高壓均質對桑葚汁中抗氧化成分與抗氧化活性的影響

決登偉 桑雪蓮

摘 要 以新鮮桑葚汁為原料，分析高壓均質處理對桑葚汁中抗氧化成分（總酚、總黃酮、花色苷）及其抗氧化活性的影響。結果表明，隨著高壓均質處理壓力的增加，與桑葚原汁相比，其總酚、總黃酮和花色苷含量均降低，且經過160 MPa均質處理后降低得最為顯著（p<0.05），分別減少了39.91%、27.35%、24.41%。經過不同壓力均質處理后的桑葚汁的ABTS、DPPH自由基清除能力和FRAP抗氧化活性與桑葚原汁相比均下降，且隨著處理壓力的增加，桑葚汁的ABTS、DPPH自由基清除能力和FRAP抗氧化活性逐漸降低，說明高壓均質處理對桑葚汁中抗氧化成分造成了一定降解，進而影響其抗氧化能力。

關鍵詞 桑葚汁；高壓均質；總酚；總黃酮；花色苷；抗氧化活性

中圖分類號 S663 文獻標識碼 A

Abstract The effect of high-pressure homogenization treatment on the total antioxidants content（polyphenol， flavonoids， anthocyanin）and the antioxidant activity of fresh mulberry juice were studied. The research results indicated that the total polyphenol， the flavonoids and the anthocyanin content were decreased compared to the raw mulberry juice after high-pressure homogenization treatment. Under the pressure of 160 MPa， they were the most significant， which were decreased by 39.91%， 27.35%， 24.41%， respectively. The antioxidant activity of mulberry juice decreased after the different high-pressure homogenization pressure treatment compared to the raw mulberry juice by ABTS， DPPH radical scavenging mothod and ferric reducing antioxidant power assay， and with the increase of high-pressure homogenization pressure， the ABTS， DPPH radical scavenging ability and FRAP antioxidant activity of mulberry juice were gradually reduced. It is shown that the antioxidant composition of mulberry juice is degraded by high-pressure homogenization， so its antioxidant capacity is affected.

Key words Mulberry juice； high-pressure homogenization； total polyphenol； flavonoids； anthocyanin； antioxidant activity

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.12.011

桑葚（Fructus Mori）別名桑椹、桑果、桑棗等，為桑科桑屬植物[1]。桑葚營養價值豐富，富含花色苷、類黃酮、鞣酸、蘋果酸、亞油酸、多種維生素、人體必需氨基酸及鋅、鉀、鎂、磷等元素，中國衛生部把桑葚列為“藥食兼用”的農產品之一[2-4]。同時，由于桑葚中含有大量的花色苷、黃酮等多酚類活性物質，具有增強免疫力、抗衰老、降低血糖血脂、抗腫瘤、抗突變等多種藥理作用[3-7]。

桑葚屬于熱敏性水果，其果實成熟期短，極易腐壞，不耐儲運和貯存，采后損失現象非常嚴重。因此，發展桑葚的深加工對桑葚產業的發展具有重要的意義，桑葚汁作為一種天然富含多種功能成分的健康飲品，越來越受到消費者的喜愛。然而，壓榨果汁中含有少量的纖維、果膠等大分子物質，儲藏過程中極不穩定，容易產生沉淀而影響果汁的貨架期和品質，因此果汁生產中均質處理是不可缺少的，這樣既可以改善果汁的口感，又可增加產品的儲藏穩定性和貨架期。

高壓均質技術作為一種新興的物理非熱加工技術[8-9]，具有短時、快速、高效的特點。該技術通過將物料的料液在擠壓、強沖擊與失壓膨脹的三重作用下使物料細化，從而使物料能更均勻的相互混合，從而使整個產品體系更加穩定[10]。目前，該技術已經廣泛的應用于飲料加工，但加工過程會對食品品質產生一定的影響。李俊芳[11]研究超高壓殺菌處理桑葚發酵飲料發現，超高壓殺菌處理對其總酚含量變化不存在差異顯著性；Chen等[12]研究高壓均質和熱處理蘆筍汁發現，高壓均質處理比熱處理可以較好的保持蘆筍汁中的抗氧化物質含量和抗氧化活性；Ferrari等[13]研究發現利用400 MPa靜高壓處理石榴汁可以提高其總酚含量。

