麦卢卡蜂蜜挥发性成分的测定及与抗菌性相关性分析

王桃红,崔宗岩*,徐立英,张少博,姜晓林,贾光群

(秦皇岛海关技术中心,河北 秦皇岛, 066004)

摘 要 采用顶空固相微萃取(headspace solid phase microextraction, HS-SPME)-气相色谱质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)技术对麦独素(unique Manuka honey factor, UMF)和甲基乙二醛(methyl glyoxal, MGO)两个体系不同抗菌级别的新西兰麦卢卡蜂蜜的挥发性成分进行检测,并分析和研究了挥发性成分与抗菌性之间的相关性。研究表明:所有麦卢卡蜂蜜样品中共检测出100种挥发性成分,主要包括酮类、醛类、醇类和酯类等,其中含量最高的物质为邻甲氧基苯乙酮。甲基乙二醛、邻甲氧基苯乙酮、2-甲基苯并呋喃、2-甲氧基-苯酚和2-乙酰-5-甲基呋喃与麦卢卡蜂蜜的抗菌性呈一定的正相关性。

关键词 麦卢卡蜂蜜;顶空固相微萃取;气相色谱-质谱法;挥发性成分;抗菌性

麦卢卡蜂蜜是以麦卢卡红茶树为蜜源植物酿造而成,主要产自新西兰和澳大利亚东南部等地区,是一种具有较强医疗价值的蜂蜜[1]。麦卢卡蜂蜜含有糖类[2]、酚酸类[3]、矿质元素[4]等多种成分。与油菜蜜、洋槐蜜、荆条蜜等大宗蜂蜜相比,麦卢卡蜂蜜具有较强的抗菌性能[5]。有研究发现,麦卢卡蜂蜜对细菌[1,6]、真菌[7]、病毒[8]均有一定的抑制作用。VISAVADIA等[9]研究发现麦卢卡蜂蜜对伤口感染有改善作用,可以用于伤口敷料[10]。CRAIG等[11]发现添加麦卢卡蜂蜜成分的眼膏可有效治疗眼睑炎。已有大量研究表明,麦卢卡蜂蜜的抗菌性与过氧化物无关[12],而与一种植物源的蜂蜜成分——麦独素(unique Manuka honey factor, UMF)有关[13]。根据与其抗菌效率相同的苯酚水溶液对麦卢卡蜂蜜进行分级[14],以苯酚的质量分数计,麦卢卡蜂蜜可分为UMF-0+、UMF-5+、UMF-10+、UMF-15+和UMF-20+等不同级别,麦独素的含量越高,蜂蜜的抗菌性越强[15]。ATROTT等[16]进一步研究发现,麦卢卡中独特的抗菌成分为甲基乙二醛(methyl glyoxal, MGO)和二羟基丙酮(dihydroxyacetone,DHA)。DHA会在一定静置条件下自行转化为MGO[17]。麦卢卡蜂蜜中的抗菌性与MGO的含量直接相关[14]。根据MGO的含量将麦卢卡蜂蜜分为MGO-30+、MGO-100+、MGO-250+、MGO-400+和MGO-550+等不同级别,MGO含量越高,抗菌性越强。UMF-20+的麦卢卡蜂蜜中大约含有850 mg/kg MGO[18]

蜂蜜的风味是评价蜂蜜质量品质的指标,挥发性成分是影响蜂蜜香气的主要因素。目前国内外对麦卢卡蜂蜜中挥发性成分研究较少,SAWSAN等[19] 利用顶空固相微萃取技术在麦卢卡蜂蜜中检测出38种挥发性成分,含量较高的物质为丁香酸甲酯、邻甲氧基苯乙酮和3-苯乳酸。BEITLICH等[20]比较分析了麦卢卡、卡努卡和果冻灌木蜂蜜挥发性成分的差异,发现麦卢卡蜂蜜的主要挥发性成分是甲基苯并呋喃、2′-羟基苯乙酮和2′-甲氧基苯乙酮。张鹏云等[21]用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱在麦卢卡蜂蜜中检测出33种物质,含量最高的物质为2′-甲氧基苯乙酮,但是挥发性成分与抗菌性之间的相关性研究目前鲜有报道。

本文研究采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术(solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC/MS)分别对新西兰的MGO和UMF体系下的不同抗菌级别的10批麦卢卡蜂蜜的挥发性成分进行检测,对麦卢卡蜂蜜的挥发性成分组成进行了系统分析,并对挥发性成分与抗菌性的相关性进行了分析。

1 材料与方法

1.1 蜂蜜样品

蜂蜜样品,新西兰新中食品安全协会提供,采自新西兰麦卢卡蜂蜜产区,样品检测前一直置于4 ℃条件下保存。其中MGO体系麦卢卡蜂蜜5份,UMF体系麦卢卡蜂蜜5份,详细信息见表1。

