不同產地及品種花生紅衣白藜蘆醇的差異化分析

王 娜寧燦燦張雙雙余秋穎李小云任紅濤*

(1.河南農業大學食品科學技術學院,河南 鄭州 450002;2.鄭州市營養與健康食品重點實驗室,河南 鄭州 450002;3.農業農村部大宗糧食加工重點實驗室,河南 鄭州 450002)

白藜蘆醇(Resveratrol)是一種天然多酚類抗氧化合物[1-2],廣泛存在于虎杖、葡萄、桑葚、花生等植物中,具有抗癌、抑菌、預防心血管疾病及延緩衰老的作用[3-7],具有較大的潛在社會效益與經濟效益,在食品、醫藥、化妝品等行業發展前景廣闊[8]。

花生在我國種植廣泛,年產量高達1750萬t,居世界第一位[9]。花生中含有豐富的營養物質,常作為植物油、花生飲料、花生糕等制品加工的原料[10],花生紅衣占花生籽仁的3.0%~3.6%[11],因其食用品質較差,口感帶有輕微的苦澀味,在我國每年有上千噸花生紅衣被廢棄,僅有極少部分用于飼料加工,經濟價值很低。

近幾年,有研究人員對花生不同部位的白藜蘆醇進行分析,發現花生紅衣中的白藜蘆醇含量豐富且僅次于花生根莖[12],是葡萄白藜蘆醇含量的908倍[13],這為花生紅衣變廢為寶提供了理論依據。然而,關于不同品種、不同產地花生紅衣中白藜蘆醇差異化研究方面的報道較少。本試驗以28個花生產地品種為研究對象,通過差異化分析,篩選高含量、高活性的白藜蘆醇,為花生紅衣白藜蘆醇的進一步研究與應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

花生產地與品種信息見表1,由鄭州市營養與健康食品重點實驗室提供。

表1 試驗樣品信息Table 1 Test sample information

1.2 試 劑

白藜蘆醇標準品(北京索萊寶科技有限公司);石油醚、無水乙醇、乙酸乙酯(分析純,天津市富宇精細化工有限公司);30%雙氧水(分析純,煙臺市雙雙化工有限公司);水楊酸、硫酸亞鐵、維生素C(分析純,國藥集團化學試劑有限公司);DPPH(飛凈生物有限公司)。

1.3 主要儀器設備

SCIIIIDM微波光波超聲波萃取儀(寧波新芝生物科技股份有限公司);RE-52AA旋轉蒸發器、SHZ-III循環水真空泵(上海亞榮生化儀器廠);FA2004A電子分析天平(上海精天電子儀器廠);UV2000紫外分光光度計(尤尼柯儀器公司);200T高速多功能粉碎機(永康市鉑歐五金制品有限公司);SN-NS-1磁力攪拌器(上海尚普儀器設備有限公司)。

1.4 試驗方法

1.4.1 花生紅衣的制備

參照Xiong等的方法并略作修改[14]。將花生紅衣碎片用高速粉碎機粉碎,過80目篩,按照1:5的石油醚脫脂24 h,45℃烘箱烘干后,得到花生紅衣粉末。

1.4.2 白藜蘆醇的提取

參照周煥霞等的方法并略作修改[15-19]。工藝流程:花生紅衣粉末→脫脂→超聲-微波協同提取→抽濾→濃縮(35℃)→脫蛋白(濃縮液:無水乙醇=1:4)→濃縮(35℃)→萃取除雜(濃縮液:水:乙酸乙酯=1:1:2,萃取5次)→濃縮(35℃)→粗提液。

其中料液比1:30,提取液為65%乙醇,超聲功率290 w,時間3 min,微波功率380 w,時間120 s。

1.4.3 白藜蘆醇標準曲線的繪制

參照李貴文等的方法并略作修改[20]。將20 mg白藜蘆醇標準品用1 mL無水乙醇溶解,吸取125μL溶液于棕色容量瓶中,用乙醇定容至刻度線為儲備液,將儲備液分別吸取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 m L,通過梯度稀釋定容于25 m L容量瓶中,配成2、4、6、8、10μg/m L的標準對照品溶液,以無水乙醇作空白對照,306 nm為檢測波長,測定吸光度,再以吸光度(Y)對濃度(X)進行線性回歸,得到回歸方程Y=0.1443X-0.008,其中R2=0.9996,該方程在2~10μg/m L范圍內有良好的線性關系,從而計算白藜蘆醇含量。

