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山胡椒溶劑萃取液之分析

(一)山胡椒甲醇萃取物之收率及過氧化抑制效果探討

研究將山胡椒以水蒸氣蒸餾法(steam distillation)、水蒸氣蒸餾有 機溶劑萃取法(simultaneous steam distillation-solvent extraction; SDE)萃 取精油後之殘渣以及未經處理的新鮮山胡椒乾燥後,將三種處理方式 的山胡椒以甲醇萃取,所萃取之甲醇萃取物以硫氰酸鐵法進行抗氧化 性分析。

表五為未經處理之山胡椒與經兩種萃取精油方法去除精油後的 山胡椒等共三種處理的山胡椒經由甲醇萃取,所得甲醇萃取物測定收 率及抑制脂質過氧化的效果。未經處理之山胡椒甲醇萃取物以CMELC

表示、經水蒸氣蒸餾法去除精油後的山胡椒甲醇萃取物以 SMELC 表 示;而經過水蒸氣蒸餾有機溶劑萃取法去除精油後的山胡椒甲醇萃取 物則以 SDEMELC 來表示之。實驗結果顯示,山胡椒甲醇萃取物 CMELC、SMELC 與 SDEMELC 之收率分別為 36.72 %、27.43 %與 25.22

%,其中以未去除精油之山胡椒甲醇萃取物(CMELC)之收率最高(36.72

%),將未經處理的山胡椒萃取物 CMELC 與去除精油後的山胡椒甲醇 萃取物(SMELC 與 SDEMELC)比較,山胡椒在去除精油後,其固形物 換算的不同,萃取物 CMELC 包含了精油的重量,故以甲醇萃取之萃

(CFHELC)、經水蒸氣蒸餾法(SFHELC)與水蒸氣蒸餾有機溶劑萃取法 (SDEFMELC)去除精油後之山胡椒甲醇區分萃取物得收率分別為 8.72

%、6.05 %與 3.76 %。未經處理與經兩種水蒸氣蒸餾法去除精油後的山

表七為三種不同處理的山胡椒以正己烷萃取所得萃取物之抑制 脂質過氧化效果,山胡椒利用正己烷區分萃取所得的萃取物以FHELC 表示,山胡椒三種不同處理的方式則以 C (crude material)、S (steam distillation)與 SDE (simultaneous steam distillation-solvent extraction)在 FHELC 前頭表示。實驗分別測試六種(0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/mL) 不同濃度的山胡椒萃取物之抑制脂質過氧化效果,以硫氰酸鐵法測定

法),經水蒸氣蒸餾有機溶劑萃取法去除精油後的山胡椒,在萃取精油 時,山胡椒與水共沸使得抗氧化的有效化合物流失,故萃取物的效果 SDEFHELC 比 SFHELC 的抑制效果低。

表八測定山胡椒乙酸乙酯區分萃取物(FEELC)之抗氧化性,實 驗測定萃取物 CFEELC、SFEELC 與 SDEFEELC 的抑制脂質過氧化效 果。實驗測定六種不同濃度,結果顯示,在三種不同處理的山胡椒乙 甲醇區分萃取物 CFMELC、SFMELC 與 SDEFMELC 抑制脂質過氧化 的效果,實驗顯示,甲醇區分萃取物的濃度介於0.05~0.5 mg/mL 時,

抑制效果皆介於70 %~93 %。表九顯示萃取物 CFMELC、SFMELC 與

SDEFMELC 隨濃度增加抑制過氧化效果增加,當濃度到達 0.3 mg/mL 後抑制效果則持平。表九萃取物CFMELC 與表五萃取物 CMELC 比較 後,CFMELC 之抑制脂質氧化效果大大高於萃取物 CMELC,當濃度 0.05 mg/mL 時,效果由 2.34 %(CMELC)提高至 70.98 %(CFMELC);且 0.05 mg/mL 濃度下去除精油之山胡椒萃取物 SFMELC 與 SDEFMELC 之抗氧化性也相對提高,經正己烷與乙酸乙酯萃取後之山胡椒,再以

抗氧化效果增加,萃取30 分鐘時,抑制脂質過氧化效果為 87.88 %;

還原力測定參考Oyaizu (1986)測定普魯士藍(Prussian blue;Fe4

【Fe(CN)63)的生成量為指標,其原理藉由樣品將赤血鹽(potassium ferricyanide;PFC;K3Fe(CN)6))還原成黃血鹽(K4Fe(CN)6)),黃血鹽再 和三價鐵離子作用形成魯士藍,700 nm下偵測樣品的吸光值,吸光值 力,在相同濃度下萃取物CHFELC、SFHELC 與 SDEFHELC 比較後,

實驗顯示三種不同處理的山胡椒正己烷萃取物以經水蒸氣蒸餾法去除 精油的山胡椒萃取物 SFHELC 的還原力最佳,0.05 mg/mL 吸光值為

0.136,隨濃度增高吸光值也增高,當濃度達 0.5 mg/mL 吸光值達 0.484。 CFMELC、SFMELC、SDEFMELC 在 0.5 mg/mL 之吸光值分別高達 0.985、1.264、1.102。

