诺丽果汁:挥发性化合物揭秘其独特价值与健康潜力
诺丽果汁:挥发性化合物揭秘其独特价值与健康潜力
导语
一、文献引用
作者:GUOR-JIEN WEI, CHI-TANG HO, AN SHUN HUANG
单位:1. Department of Nutrition and Health Sciences, Kainan University, No.1 Kainan Road, Luzhu Shiang, Taoyuan, Taiwan, R.O.C.;2. Department of Food Science, Rutgers University, 65 Dudley Road, New Brunswick, NJ 08901, U.S.A.;3. Graduate Institute of Food Science and Technology, National Taiwan University, No. 1, Sec. 4, Roosevelt Road, Taipei, Taiwan, R.O.C.;4. Kraft Foods, 200 DeForest Avenue, East Hanover, NJ 07928, U.S.A.
摘要:Morinda citrifolia (Rubiaceae),又称诺丽,是一种生长在夏威夷和塔希提岛的植物,被认为是第一批波利尼西亚人带到夏威夷的最重要植物之一。其黄色果实呈独特的 “手榴弹状”,可长至 12 厘米,成熟时具有难闻的味道和肥皂般的气味。有研究表明,诺丽果实可能通过刺激免疫系统抑制肿瘤生长。近年来,诺丽果汁在美国市场作为营养补充剂销售。本研究聚焦新鲜和成熟诺丽果实中的挥发性化合物,通过蒸汽蒸馏萃取(SDE)和固相微萃取(SPME)分离出羧酸、醛、酮、醇、酯、萜烯及 6 种有机硫化合物,并通过气相色谱 - 原子发射检测器(GC/AED)和气相色谱 - 质谱(GC/MS)进一步鉴定。结果表明,所鉴定的硫化合物可能对诺丽果汁的特征风味有重要贡献。SPME 适用于回收低沸点和低分子量化合物;相反,SDE 对极性化合物具有更高的提取能力和回收率。SPME 和 SDE 可提供互补信息,联合使用有望深入了解食品系统的 aroma 特征。
关键词:gas chromatography-atomic emission detector (GC/AED),gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS),Morinda citrifolia (Rubiaceae),organosulfur compounds,solid phase microextraction (SPME)
日期:Received: July 10, 2010; Accepted: November 8, 2010
出处:Journal of Food and Drug Analysis, Vol. 19, No. 1, 2011, Pages 33-39
二、研究成果
1. 化合物类别及组成
羧酸类:是诺丽果汁中最主要的挥发性成分,占总挥发性化合物的 83%。其中,辛酸(占比 58%)和己酸(占比 19%)为主要成分,此外还包括甲酸、乙酸、丁酸、庚酸、壬酸、癸酸等。这些羧酸不仅是诺丽风味的重要贡献者,其存在还与诺丽果实中的糖苷前体相关 —— 研究发现,诺丽中存在含辛酸、己酸等脂肪酸的三糖和二糖酯糖苷,这些糖苷水解后可释放出相应的羧酸,进一步证实了羧酸类成分的天然来源。
醛类与酮类:鉴定出乙醛、2 - 甲基丁醛、3 - 甲基丁醛、2 - 戊酮、3 - 甲基 - 2 - 丁酮、2 - 己酮、己醛、2 - 庚酮、2 - 己烯醛、糠醛、苯甲醛等。这类化合物多具有特殊气味,对诺丽的整体风味轮廓有重要影响。
