定為抑制每個試管中微生物生長的最低油濃度。

氣相色譜-質譜 (GC-MS) 分析

使用島津 (Shimadzu) GC-MS QP 5050（日本京都）氣相色譜-質譜聯用系統對玫瑰精油、純露和香精進行了分析。分離操作由 Varian 提供的 CP WAX 52 CB 毛細管柱（50 m × 0.32 mm，df: 1.2 µm）完成。以 99.999% 的氦氣作為載氣，並保持恆定壓力 10 psi。注射量為 1 µL。GC 烤箱的溫度程序設定如下：初始溫度為 60°C，以每分鐘 2°C 的速率升溫至 220°C，並在 220°C 下保持 20 分鐘。GC-MS 接口和注射器的溫度分別保持在 250°C 和 240°C。質譜儀在 70 eV 的電子衝擊模式下運行。

HPLC 測定生育酚和胡蘿蔔素

在生育酚的分析中，對 Lampi 等人的 HPLC 方法進行了改進。通過將樣品直接注入至正庚烷：四氫呋喃 (THF) (95:5) 的混合物中，使用 HPLC 測定 α、β、γ 和 δ 生育酚異構體。檢測和定量使用島津 LC-20AT 主控系統、SIL-20AC 自動進樣器、LC-20AT 泵和 RF-10AXL 螢光檢測器（Ex 295 nm，Em 330 nm）進行。使用 Luna Silica（250 × 4.6 mm，5 µm）柱（Supelco, Inc.）。流動相為正庚烷/THF（95/5），流速為 1.2 mL/min，注射量為 10 µL。

在類胡蘿蔔素分析中，檢測和定量使用島津 SCL-10Avp 控制系統、LC-10ADvp 泵、CTO-10ACvp 柱爐和 SPD-M10Avp 二極管陣列檢測器（450 nm）。使用 YMC-Pack ODS-AM（250 × 4.6 mm，5 µm）柱。流動相為甲醇/乙腈/THF（73/20/7），流速為 1 mL/min，注射量為 20 µL。數據由島津 Class-VP 色譜軟件整合和分析。生育酚異構體（Sigma Chemical Co.）溶解於流動相中，用於峰值識別和定量。玫瑰精油、香精和純露中的生育酚和胡蘿蔔素含量以 ppm 計算，並使用外部校準曲線進行計算。

總酚含量測定

根據 Folin-Ciocalteu 比色法，用分光光度法測定提取物的總酚含量。以沒食子酸（GA）構建標準曲線（0–70 mg/L）。結果以每升樣品的沒食子酸當量 (GAE) 毫克數表示，並計算為平均值 ± SD（n = 3）。

結果與討論

玫瑰產品的 GC-MS 分析

在對玫瑰精油進行 GC-MS 分析後發現，15 種成分中，香茅醇（35.23%）為主要成分，其次是牻牛兒醇（22.19%）、十九烷（13.85%）和橙花醇（10.26%）。還識別出微量的其他化學化合物。這些結果與先前的研究一致。最近，Gochev 等人報告了土耳其、保加利亞和中國的玫瑰精油中，香茅醇、牻牛兒醇和十九烷為主要成分。

玫瑰香精的 GC-MS 分析顯示苯乙醇（78.38%）、香茅醇（9.91%）、十九烷（4.35%）和牻牛兒醇（3.71%）為主要化合物。在一項類似的研究中，玫瑰香精的化學成分被確定為苯乙醇（72.73–73.80%）、香茅醇（10.62–11.26%）、橙花醇（2.42–2.47%）和牻牛兒醇（5.58–5.65%）。最後，發現純露由四種成分組成，牻牛兒醇為主要成分（30.74%），其次是香茅醇（29.44%）、苯乙醇（23.74%）和橙花醇（16.12%）。據我們所知，尚無關於玫瑰純露化學成分的已發表數據。