表1 麦卢卡蜜样品采集信息表
Table 1 Information of collected Manuka honey samples

样品编号水分含量/%抗菌级别样品编号水分含量/%抗菌级别117.2MGO-30+616.0UMF-0+217.0MGO-100+716.7UMF-5+317.5MGO-250+817.3UMF-10+417.6MGO-400+917.5UMF-15+517.1MGO-550+1019.5UMF-20+

1.2 仪器设备与材料

7890B-5977B型气相色谱-质谱联用仪(配置分流/不分流进样口和固相微萃取专用衬管),美国安捷伦公司;MPS多功能样品前处理平台(配置自动化顶空固相微萃取手柄)、20 mL顶空瓶(配置硅胶/聚四氟乙烯隔垫和20 mm 铁盖),德国Gerstel公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取纤维,美国Sigma-Aldrich Supelco公司;压盖器和启盖器,CNW公司;实验用水均为超纯水。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

准确称取(2.0±0.1) g蜂蜜样品于20 mL顶空瓶中,加盖密封后直接置于样品前处理平台上进行固相微萃取。

1.3.2 SPME条件

采用实验室先前优化建立的分析方法[22]其参数如下:萃取纤维50/30 μm DVB/CAR/PDMS;萃取温度60 ℃;平衡时间20 min;振荡速率250 r/min;萃取时间45 min;进样口解析时间5 min。

1.3.3 GC-MS条件

Agilent DB-5MS毛细管柱 (30 m×0.25 mm,0.25 μm)。升温程序:起始温度40 ℃,保持3 min,然后以3 ℃/min升至160 ℃,随后以10 ℃/min升至270 ℃,保持6 min。采用不分流进样模式,进样口温度270 ℃,载气为高纯氦,恒定流量1.0 mL/min。电子轰击离子源,电子能量70 eV;离子源温度230 ℃;传输线温度270 ℃;全扫描模式,扫描范围m/z为25~450。

1.3.4 数据处理分析

定性分析:将目标峰质谱图经NIST14谱库检索,正相和反相匹配度均在800以上,且相似度得分值最高的化合物认定为目标物,同时结合保留指数(retention index, RI)值、标准品验证进行辅助定性。

归一化分析:采用面积归一化法测定样品中挥发性成分的相对含量,即每个目标峰的面积与总峰面积之比为该目标物的相对含量。

2 结果与分析

2.1 麦卢卡蜂蜜的挥发性成分分析

利用GC-MS技术测定麦卢卡蜂蜜中的挥发性成分,代表性MGO体系和UMF体系麦卢卡蜂蜜的总离子流色谱图如图1所示,在麦卢卡蜂蜜中共检测出100种挥发性成分,其中MGO体系的麦卢卡蜂蜜78种(表2),UMF体系的麦卢卡蜂蜜76种(表3),主要包括酮类、醛类、醇类、萜烯类、酸类、酯类、芳香类和烷烃类等,另外,有20个目标峰未推测出具体化合物种类(标记为未知峰)。在MGO和UMF体系麦卢卡蜂蜜中检测出包含邻甲氧基苯乙酮、茶香酮、糠醛、脱氢芳樟醇、苯甲醛、3,5-二甲氧基苯甲酸甲酯、苯乙醛等共有挥发性成分53种,其中,含量最高的物质均为邻甲氧基苯乙酮和糠醛。但是,2种体系麦卢卡蜂蜜的挥发性成分也存在一定的差异。MGO体系的麦卢卡蜂蜜中主要的挥发性成分为邻甲氧基苯乙酮、茶香酮、糠醛、脱氢芳樟醇和苯甲醛,而UMF体系的麦卢卡蜂蜜主要挥发性成分为邻甲氧基苯乙酮、糠醛、3,5-二甲氧基苯甲酸甲酯、苯甲醛和苯乙醛。整体分析发现,邻甲氧基苯乙酮和糠醛在所有麦卢卡蜂蜜中存在且含量较高,与SAWSAN等[19]和BEITLICH等和[20]的报道一致,证实了邻甲氧基苯乙酮是鉴定麦卢卡蜂蜜的指标之一[21],以此推测邻甲氧基苯乙酮和糠醛是麦卢卡蜂蜜的特征挥发性成分。

