栓皮櫟橡子殼色素理化性質和抗氧化活性

羅 強，楊雪果，施寶珠，吳燁婷，蔣鵬飛，黃慧娜，韓穩社，段旭昌,*，焦振山

（1.西北農林科技大學食品科學與工程學院，陜西 楊凌 712100；2.西北農林科技大學資源環境學院，陜西 楊凌 712100；3.陜西省彬縣龍高鎮人民政府，陜西 咸陽 712000）

栓皮櫟橡子殼色素理化性質和抗氧化活性

羅 強1，楊雪果1，施寶珠1，吳燁婷1，蔣鵬飛1，黃慧娜1，韓穩社2，段旭昌1,*，焦振山3

（1.西北農林科技大學食品科學與工程學院，陜西 楊凌 712100；2.西北農林科技大學資源環境學院，陜西 楊凌 712100；3.陜西省彬縣龍高鎮人民政府，陜西 咸陽 712000）

以秦巴山區栓皮櫟橡子殼為原料，采用定性實驗、紫外-可見光譜、傅里葉變換紅外光譜及抗氧化實驗研究了栓皮櫟橡子殼色素的提取、分離、結構、理化性質及抗氧化特性。結果表明：栓皮櫟橡子殼色素中含豐富的多酚類物質，其主要成分為縮合單寧，約占總酚含量的89%；光譜分析表明該色素分子中具有分子內氫鍵、多個苯環和酚羥基結構；易溶于乙醇、甲醇、堿液和水，微溶于乙酸乙酯，不溶于苯，在酸性條件下穩定，堿性條件下顏色加深，對溫度、光照有較好耐受性，遇K+、Na+、Ca2+穩定，遇Mg2+、Zn2+、Al3+顏色基本不變，產生沉淀，遇氧化劑易褪色，遇還原劑較穩定；對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力和總還原能力均強于VC，而對超氧陰離子清除能力弱于VC，具有較強的抗氧化能力。

栓皮櫟橡子殼；色素；穩定性；抗氧化

橡子是殼斗科植物果實的總稱，全世界共有8 屬900余種，我國有6 屬301 種，其產量大、資源豐富，年產達1 000萬 t[1-2]。陜西省是我國橡子資源大省，橡子產量約占全國總量的50%，其中以栓皮櫟為主[3-4]。由于橡子果實含豐富的淀粉和保健功能成分，主要應用于保健功能淀粉的加工[5-13]。每年橡子加工過程中產生了大量的橡子殼廢棄物，造成了資源浪費和環境污染。而橡子殼中豐富的多酚、單寧等保健功能成分具有抗氧化、抗癌變、防止心血管疾病、排除體內重金屬的功效[14-16]，因此可作為開發天然保健品和保健色素的良好原料。

隨著人們對合成色素安全性問題的關注，天然色素逐漸成為研究的熱點[17]。目前關于橡子殼色素研究報道尚少，張志鍵等[18]對秦巴山區的栓皮櫟橡子殼色素的穩定性做了研究，結果表明其對光、熱、氧化劑（H2O2）、還原劑（Na2SO3）及山梨酸鉀均具有良好的穩定性，但對檸檬酸、抗壞血酸（VC）、苯甲酸的穩定性相對較差。董孝元[19]對橡殼棕色素的穩定性和體外抗氧化性做了研究，結果表明橡殼棕色素在酸性條件下穩定性最好，對熱穩定，Al3+對橡殼棕色素略具護色作用，而Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg2+不具護色作用；氧化劑和還原劑的加入會影響橡殼棕色素的穩定性；有機酸和糖類的存在能增加橡殼棕色素的穩定性。毛迪銳等[20]的研究結果表明橡子殼色素的耐光性、耐氧化性和耐熱性較好，在酸性和中性條件下比較穩定；堿性溶液和還原劑對橡子殼色素影響較大。為開發這種富有利用價值的資源，本研究以秦巴山區栓皮櫟橡子殼為材料，研究了橡子殼色素的結構、理化性質和抗氧化活性，為栓皮櫟橡子殼色素的開發應用建立一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

