桃金娘果實多糖抗氧化穩定性的研究

趙廣河，陸璽文，胡夢琪，趙豐麗

（1.廣西師范大學可持續發展創新研究院，廣西 桂林 541004；2.廣西師范大學生命科學學院，廣西 桂林 541004；3.廣西師范大學生物醫學科學中心，廣西 桂林 541004）

桃金娘（Rhodomyrtus tomentosa）別名山稔、崗稔、當梨、稔子、豆稔、桃娘，是桃金娘科桃金娘屬常綠多花小灌木，廣泛分布于我國東南部、南部、西南部以及亞洲熱帶和亞熱帶地區[1]。桃金娘多以野生存在，其果實資源豐富。據《生草藥性各要》記載，桃金娘果實具有健大腸、治蛇傷的功效。另據《全國中草藥匯編》記載，桃金娘果實具有補血、滋養、安胎的功效，可用于貧血、病后體虛、神經衰弱、耳鳴、遺精等病癥的治療。近年來，關于桃金娘果實的研究多集中在果酒[2-3]、果粉[4-5]及生物活性[6-11]的研究上，涉及果實多糖的研究較少且主要集中于提取純化工藝、單糖組成及活性評價上[12-19]。研究表明，桃金娘果實多糖具有較強的抗氧化活性[17-18]。然而，桃金娘多糖的抗氧化穩定性未見報道。因此，本文模擬不同食品加工條件，對桃金娘果實多糖的抗氧化穩定性進行評價，為桃金娘果實多糖的進一步開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桃金娘果實：市售；木瓜蛋白酶（10萬U/g）：廣西龐博生物工程有限公司；乙醇、硫酸亞鐵、水楊酸、磷酸氫二鈉、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化銅、氯化亞鐵、檸檬酸、蔗糖、葡萄糖、苯甲酸鈉等（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；疊氮化鈉（生化試劑）：南京生興生物技術有限公司。

1.2 儀器與設備

DHG-9140A電熱恒溫鼓風干燥箱：上海齊欣科學儀器有限公司；JP-250A-8高速多功能粉碎機：永康市久品工貿有限公司；YXQ-50SⅡ立式壓力蒸汽滅菌器：上海博迅實業有限公司醫療設備廠；SP-2500紫外可見分光光度計：上海光譜儀器有限公司；FDU-1200冷凍干燥機：東京理化器械株式會社。

1.3 試驗方法

1.3.1 桃金娘果實多糖的制備

購買新鮮桃金娘果實于3 h內快速運回實驗室，剔出破損果、蟲蝕果。桃金娘多糖的制備采用本實驗室前期的方法[14]，將完整且無蟲蝕的桃金娘果實于80℃烘干、粉碎、過篩，用石油醚回流提取充分脫脂，在通風櫥中攤晾6 h以上以脫除殘余溶劑。將脫脂后的桃金娘果實用80%乙醇溶液回流脫單糖及低聚糖，40℃烘干后均勻分散于20倍蒸餾水中，再加入0.80%木瓜蛋白酶于55℃水浴中進行酶解，最后加入4倍體積無水乙醇進行醇沉，用無水乙醇洗滌兩次，冷凍干燥后即得桃金娘果實多糖。

1.3.2 羥基自由基清除試驗

參考文獻[20]方法，在試管中依次加入1.0 mL硫酸亞鐵（濃度為1.0 mmol/L）及1.0 mL水楊酸-乙醇溶液（濃度為1.0 mmol/L），1.0 mL桃金娘果實多糖樣品溶液，1.0 mL H2O2（濃度為1.0 mmol/L），最后加入2.0 mL蒸餾水，搖勻，避光靜置30 min后于510 nm處測吸光度。然后用等體積蒸餾水代替樣品溶液，其它試劑不變，作為空白對照試驗。通過測定的吸光度，計算桃金娘果實多糖對羥基自由基的清除率。每組試驗平行測定3次，取平均值為最終結果。羥基自由基清除率計算按公式（1）。

式中：A0為用等體積蒸餾水代替桃金娘果實多糖溶液時所測的空白對照吸光度；A1為不同樣品溶液的吸光度。

1.3.3 多糖溶液濃度的選擇

將桃金娘果實多糖分別配制成0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%濃度的溶液，按照1.3.2進行試驗，分別測吸光度，并按公式（1）計算出不同濃度的多糖溶液對羥基自由基的清除率，根據測定結果，取適宜濃度的多糖溶液進行后續的多糖抗氧化穩定性試驗。

1.3.4 多糖抗氧化穩定性試驗

1.3.4.1 光照對多糖抗氧化穩定性的影響

在3個燒杯中分別加入50 mL適宜濃度的桃金娘果實多糖溶液，并用保鮮膜封住杯口（溶液中添加0.05%疊氮化鈉以抑制微生物的生長）。將3個燒杯分別于室溫25℃下放置于自然光、日光燈（燒杯與其間距為2.0 m）、避光條件下，每隔2 d測定一次多糖溶液對羥基自由基的清除率，試驗共進行12 d。