麦卢卡蜂蜜具有优越的非过氧化物抗菌活性,该特性主要与MGO和UMF的含量有关,MGO和UMF的含量越高,抗菌性越强。经过GC-MS分析,在所有MGO体系的麦卢卡蜂蜜共检出78种挥发性成分,包括酮类15种、醛类14种、醇类6种、萜烯类6种、酸类8种、酯类5种、芳香类3种、烷烃类6种、醚类1种和未知峰14种。其中,含量较高的化合物种类为酮类、醛类和醇类,3类物质占总挥发性含量的79.34%,酮类的含量占比最高,为53.06%。由图2可知,随着抗菌性的增强,麦卢卡蜂蜜中的挥发性成分种类发生了一定变化,酮类物质的含量逐渐升高,醛类、萜烯类和烷烃类物质的含量逐渐降低,因此推测,麦卢卡蜂蜜中的酮类物质可能与抗菌性有关。MGO体系的麦卢卡蜂蜜中主要的挥发性成分为邻甲氧基苯乙酮、茶香酮、糠醛、脱氢芳樟醇和苯甲醛,占总含量的62.34%。其中,邻甲氧基苯乙酮的含量最高,可达39.63%。随着抗菌性的增强,邻甲氧基苯乙酮、2-甲基苯并呋喃、2-甲氧基-苯酚和3,5-二甲氧基苯甲酸甲酯的含量呈现逐渐增加的趋势,相反,茶香酮和1,4-二甲基茚满乙酸酯的含量呈递减的趋势。

通过GC-MS分析,在所有UMF体系的麦卢卡蜂蜜中共检测出76种挥发性成分,包括酮类17种、醛类14种、醇类5种、萜烯类7种、酸类7种、酯类3种、芳香类4种、烷烃类9种和未知峰10个。其中,含量较高的化合物种类为酮类、醛类和酯类,3类物质占总挥发性含量的74.53%,酮类的含量占比最高,为45.22%。由图2可以看出,随着抗菌性的增强,酮类物质和芳香类物质的含量逐渐升高,相反,酸类和醛类物质的含量逐渐降低。UMF体系麦卢卡蜂蜜中主要的挥发性成分为邻甲氧基苯乙酮、糠醛、3,5-二甲氧基苯甲酸甲酯、苯甲醛和苯乙醛,占总含量的58.74%。其中,邻甲氧基苯乙酮的含量最高,可达39.40%。随着抗菌性的增强,邻甲氧基苯乙酮、2-乙酰-5-甲基呋喃、2-甲氧基-苯酚、2-甲基苯并呋喃的含量呈现逐渐增加的趋势。

a-MGO-550+;b-UMF-20+ 1-丙酮醇;2-糠醛;3-1-(2-呋喃基)-乙酮;4-苯甲醛;5-顺式芳樟醇 氧化物;6-茶香酮;7-1-(2-羟基苯基)-乙酮;8-香桃木醛;9-邻甲氧基苯 乙酮;10-3,5-二甲氧基苯甲酸甲酯;11-丁香酸甲酯
图1 MGO-550+和UMF-20+麦卢 卡蜂蜜挥发性成分总离子流图
Fig.1 Total ion chromatogram of volatile components in MGO-550+ and UMF-20+Manuka honeys

2.2 麦卢卡蜂蜜中挥发性物质与抗菌性相关性分析

通过对MGO和UMF体系的麦卢卡蜂蜜挥发性成分进行分析,如图3所示,随着麦卢卡蜂蜜抗菌性的增强,甲基乙二醛的含量呈现整体增加的趋势,与已有报道一致[14]。进一步分析发现,随着抗菌性的增加,MGO和UMF体系的麦卢卡蜂蜜挥发性成分中邻甲氧基苯乙酮、2-甲基苯并呋喃、2-甲氧基-苯酚和2-乙酰-5-甲基呋喃也均呈现逐渐递增的趋势。BEITLICH等[20]研究发现邻甲氧基苯乙酮、2-甲基苯并呋喃为麦卢卡蜂蜜中主要挥发性成分,因此,除了甲基乙二醛外,推测邻甲氧基苯乙酮、2-甲基苯并呋喃、2-甲氧基-苯酚和2-乙酰-5-甲基呋喃可以作为麦卢卡蜂蜜抗菌性的指标。综上,通过对麦卢卡蜂蜜中挥发性成分的测定和分析,发现了与抗菌性相关的挥发性物质,为麦卢卡蜂蜜抗菌性的研究提供一定的参考。