栓皮櫟橡子采自陜西省商洛市山陽縣蒼龍山森林公園，經西北農林科技大學吳振海、楊榮慧兩位植物分類學教授鑒定確認為殼斗科櫟屬。

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH） 梯希愛（上海）化成工業發展有限公司；抗壞血酸（VC） 成都市科龍化工試劑廠；硫酸、三氯化鐵、H2O2、Na2SO3、石油醚、氫氧化鈉、95%乙醇、鹽酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、亞硝酸鈉、鄰苯三酚等試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

HC-3018高速離心機 安徽中科中佳科學儀器有限公司；DGG-9140A型電熱恒溫鼓風干燥箱 北京科偉永鑫實驗儀器設備廠；真空旋轉蒸發儀 上海申生科技有限公司；UV-2550型紫外分光光度計 日本島津公司；傅里葉變換紅外光譜儀 德國布魯克光學儀器公司；HH-4恒溫水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司；層析柱（1.5 cm×40 cm） 北京滿倉科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 栓皮櫟橡子殼純色素的制備

將新鮮栓皮櫟橡子洗凈后于45 ℃條件下熱風干燥48 h，等橡子殼裂開后，手工取橡子殼，用粉碎機粉碎后過80 目篩備用。取一定質量橡子殼粉末放入錐形瓶中，加入橡子殼粉質量5 倍體積的50%乙醇，密封，于45 ℃、200 W超聲波儀中提取30 min后，3 000 r/min離心，收集上清液，將殘渣再以料液比3∶1（m/V）比例用50%乙醇采用同樣方法提取2 次，收集離心上清液，于45℃真空旋轉蒸發回收乙醇，當提取液體積濃縮至原體積1/20時，用濃縮液2 倍體積的石油醚洗滌3 次，去除脂肪后真空旋轉蒸發至干，即得干燥的粗栓皮櫟橡子殼色素粉，于5 ℃條件下低溫保藏備用[20]。將粗的栓皮櫟橡子殼色素粉用蒸餾水配制成質量濃度5 mg/mL，采用D4020大孔樹脂，以流速2 BV/h、pH 3.0，按2 BV體積上樣；以70%乙醇、流速2 BV/h，按2.5 BV體積解吸，獲得栓皮櫟橡子殼純化色素液，濃縮至干，即得栓皮櫟橡子殼色素。

1.3.2 色價的測定

準確稱取0.01 g純化前后干燥的色素粉末，用40%乙醇稀釋于100 mL容量瓶中，再準確吸取稀釋液10 mL，稀釋至100 mL，用分光光度計在276 nm波長處測定其吸光度，以40%乙醇作參照液。按式（1）計算色價E。

式中：A為稀釋后試樣的吸光度；F為橡子殼色素溶液稀釋倍數（100）；m為色素質量/g。

1.3.3 栓皮櫟橡子殼色素成分的測定

1.3.3.1 色素成分的定性實驗

色素成分的定性分析參照文獻[21]。

單寧的測定：將5 g氯化鈉與0.59 g明膠混合，定容至50 mL，配成明膠溶液，取1 mL質量濃度為3 mg/mL的栓皮櫟橡子殼色素水溶液加入明膠溶液中，若有白色沉淀生成，則說明有單寧存在。

縮合單寧的測定：將2 mL質量濃度為3 mg/mL的栓皮櫟橡子殼色素水溶液與2 mL 30%稀硫酸混合后在試管中煮沸，如出現棕紅色沉淀，證明試樣中含有縮合單寧。

酚的測定：將3 mL質量濃度為0.1 mg/mL的栓皮櫟橡子殼色素水溶液置于10 mL容量的試管中，加入1 mL 3 g/100 mL的三氯化鐵溶液，如出現藍色或綠色反應，證明試樣中含有酚類物質，如出現紅色反應，證明試樣中含有羥肟酸類物質。

