紅棗色素中活性成分含量與抗氧化活性的相關性

邵佩蘭,徐　明,郭曉丹,李宛陶,周華佩,鄭安然

(1.寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021;2.寧夏大學生命科學學院,寧夏銀川 750021)

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紅棗色素中活性成分含量與抗氧化活性的相關性

邵佩蘭1,徐明2,郭曉丹1,李宛陶1,周華佩1,鄭安然1

(1.寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021;2.寧夏大學生命科學學院,寧夏銀川 750021)

紅棗色素,活性成分,抗氧化,相關性

自由基是人體生命活動中各種生化反應的中間代謝產物,過量的自由基可導致細胞和組織器官損傷,誘發各種疾病的發生[1],科學研究發現,植物中天然抗氧化物質可消除人體代謝過程中多余的內源性活性氧自由基,阻斷自由基對體內大分子物質如DNA的氧化和損傷,減少心腦血管疾病的發生[2]。食用植物的天然色素大多為花青素類、黃酮類、類胡蘿卜類化合物,不僅安全可靠、色澤自然、來源豐富、且大多具有生物活性,可清除導致炎癥、動脈硬化、腫瘤等多種疾病的活性氧自由基。紅棗色素是從加工棗汁、棗酒的廢棄棗渣中提取的水溶性紅色素,其色澤鮮艷,安全無毒,且具有一定的止瀉、抗菌、抗癌、抗病毒等功能[3],是一種較為理想的天然色素資源。現有研究多集中于紅棗色素的提取、性質、結構的初步研究上[4-5],而對于紅棗色素抗氧化活性成分及其抗氧化能力的研究較少。本實驗采用還原力及超氧陰離子、DPPH自由基清除體系評價紅棗色素的體外抗氧化活性,并探討其與總多酚、花色苷和總黃酮含量的相關性,以期為深入研究紅棗色素抗氧化活性的物質基礎以及進一步的開發利用提供理論依據。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

紅棗色素寧夏靈武長棗加工棗汁的廢渣,經預處理、烘干,粉碎后分別采用堿提、超聲輔助堿提、酶-超聲輔助堿提法提取,經過濾、離心、真空冷凍干燥后制得紅棗色素制品;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、蘆丁標品、沒食子酸標品美國Sigma公司;鎢酸鈉、鉬酸鈉、硫酸鋰、三羥甲基氨基甲烷(Tris)、亞硝酸鈉、硝酸鋁、過硫酸鉀、維生素C、鄰苯三酚等試劑均為國產分析純。

UV-2000型紫外可見分光光度計尤尼柯上海儀器有限公司;KQ-100DB型數控超聲波清洗機昆山市超聲儀器有限公司;AL204型電子分析天平梅特勒-托利多儀器有限公司;ST-02A型多功能粉碎機上海樹立儀器儀表有限公司;101-3型電熱恒溫鼓風干燥箱上海東星建材實驗設備有限公司;JDG-0.2真空凍干實驗機蘭州科近真空凍干技術有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1紅棗色素3種提取方法稱取一定量粉碎棗皮粉,以料液比1∶20 (g/mL)加入0.4 mol/L NaOH溶液,75 ℃提取2 h,過濾、離心(3000 r/min、5 min)、濃縮、冷凍干燥,備用。超聲輔助堿提條件為加入0.4 mol/L NaOH溶液于75 ℃、80 W超聲提取30 min;酶-超聲輔助堿提條件為用1.25%果膠酶酶解30 min,加入0.4 mol/L NaOH溶液于75 ℃、80 W超聲提取30 min。

1.2.2總多酚含量的測定參照文獻[6],采用Folin-Ciocalteu法,以沒食子酸為標準品,繪制標準曲線。按照標準方法做適當改動,取3.0 g樣品,加水60 mL,加入1 mol/L F-C試劑5 mL,加入20%碳酸鈉溶液15 mL,混合,20 ℃放置2 h后,以試劑空白作參比,在765 nm下測定吸光度,結合標準曲線計算樣品中的多酚含量。

1.2.3花色苷含量的測定采用pH示差法[7],吸取2 mL樣品溶液,分別用pH1.0(0.2 mol/L KCl緩沖液)和pH4.5(0.2 mol/L NaAc緩沖液)稀釋至20 mL,混勻,用2 mL溶劑加18 mL相應緩沖液作空白,分別測定樣品稀釋液在510 nm和700 nm處的吸光度A。花色苷的含量(以矢車菊色素-3-葡萄糖苷計)。

花色苷含量(mg/g)=(A/εL)×MW×DF×V/Wt

式中:A為吸光度,A=(A510 nm pH1.0-A700 nm pH1.0)-(A510 nm pH4.5-A700 nm pH4.5);ε為矢車菊素-3-葡萄糖苷的消光系數,26900;DF為稀釋因子;MW為矢車菊素-3-葡萄糖苷的相對分子質量449.2;V為最終體積/mL;Wt為產品質量/g;L為光程,1 cm。

1.2.4總黃酮含量的測定參照文獻[8],采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH顯色法,以蘆丁為標準品,繪制標準曲線,根據標準曲線計算樣品中總黃酮的含量。

式中:A1表示樣品吸光度;A2表示將鄰苯三酚用等體積蒸餾水代替的吸光度;A0表示將樣品溶液用等體積蒸餾水代替的吸光度。PDPPH自由基(DPPH·)清除能力的測定(DPPH-甲醇法),參考文獻[10]的方法:

