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洋甘菊中多糖与黄酮粗提物抗氧化及抑制亚硝化作用研究



全 文 :《食品工业》2014 年第35卷第 11 期 293
洋甘菊中多糖与黄酮粗提物抗氧化及抑制亚硝化作用研究
夏娜,陶海燕 ,赵丽凤
喀什师范学院叶尔羌绿洲生态与生物资源研究高校重点实验室,喀什师范学院化环系(喀什 844000)
摘 要 研究洋甘菊中多糖与黄酮的抗氧化活性及抑制亚硝化作用。对洋甘菊多糖、黄酮进行提取, 测定这两种
成分对二苯代苦味酰基 (DPPH)、羟自由基 (·OH)以及2, 2-联氮-二 (3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸) 二铵盐自由基
(ABTS·) 的清除能力, 以及对亚硝化作用的抑制。结果表明, 洋甘菊中多糖与黄酮能有效地清除亚硝酸盐和阻断亚硝
胺合成, 随反应浓度增加清除率和阻断率增大。表明洋甘菊中多糖与黄酮具有抗氧化活性并具有抑制亚硝化作用, 多
糖抑制亚硝化作用强于黄酮。
关键词 洋甘菊; 多糖提取物; 黄酮提取物; 抗氧化; 抑制亚硝化反应
The Antioxidant Activity and Inhibition of Nitrosation of Matricaria chamomilla
Extract
Xia Na, Tao Hai-yan, Zhao Li-feng
The Key Laboratory of Ecology and Biological Resources in Yarkand Oasis at Colleges & Universities under the Department
of Education of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Kashi Teacher Colloge (Kashi 844000)
Abstract Study the antioxidant activity of Matricaria chamomilla (polysaccharide and fl avonoids) extract, as well as inhibition of
nitrosation. Polysaccharides, fl avonoids and polyphenols were extracted from Matricaria chamomilla. Comparison of their
antioxidant activity and inhibition of nitrosation was carried out by scavenging of DPPH radical, hydroxyl free radical (·OH) and
ABTS free radical. The results showed that polysaccharides and fl avonoids from Matricaria chamomilla can effectively block the
removal of nitrite and nitrosamine synthesis, with the reaction concentration increased, the scavenging and blocking rate increasing.
Extract from Matricaria chamomilla (polysaccharides and fl avonoids) had strong antioxidant activity and inhibition of nitrosation,
and polysaccharides inhibition was stronger than the fl avonoids.