表2 MGO体系不同抗菌级别麦卢卡蜂蜜中挥发性成分的相对含量 单位:%

Table 2 Amount of volatile compounds in MGO Manuka honeys

保留时间/minRI英文名称化合物化合物种类CAS编号MGO-30+MGO-100+MGO-250+MGO-400+MGO-550+1.63 427ethanol乙醇醇类64-17-5 0.829 0.755 0.473 0.266 0.175 1.72 -methyl glyoxal甲基乙二醛醛类78-98-8 0.101 0.105 0.107 0.153 0.162 2.04 526formic acid甲酸酸类64-18-6 0.135 0.204 0.191 0.224 0.281 2.11 5952,3-butanedione2,3-丁二酮酮类431-03-8 0.125 0.143 0.092 0.091 0.371 2.52 6632,4-hexadiene2,4-己二烯萜烯类592-46-1 0.147 0.160 0.131 0.088 0.000 2.57 610acetic acid乙酸酸类64-19-7 0.664 0.752 0.392 0.998 0.449 3.08 665acetol丙酮醇醇类116-09-6 1.264 1.921 1.444 2.385 2.011 3.62 -2-propenoic acid2-丙烯酸酸类79-10-7 0.060 0.088 0.100 0.023 0.009 4.02 7303-buten-1-ol, 3-methyl-3-甲基-3-丁烯-1-醇醇类763-32-6 0.235 0.131 0.087 0.054 0.026 4.17 7462-butenal, 2-methyl-2-甲基-2-丁烯醛醛类1115-11-3 0.269 0.114 0.148 0.058 0.026 4.73 772propanoic acid, 2-methyl-2-甲基丙酸酸类79-31-2 0.058 0.068 0.027 0.035 0.009 4.76 763toluene甲苯芳香类108-88-3 0.022 0.036 0.013 0.015 0.014 5.03 7481-hydroxy-2-butanone1-羟基-2-丁酮酮类5077-67-8 0.048 0.027 0.012 0.015 0.007 5.29 7822-butenal, 3-methyl-3-甲基-2-丁烯醛醛类107-86-8 0.420 0.344 0.257 0.217 0.366 5.52 7933-pentanone, 2,4-dimethyl-2,4-二甲基-3-戊酮酮类565-80-0 0.029 0.023 0.021 0.012 0.006 5.68 798mesityl oxide异亚丙基丙酮酮类141-79-7 0.096 0.093 0.037 0.023 0.008 6.89 833furfural糠醛醛类98-01-016.842 6.864 4.883 3.445 3.047 8.84 861butanoic acid, 2-methyl-2-甲基丁酸酸类116-53-0 0.928 1.221 0.196 0.203 0.085 10.02 911ethanone, 1-(2-furanyl)-1-(2-呋喃基)-乙酮酮类1192-62-7 0.399 0.334 0.391 0.259 0.342 10.13 915butyrolactone丁内酯酯类96-48-0 0.167 0.658 0.133 0.096 0.133 12.37 9143-methyl-4-butyrolactone3-甲基-4-丁内酯酯类1679-49-8 0.059 0.107 0.146 0.088 0.006 12.49 962benzaldehyde苯甲醛醛类100-52-7 6.031 3.949 2.528 2.582 1.182 14.34 990hexanoic acid己酸酸类142-62-1 0.504 0.417 0.323 0.042 0.102 14.85 -unknown peak 1未知峰 1未知峰 /0.289 0.346 0.490 0.228 0.000 15.12 10392-acetyl-5-methylfuran2-乙酰-5-甲基呋喃酮类1193-79-9 0.010 0.028 0.051 0.063 0.066 15.91 -unknown peak 2未知峰 2未知峰/2.512 3.045 4.123 2.912 0.209 16.29 9734-methyl-5H-furan-2-one4-甲基-2(5H)-呋喃酮酮类6124-79-4 0.213 0.249 0.337 0.116 0.002 16.57 1 045benzeneacetaldehyde苯乙醛醛类122-78-1 1.569 2.409 1.225 1.463 0.656 17.59 1 065acetophenone苯乙酮酮类98-86-2 0.282 0.384 0.516 0.823 1.066 18.03 1 074cis-linalool oxide顺式芳樟醇氧化物萜烯类5989-33-3 2.486 3.334 2.158 1.417 0.857 18.22 1 0772,5-furandicarboxaldehyde2,5-呋喃二甲醛醛类823-82-5 0.173 0.370 0.394 0.176 0.178 18.60 1 090phenol, 2-methoxy-2-甲氧基-苯酚芳香类90-05-1 0.126 0.395 0.451 0.405 0.680 18.81 1 086trans-linalool oxide(furanoid)反式芳樟醇氧化物萜烯类34995-77-2 1.228 1.343 1.095 0.632 0.486 19.49 1 099linalool芳樟醇醇类78-70-6 0.154 0.224 0.244 0.345 0.185 19.59 -benzofuran, 2-methyl-2-甲基苯并呋喃芳香类4265-25-2 0.170 0.180 0.383 0.388 0.540 19.72 1 104nonanal壬醛醛类124-19-6 0.000 0.000 0.000 0.254 0.154 19.73 1 107hotrienol脱氢芳樟醇醇类29957-43-57.383 7.921 5.662 3.377 0.244 20.42 1 124isophorone异佛尔酮酮类78-59-1 2.642 0.729 0.822 0.176 0.238 20.87 1 131cosmene/萜烯类460-01-5 0.482 0.333 0.535 0.099 0.038 21.46 1 145lilac aldehyde A丁香醛A醛类53447-45-32.625 1.325 1.494 0.719 0.096 21.71 1 1442,6,6-trimethyl-2-cyclohex-ene-1,4-dione茶香酮酮类1125-21-9 16.610 14.423 10.449 4.984 1.165 21.931 154lilac aldehyde B+lilac aldehyde C丁香醛B+丁香醛C醛类53447-45-4/53447-45-65.046 3.890 2.916 1.423 0.246 22.03 1 153nerol oxide橙花醚醚类1786-08-9 0.143 0.112 0.114 0.029 0.007 22.25 1 163ethanone, 1-(2-hydroxyphenyl)-1-(2-羟基苯基)-乙酮酮类118-93-4 0.277 0.438 0.672 0.717 1.187 22.581 169lilac aldehyde D丁香醛D醛类53447-45-52.730 2.294 1.558 0.738 0.027 22.82 1 1831,4-cyclohexanedione,2,2,6-trimethyl-2,2,6-三甲基-1,4-环己二酮酮类20547-99-3 0.646 0.361 0.364 0.192 0.10823.59 1 180octanoic acid辛酸酸类124-07-2 0.574 0.414 0.856 0.625 0.065 24.01 1 193myrtenal桃金娘烯醛醛类564-94-3 1.130 2.327 0.269 0.237 0.377 24.03 1 191trans-3,7-dimethyl-1,5-octadien-3,7-diol反式-3,7-二甲基-1,5-辛二烯-3,7-二醇醇类51276-34-7 1.354 1.075 1.732 1.089 0.167

