Difference Between Ingredients of <i>Citrus chachiensis</i> Tanaka and Other Typical Citrus

LUO Zheng; GUO Yuanyuan; CHEN Feiping; GONG Xiaobo; CHEN Yulong

doi:10.3969/j.issn.1000-2561.2019.01.025

Chinese Journal of Tropical Crops >

2019 , Vol. 40 >Issue 1: 174 - 179

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2019.01.025

Agricultural Product Processing, Preservation, Storage, Analysis and Detection

Difference Between Ingredients of Citrus chachiensis Tanaka and Other Typical Citrus

LUO Zheng ,
GUO Yuanyuan ,
CHEN Feiping ,
GONG Xiaobo ,
CHEN Yulong ^,^*

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Sericultural & Agri-food Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou, Guangdong 510610, China

Received date: 2018-02-09

Request revised date: 2018-08-21

Online published: 2019-01-15

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Copyright reserved © 1981. Office of Acta Agronomica Sinica All articles published represent the opinions of the authors, and do not reflect the official policy of the Chinese Medical Association or the Editorial Board, unless this is clearly specified.

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Abstract

In this paper, the content of soluble sugar, soluble protein, total flavonoids and total polyphenols of the peel of Citrus chachiensis Tanaka was compared with that of three other typical citrus peels, and the feasibility of other citrus peels as a substitute of C. chachiensis Tanaka was analyzed. The results showed that the soluble sugar, soluble protein, total flavonoids and total polyphenol content in the peels of Wenzhou mandarin orange, navel orange and Hubei citrus were significantly different from those of C. chachiensis Tanaka and the GC-MS method was used to detect the essential oil compositions in the peels of the above-mentioned four kinds of citrus, showing that the main contents were D-limonene, terpinenes, γ-terpineol and 2-amino benzoic acid methyl ester, with D-limonene as the highest. The characteristic contents of the essential oils of navel orange were more similar to those of C. chachiensis. The peel of navel orange as the substitute for the raw material of C. chachiensis Tanaka to produce citrus chachiensis hortorum is prospective.

Key words： dried citrus peel; active ingredient; ingredient difference; essential oils; GC-MS

Cite this article

LUO Zheng , GUO Yuanyuan , CHEN Feiping , GONG Xiaobo , CHEN Yulong . Difference Between Ingredients of Citrus chachiensis Tanaka and Other Typical Citrus[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2019 , 40(1) : 174 -179 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2019.01.025

广陈皮主产于广东新会县所属各乡,一般为芸香科植物茶枝柑（Citrus chachiensis Tanaka）和行柑的干燥成熟果皮。广陈皮药用价值颇高^[1],《本草纲目》^[2]中记载“橘皮,苦能泻能燥,辛能散,温能和”,其质地柔软均匀,点状油宽且大,光照下透视度高^[3],早在宋代就已成为南北贸易的“广货”之一^[4]。20世纪50年代后,陈皮用药量增大,加之广陈皮原料少且价格高,产量供不应求,有“百年陈皮胜黄金”的赞誉。由此需要寻找可替代茶枝柑的柑橘原料,从而缓解广陈皮供求紧张的状态。

柑橘是包含多种芸香科柑橘亚科在内的一个聚合名词^[5]。常见的经济栽培类型有甜橙、宽皮柑橘、柑等,可作为茶枝柑替代品的选择。宽皮柑橘栽培区域广阔,种类、品种最为丰富,其中温州蜜柑和湖北柑等果皮易剥,风味佳,较耐贮运^[6];脐橙原产于美国加州,果皮为橙红或深橙色、平滑光亮,且厚度中等,较为难剥,但其适应性强、产量高,经济效益显著。温州蜜柑、湖北柑和脐橙的果皮虽常作为陈皮的原料,但其作为广陈皮的原料成分有何差异,能否作为茶枝柑的替代,还需要进一步的研究。

前人研究结果表明,广陈皮与陈皮的精油成分具有明显差异^[7,8,9]。高俊丽等^[10]研究发现近缘橘皮与广陈皮精油成分相似度在0.85左右,但黄酮类成分相似度却在0.6以下,有效成分差异较大,依靠薄层色谱指纹图谱便可区分。但陈有根等^[7]研究发现,8月橘精油含量与茶枝柑相似,同时根据总离子流色谱图,鉴别出的26个成分中,有21个成分相似,理论上可作为茶枝柑的替代。徐展翅等^[11]以茶枝柑（广陈皮）和四川大红袍、温州蜜柑等作为考察对象,通过对比研究其HPLC指纹图谱,发现普通陈皮与广陈皮之间存在一定差异,同时也发现大红袍、温州蜜柑的指纹图谱与广陈皮的相似度要略高于其他普通陈皮。

