山楂果原花青素穩定性研究

張澤生，高薇薇，張 穎，錢 俊，王玉本，侯冬梅

(天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457)

山楂果原花青素穩定性研究

張澤生，高薇薇，張 穎，錢 俊，王玉本，侯冬梅

(天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457)

研究了山楂果原花青素在不同貯存條件下的穩定性及相應的抗氧化能力，為其進一步開發利用提供理論依據。結果表明，山楂果原花青素對熱、光敏感;酸性環境中穩定性較好;Fe3+、Cu2+、Fe2+對原花青素有明顯的破壞作用，Mn2+、Al3+對原花青素穩定性有一定影響，其他常見金屬離子對原花青素穩定性影響較小;食品添加劑抗壞血酸、檸檬酸、亞硫酸氫鈉能提高原花青素穩定性，其他常用食品添加劑對原花青素穩定性影響較小;山楂果提取物的抗氧化能力與其原花青素含量呈正相關。

山楂果，原花青素，穩定性，抗氧化能力

Abstract:The stability and antioxidant activity of the proanthocyanidins from hawthorn fruit in different storage conditions were investigated，and the results mightbe beneficialto furtherdevelopmentusing the proanthocyanidins.The results showed that the proanthocyanidins from hawthorn fruit was sensitive to heat and light，and was stable under the acid condition.The proanthocyanidins was severely destroyed when Fe3+，Cu2+or Fe2+was added，and was a little affected when the medium added Mn2+or Al3+，whereas other common metal ions had no such obvious effect on its stability.Food additive ascorbic acid，citric acid and sodium bisulfite could protect the proanthocyanidins.Moreover，there was a positive correlation between content and antioxidant activity of the proanthocyanidins from hawthorn fruit.

Key words:hawthorn;proanthocyanidins;stability;antioxidant activity

原花青素(proanthocyanidins，簡稱PC)是植物中廣泛存在的一大類多酚類聚合物的總稱，為雙黃酮衍生物，由不同數目的兒茶素或表兒茶素縮合而成，按聚合度不同可分為低聚體(procyanidolic oligomers，簡稱 OPC)和高聚體(procyanidolic polymers，簡稱PPC)［1］。近年來研究發現，原花青素低聚體具有多種生物學作用，是一種天然的自由基清除劑和抗氧化劑，有預防心血管疾病、抗腫瘤、抗輻射、防血小板凝結等多種功能［2］。山楂為薔薇科(Rosaceae)山楂屬(Crataegus.L)植物，分布于北溫帶，是原花青素的一種潛在資源［3］。本實驗對山楂果原花青素在各種處理條件下的穩定性進行了全面的研究，探討影響穩定性的各種因素，為其安全使用及進一步開發利用提供科學的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

山楂果原花青素提取物 本實驗室自制，原花青素含量為59.77%，平均聚合度為2.29;兒茶素標品

天津尖峰天然產物研究開發公司;DPPH(1，1－聯苯－β－苦基苯肼)Sigma公司;食品添加劑 為食品級;其余試劑 均為國產分析純。

UVmin－1240紫外/可見分光光度計 日本島津公司;pH－3C酸度計 天津市盛邦電器廠;DL102電熱鼓風干燥箱 天津市實驗儀器廠;TDL－5－A型低速離心機 上海安亭科學儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 山楂果提取物中原花青素含量的測定 采用鹽酸－香草醛法［4］，以兒茶素為標準品，建立兒茶素質量濃度與吸光度的線性關系曲線為Y=1.6791X+0.0306(R=0.9997)，其中X為兒茶素標準品質量濃度(mg/mL)，Y為吸光度，線性范圍為0.04～0.4mg/mL。

1.2.2 山楂果原花青素提取物對DPPH自由基清除能力的測定［5－6］在試管中依次加入1.5 ×10－4mol/L 的DPPH甲醇溶液2mL，樣品甲醇溶液2mL，搖勻后室溫放置，30min后于517nm測定吸光度。樣品對DPPH自由基清除能力K計算如下:K(%)=［1－(Ai－Aj)/Ao］×100%。其中Ao為空白管吸光度，以2mL溶劑代替樣品溶液;Ai為樣品溶液管吸光度;Aj為對照管吸光度，以2mL溶劑代替 DPPH溶液。

