茶多酚、螺旋藻及其復(fù)配物的抗氧化性能研究

馬君義，馬紹城，劉嘉欣，周亞斌，許艷，王義峰，張繼

（1.西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，甘肅蘭州730070；2.甘肅特色植物有效成分制品工程技術(shù)研究中心，甘肅蘭州730070；3.福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建福州350117；4.中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州510275）

茶多酚、螺旋藻及其復(fù)配物的抗氧化性能研究

馬君義1，2，馬紹城3，劉嘉欣4，周亞斌1，許艷1，王義峰1，張繼1，2

（1.西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，甘肅蘭州730070；2.甘肅特色植物有效成分制品工程技術(shù)研究中心，甘肅蘭州730070；3.福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建福州350117；4.中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州510275）

以抗壞血酸（VC）為對照，考察了茶多酚（TP）、螺旋藻（SP）及其復(fù)配物對·OH、O2-·和DPPH自由基的清除能力，進而分析它們的抗氧化性能。結(jié)果表明，TP、SP對·OH、O2-·和DPPH自由基都具有一定的清除能力，且在研究濃度范圍內(nèi)其清除率都隨待測樣品濃度增加而增強。TP清除自由基的能力優(yōu)于SP，且TP對·OH、DPPH自由基的清除能力與VC相當(dāng)，SP對·OH自由基的清除能力較強而對DPPH自由基的清除能力很弱；向SP中添加10%左右的TP，即表現(xiàn)出較強的協(xié)同抗氧化性能，這對進一步研發(fā)適宜于中、老年人服用的兼有抗氧化和增強免疫力的營養(yǎng)保健食品具有重要的參考價值。

茶多酚；螺旋藻；復(fù)配物；抗氧化性能

自由基是生物體氧化過程中產(chǎn)生的中間代謝產(chǎn)物，具有很強的氧化能力，正常情況下其產(chǎn)生與消除呈平衡狀態(tài)。但隨著年齡的增長，機體內(nèi)自由基水平呈增長趨勢，而自由基清除機制卻逐步退化，致使體內(nèi)自由基大量積聚，直接或間接地引起細胞膜損傷、交聯(lián)鍵的形成、酶活性降低、多糖降解、DNA鏈斷裂，從而引起機體代謝紊亂，引發(fā)多種疾病，例如中風(fēng)、肺氣腫、炎癥、心肌梗塞、老年性癡呆、帕金森氏病、白內(nèi)障、糖尿病和動脈粥樣硬化等[1-3]。隨著人民生活水平的提高和對化學(xué)合成抗氧化劑危害性認識的深入，高效低毒的抗氧化劑已成為研發(fā)的熱點，人們把目光從人工合成抗氧化劑轉(zhuǎn)移到從天然植物中篩選抗氧化成分上[4-5]。

茶多酚（Tea polyphenols，TP）是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱，主要包括兒茶素、沒食子兒茶素、表兒茶素、表沒食子兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯和表沒食子兒茶素沒食子酸酯等6種物質(zhì)，是公認的高效、安全的天然抗氧化劑[6-8]，其含量約占茶葉干重的20%～35%。TP具有增強機體免疫力、抗衰老、抗氧化、抗腫瘤、抗輻射、抗病毒、抑菌、預(yù)防和治療心腦血管疾病、保護肝臟、降血脂和降血糖等多種天然生物活性[9-15]。

螺旋藻（Spirulina，SP）是近年來已經(jīng)進行規(guī)模化培養(yǎng)的多細胞螺旋絲狀藍藻，因其營養(yǎng)成分豐富、全面而均衡以及極高的防病保健價值，已成為世界性保健食品[16-17]，且被醫(yī)學(xué)界視為一種理想營養(yǎng)源和潛在的藥源[18]。1g螺旋藻所含的營養(yǎng)相當(dāng)于1 000g各種果蔬營養(yǎng)的總和。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，SP所含的多糖、藻藍蛋白及β-胡蘿卜素等物質(zhì)皆具有明顯的增強免疫力、防癌、抗癌、抗感染、抗輻射的作用；鐵、葉綠素及VB12可防治急性、慢性或惡性貧血；β-胡蘿卜素、VE、VC、γ-亞麻酸都是抗衰老的活性物質(zhì)；超氧化物歧化酶能有效清除體內(nèi)自由基，具有抗氧化保護細胞不受損傷的功能；SP還能迅速消除疲勞，恢復(fù)體力，毒理學(xué)實驗尚未發(fā)現(xiàn)SP的毒副作用[19-23]。