黃酮的測定：在質量濃度為3 mg/mL橡子殼色素乙醇溶液中滴加1 g/100 mL三氯化鋁乙醇溶液，如產生鮮黃色鋁螯合物并伴有熒光，則證明試樣中含有黃酮類物質。

1.3.3.2 栓皮櫟橡子殼色素總酚、單寧含量的測定

參照文獻[22]，以沒食子酸為標準，采用福林-酚法測定橡子殼色素總酚含量，采用磷鉬鎢酸-皮粉比色法測定單寧含量。

1.3.4 栓皮櫟橡子殼色素的光譜分析

1.3.4.1 紫外光譜

取純化后的橡子殼色素用50%甲醇溶液配制成一定濃度的色素溶液，以50%甲醇為對照，在200～800 nm波長范圍內測定色素的紫外-可見吸收光譜，依據吸收光譜分析其成分結構。

1.3.4.2 傅里葉變換紅外光譜

采用壓片法對純化后橡子殼色素進行傅里葉變換紅外光譜測定。將0.002 g干燥的色素與0.2 g溴化鉀混勻并充分研磨后在壓片機上壓片，確認采集參比背景光譜后，將制好的樣品壓片放入光譜儀內進行400～4 000 cm－1波數范圍掃描，測定色素的紅外吸收光譜，結合紫外-可見吸收光譜和紅外吸收光譜推測色素的組成成分。

1.3.5 栓皮櫟橡子殼色素理化特性實驗

1.3.5.1 橡子殼色素溶解度測定

栓皮櫟橡子殼色素濃度與吸光度標準曲線繪制：精確稱取0.100 0 g純化色素，用蒸餾水溶解定容至100 mL，配成1 mg/mL橡子殼色素溶液，然后再用水稀釋成0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06 mg/mL的色素溶液，在276 nm波長處測定各色素溶液吸光度，制作標準曲線，確定栓皮櫟橡子殼色素溶液與吸光度關系。

橡子殼色素溶解度的測定：準確稱取8 份0.20 g純化后的色素置于8 個試管中，分別加入10 mL的水、pH 2.0 HCl溶液、pH 10.0 NaOH溶液、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、苯，在室溫條件下振蕩1 h后過濾（飽和溶液），用相應的溶劑稀釋一定倍數后，以相應溶劑為對照，在276 nm波長處測定各溶液絕對吸光度。根據標準曲線以及吸光度，計算不同溶劑中栓皮櫟橡子殼色素的溶解度。

1.3.5.2 pH值對色素穩定性的影響

在Tan Mingxiong等[23]的方法上做適當的改進，將5 mL質量濃度為0.05 mg/mL的橡子殼色素水溶液分別用pH 2、3、4、5、6、7、8、10、12的磷酸鹽緩沖溶液定容至10 mL，靜置30 min后，以各自緩沖溶液為對照，測定各溶液在最大吸收波長處的吸光度，觀察顏色變化，研究pH值對色素穩定性的影響。

1.3.5.3 溫度對色素穩定性的影響

將4 份質量濃度為0.05 mg/mL的橡子殼色素水溶液25 mL分別置于25、50、75、100 ℃水浴中，2.5 h后，以水為對照，測定各溶液在最大吸收波長處的吸光度，觀察顏色變化，研究溫度對色素穩定性的影響。

1.3.5.4 光對色素穩定性的影響

取3 份質量濃度為0.05 mg/mL的橡子殼色素水溶液25 mL置于密封的透明白色玻璃瓶中，分別于室外日光、室內自然光、紫外光下（紫外光白天照射12 h，晚上停止照射，紫外燈距離樣品29 cm）放置1 周后，以水為對照，測定各溶液在最大吸收波長處的吸光度，觀察顏色變化，研究光照對色素穩定性的影響。

1.3.5.5 金屬離子對色素穩定性的影響

取6 份質量濃度1 mg/mL的橡子殼色素水溶液1 mL分別置于25 mL容量瓶中，再分別加入金屬離子濃度為0.05 mol/L的MgSO4、CaCl2、NaCl、AlCl3、ZnSO4、KCl溶液定容，于室溫條件下黑暗處放置24 h后，以各離子溶液為空白對照，測定各溶液在最大吸收波長處的吸光度，觀察顏色變化，研究不同金屬離子對色素穩定性的影響。

1.3.5.6 氧化劑對橡子殼色素穩定性的影響

取6 份1 mg/mL的橡子殼色素溶液1 mL分別放于25 mL容量瓶，加入不同量的H2O2，使H2O2定容后的體積分數分別為0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，靜置30 min后測定各溶液在最大吸收波長處的吸光度，觀察顏色變化，研究氧化劑對色素穩定性的影響。

