玉米苞葉黃酮微波提取技術及其抗氧化性質研究

張蕾，張偉，姜曼

（濟寧職業技術學院生物與化學工程系，山東濟寧272037）

玉米苞葉黃酮微波提取技術及其抗氧化性質研究

張蕾，張偉，姜曼

（濟寧職業技術學院生物與化學工程系，山東濟寧272037）

將微波技術應用提取玉米苞葉黃酮，反應速度加快，產品得率提高。研究玉米苞葉黃酮的抗氧化性質，實驗結果表明：玉米苞葉黃酮具有比VC還強的還原能力，0.2 mg/mL的玉米苞葉黃酮提取液與0.8 mg/mL的VC溶液的還原能力相當。玉米苞葉黃酮提取液能夠一定程度地清除對鄰苯三酚自氧化產生的O2-·，0.05 mg/mL的玉米苞葉黃酮對O2-的消除率達到VC的4倍。當提取液濃度為1.4 mg/mL時，對·OH的清除作用高達83.17%。通過玉米苞葉黃酮提取物對豆油體系過氧化的抑制作用研究，發現濃度為0.1%的玉米苞葉黃酮有較好的抑制油脂氧化現象，且抗氧化效果優于VC；檸檬酸可以作為增效劑，大大提升玉米苞葉黃酮對油脂氧化的抑制效果。

微波技術；玉米苞葉；黃酮；抗氧化

我國是種植玉米的大國，玉米苞葉資源豐富。玉米苞葉通常被丟棄，不能有效地利用，甚至影響農業灌溉和排水，或直接燃燒，造成環境污染和資源浪費。在玉米苞葉中黃酮類化合物的含量是十分豐富的［1-2］，擁有較好的抗氧化能力，是一種綠色天然的抗氧化活性成分，能有效治療冠心病、心絞痛、高血壓等心血管疾病，對含脂食品的自動氧化有一定防止的實用價值，是一類值得深入研究的天然產物。

目前對玉米苞葉黃酮的抗氧化性質研究主要集中在清除羥自由基、超氧陰離子自由基方面。但是鮮見將玉米苞葉黃酮應用到油脂體系中研究其對脂質的抗氧化能力。文章將應用微波技術輔助提取玉米苞葉總黃酮，系統的研究其還原能力，清除O2-·與·OH的能力，尤其是對油脂的抗氧化能力。為玉米苞葉資源的深度開發，更為開發天然的綠色安全的抗氧化劑提供一定的理論參考。

1儀器與材料

1.1材料

玉米苞葉（均采于山東省濟寧市同一地點，洗凈、低溫干燥、粉碎、過篩，得粉末狀樣品）；亞硝酸鈉、BHT、氫氧化鈉、鄰苯三酚、鐵氰化鉀、鄰二氮菲、鹽酸、雙氧水，可溶性淀粉、硫酸亞鐵，碘、三氯甲烷、碘化鉀、乙酸、抗壞血酸、檸檬酸、磷酸氫二鈉、硝酸鋁、磷酸二氫鈉、酒石酸、三氯乙酸、乙醇、氯化鐵，以上均為分析純；TRIS，上海生工生物工程有限公司；蘆?。≧utinu），生化試劑，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2主要儀器設備

XH-MC-1型祥鴿實驗室微波合成反應器：北京祥鴿科技發展有限公司；UV—2000型分光光度計：尤尼柯上海儀器有限公司；JD200-2型電子天平：上海精密儀器公司；QL-901漩渦混和器：江蘇海門市麒麟醫用儀器廠；FZ102型粉碎機：天津泰斯特儀器有限公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱：上海一恒科技有限公司。

2試驗方法

2.1玉米苞葉總黃酮的微波提取

2.1.1玉米苞葉黃酮得率測定［3］

由于金屬離子能與黃酮類物質形成呈紅色的穩定絡合物，所以用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH體系絡合物化學吸光法來制作以蘆丁為標準品的標準曲線。得到回歸方程Y=0.524 4x-0.005 1，R2=0.999 9。