Keywords Matricaria chamomilla; polysaccharide extract; fl avonoid extract; antioxidant; inhibition of nitrosation
洋甘菊(Matricaria chamomilla L.)又称母菊,
为菊科母菊属一年生草本,全草香气,原产欧洲及亚
洲西部温带地区,野生于田野熟荒地、路旁或作栽
培。近年来,新疆各地由于气候原因,利用洋甘菊适
应性强,耐严寒的特点,大力发展洋甘菊的种植,对
新疆经济的发展气到了一定的推动作用。洋甘菊中含
有萜类、糖类、黄酮类物质及挥发性芳香油,具有抑
菌、消炎、解痉镇静、止痛及改善肺癌病人症状等作
用,是一种极具开发价值的芳香植物和药用植物[1]。
洋甘菊地上部分的乙醇萃取物还具有抗血糖和抗氧化
功能[2-3]。亚硝胺已经证实可以引发癌症,是由其前体
是仲胺和亚硝酸盐合成。试验表明,植物中黄酮具有
清除亚硝酸盐、抑制亚硝胺合成的作用[4-5]。但是对洋
甘菊提取物对亚硝化反应的研究少有报道。
试验对洋甘菊中多糖和黄酮抗氧化作用及抑制亚
硝化反应进行研究,以期为洋甘菊功效进行探究,为
洋甘菊进一步开发利用提供理论依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试剂
洋甘菊,市售。
1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH):Sigma-
Aidrich公司;ABTS:Sigma-Aldrich 公司;葡萄糖:
江苏强盛化工有限公司;芦丁:国药集团化学试剂有
限公司;钨酸钠:成都科龙化工试剂厂;浓硫酸、苯
酚、亚硝酸钠、硝酸铝等,均为分析纯。
1.2 试验仪器与设备
TU-1810 型紫外可见分光光度计:岛津公
司;AL204-IC 型电子天平:上海天平仪器厂;
DZKW-D-2 型电热恒温水浴锅:北京市永光明医疗
仪器厂;6202 小型高速粉碎机:台湾欣镇企业有限
公司;微量可调移液器:北京青云单立准确设备有
限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 洋甘菊多糖的提取和测定
将洋甘菊头状花絮粉碎(过40目筛),准确称取
洋甘菊干粉20.0 g,加入200 mL蒸馏水,于85 ℃下回
流提取4 h,将浸提液于5 000 r/min离心10 min,抽滤
后将提取液经旋转蒸发仪浓缩,加入4倍体积的无水
乙醇过夜沉淀,离心取沉淀,将沉淀用适量蒸馏水复
溶后,定容至100 mL,混匀,备用。
采用苯酚-硫酸法对提取的多糖定量,以葡萄糖
基金项目:喀什师范学院校内课题“洋甘菊总黄酮的提取及
其抗氧化活性研究”项目编号:(13)2483
研究探讨
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当量表示[6]。准确称取葡萄糖10.0 mg,蒸馏水溶解
并定容至100 mL,配置成0.1 mg/mL的葡萄糖标准溶
液。吸取0~1.2 mL葡萄糖标准液分别置于10 mL比色
管中,用蒸馏水补至2.0 mL,加入1.0 mL 6%苯酚试
剂,混匀,迅速加入浓硫酸5.0 mL,混匀后,放置10
min,于沸水浴中加热15 min,取出冷却至室温,以试
剂为空白参比液,490 nm波长下测定吸光度。取一定
量的洋甘菊多糖溶液,按方法测定其吸光度。
1.3.2 洋甘菊黄酮的提取和测定
将洋甘菊头状花絮粉碎(过40目筛),准确称取
洋甘菊干粉20.0 g,加入70% 的乙醇200 mL,在75 ℃
的水浴中回流提取2 h,离心取上清液并进行减压浓
缩,然后定容至100 mL,摇匀,备用。
采用硝酸铝-亚硝酸钠-氢氧化钠法测定黄酮含
量,以芦丁当量表示[7]。准确称取芦丁标准品20.0
mg,用蒸馏水溶解并定容至100 mL,配置成200 mg/
L的芦丁标准液。分别吸取0~1.0 mL的芦丁标准品10
mL比色管中,用蒸馏水补至1 mL,加入0.3 mL质量分
数10%亚硝酸溶液,室温避光静置6 min,加入0.3 mL