主要成分及其保留時間彙總於表1。

表 1: 玫瑰提取物的 GC-MS 分析 – 主要成分的百分比及其保留時間

註：* 表示未檢測到。

總酚含量

檢測了玫瑰精油、香精和純露的總酚類化合物含量。總酚含量範圍從 5.2 到 2134.3 GAE/mg/L-1 不等。玫瑰精油、香精和純露的總酚含量分別為 839.5 ± 59.5、2134.3 ± 91.4 和 5.2 ± 0.3 GAE/mg/L-1。香精的總酚含量顯著較高。Özkan 等人發現新鮮玫瑰花提取物中的沒食子酸當量（GAE）為 276.02 mg/g，消耗玫瑰花提取物中的 GAE 為 248.97 mg/g。多項研究報告了某些玫瑰屬 (Rosa) 物種中，酚類含量與抗氧化活性之間的關係。

HPLC 分析生育酚和胡蘿蔔素含量

抗氧化作用非常重要，因為自由基在生物系統和食品中的破壞性作用。維生素 E 活性化合物是抗氧化系統的一部分，它們通過使自由基失活來減輕氧化壓力。研究報告指出，富含類胡蘿蔔素或 β-胡蘿蔔素的飲食可能有助於預防心血管疾病。因此，我們檢測了玫瑰精油、香精和純露中的生育酚和胡蘿蔔素含量。這些產品的 HPLC 分析結果顯示，玫瑰香精中的生育酚和胡蘿蔔素含量顯著高於精油和純露中的含量（表 2）。由於溶劑提取的產量大約是蒸餾法的 5 到 10 倍，香精的成分取決於所使用的提取方法。玫瑰香精中高含量的生育酚和胡蘿蔔素表明，它可以作為一種強效的天然抗氧化劑進行商業應用。

表 2: 玫瑰提取物的 HPLC 分析結果

註：* 表示未檢測到。

抗菌活性

玫瑰產品的抗菌活性通過瓊脂擴散法和 MIC 測試對六種致病細菌進行了測定。己烷（對照）對細菌沒有抑制作用，而玫瑰精油和香精對微生物顯示出較高的抗菌效果（表 3、4）。Chromobacterium violaceum ATCC 12472 是對玫瑰精油和香精最敏感的微生物，顯示最高的抑制圈（>25 mm）和最低的 MIC 值（分別為 0.25% 和 0.5%）。Escherichia coli ATCC 25922 對玫瑰精油和玫瑰香精也很敏感，MIC 值分別為 0.25% 和 0.5%。根據 MIC 值，玫瑰精油的效果優於香精。然而，純露對任何微生物都沒有抗菌活性。玫瑰精油、香精和純露的抗菌活性和 MIC 水平如表 3 和表 4 所示。這些結果表明，測試提取物的抗菌活性主要是由其酚類成分引起的。

表 3: 玫瑰精油、純露和香精的抗菌活性 – 以瓊脂擴散法測試

慶大霉素 (200 µg/ml) 作為陽性對照標準；數值為平均抑菌圈直徑 (mm)，包含 5 mm 的孔徑。

* 未檢測到

表 4: 玫瑰提取物的最低抑制濃度 (MIC) (% v/v)

註：* 表示無檢測到活性。

此前已有報導指出玫瑰精油的主要成分（香茅醇、牻牛兒醇和橙花醇）的抗菌效果。迄今為止，尚未對大馬士革玫瑰 (Rosa damascena Mill.) 香精和純露的抗菌活性進行評估。我們的結果表明，玫瑰香精對革蘭氏陰性和陽性細菌均具有抗菌活性。玫瑰香精的抗菌特性可以歸因於其高含量的苯乙醇 (PEA)。酒精類化合物的抗菌特性已為人所知，並且由於苯乙醇具有玫瑰般的香氣，廣泛應用於各種化妝品和食品中，例如啤酒、葡萄酒、橄欖油、葡萄、茶、蘋果汁和咖啡。

總結來說，我們的研究表明，由於玫瑰精油和玫瑰香精具有強效的抗菌作用，以及玫瑰香精中高含量的生育酚和胡蘿蔔素，它們可以作為食品工業和藥品生產中的天然防腐添加劑，還可以用作各種表面消毒的抗菌劑。

致謝

我們感謝 Isparta 的 Sebat Ltd. 提供的玫瑰精油、香精和純露，並感謝蘇萊曼·德米雷爾大學提供的細菌菌株。