续表2

保留时间/minRI英文名称化合物化合物种类CAS编号MGO-30+MGO-100+MGO-250+MGO-400+MGO-550+25.09 1 2292-(4-methyl-3-cyclohexen-1-yl)propanal2-(4-甲基-3-环己烯基)丙醛醛类29548-14-9 0.208 0.224 0.225 0.043 0.011 25.18 1 2424-methyleneisophorone4-亚甲基-3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-酮萜烯类20548-00-9 1.262 0.367 0.740 0.106 0.161 25.75 1 2442-hydroxy-4-oxoisophorone2-羟基-4-氧代磷酮酮类35692-98-9 0.706 0.557 0.580 0.198 0.053 26.74 1 250benzaldehyde, 4-methoxy-4-甲氧基苯甲醛醛类123-11-5 0.416 0.463 0.782 0.663 0.632 26.88 -unknown peak 3未知峰 3未知峰/0.983 0.265 0.331 0.000 0.000 28.11 1 273nonanoic acid壬酸酸类112-05-0 0.342 0.466 1.888 2.202 0.000 28.42 1 269o-methoxyacetophenone邻甲氧基苯乙酮酮类579-74-8 14.786 22.993 35.321 54.199 70.838 29.06 -unknown peak 4未知峰 4未知峰/0.036 0.150 0.244 0.316 0.792 30.81 -unknown peak 5未知峰 5未知峰/1.534 1.077 1.042 0.646 0.000 32.11 -unknown peak 6未知峰 6未知峰/0.453 0.715 0.219 0.190 0.077 32.36 1 386damascenone大马酮萜烯类23726-93-4 0.702 0.152 0.021 0.009 0.198 32.88 1 4232-hydroxy-6-methoxyacetophenone2-羟基-6-甲氧基苯乙酮酮类703-23-1 0.042 0.053 0.111 0.130 0.310 33.431 400tetradecane十四烷烷烃类629-59-4 0.037 0.032 0.025 0.020 0.014 33.95 -unknown peak 7未知峰 7未知峰/0.314 0.679 0.407 0.339 0.246 34.16 -unknown peak 8未知峰 8未知峰/0.189 0.182 0.067 0.000 0.000 36.51 -unknown peak 9未知峰 9未知峰/0.679 0.364 0.358 0.153 0.091 37.59 1 500pentadecane十五烷烷烃类629-62-9 0.066 0.086 0.057 0.036 0.030 37.92 -unknown peak 10未知峰 10未知峰/0.205 0.242 0.269 0.091 0.212 38.67 -unknown peak 11未知峰 11未知峰/0.201 0.241 0.262 0.071 0.215 38.81 -unknown peak 12未知峰 12未知峰/0.331 0.943 0.407 0.427 0.176 40.30 -unknown peak 13未知峰 13未知峰/0.184 0.260 0.283 0.179 0.085 40.38 1 591methyl,3,5-dimethoxybenzoate3,5-二甲氧基苯甲酸甲酯酯类2150-37-0 0.444 1.385 2.220 2.982 5.918 40.62 -unknown peak 14未知峰 14未知峰/0.744 0.340 0.495 0.178 0.344 41.51 1 600hexadecane十六烷烷烃类544-76-3 0.091 0.086 0.049 0.047 0.052 42.87 1 6581,4-dimethylindanyl acetate1,4-二甲基茚满乙酸酯酯类55669-90-42.271 1.407 0.461 0.112 0.000 44.831 700heptadecane十七烷烷烃类629-78-7 0.047 0.070 0.044 0.048 0.023 46.16 -methyl,4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoate丁香酸甲酯酯类/1.546 0.897 1.186 1.103 1.014 48.47 1 900nonadecane十九烷烷烃类629-92-5 0.135 0.082 0.074 0.065 0.080 50.84 2 100heneicosane二十一烷烷烃类629-94-7 0.013 0.015 0.020 0.011 0.014