按照以上方法測出玉米苞葉浸提液的吸光度A，并且通過以上回歸方程計算出浸提液中總黃酮含量。

2.1.2玉米苞葉黃酮的微波提取［4］

稱取玉米苞葉干粉，用65%的乙醇溶液為溶媒，按照1∶35的料液比進行微波提取15 min，微波功率為400 W。提取完畢后進行抽濾，加入石油醚（1∶1）進行萃取，靜止，除去醚層。然后真空濃縮所得下層溶液。定容后，得到玉米苞葉黃酮的提取液。

2.2玉米苞葉黃酮抗氧化能力測定

2.2.1還原能力的測定［5］

配制玉米苞葉黃酮溶液及VC溶液，濃度分別為0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2、1.4 mg/mL。分別將2.5 mL濃度為0.2 mol/L的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖溶液（pH6.6）加入到玉米苞葉黃酮溶液、VC溶液中，再加入1%的K3Fe（CN）6溶液2.5 mL，而后將所得的混合物在50℃的條件下進行保溫20 min；取出后分別加入10%的TCA溶液（W/V）2.5 mL。于2 000 r/min，離心10 min，取上層清夜5 mL，分別加入1 mL 0.1%的氯化鐵溶液，定容至50 mL，混合均勻。在700 nm波長下下測定吸光度（同時做空白）。吸光度越高，其還原能力越強。

2.2.2對超氧陰離子自由基O2-的檢測［6］

在試管中，加入3 mL pH為8.3的Tris-HCl緩沖液，再加入不同濃度的玉米苞葉黃酮提取液及VC溶液（對照用蒸餾水代替）。25℃條件下，試管預溫10 min，加入濃度為30 mmol/L的經過25℃預溫10 min的鄰苯三酚溶液12 μL，搖勻后倒入比色杯中。325 nm處，每30秒測一次吸光值滯后30 s。反應5 min后，加入1.0 mL 8 mol/L HC1。同時以緩沖液作參比，以1 mL試樣溶劑做空白對照組，每個處理重復3次。清除率的公式為：

2.2.3對羥自由基·OH的檢測［7］

10 mL的比色管中，加入1 mL的鄰二氮菲溶液（5×10-3mol/L），加2 mL磷酸緩沖液（PBS）（pH=7.4），充分混勻后，加1.0 mL 7.5×10-3mol/LFeSO4溶液，每加一管立即混勻，再加1.0 mL0.1%的H2O2，最后以H2O補充體積至總體積為10 mL。37℃下，保溫反應1 h，在536 nm處測定吸光值A536（損傷）。玉米苞葉黃酮的清除自由基作用，依上法操作，加入玉米苞葉黃酮提取液后加H2O2，37℃保溫1 h，測A536（加藥）。未損傷管不加H2O2及玉米苞葉黃酮提取液。羥自由基清除率d計算方法：

2.2.4在油脂體系中的抗氧化作用

2.2.4.1標準曲線的繪制［8］

配置濃度為0.1%的KI-I2溶液，用此標準溶液配置濃度分別為0.197、0.393、0.787、1.575、2.362、3.136、3.937 μmol/mL的標準溶液。分別取上述濃度的KI-I2溶液各1 mL，加入2 mL的氯仿-乙酸溶液（V/V=2∶3）后，再添加1 mL 1%（W%）的可溶性淀粉溶液，最后定容至15 mL。經搖勻后，取上清液，在585 nm處測定吸光值（用蒸餾水作為參比）。制作以碘量為橫坐標，吸光值為縱坐標的標準曲線，得到回歸方程：y=0.097 7x+ 0.018 8，R2=0.996。

2.2.4.2油脂POV值得測定

30 g豆油加入抗氧化劑，置于100 mL燒杯中，放在65℃的烘箱中。每48小時取樣，測定油脂POV值。

取0.6 g豆油（用蒸餾水為參比作空白試驗），加入2.00 mL氯仿-乙酸溶液，搖勻溶解。加入1.00 mL 10%的KI溶液，具塞搖勻，30 s后并置于暗處，進行反應180 s，再加入1 mL 1%的可溶性淀粉溶液，定容，測定吸光值（依據標準曲線測定方法）。通過標準曲線計算碘的生成量，進而依據下式計算油脂POV值。