1.3.5.7 還原劑對橡子殼色素穩定性的影響

取6 份0.5 mg/mL的橡子殼色素溶液0.5 mL分別放于10 mL容量瓶，加入不同量Na2SO3，使其定容后質量濃度分別為0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/100 mL，靜置30 min后測定各溶液在最大吸收波長處的吸光度，觀察顏色變化，研究還原劑對色素穩定性的影響。

1.3.6 栓皮櫟橡子殼色素抗氧化性研究

1.3.6.1 栓皮櫟橡子殼色素清除DPPH自由基能力的測定

參考Kusznierewicz等[24]方法略有改動。將橡子殼色素及VC配制成質量濃度分別為5、10、15、20、25、30 μg/mL的水溶液，在4 mL濃度為0.2 mmol/L DPPH的95%乙醇溶液中分別加入1 mL不同濃度待測的橡子殼色素或VC溶液，振蕩混勻后，室溫避光放置30 min，在517 nm波長處測定各溶液吸光度，按式（2）計算各溶液對DPPH自由基清除率。

式中：A0為蒸餾水為空白對照的吸光度；A1為樣品+4 mL 95%乙醇溶液的吸光度；A為樣品+4 mL 0.2 mmol/L DPPH的95%乙醇溶液的吸光度。

1.3.6.2 栓皮櫟橡子殼色素總還原能力的測定

參考張澤生等[25]的方法，以VC做陽性對照，測定栓皮櫟橡子殼色素的總還原能力。

1.3.6.3 栓皮櫟橡子殼色素清除超氧陰離子自由基能力的測定

參考郭雪峰等[26]方法，略有改動。以VC作為對照，采用鄰苯三酚法測定橡子殼色素對超氧陰離子自由基的清除能力。分別取pH 8.2的Tris-HCl緩沖液5 mL與4.7 mL蒸餾水置于10 支試管中，混勻于25 ℃水浴中保溫20 min。然后分別加入1 mL不同質量濃度橡子殼色素或VC溶液，再加入0.3 mL 3 mmol/L鄰苯三酚溶液（于25 ℃保溫），混勻9 min后，再加入2 滴8 mol/L HCl終止反應，于320 nm波長處測定吸光度，以蒸餾水做空白實驗，以蒸餾水代替鄰苯三酚做對照實驗，按式（3）計算樣品的超氧陰離子自由基清除率。

式中：As為試樣反應后吸光度；A0為蒸餾水代替鄰苯三酚對照實驗吸光度；Ab為蒸餾水空白實驗吸光度。

2 結果與分析

2.1 栓皮櫟橡子殼色素純化前后色價的比較分析

栓皮櫟橡子殼粉經用50%乙醇超聲波提取的粗色素得率為10.1%。栓皮櫟橡子殼粗色素的色價測定結果為127.47±1.27，經大孔樹脂純化后的色素色價測定結果為207.67±1.40，純化后的色素色價比粗色素色價提高了62.91%。純化色素得率為粗色素的82.3%，相對橡子殼粉的得率為8.3%。

2.2 栓皮櫟橡子殼色素定性實驗結果分析

橡子殼色素的定性實驗結果由表1分析可知，橡子殼色素中含有酚類物質，且酚類物質含有單寧成分（縮合單寧）。

表1 栓皮櫟橡子殼色素定性實驗結果Table 1 Qualitative analysis results of Quercus variabilis acorn shell pigment

2.3 栓皮櫟橡子殼色素中總酚、單寧含量

橡子殼色素的總酚、單寧含量測得結果見表2。橡子殼色素以酚類物質為主，而其酚類物質的主要成分為單寧，占到總酚含量的88.78%。粗色素中總酚含量為57.29%，而單寧含50.87%。純化后橡子殼色素總酚含量提高至70.04%，單寧含量提高至62.91%，單寧占總酚含量的89.82%，說明色素成分除了單寧外還含有10%的其他酚類物質。