表十五測定山胡椒經有機溶劑萃取後再利用水萃取之萃取物的 還原力,由於山胡椒中的有效成分已在不同溶劑(正己烷、乙酸乙酯、

甲醇)區分時區分開了,故依序以正己烷、乙酸乙酯、甲醇萃取完後的 山胡椒再用水萃所得的水萃物還原力效果降低,濃度 0.5 mg/mL 之水 萃取區分物CFWELC、SFWELC、SDEFWELC 還原力的吸光值分別為 0.482、0.396、0.205。

2 捕捉 DPPH 自由基之能力

表十六至表十九為三種不同處理之山胡椒依序以正己烷、乙酸 乙酯、甲醇及水等溶劑分別萃取所得之區分萃取物對捕捉 DPPH 自由 基的能力影響。抑制油脂氧化的抗氧化劑通常藉由提供氫來捕捉油脂

之過氧化自由基,故可捕捉 DPPH 自由基之能力在抗氧化性表現上有 一定的貢獻,捕捉 DPPH 自由基的能力越高,則表示對抗氧化效果有 較好的能力(Shimada et al. 1992)。

表十六為三種不同處理的山胡椒正己烷萃取物之捕捉 DPPH 自 由 基 的 能 力 , 實 驗 測 定 三 種 不 同 處 理 山 胡 椒 正 己 烷 區 分 萃 取 物 CFHELC、SFHELC 與 SDEFHELC 捕捉 DPPH 自由基的能力。萃取物 CFHELC 在濃度 0.3 mg/mL 以下皆無捕捉 DPPH 自由基(3 mM)的能 SFEELC、SDEFEELC 兩者捕捉 DPPH 的效果皆優於未經處理之山胡椒 乙酸乙酯萃取物的捕捉能力,將精油去除後,可提高萃取物捕捉DPPH

自由基的能力。 CFMELC、SFMELC 與 SDEFMELC 捕捉 DPPH 自由基的能力,其中 未經處理的山胡椒甲醇萃取物 CFMELC 與 SDEFMELC 在濃度 0.1 mg/mL 以上,則具有捕捉 DPPH 能力;萃取物 SFMELC 與 SDEFMELC 的捕捉DPPH 能力在濃度 0.4 mg/mL 以上捕捉力 DPPH 自由基的能力 物CFWELC、SFWELC 與 SDEFWELC 捕捉 DPPH 自由基的能力,表 十九顯示捕捉 DPPH 自由基之有效化合物已被溶劑萃取了大部分,故 三 種 不 同 處 理 的 山 胡 椒 水 區 分 萃 取 物 CFWELC 、 SFWELC 與 SDEFWELC 捕捉 DPPH 自由基的能力與甲醇區分萃取物(表十八)比較 後效果降低,萃取物 CFWELC 濃度 0.4 mg/mL、SFWELC 濃度 0.3 mg/mL、SDEFWELC 濃度 0.05 mg/mL 時,捕捉 DPPH 自由基的效果 分別為7.87 %、7.12 %跟 5.79 %。

3 螯合鐵離子之能力

表二十至表二十三測定三種不同處理方式的山胡椒以不同溶劑

區分萃取所得萃取物,測定萃取物螯合亞鐵離子之能力。金屬離子在 低濃度下也具有促進脂質氧化的能力,尤其以亞鐵離子及銅離子最具 效果,少量的金屬離子便能產生大量的自由基,加速脂質的氧化反應 (Dziezak 1986; Water 1971)。

表二十至表與二十一可看出三種不同處理的山胡椒正己烷及乙 胡椒甲醇萃取物CFMELC、SFMELC 與 SDEFMELC 在濃度 0.2 mg/mL 時,螯合能力皆可達45 %以上,0.2 mg/mL 的濃度時以水蒸氣蒸餾法 所去除精油後的山胡椒甲醇萃取物SFMELC 螯合能力最好(54.17 %),

隨濃度增高當濃度達0.4 mg/mL,螯合能力則以萃取物 CFMELC 的螯 合效果最較佳(84.64 %),而後持平。

表二十三測定不同處理之山胡椒水萃取區分物螯合鐵離子的能 力,三種不同處理的萃取物 CFWELC、SFWELC 與 SDEFWELC 在濃 度0.05 mg/mL 即有螯合能力,其中以經水蒸氣蒸餾法去除精油後的山

取時間對還原力的影響,固定濃度於0.05 mg/mL 下未經處理的山胡椒 萃取物(SDEBWELC-3),捕捉 DPPH 自由基能力為 82.51 %,萃取物 SDEBWELC 捕捉 DPPH 自由基的效果隨萃取時間增加,所得水萃物捕 捉 DPPH 自由基的能力下降,推測因其於萃取精油時山胡椒已與水共