注:“-” 未检索出RI值;“/”未检索出CAS号(下同)

表3 UMF体系不同抗菌级别麦卢卡蜂蜜中挥发性成分的相对含量 单位:%

Table 3 Amount of volatile compounds in UMF Manuka honeys

保留时间/minRI英文名称化合物类别 CAS编号UMF-0+UMF-5+UMF-10+UMF-15+UMF-20+1.63 427ethanol乙醇醇类64-17-51.1480.2050.886 1.1811.1621.72 -methyl glyoxal甲基乙二醛醛类 78-98-80.2770.1740.248 0.3200.3621.85 528methylene chloride二氯甲烷烷烃类75-09-20.0850.0780.060 0.0080.2232.03 526formic acid甲酸酸类64-18-60.4530.3190.361 0.3150.232.11 5952,3-butanedione2,3-丁二酮酮类431-03-80.2960.1240.097 0.1250.0612.52 610acetic acid乙酸酸类64-19-72.1311.3471.151 1.5151.4583.02 665acetol丙酮醇醇类116-09-62.0962.6113.819 3.5763.1314.03 7303-buten-1-ol, 3-methyl-3-甲基-3-丁烯-1-醇醇类763-32-60.7650.1460.053 0.0420.0284.17 7462-butenal, 2-methyl-2-甲基-2-丁烯醛醛类1115-11-30.4220.1880.124 0.1360.1274.73 772propanoic acid, 2-methyl-2-甲基丙酸酸类79-31-20.3120.1010.050 0.0280.0194.77 763toluene甲苯芳香类108-88-30.0850.0560.037 0.0190.0114.98 7481-hydroxy-2-butanone1-羟基-2-丁酮酮类5077-67-80.1770.0520.018 0.0130.0025.29 7822-butenal, 3-methyl-3-甲基-2-丁烯醛醛类107-86-81.2190.3780.484 0.53705.32 -unknown peak 15未知峰 15未知峰/0.200 0.208 0.212 0.323 0.493 5.52 7933-pentanone, 2,4-dimethyl-2,4-二甲基-3-戊酮酮类565-80-00.3370.1170.044 0.0140.0085.68 798mesityl oxide异亚丙基丙酮酮类141-79-70.0330.0280.021 0.0220.012