质量分数5%硝酸铝溶液,室温避光静置6 min,最后
加入1 mol/L的NaOH溶液4 mL,蒸馏水定容至10 mL,
避光静置15 min,于520 nm处测定吸光度。取一定量
的洋甘菊黄酮溶液,按方法测定其吸光度。
1.3.3 DPPH法测定抗氧化能力[8]
准确移取标准样液2.0 mL于试管中,加入2 mL 0.2
mol·L-1 DPPH的无水乙醇溶液,混合均匀,暗处放
置30 min,以无水乙醇调零,测定517 nm波长处的吸
光度记为A标准样。分别移取不同体积分数的乙醇提取
液2.0 mL与无水乙醇2.0 mL,混合均匀,暗处放置30
min,在517 nm处的吸光度记为A对照。准确移取DPPH
溶液2.0 mL与无水乙醇2.0 mL,混合均匀,在517 nm
波长处的吸光度,记为A空白,按式(1)计算DPPH清
除率。
DPPH·清除率=[1-(A标准样-A对照)/A空白]×100%
(1)
1.3.4 ·OH自由基清除能力测定
分别移取不同体积分数乙醇提取液2.0 mL于试管
中,依次加入6 mol·L-1 FeSO4和6 mol·L-1 H2O2各2
mL,混合均匀,静置10 min,再加6 mol·L-1水杨酸2
mL,混匀,静置30 min,于510 nm处测定Ai,以蒸馏
水代替6 mol·L-1水杨酸,测得吸光度为Aj,以蒸馏水
代替样品测得吸光度为A0,按式(2)计算·OH自由
基抑制率[9]。
清除率=[1-(Ai-Aj)/A0]×100% (2)
式中,Ai-代表待测样组吸光度;Aj-样品空白组
吸光度;A0-对照组的吸光度。
1.3.5 ABTS自由基清除能力的测定
参考Re等的方法[10],分别移取不同体积分数的
乙醇提取液2.0 mL于试管中,各试管中加入2.0 mL
ABTS·+测定液,准确振荡30 s,反应6 min,于734
nm波长处测定其吸光度,记为D0,蒸馏水代替样品
测得吸光度,记为D1,按式(3)计算ABTS自由基清
除率。
ABTS自由基清除率=(D0-D1)/D0×100%
(3)
式中,D0-代表ABTS·+测定液的吸光度;D1-
代表样品空白组的吸光度。
1.3.6 抑制亚硝化反应作用
参照文献对清除亚硝酸钠(NaNO2)[11]和阻断二
甲基亚硝胺(NDMA)合成[12]进行试验。移取不同质
量浓度的洋甘菊乙醇提取液分别反应60 min,观察其
对NaNO2的清除和对NDMA的阻断作用。
2 结果与分析
2.1 洋甘菊多糖、黄酮含量的测定结果
分别以葡萄糖、芦丁为标准品制作标准曲线来测
定黑果枸杞中多糖、黄酮和多酚的含量。根据标准曲
线计算出回归方程和相关系数,结果如表1所示。
表1 葡萄糖和芦丁含量测定的标准曲线回归方程
标准品 回归方程 相关系数
葡萄糖 y=0.006 3 x-0.057 3 0.999 1
芦丁 y=0.301 4 x-0.039 1 0.998 9
由表2可知,洋甘菊中多糖、黄酮含量丰富。其
中多糖含量较高,黄酮含量相对较低。
表2 洋甘菊中多糖和黄酮含量
成分
多糖 黄酮
含量 /mg·g-1 32.4±0.7 26.6±0.4
注 : 以干基计。
2.2 洋甘菊的抗氧化活性
DPPH自由基是一种稳定的以氮为中心的自由
基,被广泛用于物质的抗氧化活性分析;ABTS可被
各种试剂氧化生成蓝绿色的自由基阳离子ABTS·+,
ABTS·+相当稳定,在有供养能力的抗氧化剂存在
下,A ABTS·+与之反应,变成没有颜色的ABTS,用
于总抗氧化能力检测;超氧阴离子自由基和羟自由
基是造成机体氧化损伤的主要因素。试验以DPPH、
ABTS自由基以及羟自由基的清除率为指标,研究多
糖、黄酮的体外抗氧化活性。
2.2.1 洋甘菊多糖的抗氧化性
由图1可知,洋甘菊多糖对DPPH自由基,·OH
和ABTS自由基具有较好的清除能力,且随着洋甘菊
多糖质量浓度的增加,对自由基的清除效果增强。
洋甘菊多糖对DPPH自由基、ABTS自由基有较好的清
除能力,且随着质量浓度的增加,清除能力增强,
对DPPH自由基清除率最大达到65.1%,对ABTS自由