POV（meq/kg）=碘生成量（μmol）/W（g）

3結果與分析

3.1不同黃酮濃度對還原鐵體系吸光度的影響

不同黃酮濃度對還原鐵體系吸光度的影響見圖1。

圖1　不同濃度對還原體系吸光度的影響Fig.1Effectofconcentrationontheabsorbanceofdeoxidizesystem

選用還原鐵反應體系來考察物質的還原能力，物質的還原能力與吸光值呈正相關關系，物質的還原能力越強，顯色反應后則吸光度就越大。所以通過測定樣液的還原能力來反映物質的抗氧化活性。由圖1可以看出，玉米苞葉黃酮及VC的還原能力均隨濃度的升高而增大。在低濃度時，玉米苞葉黃酮的還原能力強于VC。當濃度超過0.6 mg/mL后，其還原能力提高不明顯。玉米苞葉黃酮提取液為0.2 mg/mL時與0.8 mg/mL的VC溶液的還原能力相當。說明玉米苞葉黃酮具有較強的還原能力。

3.2對超氧陰離子自由基O2-·的清除作用

不同濃度對O2-·抑制率變化的影響見圖2。

圖2　不同濃度對O2-·抑制率變化的影響Fig.2Effect of concentration on the variation of ratio of O2-· restrain

由圖2可以看出，玉米苞葉總黃酮對O2-·的清除作用較為顯著，且黃酮濃度越大清除作用越強。玉米苞葉總黃酮在較低濃度時顯示出較強的清除超氧陰離子自由基作用，0.05 mg/mL的VC對超氧陰離子自由基的消除率是玉米苞葉黃酮的1/4。說明玉米苞葉總黃酮對超氧陰離子自由基的清除能力較好，遠遠高于VC對超氧陰離子自由基的清除能力。

3.3對羥自由基·OH的清除作用

不同濃度對·OH清除率的影響見圖3。

圖3　不同濃度對·OH清除率的影響Fig.3Effect of different on the scavenging ratio of·OH

作為反應物，Fe2+與H2O2作用可作用產生·OH，是一種強氧化劑。鄰二氮菲-Fe2+是一種常用的氧化還原指示劑，可以觀察其顏色變化，來考察溶液的氧化還原狀態。通過指示劑顏色的變化從而判斷體系中羥自由基含量的多少，以斷定黃酮提取物對羥自由基的清除作用。如圖3所示，玉米苞葉黃酮類物質對·OH有一定的清除作用，玉米苞葉黃酮提取液濃度越大，對·OH的清除率越大。當提取液濃度為1.4 mg/mL時，對·OH的清除作用高達83.17%，而VC對·OH的清除作用為63.24%。說明玉米苞葉總黃酮清除·OH的能力優于VC。

3.4玉米苞葉黃酮在油脂體系中抗氧化作用的研究

3.4.1玉米苞葉黃酮與其他抗氧化劑對油脂抗氧化作用的比較

油脂中分別加入0.1%的玉米苞葉黃酮、VC、BHT及檸檬酸，每隔48小時進行取樣測定油脂POV值。

圖4　不同抗氧化劑對POV的影響Fig.4Effect of different antioxidant on POV of bean oil

由圖4可以看出，在反應的初始階段，VC組的POV值較低。隨著時間的延長，VC組的POV值增長速率較快。檸檬酸組和BHT組處理過的豆油樣品的POV值變化情況基本上是相同的。玉米苞葉黃酮組油樣在反應初期POV值較其他組高，但是其的抗氧化持久能力較好，反應后期其POV值的增長略高于BHT組和檸檬酸組，低于VC組處理。

3.4.2不同濃度的玉米苞葉黃酮提取液在豆油中的抗氧化作用

不同濃度的玉米苞葉黃酮提取液在豆油中的抗氧化作用見圖5。

圖5　不同濃度對POV變化的影響Fig.5EffectofconcentrationonthevariationofPOVinthebeanoil

由圖5可以看出，玉米苞葉黃酮黃酮提取液在豆油中就表現出明顯的抗氧化作用。高濃度的提取液對豆油體系有較強的抗氧化作用。當濃度較低為0.02%，抗氧化效果不顯著；0.04%、0.06%及0.08%三組的POV值差別不明顯；當玉米苞葉黃酮提取液的濃度達到0.1%時，對豆油體系的抗氧化作用增強明顯。黃酮提取液濃度的進一步增加，樣品的POV值的變化不顯著。

