木瓜不同部位酚類物質含量及抗氧化活性比較

裴文清,路雅順,馮學花

(1.安徽新華學院,安徽 合肥 230088;2.中國科學技術大學,安徽 合肥 230026)

木瓜是熱帶及亞熱帶地區常見水果,在云南、河南、廣東和海南等地廣泛種植,其可生產加工成果醬、果凍、糖果、醬菜、飲料等[1],而水果和蔬菜中富含酚類物質,其分子結構中包含多個酚性羥基。研究已經報道木瓜中含有多酚[1]、黃酮[2]等酚類物質,并具有抗氧化[3]、抗炎[4]、抗菌[5]等藥理作用。據FAOSTAT統計,在2019年,國內種植木瓜面積達13 175 ha,產量達163 914 t,木瓜皮作為加工過程中產生的副產品,約占果實質量的12%[6],因此若大量果皮得不到利用,而是直接丟棄將會給環境造成較大負擔,資源造成極大浪費。當前極其重視創造循環經濟和減少食物浪費,這意味著需要加大對果實副產物研究與開發的力度,因為它們可能含有價值的植物化學物質。

當前關于木瓜皮酚類物質的研究數據較少,如Morais等[7]報道了包括木瓜在內的巴西熱帶水果不同部位營養成分含量;Asghar等[8]報道了多種提取溶劑對木瓜全部位的微量元素、多酚和黃酮含量的影響。此外,關于不同種木瓜酚類物質含量及抗氧化活性差異數據較少,基于此,本文選擇幾種常見的木瓜品種(皺皮木瓜Chaenomelesspecioas、光皮木瓜Chaenomelessinensis、番木瓜Caricapapaya),并對其果皮、果肉等部位的總多酚和總黃酮含量,以及通過清除DPPH自由基和ABTS+自由基能力大小來評價其抗氧化活性展開研究,從而篩選出活性物質含量和抗氧化活性均表現良好的木瓜及部位,其研究結果可為選擇種植木瓜提供一定參考意義,也可為木瓜皮資源利用開發成功能性保健材料提供一定理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

木瓜:河南平頂山,海南海口,云南臨滄,云南大理,廣東湛江,廣西南寧等產地木瓜直銷;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、沒食子酸、蘆丁標準品,上海源葉生物科技有限公司;2,2′-聯氨-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸二銨鹽(ABTS),Sigma-Aldrich公司;福林-酚試劑、亞硝酸鈉、碳酸鈉,上海麥克林有限公司;九水硝酸鋁、過硫酸鉀、氫氧化鈉,國藥試劑,均為分析純。

1.2 儀器與設備

紫外可見分光光度計(1900PC),上海奧譜勒儀器有限公司;超聲波清洗儀(SK331OHP),上海科導超聲儀器有限公司;高速藥物粉碎機(WK-400B),山東精誠機械有限公司;RE-52AA型旋轉蒸發儀(RE-52AA),上海振捷實驗設備有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品制備

將木瓜洗凈,分離果皮、果肉,于50 ℃烘干,粉碎,過0.6 mm(30目)篩,冷藏備用。分別稱取20 g木瓜皮、果肉粉末,按1∶20(g∶mL)加入50%乙醇,在超聲功率180 W、溫度50 ℃條件下,提取30 min,抽濾,殘渣再次重復提取,合并兩次濾液,于50 ℃減壓濃縮[9],得到剩余溶液備用,然后采用HZ-826大孔樹脂進行純化,按上樣質量濃度為5 mg/mL,流速為2 BV/h,上樣體積為70 mL,乙醇洗脫劑濃度為70%,洗脫體積為140 mL進行,收集洗脫液于50 ℃減壓濃縮干燥,即得各部位提取物,4 ℃保存備用。

1.3.2 總多酚含量測定

按Yap等人[10]方法進行測定總多酚含量,并略作修改:取1.5 mL樣品于25 mL 容量瓶中,加入1.0 mL福林酚試劑,混勻后靜置5 min后加入 2.0 mL 10% Na2CO3,混合后定容到25 mL,25 ℃放置1 h后于765 nm測定吸光度。以(0～16 μg/mL) 沒食子酸為標準品,繪制標準曲線Y= 0.120 8X-0.002 2(R2= 0.999 6),含量以mg/g表示。