因此,本文采用常规理化方法研究广陈皮的原材料即茶枝柑果皮和3种典型的陈皮原材料,进行部分活性成分的提取和测定,并根据特征成分的差异作对比分析,为陈皮资源的充分开发利用提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验原料 4种柑橘属品种分别为茶枝柑、温州蜜柑、脐橙、湖北柑,均购于广州市天河区天平架农贸市场。挑选出表皮无损伤、无病虫害的果实。

1.1.2 主要试剂硫酸、蒽酮、乙酸乙酯、考马斯亮蓝G-250溶液、无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、Folin-Ciocalteu试剂等。

1.1.3 仪器设备 6890N/5975B气象色谱-质谱联用仪,Agilent Technollogies Inc;UV-1800 型紫外-可见分光光度计,日本岛津公司;JW-1042低速离心机,安徽嘉文仪器装备有限公司;DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱,上海精宏实验设备有限公司。

1.2 方法

1.2.1 实验设计将挑选出的果实一半剥开,只取其果皮,随机取果皮100 g,用液氮处理后打碎成粉末状,贮藏于-20 ℃,用于相关指标的测定;另随机取果皮100 g置于50 ℃环境下烘干至恒量并粉碎,干燥贮藏为相关指标备用。挑选出的果实另一半包装好贮藏于冷冻库中,用于后期相关指标的测定。

1.2.2 指标测定（1）可溶性糖含量的测定：采用蒽酮比色法^[12]。

（2）可溶性蛋白含量的测定：采用考马斯亮蓝G-250法^[13]。

（3）总多酚含量的测定：采用福林酚法^[14]。

（4）总黄酮含量的测定：采用超声波辅助提取黄酮^[15]亚硝酸钠-硝酸铝显色法。准确称取烘干打碎的橘皮粉末1 g,每个品种各3份,加入50 mL 50%乙醇,设置温度为50 ℃,超声20 min。抽滤,重复提取1次,使得黄酮基本提尽,合并提取液,定容至100 mL。测定时,准确吸取1 mL于10 mL容量瓶中,加入30%乙醇使成5 mL,先加入5% NaNO₂溶液0.3 mL,摇匀,静置6 min,加10% Al(NO₃)₃溶液0.3 mL,摇匀,静置6 min,加4 mL 4% NaOH溶液,蒸馏水稀释到10 mL,静置15 min。以空白为对照,在510 nm波长下测定其吸光度。制得标准曲线为：y=11.009x+0.0053。

（5）精油成分分析：采用常规水蒸气蒸馏法^[16]提取精油。将150 g新鲜的柑橘皮剪成0.5 cm见方的小块,装入1000 mL圆底烧瓶中,加入300 mL水,于电热器蒸馏2.5 h。取得精油与少量水的混合物于1.5 mL离心管中,加入适量的无水Na₂SO₄,吸收多余水分。精确吸取1 μL精油,用无水乙醇稀释10倍,密封,冷藏,待进行GC-MS分析。

（6）GC-MS分析。色谱条件：Agilent 19091S-433气相色谱仪,色谱柱型号为HP-5MS（30.0 m×250.00 μm×0.25 μm）,流量恒定,He流量1.0 mL/min,进样量1.0 μL,分样进流30∶1,进样口温度325 ℃,起始柱温50 ℃,以5 ℃/min的速率升温到110 ℃,然后以3 ℃/min的速率升温到190 ℃,再以10 ℃/min的速率升温到325 ℃。

质谱条件：MSD质谱,电离方式EI,电子能量70 eV,离子源温度230 ℃,接口温度280 ℃,灯丝发热电流0.25 mA,电子倍增器电压1000 V,扫描速度全程40~500 u/s,扫描范围：50~300 u。

1.3 数据处理

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图6 温州蜜柑果皮精油成分的气相色谱-质谱总离子流图

Fig. 6 Total ion chromatogram of aromatic components of essential oils in Wenzhou mandarin orange peel

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图7 脐橙果皮精油成分的气相色谱-质谱总离子流图

Fig. 7 Total ion chromatogram of aromatic components of essential oils in navel orange peel

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图8 湖北柑果皮精油成分的气相色谱-质谱总离子流图

Fig. 8 Total ion chromatogram of aromatic components of essential oils in Hubei citrus peel