1.3.4.2 溫度對多糖抗氧化穩定性的影響

在4個錐形瓶中分別加入50 mL適宜濃度的桃金娘果實多糖溶液，并用保鮮膜封住瓶口。將4個錐形瓶分別置于40、60、80、100℃的條件下進行水浴加熱，每隔0.5 h測定一次多糖溶液對羥基自由基的清除率，直至加熱時間達到3.5 h。

1.3.4.3 酸堿度對多糖抗氧化穩定性的影響

分別用 pH 值為 3、4、5、6、7、8 的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液配制適宜濃度的桃金娘果實多糖溶液，常溫25℃下放置2 h后，測定多糖溶液對羥基自由基的清除率。

1.3.4.4 金屬離子對多糖抗氧化穩定性的影響

分別用濃度為 2、4、6、8、10、12 mmol/L 的氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化銅及氯化亞鐵溶液配制適宜濃度的桃金娘果實多糖溶液，常溫25℃下放置2 h后，測定多糖溶液對羥基自由基的清除率。

1.3.4.5 常用食品配料對多糖抗氧化穩定性的影響

分別用濃度為 0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的檸檬酸溶液配制適宜濃度的桃金娘果實多糖溶液，常溫25℃下放置2 h后，測定多糖溶液對羥基自由基的清除率。

分別用濃度為0%、1%、2%、3%、4%、5%的蔗糖溶液配制適宜濃度的桃金娘果實多糖溶液，常溫25℃下放置2 h后，測定多糖溶液對羥基自由基的清除率。

分別用濃度為0%、1%、2%、3%、4%、5%的葡萄糖溶液配制適宜濃度的桃金娘果實多糖溶液，常溫25℃下放置2 h后，測定多糖溶液對羥基自由基的清除率。

分別用濃度為 0%、0.005%、0.010%、0.015%、0.020%、0.025%的苯甲酸鈉溶液配制適宜濃度的桃金娘果實多糖溶液，常溫25℃下放置2 h后，測定多糖溶液對羥基自由基的清除率。

1.3.4.6 殺菌方式對多糖抗氧化穩定性的影響

將適宜濃度的桃金娘果實多糖溶液分別在100℃條件下煮沸滅菌10 min、巴氏滅菌（70℃條件下加熱30 min）、2 450 MHz條件下微波滅菌5 min及高壓滅菌15 min，然后測定多糖溶液對羥基自由基的清除率。

1.3.5 數據處理

所有試驗均為3次重復，結果表示為平均值±標準偏差。采用IBM SPSS Statistic Version 20.0統計軟件，利用ANOVA進行方差分析，使用Dunnett′s tests進行顯著性檢驗。p＜0.05，視為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 多糖溶液濃度的選擇

多糖溶液濃度的選擇試驗結果見圖1。

圖1 不同濃度的多糖溶液對羥基自由基的清除率Fig.1 Hydroxylradical clearance rate of polysaccharide solutions with different concentrations

如圖1可知，在0.1%～0.5%濃度范圍內，隨著濃度的增加，桃金娘果實多糖對羥基自由基的清除率也隨之增大，但在稀釋度0.3%之后，曲線變化逐漸平緩，清除率增加并不顯著。因此選擇0.3%濃度作為后續多糖溶液抗氧化穩定性試驗的適宜濃度。

2.2 多糖抗氧化穩定性試驗結果

2.2.1 光照對多糖抗氧化穩定性的影響

光照對桃金娘果實多糖的抗氧化能力的影響見圖2。

圖2 光照對桃金娘果實多糖抗氧化能力的影響Fig.2 Effect of light on antioxidant capacity of the Rhodomyrtus tomentosa berry polysaccharide

從圖2可以看出，光照對多糖的抗氧化穩定性有一定的影響。隨著光照時間的增加，多糖對羥基自由基的清除率逐漸下降。在0～6 d時，清除率呈較緩慢的下降趨勢，6 d以后，清除率下降速度逐漸變快。整體來看，避光、自然光和日光燈3種光照方式對桃金娘果實多糖羥基自由基清除能力的影響并無顯著差異。考慮到食品生產實際，通常單批次食品加工不會超過6 h，因此，可以認為，光照對桃金娘果實多糖的抗氧化穩定性無顯著的影響。太行菊多糖也表現出同樣的性質[21]，但敗醬草多糖的抗氧化活性受光照的影響較大[22]。

2.2.2 溫度對多糖抗氧化穩定性的影響

溫度對桃金娘果實多糖的抗氧化能力的影響見圖3。

圖3 溫度對桃金娘果實多糖抗氧化能力的影響Fig.3 Effect of processing temperature on antioxidant capacity of the Rhodomyrtus tomentosa berry polysaccharide