研究表明，某些抗氧化劑復(fù)合物的抗氧化活性高于單一的抗氧化劑活性[24-25]。朱梅菊[26]等研究發(fā)現(xiàn)螺旋藻及其復(fù)配物均能減輕運動小鼠心肌線粒體過氧化損傷，且復(fù)方的效果顯著超過單味螺旋藻。螺旋藻中含有的豐富的β-胡蘿卜素、VE、VC與茶多酚也具有協(xié)同增效作用[27-28]。

茶多酚、螺旋藻各自已有產(chǎn)品上市流通銷售，但綜合二者優(yōu)勢研究其復(fù)配物的抗氧化性能并進行產(chǎn)品開發(fā)鮮見報道。依據(jù)抗氧化的基本原理，以VC為對照，在考察TP、SP對·OH自由基、O2-·自由基、DPPH自由基清除能力的基礎(chǔ)上研究了不同配比的TP與SP復(fù)配物的抗氧化性能，篩選最佳的復(fù)配比，旨在開發(fā)一種適宜于中、老年人服用的兼具抗氧化和增強免疫力的營養(yǎng)保健食品，并為其提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品及其制備

TP（食品級）：天水維康生物工程有限公司；SP（食品級）：美新科技制藥公司。

準(zhǔn)確的將TP、SP配制成一系列濃度梯度的樣品溶液，分別測定其清除·OH、O2-·和DPPH自由基的能力，然后向SP溶液中添加1%、5%、10%、15%的TP，制備得到不同配比的復(fù)配物，再考察其抗氧化能力。

1.2 儀器與試劑

Labtech UV1000紫外-可見分光光度計：北京萊伯泰科儀器有限公司；JRA-6數(shù)顯磁力攪拌水浴鍋：金壇市杰瑞爾電器有限公司；BL320H電子天平：北京賽多利斯天平有限公司；TDL5M臺式大容量冷凍離心機：湘儀離心機儀器有限公司；KQ-250DEX型數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；1～5mL移液槍：上海求精生化試劑儀器有限公司；等。

·OH自由基測定試劑盒、O2-·自由基測定試劑盒：南京建成生物工程研究所；DPPH（純度＞97%）：北京索萊寶科技有限公司；抗壞血酸：上海中泰化學(xué)試劑有限公司；95%乙醇：煙臺市雙雙化工有限公司，等，以上試劑均為分析純。

1.3 實驗方法

1.3.1 清除·OH自由基的能力測定

準(zhǔn)確的將待測試樣配成一系列濃度，按抗·OH自由基試劑盒說明書提供的方法，以VC為對照，利用紫外-可見分光光度計測定其在550 nm處的吸光值，依下式計算TP、SP及其復(fù)配物對·OH自由基的清除率。

1.3.2 清除O2-·自由基的能力測定

準(zhǔn)確的將待測試樣配成一系列濃度，按抗O2-·自由基試劑盒說明書提供的方法，以VC為對照，利用紫外-可見分光光度計測定其在550 nm處的吸光值，依下式計算TP、SP及其復(fù)配物對O2-·自由基的清除率。

1.3.3 清除DPPH自由基的能力測定

分別取不同濃度的待測樣品溶液和VC溶液各0.1mL，加入3.9mL濃度為2.0×10-4mol/L的DPPH溶液，混勻后室溫下置于暗處靜置反應(yīng)30min，4000 r/min離心10min，以95%的乙醇為空白對照，利用紫外-可見分光光度計在517 nm處測定吸光值A(chǔ)i，同時，測定3.9mL的2.0×10-4mol/LDPPH溶液與0.1mL的95%乙醇混合反應(yīng)體系的吸光度Ac以及0.1mL的待測樣品溶液與3.9mL的95%乙醇混合反應(yīng)體系的吸光度Aj，依下式計算TP、SP及其復(fù)配物對DPPH·自由基的清除率。