1.3.3 總黃酮含量測定

按陳建國等人[11]方法進行測定總黃酮含量,并略作修改:取0.2 mL樣品于10 mL容量瓶中,分別加5% NaNO2溶液0.4 mL,搖勻,靜置6 min,10% Al(NO3)3溶液0.4 mL,搖勻放置6 min,4% NaOH溶液4 mL,最后用50%乙醇溶液定容,搖勻,靜置15 min,分別于510 nm處測定吸光度。以(0～80 μg/mL)蘆丁為標準品,繪制標準曲線Y= 0.014 5X+ 0.000 8(R2= 0.999 6),含量以mg/g表示。

1.3.4 DPPH自由基清除率測定

按參考文獻[10]測定不同木瓜各部位對DPPH自由基的清除能力,并略作改動。取1 mL不同濃度的樣品及4 mL 0.02 mg/mL DPPH溶液加入試管中,混勻并靜置30 min,測定517 nm處的吸光度A1;測定DPPH 溶液空白時的吸光度A2;測定樣品溶液空白時的吸光度A0。同時測定陽性對照VC清除自由基的能力。按公式(1)計算DPPH自由基清除率,并擬合自由基清除率的IC50值。

清除率=[1-(A1-A2)/A0]×100%

(1)

1.3.5 ABTS+自由基清除率測定

按王麗麗等人[12]方法進行測定不同木瓜各部位ABTS+自由基清除能力,并略作修改。將7 mmol/L的ABTS溶液和140 mmol/L的過硫酸鉀溶液按體積比1∶1混合搖勻,避光靜置12 h,得ABTS儲備液,并調整使其在734 nm下的吸光值處于0.70 ± 0.02,即得ABTS工作液。將不同濃度的樣品溶液1 mL添加到4 mL的ABTS工作液中,充分混勻,暗處靜置6 min 后于734 nm下測定吸光度Am;測定ABTS工作液空白時的吸光度An;測定樣品溶液空白時的吸光度A0。同時測定陽性對照VC清除自由基的能力。按公式(2)計算ABTS+清除率,并擬合自由基清除率的IC50值。

清除率=[1-(Am-An)/A0]×100%

(2)

1.3.6 數據處理

使用Origin Pro 8.0進行作圖,SPSS 19.0軟件進行顯著性分析,Excel進行相關性分析。每組實驗重復進行三次,結果以均值±SD表示。

2 結果與分析

2.1 木瓜總多酚與總黃酮含量

實驗中,研究了不同木瓜各部位的總多酚和總黃酮含量,結果見表1。由表1結果所示,這6種木瓜果皮、果肉均具有一定的總多酚與總黃酮含量,其中河南平頂山木瓜,屬于宣木瓜的一種,其木瓜皮總多酚和總黃酮含量顯著高于其他木瓜皮(P<0.05),含量分別為102.24,228.28 mg/g,同時,其木瓜肉的總多酚和總黃酮含量也顯著高于其他木瓜肉(P<0.05),含量分別為59.70,120.23 mg/g,而海南海口、廣東湛江、廣西南寧三地木瓜皮總多酚和總黃酮含量較低,差異不顯著(P>0.05),含量分別介于7.04～8.88,5.29～6.44 mg/g,同時,這三地木瓜肉的總多酚和總黃酮含量大小同木瓜皮總多酚和總黃酮含量結果相似,這可能是多酚與黃酮含量與這些木瓜所屬種植地的氣候、品種等條件有關[13-15]。

表1 木瓜不同部位的總多酚和總黃酮含量

2.2 抗氧化活性比較

2.2.1 DPPH自由基清除能力

不同木瓜各部位清除DPPH自由基的能力見圖1。

(a)木瓜皮;(b)木瓜肉

由圖1可知,不同木瓜各部位對DPPH自由基均具有較強的抗氧化能力。木瓜皮IC50值介于0.01～1.94 mg/mL,木瓜肉IC50值介于0.06～2.00 mg/mL,木瓜皮按照IC50值由低到高順序依次為:河南平頂山、云南大理、云南臨滄、海南海口、廣東湛江、廣西南寧,其中河南平頂山木瓜皮IC50值最低,為0.01 mg/mL,由于IC50值越低,則抗氧化性越強,其抗氧化性強于VC清除DPPH自由基的能力,廣西南寧木瓜皮IC50值最高,為1.94 mg/mL,其抗氧化性相對最弱。木瓜肉按照IC50值由低到高順序依次為:河南平頂山、云南大理、云南臨滄、廣東湛江、廣西南寧,其中河南平頂山木瓜肉IC50值最低,為0.06 mg/mL,其抗氧化性相對最強,但是略低于VC的抗氧化活性。整體而言,木瓜皮和木瓜肉清除DPPH自由基活性相當,結果與Asghar等[8]得出木瓜各部位清除DPPH自由基的結果基本相似。