由圖3可知，隨著受熱時間的延長，桃金娘果實多糖的抗氧化能力呈下降的趨勢。在100℃條件下加熱時，桃金娘果實多糖的抗氧化能力快速下降，0.5 h后就基本失去抗氧化能力。在低于100℃條件下加熱時，加熱溫度越低，桃金娘果實多糖的抗氧化能力下降速度越緩慢。由此可見，溫度對桃金娘果實多糖的抗氧化穩定性影響顯著。溫度的變化可誘發桃金娘果實多糖結構的改變[15]，從而導致其抗氧化活性的改變。太行菊多糖和敗醬草多糖也表現出類似的性質[21-22]。

2.2.3 酸堿度對多糖抗氧化穩定性的影響

酸堿度對桃金娘果實多糖的抗氧化能力的影響見圖4。

圖4 酸堿度對桃金娘果實多糖抗氧化能力的影響Fig.4 Effect of pH on antioxidant capacity of the Rhodomyrtus tomentosa berry polysaccharide

由圖4可知，當pH值在3～6范圍時，桃金娘果實多糖的抗氧化能力比較穩定，對羥基自由基的清除率維持在91.9%左右。當pH值在6～7范圍內，桃金娘果實多糖的抗氧化能力出現緩慢下降。pH值＞7時，桃金娘果實多糖的抗氧化能力快速下降。由此看出，桃金娘果實多糖溶液在酸性及弱酸性條件下，其抗氧化能力比較穩定，而在堿性條件下，其抗氧化穩定性較差，這與太行菊多糖和敗醬草多糖的性質相近[21-22]。

2.2.4 金屬離子對多糖抗氧化穩定性的影響

金屬離子對桃金娘果實多糖的抗氧化能力的影響見圖5。

圖5 不同金屬離子對桃金娘果實多糖抗氧化能力的影響Fig.5 Effect of metal ions on antioxidant capacity of the Rhodomyrtus tomentosa berry polysaccharide

由圖5可知，在不同濃度的K+、Na+的處理下，桃金娘果實多糖的抗氧化能力基本穩定；在Ca2+、Fe3+處理下，隨著濃度的增大，桃金娘果實多糖的抗氧化能力顯著下降，Fe3+處理下的降幅略大于Ca2+處理。可能因為多糖與不同離子發生不同程度的絡合作用所致。與桃金娘果實多糖相同，太行菊多糖的抗氧化活性受鐵離子的影響較大[21]，敗醬草多糖的抗氧化活性受鈉、鉀離子的影響較小[22]。與桃金娘果實多糖不同，敗醬草多糖的抗氧化活性受鈣離子的影響較小[22]。

2.2.5 常用食品配料對多糖抗氧化穩定性的影響

常用食品配料對桃金娘果實多糖的抗氧化能力的影響見圖6。

圖6 常用食品配料對桃金娘果實多糖抗氧化能力的影響Fig.6 Effect of common food ingredients on antioxidant capacity of the Rhodomyrtus tomentosa berry polysaccharide

由圖6可知，在試驗考察的濃度范圍內，常見食品配料葡萄糖、蔗糖、檸檬酸及苯甲酸鈉等對桃金娘果實多糖的抗氧化能力的影響并不明顯。與桃金娘果實多糖不同，太行菊多糖抗氧化活性受葡萄糖、檸檬酸及苯甲酸鈉影響較大[21]。造成這一差異的原因，可能是兩種多糖組成的不同，或者是抗氧化活性評價方法的不同。

2.2.6 殺菌方式對多糖抗氧化穩定性的影響

殺菌方式對多糖抗氧化能力的影響見圖7。

圖7 殺菌方式對桃金娘果實多糖抗氧化能力的影響Fig.7 Effect of different bactericidal methods on antioxidant capacity of the Rhodomyrtus tomentosa berry polysaccharide

由圖7可知，煮沸滅菌、高壓滅菌及微波滅菌等劇烈的殺菌方式對桃金娘果實多糖抗氧化能力的影響較大，而巴氏殺菌這種溫和的殺菌方式對多糖抗氧化能力的影響較小。

這說明，在溫和的殺菌方式下，多糖結構變化較小，其抗氧化活性可以得到較多的保留。因此，對含有桃金娘果實多糖的產品進行殺菌時應優先選擇巴氏殺菌。

3 結論與討論

桃金娘果實多糖具有較好的抗氧化活性，但受到食品加工條件不同程度的影響。光照、常用食品配料及Na+和K+對桃金娘果實多糖抗氧化穩定性影響較小，而溫度、酸堿度、殺菌方式及Ca2+和Fe3+等對桃金娘果實抗氧化穩定性影響較大。抗氧化活性具有多重復雜性，體外評價方法[包括羥基自由基（·OH）清除率]與體內評價方法可能并不一致，甚至可能存在較大的差異。因此，還需對桃金娘多糖的抗氧化活性及其穩定性作進一步的深入研究，以為桃金娘果實多糖產品的開發提供依據。