目前，國內外關于高壓均質處理對果汁中生物活性物質影響的研究報道已經很多，但關于高壓均質處理對桑葚汁中生物活性物質的影響的研究卻很少，本研究主要對高壓均質處理對桑葚汁中總酚、總黃酮、花色苷含量及其抗氧化活性的影響進行相關研究，以期為桑葚汁生產加工過程中的均質工序提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑 桑葚由中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所桑蠶基地提供；沒食子酸、DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼）、蘆丁、生育酚標準品等試劑購買于阿拉丁化學試劑有限公司；福林酚、碳酸鈉、ABTS（2，2'-聯氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽）、TPTZ（2，4，6-三吡啶基三嗪）、氯化鐵、過硫酸鉀、亞硝酸鈉、氯化鋁、氫氧化鈉、無水乙醇、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉均為分析純購買于國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設備 SE03.0V型碟式離心機（意大利斯脫爾公司）；APV-2000高壓破碎儀（德國APV公司）；10-1000 μL手動可調量程單道移液器 （德國Eppendorf公司）；ST40高速冷凍離心機（賽默飛世爾科技（中國）有限公司）；UV2700型紫外-可見分光光度計（島津企業管理（中國）有限公司）；S210 Seven Compact pH計（梅特勒-托利多國際股份有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 樣品的制備 將桑葚鮮果在流動水中清洗、去萼、打漿、紗布過濾去除果渣，濾液采用碟式離心機進行澄清處理，冷藏于4 ℃下備用。果汁飲料通常的均質壓力在50～80 MPa，但不同的水果種類因其所含的物質不同，所需的壓力也各不相同，本試驗將澄清后的桑葚汁用APV-2000高壓破碎儀分別在20、40、80、120、160 MPa壓力下均質處理3次，收集處理后的桑葚汁貯藏于4 ℃冰箱中，備用。

1.2.2 桑葚汁中總酚含量的測定 沒食子酸標準曲線的繪制：參照總酚測定國家標準（GB/T 8313-2008）和鄭欣等[14]報道的方法略作修改。修改如下：精密稱取0.100 0 g沒食子酸，用10.00 mL無水乙醇溶解，用去離子水定容至100 mL，備用。分別移取上述溶液1.00、0.50、0.20、0.10、0.05 mL到10 mL容量瓶中，用去離子水定容。從上述不同濃度的標準溶液中分別移取0.20 mL加到10.00 mL比色管中，再分別加入1.00 mL福林酚試劑（0.1 N）和0.80 mL去離子水，混勻，室溫下靜置5 min，然后加入1.00 mL碳酸鈉溶液（7.5%），混勻。將上述溶液室溫下避光反應1 h后，以去離子水為空白參比，在760 nm波長處測定吸光度。以沒食子酸質量濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標繪制標準曲線。

桑葚汁樣品測定：準確吸取0.10 mL經不同均質壓力處理的桑葚汁于25 mL容量瓶中，用去離子水定容。準確吸取0.20 mL上述稀釋溶液于10.00 mL比色管中，按上述方法操作，在760 nm處測定吸光值，并根據標準曲線計算桑葚汁中總酚的含量（以沒食子酸計）。

1.2.3 桑葚汁中花色苷含量的測定 參照柳青等[15]和霍琳琳等[16]的測定方法，采用pH示差法，并略作修改。取上述制備的桑葚汁用蒸餾水稀釋100倍，然后取稀釋液在400～700 nm范圍內掃描，確定花色苷的最大吸收波長，然后按照其花色苷的測定方法進行測定。

1.2.4 桑葚汁中總黃酮的測定 蘆丁標準曲線的繪制：參照總黃酮測定的農業標準（NY/T 2010-2011）和馮瀚報道的方法[1]略作修改。修改如下：精密稱取0.100 0 g三水蘆丁，用30%無水乙醇溶解并定容至50 mL，備用。分別移取上述溶液5.00、2.50、1.25、0.60、0.30 mL到10 mL容量瓶中，用去30%無水乙醇定容。從上述不同濃度的標準溶液中分別移取0.30 mL加到10.00 mL比色管中，再分別加入3.40 mL 30%無水乙醇和0.15 mL 0.50 mol/L NaNO2溶液，混勻，然后再加入0.15 mL 0.30 mol/L AlCl3溶液，搖勻，室溫下靜置5 min，最后加入1.00 mL 1.00 mol/L NaOH溶液，搖勻，以30%無水乙醇為空白參比，在506 nm波長處測定吸光度。以蘆丁質量濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標繪制標準曲線。

桑葚汁樣品測定：準確吸取0.10 mL經不同均質壓力處理的桑葚汁于25 mL容量瓶中，用去離子水定容。準確吸取0.30 mL上述稀釋溶液于10.00 mL比色管中，按上述方法操作，在506 nm處測定吸光值，并根據標準曲線計算桑葚汁中總黃酮的含量（以蘆丁計）。