1.2.3 山楂果原花青素提取物對羥自由基清除能力的測定［7］在試管中依次加入3mmol/L的FeSO4溶液1mL，3mmol/L的水楊酸溶液1mL，樣品溶液1mL，3mmol/L的 H2O2溶液1mL，搖勻，37℃水浴30min，冷卻靜置 10min后以 5000r/min離心 10min，于510nm處測其吸光值。樣品對羥自由基清除能力K計算如下:K(%)=［1－(Ai－Aj)/Ao］×100%。其中Ao為空白管吸光度，以1mL蒸餾水代替樣品溶液;Ai為樣品溶液管吸光度;Aj為對照管吸光度，以1mL蒸餾水代替水楊酸。

1.2.4 熱對山楂果原花青素穩定性的影響 配制一定濃度山楂果原花青素樣品溶液，取等量該溶液置于具塞試管中，分別在4、20、40、60℃保存，每3d取樣測定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。原花青素保存率計算公式如下:

保存率(%)=(樣品待測時原花青素含量/樣品初始原花青素含量)×100%

1.2.5 光對山楂果原花青素穩定性的影響 配制一定濃度山楂果原花青素樣品溶液，取等量該溶液置于具塞試管中，分別在避光、室內自然光、日光直射條件下保存，每3d取樣測定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.6 酸對山楂果原花青素穩定性的影響［8］山楂果原花青素樣品溶液pH約為6，用Na2HPO4和檸檬酸配成pH為2、3、4、5的緩沖液待用，取等量山楂果原花青素樣品溶液，分別用不同pH溶液稀釋至相同體積，避光4℃保存，每3d取樣測定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.7 堿對山楂果原花青素穩定性的影響 山楂果原花青素樣品溶液pH約為6，用Tris和鹽酸配成pH為7、8、9、10的緩沖液待用，取等量山楂果原花青素樣品溶液，分別用不同pH溶液稀釋至相同體積，避光4℃保存，每3d取樣測定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.8 金屬離子對山楂果原花青素穩定性的影響［9］

配制濃度為 0.2%的金屬離子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Fe2+、Al3+、Fe3+)溶液待用，取等量山楂果原花青素樣品溶液，分別加入等量不同金屬離子溶液，避光4℃保存，每3d取樣測定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.9 常用食品添加劑對山楂果原花青素穩定性的影響［10－11］配制濃度為0.2%的苯甲酸、山梨酸溶液，1.0%的檸檬酸、DL－蘋果酸溶液，0.04%的亞硫酸氫鈉溶液，10%的蔗糖、食鹽溶液，0.2%的抗壞血酸(VC)溶液待用，取等量山楂果原花青素樣品溶液，分別加入等量不同食品添加劑溶液，避光4℃保存，每5d取樣測定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

2 結果與分析

2.1 熱對山楂果原花青素穩定性的影響

由圖1a、1b、1c可知，山楂果原花青素對熱敏感，20、40、60℃下，原花青素含量均有不同程度的減少，其中60℃條件下貯存15d后，原花青素保存率僅為50%，穩定性差，且原花青素清除自由基的能力也隨之明顯下降;4℃條件下貯存15d后，原花青素保存率在95%以上，仍具有較強的清除自由基能力，穩定性好。這是因為隨著溫度的升高，貯存時間的延長，原花青素多聚體發生熱降解。因此，山楂果原花青素提取物應在低溫下保存。

圖1a 熱對山楂果原花青素含量的影響

圖1b 熱對山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖1c 熱對山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.2 光對山楂果原花青素穩定性的影響

由圖2a、2b、2c可知，山楂果原花青素對光敏感，日光直射條件下，原花青素含量明顯下降，貯存15d后，保存率在40%以下，穩定性差，且原花青素清除自由基的能力明顯減弱;室內自然光條件下貯存15d后，原花青素保存率在85%左右，穩定性一般，避光保存15d后，原花青素保存率仍在95%以上，穩定性好。因此，山楂果原花青素提取物應在避光條件下保存，以減少光對其影響。

圖2a 光對山楂果原花青素含量的影響

圖2b 光對山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖2c 光對山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.3 酸對山楂果原花青素穩定性的影響

由圖3a、3b、3c可知，山楂果原花青素在弱酸(pH4～6)環境中貯存15d后保存率在90%以上，且仍具有較強的清除自由基能力，有較好的穩定性;在強酸(pH3以下)環境中貯存15d后，山楂果原花青素保存率在85%以上，清除自由基的能力略有減弱。因此可以認為，山楂果原花青素提取物在酸性環境中有較好的穩定性。