式中：Ac為3.9mLDPPH溶液與0.1mL 95%乙醇反應(yīng)體系的吸光度值；Ai為3.9mLDPPH溶液與0.1mL待測樣品溶液反應(yīng)體系的吸光度值；Aj為0.1mL待測樣品溶液與3.9mL 95%乙醇反應(yīng)體系的吸光度值。

2 結(jié)果與分析

2.1 TP、SP及其復(fù)配物對·OH自由基的清除能力

·OH自由基是活性氧中最活潑的自由基，也是毒性最大的自由基，它幾乎能與活細胞中任何分子發(fā)生反應(yīng)，且反應(yīng)速度極快。以VC為對照，按照1.3.1的方法進行試驗，不同濃度的TP、SP及其復(fù)配物對·OH自由基的清除能力如圖1所示。

圖1 SP、TP及其復(fù)配物對·OH自由基的清除能力Fig.1 Scavenging activities of TP，SP and their mixed compounds to·OH

圖1可知：TP和SP對·OH自由基均有一定的清除能力，且在測定濃度范圍內(nèi)其清除率隨待測樣品溶液濃度的增加而增強。TP清除·OH的IC50為0.15mg/mL，當(dāng)濃度達到1.0mg/mL時，TP對·OH自由基的清除率達到94.23%；SP清除·OH的IC50為0.95mg/mL，當(dāng)濃度達到10.0mg/mL時SP對·OH自由基的清除率達到87.50%。總之，TP對·OH的清除能力較強，且與VC相當(dāng)，而SP對·OH的清除能力相對較弱。

分析圖1可知：在SP濃度一定的情況下，復(fù)配物溶液對·OH自由基清除能力高于同濃度的SP溶液，并隨著TP添加量的增加其對·OH自由基的清除能力逐漸增強。在10mg/mL的SP溶液中添加5%～10%的TP時，復(fù)配物溶液對·OH自由基的清除能力達到穩(wěn)定狀態(tài)，清除效果比較理想，說明TP與SP復(fù)配物在清除·OH自由基能力方面具有協(xié)同作用，TP能增強SP的抗氧化活性，但其協(xié)同作用機理尚不明確。

2.2 TP、SP及其復(fù)配物對O2-·自由基的清除能力

O2-·自由基是第1個生成的氧自由基，又是其他氧自由基的前身，對O2-·自由基的清除可以有效地減少氧自由基的生成。以VC為對照，按照1.3.2的方法，測定不同濃度的TP、SP及其復(fù)配物對O2-·自由基的清除能力，結(jié)果如圖2所示。

圖2 SP，TP及其復(fù)配物對O2-·自由基的清除能力Fig.2 Scavenging activities of TP，SP and their mixed com pounds to O2-·

由圖2可知，TP、SP對O2-·自由基具有一定的清除能力，但都弱于VC，且TP、SP對O2-·自由基清除率呈明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系。TP清除O2-·的IC50為5.5mg/mL，當(dāng)濃度達到6.0mg/mL時，TP對O2-·的清除率為61.83%。SP清除O2-·的IC50為32mg/mL，當(dāng)濃度達到40.0mg/mL時，SP對O2-·的清除率達到55.27%。就清除O2-·自由基的能力而言，TP與SP對O2-·的清除能力均較弱，但TP的清除能力強于SP。

分析圖2可知：在SP濃度一定的情況下，復(fù)配物溶液對O2-·自由基的清除能力明顯高于同濃度的SP溶液，并且隨著TP添加量的增加其對O2-·自由基的清除能力逐漸增強，在40mg/mL的SP溶液中添加10%～15%的TP時，復(fù)配物溶液對O2-·自由基的清除效果較為理想。分析表明，TP與SP溶液在清除O2-·自由基能力方面具有協(xié)同作用，但其協(xié)同機理有待進一步研究[29]。

2.3 TP、SP及其復(fù)配物對DPPH自由基的清除能力

以VC為對照，按照1.3.3的方法，測定TP、SP及其復(fù)配物對DPPH自由基的清除能力，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知：TP對DPPH自由基的清除能力較強，且與VC相當(dāng)，在0.05mg/mL～2.0mg/mL濃度范圍內(nèi)，TP對DPPH的清除能力隨TP濃度的增大而增強，由8.25%上升至94.14%，其IC50為0.4mg/mL；當(dāng)TP濃度達到2.0mg/mL時，其對DPPH的清除能力趨于穩(wěn)定。而30.0mg/mL的SP對DPPH的清除能力僅為26.39%。SP對DPPH的清除能力遠弱于相同濃度的VC和TP。