1.2.5 桑葚汁抗氧化活性的測定

（1）鐵離子還原能力（FRAP法）。參照Xu等[17]報道的方法測定經不同壓力均質處理后桑葚汁的總抗氧化能力，以mmol/L VE當量表示。

（2）對ABTS+自由基的清除能力。參照李奕星等[18]報道的方法測定，并略做修改，修改如下：

樣品測定：取0.20 mL經不同壓力均質處理后桑葚汁，加入4.00 mL ABTS+自由基工作液，室溫下靜置反應30 min，在734 nm下測定其吸光值，以不加桑葚汁的試樣為空白，用無水乙醇調零。按下列公式計算樣品對ABTS+自由基的清除率[ABTS+自由基清除率=（A空白-A樣品）/A空白×100%]。

（3）對DPPH自由基的清除能力。參照李奕星等[18]報道的方法測定，并略做修改，修改如下：

樣品測定：取0.10 mL經不同壓力均質處理后桑葚汁，加入2.90 mL 0.20 mmol/L DPPH工作液，搖勻，室溫下靜置反應30 min，在517 nm下測定其吸光值，以不加桑葚汁的試樣為空白，用無水乙醇作參比。按下列公式計算樣品對DPPH自由基的清除率[DPPH自由基清除率=（A空白-A樣品）/A空白×100%]。

1.3 統計分析

所有試驗重復進行3次，實驗數據采用SPSS 17.0軟件進行分析，結果表示為均值±標準偏差，作圖采用Origin 8.0軟件。

2 結果與分析

2.1 高壓均質對桑葚汁中總酚含量的影響

桑葚中活性物質豐富，主要包括多酚、多糖、揮發油等多種化合物。多酚類物質具有抗腫瘤、抗突變、抗衰老等藥理作用[3-7]。桑葚中的多酚類物質主要有蘆丁、白藜蘆醇和花色苷類化合物[3-4]。通過沒食子酸標準曲線的繪制，得出其線性回歸方程為y=0.006 7x+0.009 4（x為沒食子酸含量μg/mL，y為吸光度，R2=0.998 0）。圖1為高壓均質處理對桑葚汁總酚含量的影響，可以看出，桑葚汁中總酚含量隨著高壓均質處理壓力的增加而逐漸減少。桑葚原汁中總酚含量為150.6 mg/100 g，當經過20、40、80、120、160 MPa壓力處理后，桑葚汁中總酚含量分別為149.7、143.8、132.5、120.3、90.5 mg/100 g，與桑葚原汁相比，其總酚含量分別降低了0.60%、4.52%、12.02%、20.12%、39.91%。由方差分析知，經過20和40 MPa處理的桑葚汁與桑葚原汁中總酚含量不存在差異顯著性（p>0.05），而經過80、120、160 MPa處理對桑葚汁中總酚含量存在差異顯著性（p<0.05）。這可能是由于高壓均質處理激活了桑葚原汁中多酚氧化酶和糖苷酶的活性，使桑葚汁中的部分多酚類物質降解[19]；另外，高壓均質處理可能使得桑葚原汁溶解氧濃度升高，體系內的化學反應和物理反應速率加快，導致了多酚類物質的氧化分解[20]，進而使多酚的含量發生減少。然而，與李俊芳[11]、Chen等[12]、Ferrari等[13]等研究結果存在一定的差異，這主要與原料的種類和品種存在較大的關系。

2.2 高壓均質對桑葚汁中總黃酮含量的影響

桑葚中黃酮主要為蘆丁和榭皮素，蘆丁有涼血止血，清肝瀉火，具抗炎，抗病毒作用，在臨床上可用于防治腦溢血、高血壓、視網膜出血、急性出血腎炎、治療慢性氣管炎，對糖尿病型、白內障有較好的治療[3-5]。通過蘆丁標準曲線的繪制，得出其線性回歸方程為y=0.000 7x+0.009 1（x為蘆丁含量μg/mL，y為吸光度，R2=0.999 7）。圖2為高壓均質處理對桑葚汁總黃酮含量的影響，可以看出，桑葚汁中總黃酮含量隨著高壓均質處理壓力的增加而逐漸降低，這可能與桑葚汁中含有的酶類有關。桑葚原汁中總黃酮含量為271.3 mg/100 g，當經過20、40、80、120、160 MPa壓力處理后，桑葚汁中總黃酮含量分別為267.2、264.6、260.0、221.3、197.1 mg/100 g，與桑葚原汁相比，其總黃酮含量分別降低了1.51%、2.47%、4.17%、18.43%、27.35%。由方差分析知，經過高壓均質處理的桑葚汁與桑葚原汁中總黃酮含量存在差異顯著性（p<0.05）。這與吳瓊等[20]對不同殺菌方法對桑葚汁中類黃酮含量的研究結果是一致的，即經過高壓和超高壓處理，桑葚汁中總黃酮含量減少。