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基清除率最大达到58.4%。当洋甘菊多糖质量浓度达
到0.6 mg/mL时,质量浓度的增加对·OH清除影响较
小,最大清除率达到56.2%。
图1 洋甘菊多糖对DPPH自由基,·OH和ABTS自由
基清除能力
2.2.2 洋甘菊黄酮的抗氧化性
由图2可知,洋甘菊黄酮对DPPH自由基,·OH
和ABTS自由基具有极好的清除能力,随着洋甘菊黄
酮质量浓度的增加,清除作用增强。当洋甘菊黄酮
质量浓度大于0.40 mg/mL时,随着质量浓度的增加对
DPPH自由基和·OH清除能力影响不大,达到77.5%
和52.8%。当洋甘菊黄酮质量浓度达到0.31 mg/mL时,
对ABTS自由基清除率达到36.1%,之后随着质量浓度
的增加对ABTS自由基的清除能力影响不大,最大清
除率为37.8%。
图2 洋甘菊黄酮对DPPH自由基,·OH和ABTS清除
能力
2.3 洋甘菊多糖、总黄酮抑制亚硝化反应作用
亚硝酸钠已经证实可以引发癌症,而亚硝酸钠作
为护色剂在食品中广泛应用。而大量的亚硝酸钠可以
导致血液中的血红蛋白变为高铁血红蛋白,使之失去
携带氧气功能,进而导致组织缺氧。同时,亚硝酸钠
是亚硝胺类化合物的前体物质。而亚硝胺是一种强致
癌物,可以诱发多种癌症,并可以通过胎盘诱发后代
肿瘤[13]。通过清除亚硝酸盐可以间接减少亚硝胺的合
成,清除体内亚硝酸盐和阻断亚硝胺的合成是防治癌
症的有效途径[14]。所以寻求天然活性物质减弱或消除
亚硝酸钠的毒害尤为重要。试验通过对亚硝酸钠的
清除作用以及对NDMA的阻断作用来评价洋甘菊中多
糖、总黄酮抑制亚硝化反应作用。
2.3.1 洋甘菊多糖对亚硝酸盐及亚硝胺合成的阻断作用
由图3可知,洋甘菊多糖对亚硝酸盐具有清除作
用,对亚硝酸盐的合成具有阻断作用。在试验浓度的
范围内清除率随质量浓度增加而增加,起始增幅较
大,后来增幅缓慢。当洋甘菊总多糖的质量浓度为0.7
mg/mL时,已接近消除率最大值。对亚硝酸盐的清除
率为78.21%,与对亚硝胺合成的阻断率可达73.01%。
说明在洋甘菊多糖能有效地清除亚硝酸盐并阻断亚硝
胺的合成。
图3 洋甘菊多糖对亚硝酸盐清除率及亚硝胺合成的
阻断率
2.3.2 洋甘菊黄酮对亚硝酸盐及亚硝胺合成的阻断作用
由图4可知,洋甘菊黄酮对亚硝酸盐具有清除作
用,对亚硝胺的合成具有阻断作用。在试验浓度的范
围内对亚硝酸清除率随质量浓度增加而增加,清除率
越大,对亚硝胺的合成阻断率越强。起始增幅较大,
后来增幅缓慢。当洋甘菊总多糖的质量浓度为0.5 mg/
mL时,已接能近消除率最大值。对亚硝酸盐的清除
率为62.43%,与对亚硝胺合成的阻断率可达60.23%。
说明在洋甘菊黄酮能有效地清除亚硝酸盐并阻断亚硝
胺的合成。
图4 洋甘菊黄酮对亚硝酸盐清除率及亚硝胺合成的
阻断率
3 结论与讨论
洋甘菊中多糖与黄酮的含量分别为32.4 mg/g、
26.6 mg/g(以干基计)。
洋甘菊中多糖与黄酮具有较强的清除DPPH自由
基、·OH和ABTS自由基的能力,对DPPH自由基的清
除率分别为65.1%和77.5%;对·OH的清除率分别为
56.2%和52.8%;对ABTS自由基的清除率分别58.4%和
37.8%。两种洋甘菊提取物均具有一定的体外抗氧化
活性,它们在清除DPPH自由基的能力强于ABTS自由
基和·OH,且整体上洋甘菊总黄酮抗氧化能力强于
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总多糖。
洋甘菊的两种提取物对亚硝化反应有抑制作用,
能够清除亚硝酸盐和阻断亚硝胺的合成。从整体上
看,洋甘菊多糖对亚硝化反应的抑制作用强于黄酮。
对提取物中总黄酮和总多糖接下来将进行进一步
分离、纯化以及鉴定,为筛选发挥抗氧化功能的主要
活性单体成分奠定基础,并通过动物和细胞试验筛选
主要活性单体对体内抗氧化作用进行相关机理研究。
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