DPPH·清除率(%)=[1-(A1-A2)/A0]×100

式中:A1表示樣品吸光度;A2表示將DPPH乙醇溶液用等體積無水乙醇代替的吸光度;A0表示將樣品溶液用等體積無水乙醇溶液代替的吸光度。

2　結果與討論

2.1抗氧化活性成分含量

測定總多酚、總黃酮含量的線性回歸方程(圖1、2)分別為y=0.0012x+0.0005,R2=0.9997和y=0.0123x+0.0014,R2=0.9991。紅棗色素中抗氧化活性成分含量(表1)以總多酚最高,總黃酮次之,花色苷最低,且堿提、超聲輔助堿提、酶-超聲輔助堿提色素的抗氧化活性成分含量間差異顯著(p<0.05)。總多酚含量變異范圍為6.325～12.580 mg/g,花色苷含量變異范圍為0.022～0.160 mg/g,總黃酮含量變異范圍為0.368～3.200 mg/g,其中堿提色素中總多酚、花色苷和總黃酮含量均最高,分別為(12.580±0.042) mg/g、(0.160±0.02) mg/g和(3.200±0.007) mg/g,顯著高于超聲輔助堿提、酶-超聲輔助堿提色素(p<0.05)。酶-超聲輔助堿提色素中花色苷、總黃酮含量高于超聲輔助堿提色素,但總多酚含量最低,且差異顯著(p<0.05)。采用堿提過程中因不斷攪拌使棗皮粉得以充分接觸溶劑,使紅棗色素的浸出更為徹底,其中的總多酚等活性成分含量也相對較高;超聲輔助堿提過程中,雖然超聲的機械效應、空化效應和熱效應有利于有效成分溶出,但棗皮粉在一定時間后沉于底部,一定程度上影響了活性成分的浸出;酶-超聲輔助堿提中因纖維素酶、果膠酶的分解作用使棗皮發生絮凝,減緩了色素的浸出,從而影響了抗氧化活性物質的浸出。

圖1　沒食子酸標準曲線Fig.1　The standard carve of gallic acid

圖2　蘆丁標準曲線Fig.2　The standard carve of rutin

表1　抗氧化活性物質含量比較

注:同行字母不同表示差異顯著(p<0.05)。2.2抗氧化活性

圖3　紅棗色素的還原力Fig.3　Reducing power of jujube pigment

圖4　紅棗色素對·的清除能力Fig.4　Superoxide anion radical Scavenging capacities of jujube pigment

圖5　紅棗色素對DPPH·的清除能力Fig.5　DPPH radical scavenging capacities of jujube pigment

2.3抗氧化活性成分含量與抗氧化活性的相關性

表2　抗氧化活性物質含量與抗氧化活性的相關性

注:“**”表示具有顯著相關性(p<0.01),“*”表示具有較強相關性(p<0.05)。

3　結論

采用堿提、超聲輔助堿提和酶-超聲輔助堿提3種方法提取的紅棗色素活性成分含量間存在差異,堿提色素中總多酚、花色苷和總黃酮含量最高。3種方法提取色素均具有較強的抗氧化能力,且呈明顯的量效關系,其中堿提色素的抗氧化活性明顯高于超聲輔助堿提、酶-超聲輔助堿提色素。總黃酮含量與紅棗色素抗氧化活性的相關性最強,總多酚次之,花色苷最弱,表明黃酮和多酚可能是紅棗色素抗氧化活性的主要物質基礎,還需進一步研究和探討紅棗色素黃酮、多酚類化合物的種類、化學結構及其構效關系。

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Correlation between active component contents and antioxidant activity of jujube pigment

SHAO Pei-lan1,XU Ming2,GUO Xiao-dan1,LI Wan-tao1,ZHOU Hua-pei1,ZHENG An-ran1

(1.College of Agriculture Science,Ningxia University,Yinchuan 750021,China; 2.College of Life Science,Nanjing University,Yinchuan 750021,China)

In order to determine the material base of antioxidation effect of jujube pigment,the total polyphenols,anthocyanins and flavonoids content of the pigment respectively obtained by alkali extraction,ultrasound-assisted alkali extraction and enzyme-ultrasound assisted alkali extraction were measured. Antioxidant activities of the pigment were evaluated by three antioxidant methods,including reducing power,superoxide anion radical scavenging capacity and DPPH radical scavenging capacity,and the correlative relationships between the contents of active components and antioxidant activity in pigment were analyzed. The results showed that the contents of active components on different extraction methods had significantly difference with each other(p<0.05),and the contents of active components by alkali extraction were highest. The pigments extracted by different methods had good antioxidant activities,and had a significant difference on scavenging superoxide anion radical and DPPH radical(p<0.05). The results of correlation study showed that the correlations between the contents of total polyphenols,total flavonoids and superoxide anion radical,DPPH radical scavenging capacity were significant positive(p<0.05). There also was an obviously positive correlation between the contents of anthocyanins and the scavenging capacity on DPPH radical(r=0.874). The results indicated that polyphenols and flavonoids might be the main material base of antioxidation effect of jujube pigment.

jujube pigment;active component;antioxidant;correlation

2016-01-27

邵佩蘭(1963-)，女，大學本科，教授，研究方向：食品化學與營養、天然產物提取及應用，E-mail:nxshpl@163.com。

國家自然科學基金(31260375)；寧夏大學大學生科技創新與人文社會科學研究項目(14NXG19)。

TS201.1

A

1002-0306(2016)17-0171-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.025