2.3 高壓均質對桑葚汁中花色苷含量的影響

花色苷是桑葚所含的重要生理活性物質之一，具有抗氧化、抗癌、神經保護、心腦血管保護和抑制體重增加等功效，但在桑葚加工與貯藏過程中，花色苷極不穩定，易發生降解[21-22]。圖3為高壓均質處理對桑葚汁中花色苷含量的影響，可以看出，桑葚汁中花色苷含量隨著高壓均質壓力的增加而逐漸減少，這與前面總酚和總黃酮含量的變化是相似的。桑葚原汁中花色苷含量為91.24 mg/100 g，當經過20、40、80、120、160 MPa壓力處理后，桑葚汁中花色苷含量分別為86.53、82.89、74.23、70.21、68.97 mg/100 g，與桑葚原汁相比，其花色苷含量分別降低了5.16%、9.15%、18.64%、23.05%、24.41%。可見，高壓均質對桑甚汁中花色苷含量具有較大的影響，由方差分析知，經過高壓均質處理的桑葚汁與桑葚原汁中花色苷含量存在差異顯著性（p<0.05）。吳瓊等[20]采用超高壓殺菌處理桑葚汁發現，與桑葚原汁相比，其花色苷含量降低；Corrales等[23]研究發現花色苷在超高壓處理下與丙酮酸發生縮合反應，導致花色苷含量減少，且隨著保壓時間的延長花色苷含量減少越顯著；Zabetakis等[24]研究發現經400 MPa處理后的草莓汁，在不同條件下貯藏，其花色苷的含量均比未處理樣品的損失大，這是因為在此條件下草莓中的葡萄糖苷酶被激活，導致花色苷降解而被降低。

2.4 高壓均質對桑葚汁抗氧化活性的影響

經不同壓力處理后的桑葚汁對ABTS和DPPH自由基的清除能力如圖4所示。可以看出，經過高壓均質處理，桑葚汁對ABTS和DPPH自由基清除能力的變化趨勢是相似的，且隨著高壓均質處理壓力的增加，其對ABTS和DPPH自由基清除能力逐漸降低。桑葚原汁對ABTS和DPPH自由基的清除率分別為86.71%和29.45%，但經過20、40、80、120、160 MPa壓力均質處理后，其對ABTS自由基清除率分別下降了10.22%、12.37%、16.50%、19.64%、31.23%，對DPPH自由基清除率分別下降了20.44%、27.40%、29.58%、35.65%、46.08%，說明高壓均質處理對桑葚汁抗氧化能力具有差異顯著性。

FRAP法是用來反映樣品的總抗氧化活性。從圖5可以看出，隨著高壓均質處理壓力的增加，桑葚汁對鐵離子還原能力逐漸降低，桑葚原汁的總抗氧化能力為40.37 mmol VE當量/L，但經過20、40、80、120、160 MPa壓力均質處理后，其分別為35.03、34.37、32.70、30.37、25.70 mmol VE當量/L，分別下降了13.23%、14.86%、19.00%、24.77%、36.34%。這與ABTS和DPPH自由基清除能力的研究結果是相一致的。這些可能是高壓均質后桑葚汁中總酚、總黃酮、花色苷等抗氧化成分發生氧化降解、水解等反應造成的，這與前面的研究結果是也相一致的，高壓均質處理使桑葚汁中的抗氧化成分如總酚、花色苷和總黃酮的含量都發生一定程度的降低，進而其抗氧化能力隨之下降。吳瓊等[20]研究不同殺菌方法處理桑葚汁發現，與桑葚原汁相比，其抗氧化能力降低；李俶等[25]研究也發現經動態高壓微射流處理后，菠蘿汁的總抗氧化能力減小。

3 結論

本文研究了高壓均質處理對桑葚汁中抗氧化物質含量的影響。研究表明，經過不同壓力均質處理后，桑葚汁中總酚、總黃酮和花色苷含量均降低，且經過160 MPa均質處理后，桑葚汁中總酚、總黃酮和花色苷含量變化存在差異顯著性（p<0.05），其分別減少了39.91%、27.35%、24.41%。

通過3種方法（ABTS、DPPH、FRAP）對桑葚汁的抗氧化活性進行綜合評價，發現隨著高壓均質處理壓力的增加，桑葚汁的ABTS、DPPH自由基清除能力和總抗氧化能力逐漸降低。這可能是高壓均質處理后桑葚汁中總酚、總黃酮、花色苷等抗氧化成分發生氧化降解、水解等反應而降低，進而其抗氧化能力隨之下降。

在實際生產加工過程中，為保護桑葚汁抗氧化活性，可以在達到均質效果的條件下適當降低高壓均質處理的壓力，以防止抗氧化成分（總酚、總黃酮、花色苷）的降解，以上研究結果將為桑葚汁的工業化生產加工過程提供一定的參考。

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