圖3 SP,TP及其復(fù)配物對DPPH自由基的清除能力Fig.3 Scavenging activities of TP，SP and their mixed compounds to DPPH

分析圖3可知：在SP濃度一定的情況下，復(fù)配物溶液對DPPH自由基的清除能力高于同濃度的SP溶液，并隨著TP添加量的增加其對DPPH自由基的清除能力逐漸增強。TP與SP溶液在清除DPPH自由基能力方面具有協(xié)同作用，并且在30mg/mL的SP溶液中添加10%～15%的TP時，復(fù)配物溶液對DPPH自由基的清除能力比較理想。

3 討論

TP、SP及其復(fù)配物對·OH自由基、O2-·自由基和DPPH自由基都具有一定的清除效果，且在研究濃度范圍內(nèi)其清除率隨待測樣品濃度增加而增強。但TP清除自由基的能力優(yōu)于SP，且TP對·OH自由基、DPPH自由基的清除能力與VC相當(dāng)，而對O2-·自由基的清除能力相對較弱；SP對·OH自由基的清除能力較強，而對O2-·自由基的清除能力較弱，對DPPH自由基的清除能力很弱。

TP與SP的復(fù)配物對·OH自由基、O2-·自由基和DPPH自由基的清除率明顯高于同濃度的SP，TP與SP在清除·OH自由基、O2-·自由基和DPPH自由基能力方面具有協(xié)同作用。在滿足SP的全面營養(yǎng)和增強免疫力效能的基礎(chǔ)上，向其中添加10%左右的TP，即表現(xiàn)出較強的協(xié)同抗氧化性能。

茶多酚具有較強的抗氧化功能，螺旋藻屬于營養(yǎng)豐富、能增強機體免疫力的純天然產(chǎn)品，將這兩種天然產(chǎn)物進行復(fù)配，對于進一步研發(fā)適宜于中、老年人服用的兼有抗氧化和增強免疫力的保健食品具有重要的參考價值。

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Study on Antioxidant Properties of Tea Polyphenols，Spirulina and Their Mixtures

MA Jun-yi1，2，MA Shao-cheng3，LIU Jia-xin4，ZHOU Ya-bin1，XU Yan1，WANG Yi-feng1，ZHANG Ji1，2
（1.College of Life Science，Northwest Normal University，Lanzhou 730070，Gansu，China；2.Bioactive Products Engineering and Technology Research Center for Gansu Distinctive Plants，Lanzhou 730070，Gansu，China；3.College of Life Science，F(xiàn)ujian Normal University，F(xiàn)uzhou 350117，F(xiàn)ujian，China；4.College of Life Science，Sun Yat-Sen University，Guangzhou 510275，Guangdong，China）

The antioxidant properties such as scavenging the free radicals towards hydroxyl radical（·OH），superoxidized anionic radical（O2-·）and 1，1-diphenyl 2-picrylhydrazyl（DPPH）by tea polyphenols（TP），spirulina（SP）and their mixed compounds were investigated through using ascorbic acid（VC）as the contrast.The results showed that TP and SP had a certain scavenging activities to·OH，O2-·and DPPH，and the scavenging ratio increased with the concentration of TP，SP and their mixed compounds in the range of the investigated concentration.The TP's scavenging abilities to·OH，O2-·and DPPH was better than SP's，and equivalent to VCin its scavenging activities to·OH and DPPH.SP had a good scavenging abilities to·OH but bad to DPPH.TP and SP mixed compounds showed strong synergistic antioxidant properties if 10% of TP was added into SP，the results provied an important reference for the further research and development of health-care food which play a role of enhance immune and antioxidant properties and the health-care food was suitable for the middle-aged and elderly.

tea polyphenols；spirulina；mixed compounds；antioxidant properties

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.16.006

2013-03-07

西北師范大學(xué)大學(xué)生學(xué)術(shù)科研資助金項目（2011-y-02）

馬君義（1967—），男（漢），副教授，碩士研究生導(dǎo)師，博士，研究方向：天然產(chǎn)物化學(xué)，藥物制劑工藝與技術(shù)。