1.4.4 白藜蘆醇含量的測定

根據線性回歸方程計算其含量。

式中:C為提取液物質量濃度/(mg·L-1);V為提取液總體積/m L;m為花生紅衣粉末質量/g。

1.4.5 清除DPPH自由基實驗

參照喬曉月等的方法并略作修改[21]。

式中:Ai為樣品加DPPH無水乙醇溶液;Aj為樣品加無水乙醇溶液;Ao為無水乙醇加DPPH溶液。

1.4.6 清除羥基自由基實驗

參照喬曉月等的方法并略作修改[21]。

式中:Ax為樣品、水楊酸、硫酸亞鐵、過氧化氫;Axo為硫酸亞鐵、水楊酸、樣品和去離子水混合液;Ao為去離子水、水楊酸、硫酸亞鐵、過氧化氫。

1.5 數據分析

采用Excel分析數據,繪制柱形圖,并用SPSS 16.0數據分析軟件對樣品進行顯著性分析。

2 結果與討論

2.1 不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇含量的差異化分析

2.1.1 不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇含量的差異化分析

由圖1可知,不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇含量有較大差異。其中“豫南陽魯花8號”中白藜蘆醇含量最高,為2.207 mg/g,“魯青島四粒紅”次之,含量為2.205 mg/g,二者間差異極小,均可以作為后續研究提取白藜蘆醇的優先備選原料;“魯濟南四粒彩”白藜蘆醇含量最低,為0.851 mg/g,該品種花生紅衣中白藜蘆醇含量遠低于其他樣品,可能是與其品種、產地或者生長環境等有關。

圖1 不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇含量Fig.1 Resveratrol content in skin of peanut from different producing areas and varieties

2.1.2 同一產地不同品種花生紅衣白藜蘆醇含量的差異化分析

由表2可知,同一產地不同品種花生紅衣中白藜蘆醇含量存在較大差異。

表2 同一產地不同品種花生紅衣中白藜蘆醇含量Table 2 Resveratrol content in skin of different varieties of peanut from the same province

2.1.3 同一品種不同產地花生紅衣白藜蘆醇含量的差異化分析

由表3可知,同一品種不同產地花生紅衣中白藜蘆醇含量有顯著性差異(P<0.05)。

表3 同一品種不同產地花生紅衣中白藜蘆醇含量Table 3 Resveratrol content in skin of peanut from the same variety and different producing areas

2.2 不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇抗氧化活性的差異化分析

2.2.1 DPPH自由基清除能力

①不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇清除DPPH自由基能力的差異性分析。圖2可知,該試驗所有品種花生紅衣中白藜蘆醇DPPH自由基清除率均較好(介于91.937%~98.684%,VC清除率為95.545%);同一濃度下,不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇DPPH自由基清除能力存在差異。其中,鄂襄陽四粒紅DPPH自由基清除效果最好,清除率為98.684%;“魯濰花8號”次之,清除率為98.631%,且二者間差異很小。

圖2 不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇DPPH自由基清除率Fig.2 DPPH free radical scavenging rate of resveratrol in skin of peanut from different producing areas and varieties

該試驗中,白藜蘆醇與原花青素、黃酮類等抗氧化物質的提取工藝類似,所以,粗提液中可能存在原花青素等其他多酚類物質,從而使不同樣品中白藜蘆醇的純度不同,影響其抗氧化活性的測定。

②同一產地不同品種花生紅衣中白藜蘆醇清除DPPH自由基能力的差異性分析。表4可看出,同一產地不同品種花生紅衣中白藜蘆醇DPPH清除率存在差異。抗氧化活性較強的品種分別為四粒紅、濰花8號、羅漢果、小白沙、黑花8號,造成品種間抗氧化活性存在差異的原因可能是因為品種本身差異或者樣品中含有其他抗氧化類化合物,從而導致白藜蘆醇呈現出不同的活性。研究也發現,山東省花生品種白藜蘆醇不僅抗氧化活性較強,平均含量還高于其他產地,可以為白藜蘆醇工業化提取應用提供優質原料來源,有利于資源的充分利用。

表4 同一產地不同品種花生紅衣中白藜蘆醇DPPH自由基清除率Table 4 DPPH free radical scavenging rate of resveratrol in skin of different varieties of peanut from the same area