3 螯合鐵離子之能力

椒甲醇萃取物,類黃酮的含量分別為 3.83 mg/g、39.41 mg/g、19.50

CFEELC、CFMELC 與 CFWELC;以水蒸氣蒸餾法去除精油的山胡椒 萃取物依次名為 SFHELC、SFEELC、SFMELC 與 SFWELC,而以水 蒸氣蒸餾有機溶劑萃取法處理去除精油後之山胡椒萃取物則名為 SDEFHELC、SDEFEELC、SDEFMELC 與 SDEFWELC。以上三種不 同處理方式的山胡椒萃取物測得所含之總酚類化合物的含量皆以甲醇 區分之萃取物的總酚含量為最高,萃取物 CFMELC、SFMELC 和 SDEFMELC 之總酚類化合物的含量在濃度 0.1 mg/mL 時,總酚含量依 序為12.01μg/mL、18.13μg/mL 和 21.23μg/mL。

圖五至圖八探討不同溶劑萃取之山胡椒萃取物與其總酚類化合 物含量的相關性。自然界中的總酚類化合物由於具有OH基與提供電子 之能力,穩定自由基,故具有抗氧化之功效(Shan et al. 2005; Catherine et al. 1995; Gil et al. 2002; Sherwin et al. 1978; Yang et al. 2004)。實驗顯 示,山胡椒以正己烷、乙酸乙酯、甲醇與水依序萃取所得的萃取物之 總酚類化合物與還原力之相關性(R2)分別為 0.5831、0.7654、0.9756 與 0.9779,其中以甲醇與水的山胡椒區分萃取物總酚類化合物及還原力的

後的山胡椒萃取物SDEBWELC隨時間增加總酚類化合物的含量也增

實驗利用水蒸汽蒸餾法(steam distillation; S)與水蒸汽蒸餾有機 溶劑萃取法(simultaneous steam distillation-solvent extraction; SDE)萃取 山胡椒精油,表三十一為山胡椒利用兩種不同萃取精油的方法所得到 distillation)與水蒸汽蒸餾有機溶劑萃取法(simultaneous steam distillation

-solvent extraction; SDE)所萃取之山胡椒精油 GC 層析圖。表三十二為 含有 6-methyl-5-heptene-2- one、β-pinene、Limonene、β-linalool、

2,6-dimethyl-2,6-octadiene、β-citronellal、Methyl salicylate、β- citral、

piperitone、α-citral 等化合物,而水蒸汽蒸餾有機溶劑萃取法所得之精 油則另外多了化合物 Borneol 與 Nerol;水蒸汽蒸餾法之精油則多了α -pinene、sabinene、α-terpineol、α-farnesene 與β-caryophyllene 等化 合物。山胡椒的檸檬醛含量高,實驗以水蒸汽蒸餾有機溶劑萃取法萃 劑萃取法(simultaneous steam distillation-solvent extraction)所萃取得到 的山胡椒精油之抗菌性。將兩種萃取方使所得到的山胡椒精油以 5 % 乙醇分別稀釋為0~3000 ppm 等不同濃度之精油抑菌液後利用不同濃度 之精油抑菌液測定水蒸氣蒸餾法與水蒸汽蒸餾有機溶劑萃取法,所萃 取得到的精油對不同菌株之抑制情形,實驗以樣品可以延長遲滯期(lag

time)的效果作為抑制情形的表現,若可延長遲滯期越久,則抗菌力越 佳;另將數據換為IT (inhibitory time)定義為將菌株生長的遲滯期所延 長的時間,實驗定義可將遲滯期延長48 小時以上之抑菌液濃度定為最 低抑制濃度MIC(minimum inhibitory concentration)。

(一)水蒸氣蒸餾法萃取精油之抗菌性

表 三 十 三 為 水 蒸 氣 蒸 餾 法 所 萃 取 之 山 胡 椒 精 油 對 E.

coli(10314;10675)與 S. aureus(10780;10781)之抗菌影響,實驗測試不 同濃度下(0~3000 ppm)水蒸氣蒸餾法萃取出的山胡椒精油對菌株的抑 形。結果顯示,菌株 P. aeruginosa 10944 之抗性很強,3000 ppm 之精 油也無法抑制其生長;E. aerogenes 10370 對精油濃度則需達 200 ppm 才可延長遲滯期 48 小時以上,精油濃度為 100 ppm 時對於菌株的 IT 為6 小時;E. cloacae 10401 與 K. oxytoca 13985 對精油濃度達 300 ppm 可延長遲滯期48 小時以上;而 100 ppm 之精油對菌株 B. subtilis 10255 可延長遲滯期48 小時以上,實驗菌株抗性中以 P. aeruginosa 10944 最 高;B. subtilis 10255 最低。

(二)水蒸氣蒸餾有機溶劑萃取法萃取精油之抗菌性

(二)水蒸氣蒸餾有機溶劑萃取法萃取精油之抗菌性

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