2.2.2 ABTS+自由基清除能力

不同木瓜各部位對ABTS+自由基清除能力見圖2。

(a)木瓜皮;(b)木瓜肉

由圖2可知,不同木瓜各部位均具有一定清除ABTS+自由基的能力,當質量濃度為0.2 mg/mL時,河南平頂山木瓜皮清除率超過50%,高于Silva等[16]測得木瓜皮對ABTS+自由基的清除率,其清除率低于50%。木瓜皮IC50值介于0.00～1.18 mg/mL,按照IC50值由低到高順序依次為:河南平頂山、云南大理、云南臨滄、海南海口、廣東湛江、廣西南寧,其中河南平頂山木瓜皮抗氧化性最強,同時其抗氧化性強于VC。木瓜肉IC50值介于0.08～1.59 mg/mL,按照IC50值由低到高的順序依次為:河南平頂山、云南大理、云南臨滄、廣東湛江、廣西南寧,其中河南平頂山木瓜肉IC50值最低,為0.08 mg/mL,抗氧化性相對最強,但是弱于VC。總之,木瓜皮與木瓜肉都具有非常強的清除ABTS+自由基的作用,但是這與Matsusaka等[17]測得結果不一致,可能與使用的木瓜品種不同有關。

2.3 相關性分析

利用Excel軟件對木瓜各部位的總多酚、總黃酮含量與其DPPH自由基、ABTS+自由基之間的關系進行相關性分析,以IC50值與含量之間進行相關性分析,結果如表2所示。

表2 木瓜酚類物質含量與抗氧化活性的相關性

從表2可知,木瓜皮、木瓜肉的總多酚與總黃酮含量與抗氧化活性之間存在一定相關性。總多酚含量與木瓜皮抗氧化活性(IC50)呈顯著負相關(P<0.05),與木瓜肉抗氧化活性(IC50)極顯著負相關(P<0.01),說明隨著總多酚含量增加,IC50值隨之減小,抗氧化活性隨之增強;總黃酮含量與木瓜皮、果肉抗氧化活性(IC50)負相關,但不具有顯著性。已有研究表明,3,5,7,3′,4′-五羥基多酚結構、黃酮B環中鄰二酚結構等都會使多酚和黃酮類物質具有較強的抗氧化活性[18-19]。因此,木瓜各部位的抗氧化活性與其含有的酚類物質有關,總多酚可能是木瓜皮和木瓜肉抗氧活化的物質基礎。

3 結論

對6種木瓜果皮、果肉的總多酚和總黃酮含量和抗氧化活性進行了研究。結果表明,木瓜皮總多酚含量介于7.04～102.24 mg/g,總黃酮含量介于5.29～228.28 mg/g;木瓜肉的總多酚含量介于5.66～59.70 mg/g,總黃酮含量介于0.69～120.23 mg/g。木瓜皮對DPPH自由基、ABTS+自由基的IC50分別介于0.01～1.94 mg/mL,0.00～1.18 mg/mL;木瓜肉對DPPH自由基、ABTS+自由基的IC50分別介于0.06～2.00 mg/mL,0.08～1.59 mg/mL。木瓜皮抗氧化性由強到弱順序依次為河南平頂山>云南大理>云南臨滄>海南海口>廣東湛江>廣西南寧,木瓜肉抗氧化性由強到弱順序依次為河南平頂山>云南大理>云南臨滄>廣東湛江>廣西南寧。整體上而言,木瓜皮和果肉抗氧化性強弱相當。此外,上述結果揭示不同木瓜各部位間的酚類物質含量及抗氧化活性存在較大的差異,其中屬于河南平頂山木瓜皮和果肉總多酚和總黃酮含量及抗氧化活性相對最高,廣西南寧木瓜皮和果肉總多酚和總黃酮含量及抗氧化性相對最低。相關性分析結果表明總多酚含量與木瓜皮和木瓜肉抗氧化性(IC50)顯著負相關,揭示了總多酚可能是木瓜皮和木瓜肉抗氧化的主要物質基礎。