续表3

保留时间/minRI英文名称化合物类别 CAS编号UMF-0+UMF-5+UMF-10+UMF-15+UMF-20+5.77 800octane辛烷烷烃类111-65-90.160.0660.041 0.030.0136.89 833furfural糠醛醛类98-01-0112.570 5.641 6.591 5.553 4.643 8.77 861butanoic acid, 2-methyl-2-甲基丁酸酸类116-53-03.4250.9980.297 0.1460.0449.18 893styrene苯乙烯萜烯类100-42-50.1040.0690.070 0.0080.0349.24 8912-heptanone2-庚酮酮类110-43-00.220.0930.041 0.020.01110.02 911ethanone, 1-(2-furanyl)-1-(2-呋喃基)-乙酮酮类1192-62-70.7320.4870.827 0.9671.66110.09 915butyrolactone丁内酯酯类96-48-00.4520.1940.256 0.3270.36110.95 9212,5-hexanedione2,5-己二酮酮类110-13-400.0490.078 0.0560.03612.00 9582(3H)-furanone, dihydro-5-methyl-二氢-5-甲基-2(3H)-呋喃酮酮类/0.1430.1020.043 0.1030.07212.46 962benzaldehyde苯甲醛醛类100-52-78.264 4.004 2.579 4.028 2.750 14.06 1004benzofuran香豆酮酮类271-89-60.8580.2280.206 0.1220.13314.23 990hexanoic acid己酸酸类142-62-11.9250.8230.302 0.5390.55714.97 -unknown peak 16未知峰 16未知峰/0.091 0.137 0.596 0.687 0.966 15.12 1 0392-acetyl-5-methylfuran2-乙酰-5-甲基呋喃酮类1193-79-90.000 0.005 0.337 0.405 1.892 15.61 1 022 o-cymene邻伞花烃芳香类527-84-40.0810.0440.086 0.1280.13315.83 -unknown peak 2未知峰2未知峰/1.2722.0440.206 0.2350.10116.53 1 045benzeneacetaldehyde苯乙醛醛类122-78-14.6985.9823.034 2.0141.59517.59 1 065acetophenone苯乙酮酮类98-86-20.5570.7240.596 0.8570.78418.00 1 074cis-linalool oxide顺式芳樟醇氧化物萜烯类5989-33-33.2261.812.375 3.6173.97118.17 1 0772,5-furandicarboxaldehyde2,5-呋喃二甲醛醛类823-82-51.7562.022.023 3.0332.11418.59 1 090phenol, 2-methoxy-2-甲氧基-苯酚芳香类90-05-10.000 0.560 0.758 0.927 1.097 18.79 1 086trans-linalool oxide(furanoid)反式芳樟醇氧化物萜烯类34995-77-21.3550.6260.777 1.3031.33719.48 1 099linalool芳樟醇萜烯类78-70-60.5950.1780.134 0.0870.04719.59 1 109benzofuran, 2-methyl-2-甲基苯并呋喃芳香类4265-25-20.122 0.274 0.296 0.312 0.345 19.62 1 107hotrienol脱氢芳樟醇萜烯类29957-43-51.9691.4760.716 0.760.31919.72 1 104nonanal壬醛醛类124-19-60.5360.3110.416 0.1730.20720.39 1 124isophorone异佛尔酮酮类78-59-10.2080.4340.386 0.5570.34120.96 1 156benzene, 1-ethenyl-4-methoxy-4-甲氧基苯乙烯萜烯类637-69-40.2410.4230.501 0.7350.66421.44 1 145 lilac aldehyde A丁香醛A醛类53447-45-30.4520.5820.220 0.3720.2621.57 1 1442,6,6-trimethyl-2-cyclohexene-1,4-dione茶香酮酮类1125-21-92.0002.4610.955 0.3890.25621.82 1 154lilac aldehyde B+lilacaldehyde C丁香醛B+丁香醛C醛类53447-45-4/53447-45-61.0391.2790.402 0.6060.50922.17 1 163ethanone, 1-(2-hydroxyphenyl)-1-(2-羟基苯基)-乙酮酮类118-93-40.4810.4750.682 0.8241.06622.38 1 164pinocarvone香芹蒎酮酮类30460-92-50.1810.0240.010 0.040.02522.531 169 lilac aldehyde D丁香醛D醛类53447-45-50.380.6010.179 0.2850.23723.701 180 octanoic acid辛酸酸类124-07-20.2860.5840.638 0.330.16423.97 1 193 benihinal香桃木醛醛类564-94-30.881.1002.078 0.7581.35224.04 1 190 L-α-terpineolL-α-萜品醇醇类10482-56-10.2410.2450.183 0.090.10924.64 1 206 decanal癸醛醛类112-31-20.2370.2450.049 0.0650.08925.27 -unknown peak 17未知峰17未知峰/0.2690.5630.619 0.2270.10325.74 1 244 2-hydroxy-4-oxoisophorone2-羟基-4-氧代磷酮酮类35692-98-90.9410.3040.161 0.6980.11126.73 1 250 benzaldehyde, 4-methoxy-4-甲氧基苯甲醛醛类123-11-50.9162.2021.657 0.4480.20127.91 1 273 nonanoic acid壬酸酸类112-05-02.6322.4013.203 0.3650.56428.29 1 269 o-methoxyacetophenone邻甲氧基苯乙酮酮类579-74-826.084 39.66840.60845.04045.62228.71 -unknown peak 18未知峰18未知峰/0.000 0.1560.369 0.398 1.54328.81 -p-propylanisole对丙基异丙醇醇类104-45-00.4632.9000.792 0.354 0.31228.95 -unknown peak 4未知峰4未知峰/0.484 0.6780.343 0.701 0.69632.52 1 347 2,4,4-trimethyl-3-formyl-6-hydroxy-2,5-cyclohexadien-1-one2,4,4-三甲基-3-甲酰基-6-羟基-2,5-环己二烯-1-酮萜烯类35692-95-60.1170.0800.0630.2470.04733.44 1 400 tetradecane十四烷烷烃类629-59-40.1560.0350.0350.0360.0133.93 -unknown peak 7未知峰7未知峰/0.3590.851.5390.4960.44134.85 -unknown peak 19未知峰19未知峰/0.0000.0500.8042.039 2.285