表2 純化前后栓皮櫟橡子殼色素總酚、縮合單寧的含量Table 2 Total phenol and condensed tannin contents of the Quercus variabilis acorn shell pigment before and after purification

2.4 栓皮櫟色素的光譜分析

圖1 純化后的栓皮櫟橡子殼色素紫外-可見吸收光譜圖Fig. 1 UV-vis absorption spectrum of the purified Quercus variabilis acorn shell pigment

由圖1可知，栓皮櫟橡子殼色素分別在224 nm和276 nm波長處有2個強吸收，且224 nm波長處的吸收強度明顯大于276 nm處。其吸收峰位置與酚羥基在210 nm和270 nm波長附近吸收帶相接近[27]，說明栓皮櫟橡子殼色素分子結構中含有較多酚羥基。

圖2 純化后栓皮櫟橡子殼色素的傅里葉變換紅外光譜圖Fig. 2 Fourier transform infrared spectrum of the purified pigment

由圖2可知，橡子殼色素的近紅外吸收有11 個峰，在3 423 cm－1處有一寬而強的振動吸收峰，可能是色素分子形成氫鍵締合的—OH伸縮振動吸收峰。在2 360 cm－1與2 339 cm－1處有兩個尖的吸收峰，這可能是空氣中CO2的干擾所引起的吸收。在1 720 cm－1處的尖吸收峰是非共軛羰基的特征吸收峰，在1 612、1 517、1 445 cm－1處的吸收峰是芳環骨架振動引起的較強特征吸收峰。在1 368 cm－1處吸收峰是C—H伸縮振動引起的特征吸收峰，在1 280 cm－1和1 110 cm－1處的吸收峰是C—O伸縮振動和C—O—H面內彎曲振動吸收特征峰，說明橡子殼色素分子中具有分子內氫鍵結構，同時含有多個苯環、酚羥基[28-30]。

2.5 栓皮櫟橡子殼色素的理化性質分析

2.5.1 栓皮櫟橡子殼色素的溶解度

栓皮櫟橡子殼色素在0.01～0.07 μg/mL范圍內其質量濃度與吸光度之間表現出良好的線性關系，線性方程為y=13.443x+0.050 9，相關系數R2=0.997 4，可以據此確定測定橡子殼色素的溶解度。

純化后的栓皮櫟橡子殼色素在不同溶劑中的溶解度測定實驗結果見表3，栓皮櫟橡子殼色素在乙醇、甲醇、堿溶液、水的中有較高的溶解性，微溶于乙酸乙酯，不溶于苯，其溶解度大小依次為乙醇＞甲醇＞堿溶液＞水＞酸溶液。

表3 栓皮櫟橡子殼色素在不同溶劑中的溶解度Table 3 Solubility of the pigment in different solvents

2.5.2 pH值對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響pH值對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響實驗結果見表4。隨著溶液pH值的增加，栓皮櫟橡子殼色素溶液的吸光度增加。當溶液顯酸性時，隨著pH值的降低，色素顏色基本保持不變，顯示淡黃色，當溶液顯堿性時，隨著pH值的增加，色素顏色變深，由淡黃色變為棕色再到棕褐色。這種現象的出現可能是因為色素分子中的酚羥基在堿性條件下被氧化為羰基，助色基團被釋放導致色澤加深。說明堿性溶液對栓皮櫟橡子殼色素分子結構影響較大，而酸性溶液對橡子殼色素分子結構影響較小。

表4 pH值對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響Table 4 Effect of pH on the stability of the pigment

2.5.3 溫度對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響溫度對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響實驗結果見表5。隨著處理溫度的升高，色素溶液在276 nm波長處的吸光度增加，色素顏色稍有加深，這可能是因為隨著溫度的升高色素的氧化加速所致，說明溫度對栓皮櫟橡子殼色素穩定性具有一定的影響。

表5 溫度對栓皮櫟橡子殼色素穩定性影響Table 5 Effect of temperature on the stability of the pigment

2.5.4 光照對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響

表6 光照對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響Table 6 Effect of light on the stability of the pigment

光照對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響實驗結果見表6。栓皮櫟橡子殼色素經不同光照處理，其吸光度變化不明顯，且栓皮櫟橡子殼色素溶液的顏色未發生明顯變化，無沉淀產生。這說明栓皮櫟橡子殼色素對光穩定。