表1 各品种陈皮原料检出的精油的主要化合物成分保留时间及相对含量

Tab. 1 The main compounds, retention times and relative contents of essential oils detected in different varieties of dried citrus peels

保留时间Retention time/min	化合物名称Compound name	分子式Molecular formula	相对含量Relative content/%
保留时间Retention time/min	化合物名称Compound name	分子式Molecular formula	茶枝柑	温州蜜柑	脐橙	湖北柑
9.38	β-蒎烯	C₁₀H₁₆	1.604	0.098	0.520	0.300
10.27	莰烯	C₁₀H₁₆	0.662	0.349	0.304	0.198
10.61	β-月桂烯	C₁₀H₁₆	1.105	0.654	0.479	0.520
11.09	辛醛	C₈H₁₆O	0.061	0.078	0.032	0.048
11.18	α-水芹烯	C₁₀H₁₆	0.050	0.231	0.098	0.302
11.41	3-氯甲苯	C₇H₇Cl	0.779	0.128	0.198	0.236
12.13	D-柠檬烯	C₁₀H₁₈O₂	66.360	47.989	65.440	53.280
12.92	萜品烯	C₁₀H₁₆	10.530	0.143	0.066	0.395
14.10	3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇苯甲酸酯	C₁₇H₂₂O₂	0.161	—	0.086	0.121
15.70	香茅醛	C₁₀H₁₈O	0.743	0.305	0.079	0.136
16.34	3-蒈烯	C₁₀H₁₆	0.297	0.186	0.068	0.241
16.61	4-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-环己烯-1-醇	C₁₀H₁₈O	0.373	0.156	1.093	0.387
17.04	γ-松油醇	C₁₀H₁₈O	7.111	0.078	0.358	0.278
17.30	癸醛	C₁₀H₂₀O	0.335	0.079	0.137	0.090
17.88	D-香茅醇	C₁₀H₁₈O	0.304	0.087	0.198	0.311
18.45	L-香芹酮	C₁₀H₁₄O	0.042	0.019	0.078	—
18.59	4-(1-甲基乙烯基)-1-环己烯-1-甲醇	C₁₂H₁₈O₂	0.870	0.093	0.790	0.109
18.94	双戊烯	C₁₀H₁₆	0.081	0.038	0.077	0.029
19.36	麝香草酚	C₁₀H₁₄O	1.167	0.083	1.039	0.090
19.79	4-(1-甲基乙基)苯甲醇乙酸酯	C₁₂H₁₆O₂	0.206	0.095	0.302	0.197
20.18	5-甲基-2-(1-甲基乙烯基)-4-己烯-1-醇乙酸酯	C₁₂H₂₀O₂	0.125	0.111	0.129	0.091
21.50	2-(甲氨基)苯甲酸甲酯	C₉H₁₁NO₂	2.919	0.037	1.935	0.092

	Note: — represents not identified.
	注：—表示未检测到该物质。

从表1（列出22种主要化合物）可以看出,采用GC-MS法检测出来的各种柑橘果皮精油的呈香成分主要是D-柠檬烯、萜品烯、γ-松油醇、β-月桂烯、麝香草酚等,含量最高的成分均为D-柠檬烯。各品种间,精油总含量最高的是茶枝柑果皮。脐橙果皮的精油总含量及各成分含量较接近于茶枝柑果皮,而温州蜜柑和湖北柑果皮精油含量均明显小于茶枝柑果皮。同时2-甲氨基-苯甲酸甲酯及萜品烯的含量只有脐橙与茶枝柑较为接近。

3 讨论

3.1 不同种橘类果皮化学成分对比差异

本文采用常规法提取各测定指标,温州蜜柑、脐橙、湖北柑果皮的可溶性糖、可溶性蛋白质、总黄酮、总多酚含量与茶枝柑果皮相比有显著差异。吴愫青等^[19]、王姿媛等^[20]测定不同种类的陈皮药材原料的化学成分,发现不同陈皮药材原料中的主要化学成分含量差异较大。