圖3a 酸對山楂果原花青素含量的影響

圖3b 酸對山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖3c 酸對山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.4 堿對山楂果原花青素穩定性的影響

由圖4a、4b、4c可知，山楂果原花青素在堿性環境中隨著貯存時間的延長，原花青素降解越完全，清除自由基能力也隨之急劇下降，穩定性極差。這是因為原花青素結構中含有多個酚羥基，使其具有酸性，因而在堿性環境中反應生成其他物質，同時自身產生降解。因此山楂果原花青素提取物不能在堿性環境中應用和保存。

圖4a 堿對山楂果原花青素含量的影響

圖4b 堿對山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖4c 堿對山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.5 金屬離子對山楂果原花青素穩定性的影響

由圖5a、5b、5c可知，Fe3+對山楂果原花青素影響最大，Fe3+加入后溶液呈深藍色，貯存9d后，有絮狀沉淀，原花青素保存率僅為2%，基本被破壞，清除自由基能力也隨之減弱;Cu2+，Fe2+對山楂果原花青素有較大的影響，其中Fe2+加入后溶液呈深褐色，貯存9d后，溶液中有沉淀出現，原花青素保存率在50%以下。這是因為原花青素含有多個酚羥基，易與 Fe3+，Cu2+，Fe2+絡合，形成不溶性螯合物。Mn2+，Al3+對山楂果原花青素有一定的影響，貯存9d后，原花青素保存率為70%左右;其他金屬離子對山楂果原花青素影響較小，貯存9d后，原花青素保存率在90%左右，且仍具有較強的清除自由基能力。因此，山楂果原花青素的貯存應避免含 Fe3+，Cu2+，Fe2+，Mn2+，Al3+的容器或環境。

圖5a 金屬離子對山楂果原花青素含量的影響

圖5b 金屬離子對山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖5c 金屬離子對山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.6 常用食品添加劑對山楂果原花青素穩定性的影響

由圖6a、6b、6c可知，添加抗壞血酸、檸檬酸、亞硫酸氫鈉能提高山楂果原花青素的穩定性。其中，由于抗壞血酸自身具有較強的抗氧化能力和清除自由基能力，因而添加抗壞血酸能明顯提高山楂果原花青素溶液的清除自由基能力。其他常用食品添加劑對山楂果原花青素沒有明顯影響，貯存15d后，原花青素保存率仍在90%以上，且保持著較強的清除自由基能力。

圖6a 食品添加劑對山楂果原花青素含量的影響

圖6b 食品添加劑對山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖6c 食品添加劑對山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

3 結論

對山楂果原花青素提取物穩定性的研究表明，高溫下，山楂果原花青素易發生熱降解;日光直射對原花青素有強烈的破壞作用，因此原花青素應低溫避光保存;酸性環境中原花青素穩定性較好，堿對其有明顯的破壞作用;Fe3+，Cu2+，Fe2+對原花青素有明顯的破壞作用，易發生絡合反應形成不溶性的螯合物，Mn2+，Al3+對其有一定的影響，其他常見金屬離子影響較小;食品添加劑抗壞血酸、檸檬酸、亞硫酸氫鈉能提高原花青素穩定性，其他常用食品添加劑對其影響不大，使用時應按照食品添加劑使用衛生標準適量添加［12］;山楂果中原花青素含量與抗氧化能力呈正相關，隨著原花青素含量的減少，清除自由基能力減弱。

大量研究證明，人類大部分常見的疾病，如動脈粥樣硬化、血栓、糖尿病、炎癥、癌癥及人體的衰老都與自由基有關，而原花青素作為一種具有多種生理活性的天然抗氧化劑，已引起人們的廣泛關注［13］。在穩定性研究的基礎上，探求有效的方法解決穩定性問題，將為原花青素的應用開創一片新的前景。

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Study on the stability of proanthocyanidins from hawthorn fruit

ZHANG Ze－sheng，GAO Wei－wei，ZHANG Ying，QIAN Jun，WANG Yu－ben，HOU Dong－mei
(Department of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China)

TS255.1

A

1002－0306(2010)08－0108－05

2009－09－08

張澤生(1956－)，男，教授，博士生導師，研究方向:功能食品的研究與開發，天然產物的生物活性及機理。

國家“十一五”科技支撐計劃項目(2006BAD27B06)。