3.4.3不同增效劑對玉米苞葉黃酮在豆油中抗氧化作用的影響

不同增效劑對玉米苞葉黃酮在豆油中抗氧化作用的影響見圖6。

圖6　不同增效劑對POV的影響Fig.6Effect of different material increasing Antioxidant Property on POV of bean oil

由圖6可以看出，增效劑明顯增強玉米苞葉黃酮對豆油的抗氧化作用，抗氧化效果明顯優于單獨使用玉米苞葉總黃酮。玉米苞葉黃酮-VC組在反應初始階段抗氧化效果較好，但時間越長，其抗氧化作用減弱。通過四種處理的比較，玉米苞葉黃酮-檸檬酸組的抗氧化效果更加穩定和持久。

4結論

1）在還原鐵反應體系中，玉米苞葉黃酮提取液為0.2 mg/mL時與0.8 mg/mL的VC溶液的還原能力相當。說明玉米苞葉黃酮具有較強的還原能力。

2）在鄰苯三酚自氧化體系中，0.05 mg/mL的玉米苞葉黃酮對超氧陰離子自由基的消除率是VC的4倍。說明玉米苞葉總黃酮對超氧陰離子自由基的清除能力較好，遠遠高于VC對超氧陰離子自由基的清除能力。

3）通過Fenton法，表明玉米苞葉黃酮類物質對·OH有一定的清除作用。清除率隨著玉米苞葉黃酮提取液濃度的增大而升高，當提取液濃度為1.4 mg/mL時，對·OH的清除作用高達83.17%，而VC對·OH的清除作用為63.24%。說明玉米苞葉總黃酮清除羥基自由基的能力優于VC。

4）通過豆油體系的抗氧化實驗，表明玉米苞葉黃酮提取液對植物性油脂有明顯的抗氧化作用。與其它幾種抗氧化劑（檸檬酸、BHT、VC）相比，在反應初期VC的抗氧化作用較強，但不穩定。檸檬酸與BHT的抗氧化作用較好，玉米苞葉黃酮抗氧化作用更加穩定和持久。同時檸檬酸作為抗氧化增效劑，能夠顯著增強玉米苞葉黃酮在油脂體系中的抗氧化活性，有效清除過氧化自由基。

5）結果表明玉米苞葉黃酮是一種很好的天然抗氧化劑，尤其是在清除羥自由基和對食用油脂脂質抗氧化方面。另外，玉米苞葉黃酮原料來源廣泛，大量玉米苞葉被廢棄，因沒能得到有效利用而造成資源浪費。所以，玉米苞葉黃酮可望作為一種無毒副作用的天然抗氧化劑在食品工業中應用。

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Study on Micro-assisted Extracting and Antioxidant Activity of Flavonoids from the Corn-bract

ZHANG Lei，ZHANG Wei，JIANG Man
（Biochemical Engineering Department，Jining Polytechnic，Jining 272037，Shandong，China）

The optimum process conditions of extracting the corn-bract flavonoids by microwave aided method were studied through factor analysis method and orthogonal experimental，and the antioxidant activity was determined.Antioxidative test results show that flavonoid content in corn-bract has the stronger deoxidize ability than VC.Deoxidize ability of 0.2 mg/mL flavonoid content is correspond to 0.8 mg/mL VC.Corn-bract flavonoids had scavenging effect of superoxide anion radicals（O2-·）by the method of pyrogallol auto-oxidation.The strong scavenging effect by 0.05 gm/mL Corn-bract flavonoids was VC's four times.When the concentration was more than 1.4 mg/mL，the clearance rate of·OH reaches 83.17%.Corn-bract flavonoids showed the antioxidant property in lipin.In bean oil，the better concentration for the restrain function of bean oil'oxidation was 0.1% and antioxidant activity of 0.1%corn-bract flavonoids was higher than VC.Citric acid can strong the antioxidant property greatly in the lipin.

microwave extraction；corn-bract；flavonoid；antioxidative

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.12.004

2014-02-09

張蕾（1981—），女（回），講師，碩士，研究方向：天然產物分離純化。