2.5.5 不同金屬離子對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響

表7 金屬離子對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響Table 7 Effects of metal ions on the stability of the pigment

不同金屬離子對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響實驗結果見表7。加入K+、Na+、Ca2+的色素溶液吸光度與原溶液吸光度相差不明顯，而且色素溶液透明，未見色素溶液顏色有明顯變化，說明栓皮櫟橡子殼色素對K+、Na+、Ca2+穩定。而加入Mg2+、Zn2+、Al3+的色素溶液的吸光度比原色素溶液減小，顏色基本不變，但溶液變得較為渾濁，說明栓皮櫟橡子殼色素對Mg2+、Zn2+、Al3+的穩定性較差，發生這種現象的原因可能是栓皮櫟橡子殼色素中含有的單寧與金屬離子產生沉淀反應所致。

2.5.6 氧化劑對栓皮櫟橡子殼色素穩定性影響

表8 氧化劑對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響Table 8 Effect of oxidant on the stability of the pigment

氧化劑對栓皮櫟橡子殼色素穩定性影響實驗結果見表8。隨著氧化劑H2O2體積分數的增高，色素溶液的吸光度下降，顏色變淺，而且較低體積分數的H2O2就有較強的褪色作用，表明栓皮櫟橡子殼色素對氧化劑的穩定性較差。

2.5.7 還原劑對栓皮櫟橡子殼色素穩定性影響

表9 還原劑對栓皮櫟橡子殼色素穩定性的影響Table 9 Effect of reducing agents on the stability of the pigment

還原劑對栓皮櫟橡子殼色素穩定性影響實驗結果見見表9。隨著還原劑Na2SO3質量濃度的增加，色素吸光度稍有增大，顏色變化不顯著，說明栓皮櫟橡子殼色素對還原劑較為穩定。

2.6 栓皮櫟橡子殼色素的抗氧化作用分析

2.6.1 栓皮櫟橡子殼色素清除DPPH自由基能力分析

圖3 栓皮櫟橡子殼色素清除DPPH自由基能力Fig. 3 DPPH radical scavenging capacity of the pigment

以VC為對照，栓皮櫟橡子殼色素清除DPPH自由基的實驗結果見圖3，栓皮櫟橡子殼色素對DPPH自由基的清除率高于VC。經計算，栓皮櫟橡子殼色素的半抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）為20.84 μg/mL，而VC的IC50為27.72 μg/mL，栓皮櫟橡子殼色素的IC50小于VC，說明栓皮櫟橡子殼色素對DPPH自由基的清除能力強于VC。

2.6.2 栓皮櫟橡子殼色素總還原能力分析

圖4 栓皮櫟橡子殼色素總還原能力Fig. 4 Reducing powers of the pigment

以VC作為對照，栓皮櫟橡子殼色素的總還原能力實驗結果見圖4，栓皮櫟橡子殼色素對Fe3+的還原能力高于VC，說明栓皮櫟橡子殼色素具有較強的總還原能力。

2.6.3 栓皮櫟橡子殼色素清除超氧陰離子自由基分析

圖5 栓皮櫟橡子殼色素清除超氧陰離子自由基能力Fig. 5 Superoxide anion radical scavenging capacity of the pigment

以VC作對照，栓皮櫟橡子殼色素清除超氧陰離子自由基實驗結果見圖5，隨著栓皮櫟橡子殼色素質量濃度的增加，清除超氧陰離子自由基的能力增強。當栓皮櫟橡子殼色素在質量濃度低于150 μg/mL時，栓皮櫟橡子殼色素清除超氧陰離子自由基的能力強于VC。當色素質量濃度高于150 μg/mL時，其清除超氧陰離子自由基的能力弱于VC。經計算，栓皮櫟橡子殼色素清除超氧陰離子自由基的IC50為226 μg/mL，VC清除超氧陰離子自由基的IC50為192 μg/mL，色素的IC50值大于VC，說明栓皮櫟橡子殼色素清除超氧陰離子自由基的能力弱于VC。