续表3

保留时间/minRI英文名称化合物类别 CAS编号UMF-0+UMF-5+UMF-10+UMF-15+UMF-20+37.58 1 500pentadecane十五烷烷烃类629-62-90.1730.0790.056 0.0590.03538.86 -unknown peak 12未知峰12未知峰/0.1251.0682.009 0.6180.38340.37 1 591 methyl 3,5-dimethoxybenzoate3,5-二甲氧基苯甲酸甲酯酯类2150-37-01.3632.6887.4914.1826.99741.51 1 600 hexadecane十六烷烷烃类544-76-30.1860.1040.1010.1080.06743.03 -unknown peak 20未知峰20未知峰/0.1470.0971.3881.108 1.019 44.83 1 700 heptadecane十七烷烷烃类629-78-70.160.0720.0530.0540.02446.22 -methyl 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoate丁香酸甲酯酯类/0.6783.8762.7291.8011.66946.90 1 800 octadecane十八烷烷烃类593-45-30.0460.020.0270.0230.02948.49 1 900 nonadecane十九烷烷烃类629-92-50.3330.2420.1360.1590.10050.84 2 100heneicosane二十一烷烷烃类629-94-70.0290.0220.0140.0190.011

图2 不同体系麦卢卡蜂蜜挥发性成分种类
Fig.2 Volatile compounds sorts of Manuka honeys

a-MGO体系;b-UMF体系 1-邻甲氧基苯丙酮; 2-2-甲基苯并呋喃; 3-2-甲氧基苯酚; 4-2-乙酰-5甲基呋喃; 5-甲基乙二醛
图3 不同体系麦卢卡蜂蜜中挥发性物质与抗菌性相关性
Fig.3 The relativity of volatile compounds and antibacterial property in manuka honeys

3 结论

利用顶空固相微萃取气质联用技术,分别对MGO和UMF体系的麦卢卡蜂蜜挥发性成分进行测定,在10批麦卢卡蜂蜜中共检测出100种物质,其中含量最多的为酮类和醛类物质。邻甲氧基苯乙酮和糠醛是麦卢卡蜂蜜中主要的挥发性成分。通过对比分析,发现甲基乙二醛、邻甲氧基苯乙酮、2-甲基苯并呋喃、2-甲氧基-苯酚和2-乙酰-5-甲基呋喃与抗菌性呈现一定的相关性,随着抗菌性的增强,5种挥发性成分呈现递增的趋势。通过对麦卢卡蜂蜜中挥发性成分的测定和分析,发现了与抗菌性相关的挥发性物质,为麦卢卡蜂蜜抗菌性的研究提供一定的参考。

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Determination of volatile compounds in Manuka honey and its antibacterial properties

WANG Taohong, CUI Zongyan*, XU Liying, ZHANG Shaobo, JIANG Xiaolin, JIA Guangqun

(Technology Center of Qinhuangdao Customs, Qinhuangdao 066004, China)

Abstract A headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME) coupled with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) method was developed to determine volatile compounds of New Zealand Manuka honey, which was from two different antibacterial grades and two systems of MGO and UMF. Also, the correlation between volatile compounds and antibacterial properties was analyzed and studied. A total of 100 volatile compounds have been identified in all Manuka honey samples, mainly including lactones, aldehydes, alcohols, and esters, etc. And the substance with the highest content was ortho-methoxyacetophenone. Results showed that the antibacterial property of Manuka honey was positively correlated with Methyl glyoxal, ortho-methoxyacetophenone, 2-methylbenzofuran, o-methoxyphenol and 2-acetyl-5-methylfuran.

Key words Manula honey; headspace solid phase microextraction (HS-SPME); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); volatile compounds;antibacterial property

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.024534

引用格式:王桃红,崔宗岩,徐立英,等.麦卢卡蜂蜜挥发性成分的测定及与抗菌性相关性分析[J].食品与发酵工业,2020,46(19):228-236.

WANG Taohong, CUI Zongyan, XU Liying, et al. Determination of volatile compounds in Manuka honey and its antibacterial properties[J].Food and Fermentation Industries,2020,46(19):228-236.

第一作者:硕士(崔宗岩高级工程师为通讯作者,E-mail:ciqqhd@126.com)

基金项目:海关总署科研项目(2019HK090)

收稿日期:2020-05-24,改回日期:2020-06-15