③同一品種不同產地花生紅衣中白藜蘆醇清除DPPH自由基能力的差異性分析。表5可看出,同一品種不同產地花生紅衣中白藜蘆醇DPPH自由基清除效果存在一定差異。DPPH自由基清除能力較強的產地分別是“豫南陽”、“豫南陽”、“豫南陽”、“鄂襄陽”、“魯菏澤”、“豫浚縣”,不同產地的氣候類型、土壤類型、光照條件等有可能影響花生生長,進而導致白藜蘆醇清除DPPH自由基能力產生差異性。其中,四粒紅系列花生紅衣中,不僅白藜蘆醇平均含量相對較高,抗氧化活性也相對較強,可作為后續研究的一個比較理想的品種。

表5 同一品種不同產地花生紅衣中白藜蘆醇DPPH自由基清除率Table 5 DPPH free radical scavenging rate of resveratrol in skin of peanut from the same variety and different producing areas

2.2.2 羥基自由基清除能力

①不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇清除羥基自由基能力的差異性分析。圖3可看出,28個產地品種花生紅衣中白藜蘆醇羥基自由基清除率均較低,其中“豫浚縣花育42號”清除效果最好,清除率可達58.886%;“冀滄州小白沙”羥基自由基清除效果最差,為7.463%,還不到等濃度維生素C的一半。

圖3 不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇羥基自由基清除率Fig.3 Resveratrol hydroxyl radical scavenging rate in peanut skin from different producing areas and varieties

②同一產地不同品種花生紅衣中白藜蘆醇清除羥基自由基能力的差異性分析。由表6可看出,同一產地不同品種花生紅衣中白藜蘆醇清除羥基自由基能力存在一定的差異。鄂、冀、甘、豫、魯產地花生紅衣中白藜蘆醇羥基自由基清除率,依次為鄂>魯>豫>甘>冀,可見,鄂產地樣品清除羥基自由基效果比其他產地更好,這種差異性可能是因為花生品種、濕度、溫度及光照條件等不同,使不同產地花生紅衣中白藜蘆醇存在差異性。

表6 同一產地不同品種花生紅衣中白藜蘆醇羥基自由基清除率Table 6 Resveratrol hydroxyl radical scavenging rate in peanut skin from different varieties and the same origin

③同一品種不同產地花生紅衣中白藜蘆醇清除羥基自由基能力的差異性分析。表7可看出,同一品種不同產地花生紅衣白藜蘆醇清除羥基自由基效果存在顯著性差異(P<0.05)。四粒彩系列、羅漢果系列、四粒紅系列、花育系列、黑花生系列、白沙系列品種中花生紅衣中白藜蘆醇清除羥基自由基能力較強的產地分別為“魯濟南”、“甘蘭州”、“鄂襄陽”、“豫浚縣”、“魯濟南”、“豫浚縣”。 造成此差異性的原因可能是不同產地之間的溫度、濕度、水分、土壤條件等,使同一系列品種間存在差異性。除此之外,樣品中白藜蘆醇結構穩定性或者存在其他多酚類抗氧化物質,從而使品種間羥基自由基清除效果產生差異。

表7 同一品種不同產地花生紅衣中白藜蘆醇羥基自由基清除率Table 7 Resveratrol hydroxyl radical scavenging rate in peanut skin from the same variety and different producing areas

3 結 論

以28個產地品種花生紅衣為原料對其白藜蘆醇含量進行研究,結果表明:不同產地及品種花生紅衣中白藜蘆醇差異較大(P<0.05),“豫南陽魯花8號”白藜蘆醇含量最高,為2.207 mg/g,可作為提取白藜蘆醇的優先來源;通過評價清除DPPH自由基、清除羥自由基抗氧化活性,結果表明“鄂襄陽四粒紅”和“豫南陽黑花8號”對DPPH自由基清除率相對較高,分別為98.684%、98.631%;“豫浚縣花育42號”對羥基自由基清除率相對較高,為58.886%;且以上品種花生紅衣中白藜蘆醇的抗氧化活性均高于等濃度VC,均可作為抗氧化劑的優質來源。綜合含量與抗氧化性來看,“魯青島四粒紅”不僅白藜蘆醇含量較高,抗氧化活性也較強,后續可對其進一步研究,在未來它有可能成為白藜蘆醇提取的重要來源之一。