菊屬花茶活性物質含量及體外抗氧化活性的比較研究

黎俠, 童健全, 葉立紅, 張薇, 郭方其, 付曼曼, 林森洪, 吳超*

(1.浙江省農業科學院 園藝研究所, 浙江 杭州 310021; 2.淳安縣農業技術推廣中心, 浙江 杭州 311700;3.淳安縣威坪鎮綜合服務中心, 浙江 杭州 311715; 4.淳安縣農業發展服務中心, 浙江 杭州 311700)

菊屬植物頭狀花序是我國傳統花茶, 隸屬于菊科菊屬, 長期以來, 菊屬植物在我國除作為觀賞栽培外, 在作為花茶和藥用植物方面也有廣泛的應用。《神農本草經》 認為 “久飲菊花茶能夠利血氣, 使身體輕盈, 能耐老而延壽”; 又云, 白菊花茶 “主諸風頭眩、腫痛、目欲脫、惡風濕痹, 久服利氣、輕身延年”。菊屬花茶含有較高的營養成分, 如 氨 基 酸、花 青 素、生 物 堿、多 糖、多 酚等[1-3]。現代醫學研究表明, 豐富的黃酮、多糖和酚類化合物是主要的抗氧化活性成分。此外, 菊屬花茶在抗炎消腫、抗衰老耐疲、保護心血管、調血脂、抗腫瘤等方面都有顯著作用[4-8]。

我國作為菊屬植物的發源地, 品種資源十分豐富, 尤其近年來, 花茶產業傳統結構發生了極大的轉變, 菊屬花茶的品種和類型逐年增多, 菊屬花茶作為飲品原料進行功能開發是未來菊屬花茶產業研究的重點, 也是提高菊屬花茶商品化銷售水平的必要途徑。余欣珂等[9]以4 種菊花為原料真空冷凍干燥后, 菊花總酚含量顯著增加, 其中雛菊的總酚含量增加率最高 (增加了2.525 倍); 真空冷凍干燥后, 除清除ABTS 能力差異不顯著外, 其清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼 (DPPH) 能力、鐵還原能力以及氧化自由基吸收能力 (ORAC) 變化顯著。宋佳慧對8 種菊花茶湯的感官品質和活性成分進行比較, 利用偏最小二乘回歸分析, 確定了中藥味與4-萜烯醇等6 種物質相關, 甜菜味與 (e) -泰烯酮等13 種物質相關, 菜腥味與桃金娘烯醇等14 種物質相關。對總黃酮含量的分析表明, 有機種植杭白菊中總黃酮含量最高, 祁白菊中總黃酮含量最低。鮑忠定等[11]采用水蒸氣蒸餾法從杭白菊中提取揮發油, 用氣相色譜-質譜對揮發油化學成分進行分析, 分離出126 個峰, 鑒定出50 種化合物。杭白菊揮發性成分主要為單萜烯類、倍半萜烯類及其含氧衍生物等。雖然中國菊屬花茶的年產量已達6 000～7 000 t, 但其研究力量十分薄弱。為了科學合理利用菊屬花茶品種資源, 以浙江省主栽的菊屬花茶品種為材料, 對各品種的活性成分和抗氧化能力等相關指標進行檢測, 以篩選出不同菊屬花茶更適合的開發方向。

本研究擬對浙江省主栽培的菊屬茶品種水提物中含有活性成分進行分析, 進一步驗證菊屬茶具有食藥用兼具的特性, 并通過對不同品種的體外抗氧化活性的測定分析, 為浙江菊屬花茶品種開發奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

6 個試驗菊花茶品種分別為貢菊、杭白菊、紫花野菊、金絲皇菊、雛菊、壽菊。各品種花茶特性詳見表1。

表1 6 個品種菊花茶主要特性

1.2 花茶水提物提取方法

樣品經炮制處理后, 粉碎過0.125 mm (120目) 篩, 取 粉 末50 g 加 入1 500 mL 去 離 子 水,95 ℃回流提取1 h, 提取結束后, 8 000g離心, 殘渣再重復提取一次, 合并上清液, 真空旋轉蒸發濃縮后, 冷凍干燥得到水提物。

1.3 活性成分含量測定

多酚含量: 根據Singleton 等[12]的方法略加改動。具 體 步 驟: 準 確 移 取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mL 五倍子酸溶液于離心管中, 用蒸餾水定容至1 mL, 再加入0.5 mL 的福林酚試劑, 搖勻, 反應8 min, 再加入2 mL 10%碳酸鈉溶液, 搖勻, 避光反應60 min, 于750 nm 處測定吸光度, 以五倍子酸濃度為橫坐標, 吸光度為縱坐標, 繪制標準曲線。準確移取0.5 mL 樣品溶液, 按上述方法在760 nm 處測花茶的吸光度, 計算樣品中多酚的含量。