通過栓皮櫟橡子殼色素的幾種體外抗氧化實驗結果分析可知，栓皮櫟橡子殼色素具有較強的抗氧化能力。

3 結 論

栓皮櫟橡子殼中含有豐富的多酚類色素成分，其主要成分為縮合單寧，約占色素多酚的90%。栓皮櫟橡子殼色素的紫外可見吸收在224 nm和276 nm波長處有兩個強吸收峰，傅里葉變換紅外光譜在3 423、1 720、1 612、 1 517、1 445、1 368、1 280 cm－1和1 110 cm－1處有較強吸收峰，說明橡子殼色素分子中具有分子內氫鍵結構，同時含有多個苯環，酚羥基。栓皮櫟橡子殼色素易溶于乙醇、甲醇、堿水、水，微溶于乙酸乙酯，不溶于苯。在酸性條件下穩定，在堿性條件下顏色加深，對溫度、光照、K＋、Na＋、Ca2＋穩定，遇Mg2＋、Zn2＋、Al3＋顏色基本不變但產生沉淀。氧化劑易引起栓皮櫟橡子殼色素褪色，而栓皮櫟橡子殼色素對還原劑較為穩定。栓皮櫟橡子殼色素清除DPPH自由基能力、總還原能力均強于VC，而清除超氧陰離子自由基能力弱于VC，因此栓皮櫟橡子殼色素具有較強的抗氧化能力和自由基清除能力。

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Physicochemical Properties and Antioxidant Activity of Quercus variabilis Acorn Shell Pigment

LUO Qiang1, YANG Xueguo1, SHI Baozhu1, WU Yeting1, JIANG Pengfei1, HUANG Huina1, HAN Wenshe2, DUAN Xuchang1,*, JIAO Zhenshan3
(1. College of Food Science and Engineering, Northwest A & F University, Yangling 712100, China; 2. College of Natural Resources and Environment, Northwest A & F University, Yangling 712100, China; 3. LongGao Government of Shaanxi Binxian, Xianyang 712000, China)

Pigment was extracted from Quercus variabilis acorn shell harvested from Qinba mountain area, China and it was qualitatively analyzed and structurally characterized by ultraviolet-visible (UV-vis) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Meanwhile, the antioxidant activity was evaluated. The results showed that the pigment contained abundant polyphenols, with condensed tannins being the predominant species, accounting for up to about 89% of the total polyphenols. The UV-vis and FTIR analysis proved that the pigment molecule contained intramolecular hydrogen bonds as well as multiple benzene rings and phenolic hydroxyl groups. The pigment was easily soluble in ethanol, methanol, alkali solution and water, slightly soluble in ethyl acetate, and insoluble in benzene. The pigment exhibited good stability in acidic environments, but its color became darker with increasing pH in alkali environments. The pigment had good resistance to light and heat, and it was stable in K+, Ca2+and Na+solution and could basically retain its color although generating a precipitate in Al3+, Mg2+and Zn2+solution. The color of the pigment was obviously faded in antioxidant solution but was not changed in reducing agent solution. The 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging capacity and reducing power of the pigment were stronger than those of VC, while the superoxide anion scavenging capacity was slightly weaker than that of VC. Therefore, the pigment has a good antioxidant effect in vitro．

Quercus variabilis acorn shell; pigment; stability; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201711021

TS202.3

A

1002-6630（2017）11-0128-07

羅強, 楊雪果, 施寶珠, 等. 栓皮櫟橡子殼色素理化性質和抗氧化活性[J]. 食品科學, 2017, 38(11): 128-134. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201711021. http://www.spkx.net.cn

LUO Qiang, YANG Xueguo, SHI Baozhu, et al. Physicochemical properties and antioxidant activity of Quercus variabilis acorn shell pigment[J]. Food Science, 2017, 38(11): 128-134. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201711021. http://www.spkx.net.cn

2016-05-20

國家林業局林業科學技術研究項目（2016-04）

羅強（1993—），男，碩士研究生，研究方向為天然產物分離。E-mail：luoqiang314159@163.com

*通信作者：段旭昌（1965—），男，副教授，博士，研究方向為天然產物及食品加工新技術。E-mail：duanxc1965@163.com