醇类:包括乙醇、2 - 甲基 - 3 - 丁烯 - 1 - 醇、1 - 丁醇、3 - 甲基 - 3 - 丁烯 - 1 - 醇(含量较高)、3 - 甲基 - 2 - 丁烯 - 1 - 醇、苯甲醇等。其中,3 - 甲基 - 3 - 丁烯 - 1 - 醇在挥发性成分中含量相对丰富,其来源与诺丽中非挥发性提取物中的糖苷相关,进一步说明诺丽中挥发性成分与非挥发性前体的密切联系。
酯类:共鉴定出 32 种酯类化合物,主要为己酸和辛酸的酯类,如甲基己酸酯、乙基己酸酯、甲基辛酸酯、乙基辛酸酯等。此外,还首次初步鉴定出两种新酯类,其分子量分别为 182 和 212,来源于 3 - 甲基 - 3 - 丁烯 - 1 - 醇(诺丽中主要糖苷之一),进一步丰富了诺丽酯类成分的多样性。
萜烯类:包括芳樟醇氧化物、(Z)-3,7 - 二甲基 - 1,3,6 - 辛三烯、(+)-4 - 蒈烯、D - 柠檬烯、罗勒烯醇、萜品醇等,这类化合物多具有生物活性,可能与诺丽的健康价值相关。
有机硫化合物:共鉴定出 6 种,包括甲硫醇、S - 甲基硫代乙酸酯、二甲基二硫醚、3 - 甲基硫代丙酸甲酯、3 - 甲基硫代丙酸乙酯、3 - 甲基硫代丙酸。其中,3 - 甲基硫代丙酸甲酯和 3 - 甲基硫代丙酸已被此前研究提及,而其他硫化合物的发现得益于 GC/AED 的高灵敏度。研究表明,这些硫化合物可能是诺丽果汁特征风味的主要贡献者。
2. 提取技术的互补性
SPME(固相微萃取):适用于回收低沸点、低分子量的化合物(如甲硫醇),具有操作简单、无需溶剂、较少加热(减少成分变化)的特点,是一种 “无人工产物” 的提取技术。
SDE(蒸汽蒸馏萃取):对极性化合物(如部分羧酸、酯类)的提取能力更强,回收率更高,但对低分子量、低沸点化合物的回收率较低,且可能因提取过程中的高温或溶剂作用导致部分成分发生修饰。
三、市场价值和应用前景
1. 健康价值的科学支撑
免疫调节与抗肿瘤潜力:文献中提到,诺丽果实可能通过刺激免疫系统抑制肿瘤生长,而本研究鉴定的成分中,有机硫化合物是值得关注的焦点 —— 许多天然有机硫化合物被证实具有抗氧化、抗炎、免疫调节等生物活性,如二甲基二硫醚等在其他天然产物中被发现可增强免疫细胞活性;此外,羧酸类中的辛酸、己酸等中链脂肪酸,也被研究证实可能具有一定的抗菌、调节代谢等作用,为诺丽的免疫调节与抗肿瘤潜力提供了成分层面的支持。
天然活性成分的多样性:研究发现的 32 种酯类、多种萜烯类化合物,可能具有抗氧化、抗炎等生理活性。例如,萜烯类中的 D - 柠檬烯已被证实具有抗氧化、促进解毒酶活性等作用;酯类成分可能参与调节体内代谢,这些成分的存在进一步丰富了诺丽的健康价值基础。
安全性基础:尽管文献提及有 3 例与诺丽果汁相关的肝毒性报告,但同时也指出诺丽果汁的消费被认为是安全的(Westendorf 等,2007),这为其作为营养补充剂的市场应用提供了安全性参考。
2. 市场应用场景
营养补充剂领域:目前诺丽果汁已作为营养补充剂在美国等市场销售,本研究对其挥发性成分的科学解析,为产品的 “天然性”“功能性” 提供了实验依据,有助于提升消费者信任度,推动产品在健康养生市场的进一步普及。
功能食品与饮料:基于其丰富的挥发性成分和潜在健康作用,诺丽果汁可开发为功能性饮料,针对免疫力低下、亚健康人群,突出其 “天然提取”“科学验证” 的卖点;此外,其独特的风味成分(如酯类、硫化合物)也可作为天然调味剂,应用于健康食品加工中。
天然药物与化妆品:诺丽在传统中被用于药用和化妆品领域,本研究发现的多种活性成分(如萜烯类、醇类)为其在天然药物(如抗炎、免疫调节药物)和化妆品(如抗氧化护肤品)中的应用提供了成分基础,有望推动相关衍生产品的研发。
3. 市场潜力
四、结语
参考文献
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