黄酮类物质是陈皮主要活性成分之一,是柑橘类植物鉴别的重要标识物,可作为检测柑橘汁真伪时的特征成分^[21],具有明显的药理活性^[22]。柑橘皮中黄酮类物质含量在4.5~25.7 mg/kg之间^[23]。万利秀等^[24]提取9种橘皮的黄酮类物质时发现不同品种的柑橘皮总黄酮含量差异显著,总黄酮含量最高和最低的品种含量相差近1倍。含量的差异可能是由于不同品种柑橘所含的黄酮类组分不同。Zhang等^[25]发现,宽皮柑橘类中黄酮物质主要为橙皮苷和川皮苷,橙类则为橙皮苷和芸香柚皮苷。说明不同品种柑橘所含的黄酮类组成有其各自的特征。

3.2 不同种橘类果皮精油成分的差异

本研究采用GC-MS法检测出来的各种柑橘果皮精油的成分主要是D-柠檬烯、萜品烯、γ-松油醇、β-月桂烯、麝香草酚等,含量最高的成分均为D-柠檬烯。各品种间,精油总含量最高的是茶枝柑果皮。

结合前人研究,王亚敏等^[22]采用质谱联用法（GC/MS）测定,采用特征投影法（HELP）对广陈皮与茶枝柑果皮的重叠峰进行解析,其D-柠檬烯也是精油中含量最高的组分,分别为73.39%和65.61%。高婷婷等^[26]采用空固相微萃取法和蒸馏萃取法测定广陈皮与茶枝柑果皮精油组分,同样也以D-柠檬烯含量为最高,分别是56.20%和53.43%。本研究结果与前人研究结果接近。

张廷模等^[27]研究中发现,广陈皮中精油含量要高于普通陈皮。严寒静等^[28]发现,广陈皮原料茶枝柑精油含20种化学成分,与市场陈皮主要来源品种的精油组分差异显著,其中广陈皮有效成分β-蒎烯是其他品种的6倍^[7]。周欣等^[29]研究8种广陈皮品种,发现茶枝柑精油含量显著高于其他品种。本研究结果同样发现茶枝柑果皮精油含量要高于其他品种,同时发现,脐橙果皮的精油总含量及各成分含量较接近于茶枝柑,而温州蜜柑和湖北柑果皮精油含量均明显小于茶枝柑果皮。

关于茶枝柑的特征精油成分,欧小群等^[30]认为广东新会陈皮与其他近缘品种精油的差异是广陈皮（茶枝柑）精油中的特有成分2-甲氨基-苯甲酸甲酯及萜品烯相对含有量最高。周欣等^[31]采用傅里叶变换红外光谱法比较华南7个产地陈皮的差异,发现只有在广陈皮的精油中具有2-甲氨基-苯甲酸甲酯成分的一组相关峰;而采用GC-MS方法分析时,发现只有新会茶枝柑含有2-甲氨基-苯甲酸甲酯成分^[7]。因此,推测2-甲氨基-苯甲酸甲酯及萜品烯是广陈皮特有香气的物质基础所在。本文研究同样发现,茶枝柑精油成分中2-甲氨基-苯甲酸甲酯及萜品烯要显著高于其他3种柑橘原料,且只有脐橙果皮精油的2-甲氨基-苯甲酸甲酯及萜品烯含量与茶枝柑较为接近,而温州蜜柑和湖北柑果皮精油几乎不含有此2种特征成分。

从本研究结果来看,脐橙的化学成分与茶枝柑是较为接近的,尤其在精油与香气的特征成分2-甲氨基-苯甲酸甲酯及萜品烯含量上。综合而言,3种典型柑橘中,脐橙作为广陈皮原料茶枝柑的替代品是最具前景的。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

References

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1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 4个柑橘品种果皮可溶性糖含量的比较

图1 4种品种柑橘果皮的可溶性糖含量比较

2.2 4个柑橘品种果皮可溶性蛋白含量的比较

图2 4种品种柑橘果皮的可溶性蛋白质含量比较

2.3 4个柑橘品种果皮总多酚含量的比较

图3 4种品种柑橘果皮的总多酚含量比较

2.4 4个柑橘品种果皮总黄酮含量的比较

图4 4种品种柑橘果皮的总黄酮含量比较

2.5 4个柑橘品种橘皮精油化学成分比较

图5 茶枝柑果皮精油成分的气相色谱-质谱总离子流图

图6 温州蜜柑果皮精油成分的气相色谱-质谱总离子流图

图7 脐橙果皮精油成分的气相色谱-质谱总离子流图

图8 湖北柑果皮精油成分的气相色谱-质谱总离子流图

表1 各品种陈皮原料检出的精油的主要化合物成分保留时间及相对含量

3 讨论

3.1 不同种橘类果皮化学成分对比差异

3.2 不同种橘类果皮精油成分的差异

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