總黃酮含量: 根據柴建新等[13]的方法, 具體步驟: 準確移取0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mL蘆丁標準溶液于離心管中。用70%乙醇補足至1 mL。首先加入0.3 mL 5%亞硝酸鈉溶液, 搖勻,反應5 min; 再加入0.3 mL 10%硝酸鋁溶液, 搖勻, 反應5 min; 最后加入1 mol·L-1氫氧化鈉溶液4.0 mL, 搖勻, 反應10 min。在波長510 nm 下測量吸光度, 以蘆丁濃度為橫坐標, 吸光度為縱坐標, 繪制標準曲線, 得到回歸方程。準確移取1 mL 樣品溶液, 按上述方法在510 nm 處測量吸光度值, 計算總黃酮含量。

多糖含量: 根據劉曉涵等[14]的方法, 分別精密量 取 葡 萄 糖 標 準 溶 液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL, 置10 mL 具塞玻璃試管中, 用蒸餾水補足至0.5 mL, 向試液中加入5%苯酚溶液0.5 mL,然后快速加入2.5 mL 濃硫酸, 靜置10 min。渦旋振蕩器混勻后, 30 ℃水浴中反應20 min, 490 nm下測吸光度, 以相應的試劑為空白, 以吸光度為縱坐標, 濃度為橫坐標, 繪制標準曲線。

1.4 抗氧化活性分析

ABTS 清除能力: 根據Sarikurkcu 等[15]的方法, 配制ABTS+儲備液: 稱量0.031 8 g ABTS+放入10 mL 容量瓶, 用去離子水定容。稱取0.013 4 g 過硫酸鉀放入另一個10 mL 容量瓶中, 用去離子水定容。將定容好的ABTS+溶液和過硫酸鉀溶液按照1 ∶1 的比例混合后, 避光保存12～16 h。

ABTS+測定液: 用磷酸緩沖溶液稀釋ABTS+儲備液, 使其在734 nm 波長處測定的吸光度值為0.7± 0.02。提 取 物 溶 液0.5 mL +ABTS+測 定 液2.0 mL, 準確振蕩30 s, 測定在734 nm 波長處的吸光度值。

還原能力測定: 根據陳晨等[16]的方法, 在1 mL 磷酸緩沖溶液 (pH 值 6.6) 中加入0.4 mL提取物溶液, 1 mL 1% 鐵氰化鉀, 混合物在50 ℃水浴保溫20 min, 急速冷卻, 加1 mL 10%三氯乙酸, 5 000 r·min-1離 心10 min。取 上 層 清 液2 mL, 加0.2 mL 0.1% FeCl3, 混合均勻, 在波長700 nm 下測吸光度。

2 結果與分析

2.1 菊花茶活性成分含量測定

根據供試菊花茶水提物總黃酮、多酚和總多糖含量測定結果 (圖1), 不同的菊花茶活性物質含量具有顯著性差異, 有些品種間還有極顯著差異(P<0.01)。試驗雛菊的總黃酮和多酚含量均高于其他樣品, 壽菊的總黃酮和多酚含量也較高, 而紫花野菊和杭白菊的總黃酮和多酚含量較低; 金絲皇菊總多糖含量最高, 含量最低的為杭白菊, 見圖1。樣品中總黃酮含量范圍為2.48% ～8.92%, 多酚含量范圍為4.90% ～11.36%, 總多糖含量范圍為9.89% ～13.50%。測定的標準曲線為黃酮Y=1.972 7X+0.117,R2=0.999 7, 多糖Y=9.681 4X-0.001 2R2=0.998 2, 多酚Y=7.792 5X+0.011 5,R2=0.992 8。

圖1 不同菊屬花茶水提物活性成分含量

2.2 不同花茶水提物對ABTS 自由基的清除作用

ABTS 自由基的清除原理是電子轉移過程,ABTS 自由基經活性氧氧化后生成穩定的藍綠色陽離子ABTS+·, 這種自由基在734 nm 處有最強吸收, 當加入抗氧化劑時, 儲備液顏色變淺, 測得吸光度的減少幅度, 從而表現出抗氧化劑對自由基的清除率[17]。實驗樣品對ABTS 自由基清除能力如圖2 所示, 隨著樣液的濃度增大, 各抗氧化劑對ABTS 自由基清除率增大。當樣品質量濃度為0.50 mg·mL-1時, 杭白菊和紫花野菊對ABTS 清除率沒有顯著差異 (P>0.05), 與其他樣品之間存在顯著差異 (P<0.05)。當試樣質量濃度>0.50 mg·mL-1時, 雛菊、貢菊和壽菊的清除能力均大于其他三者 (P<0.05); 當樣品質量濃度為1.00 mg·mL-1時, 雛菊和貢菊對ABTS 自由基清除能力均達到80%以上, 樣品之間的差異存在顯著差異。因此, 整體清除能力: 雛菊>貢菊>壽菊>金絲皇菊>紫花野菊>杭白菊。

圖2 不同菊屬花茶對ABTS 的清除力

2.3 不同菊屬花茶水提物還原力

還原能力是潛在抗氧化活性的一個重要指標,還原力強的樣品同時也是良好的電子供應者, 其供應的電子除了可使Fe3+還原為Fe2+外, 也可參與自由基反應, 與自由基結合生成穩定的物質。抗氧化物在酸性條件下, 將Fe3+還原成藍色的Fe2+, 測定其吸光度, 就可得到被測液體的還原力[18]。

由圖3 可知, 不同濃度的提取物均具有一定的還原能力, 吸光度的高低反映提取物的還原能力。隨著樣品濃度升高, 在700 nm 處的吸光度增大,說明樣品濃度越高, 能夠把越多的鐵氰化鉀還原成亞鐵氰化鉀。在樣品質量濃度為1.00 mg·mL-1時, 雛菊的還原能力最強, 與貢菊、杭白菊、紫花野菊和金絲皇菊之間存在極顯著差異 (P<0.01),與壽菊差異不顯著。由此可知, 樣品間的還原能力強弱順序為: 雛菊>壽菊>貢菊>紫花野菊>金絲皇菊>杭白菊。

圖3 不同菊屬花茶的還原力

3 結論

菊屬植物作為中草藥及茶飲應用歷史悠久, 具有消暑、生津、祛風、潤喉、養目等多重保健功能, 隨著花茶的需求增加, 對茶用菊的要求也日漸提升。但目前我國茶用菊品種多為傳統白色和黃色, 形態、色澤等均較為單一, 難以滿足目前市場對多元化、個性化品種的需求, 且傳統品種在花期、產量、加工后外觀特點等方面常存在部分不足。因而進一步在野生菊屬種資源中開展茶用特性的評價, 篩選具有色澤、花型、花期、產量等特異性, 并能夠滿足飲用口感、藥用成分等要求的新品種, 將對茶用菊花的市場開發具有重要意義。

抗氧化活性化合物屬植物次生代謝產物, 是廣泛存在于植物中具有功效活性的一類化合物, 普遍具有良好的抗氧化、抑菌作用, 能夠防治心血管疾病、調節動物激素水平和提高機體免疫力。本試驗系統地研究了不同的體外抗茶菊屬花茶的活性成分含量, 包括總黃酮、總多糖和總多酚等, 結果表明, 雛菊和壽菊中多酚和總黃酮含量最高。不同類型菊屬花茶的活性物質含量有一定差異, 雛菊的總黃酮和多酚含量略高于其他品種, 后期用于藥用植物的研究方向更為適合。而金絲皇菊的多糖含量最高, 風味佳, 具有作為飲品的開發潛力較大。

目前為止, 就菊屬花茶品種研究的層次和應用領域來說, 還有一定的局限性。比如, 在提取方法上, 對菊屬花茶品種的提取工藝僅限于一種或兩種常見的提取工藝, 缺乏全面性和選擇性。在功能性研究上, 對菊屬花茶品種有效成分的功能性研究只有少量報道; 對我國原種的菊屬花茶品種抗氧化能力的測定鮮有報道, 對于清除自由基的體外抗氧化實驗的研究尚未報道。

通過體外氧化還原能力測定, 包括ABTS 自由基清除能力和還原力等。結果表明, 菊屬花茶樣品均對自由基具有一定的清除能力, 且清除率隨多酚單體濃度的增加而增大, 雛菊和貢菊清除ABTS 自由基能力高于其余4 種菊屬花茶樣品; 此外, 雛菊和壽菊具有較強的還原能力, 在樣品質量濃度為1.00 mg·mL-1時, 雛菊和壽菊的還原力極顯著高于貢菊、杭白菊、紫花野菊和金絲皇菊 (P<0.01)。由以上結論可知, 不同類型菊屬花茶的抗氧化活性與活性物質的含量有很大關系, 但進一步關系還需要深入研究, 以便更好地發揮菊屬花茶中活性物質抗氧化的效果。