全 文 ：2012 年 9 月
Sep． 2012
化 学 工 业 与 工 程
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING
第 29 卷
Vol． 29
第 5 期
No． 5
收稿日期:2012 － 02 － 27
作者简介:张娇(1986 －) ，女，山东东营市人，现从事天然药物有效成分提取的研究。
联系人:吴松海，电话:(022)87401961，E-mail:wusonghai@ tju． edu． cn。
文章编号:1004 － 9533(2012)05 － 0038 － 05
静磁场对黑胡椒提取物抗氧化活性的影响
张 娇1，吴松海1* ，陈文学2，王 妨2
(1．天津大学化工学院，天津 300072;2．海南大学食品学院，海南 海口 570228)
摘要:将不同强度的静磁场分别作用于浸提、黑胡椒提取物预处理及抗氧化活性测定过程，研究磁
场作用于不同过程对黑胡椒提取物抗氧化活性的影响。通过测定黑胡椒提取物体外条件下对 1，
1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基的清除能力和对铁氰化钾的还原能力来评价黑胡椒提取物
的抗氧化活性。结果表明，静磁场能够改变黑胡椒提取物清除 DPPH 自由基的能力和还原能力，但
磁场作用于不同过程，其影响结果不同。静磁场作用于浸提和预处理过程时，黑胡椒提取物的抗
氧化活性会受到抑制;静磁场作用于抗氧化活性测定过程时，黑胡椒提取物清除 DPPH 自由基的能
力受到抑制，但其还原能力明显增强。
关键词:磁场;黑胡椒;抗氧化作用
中图分类号:TQ914. 1 文献标志码:A
Effects of Static Magnetic Field on Antioxidant
Activities of Black Pepper Extracts
ZHANG Jiao1，WU Song-hai 1* ，CHEN Wen-xue2，WANG Fang2
(1． School of Chemical Engineering and Technology，Tianjin University，Tianjin 300072，China;
2． College of Food Science and Technology，Hainan University，Haikou 570228，China)
Abstract:The effect of static magnetic field on the antioxidant activities of black pepper extracts was in-
vestigated． Various static magnetic fields were employed to affect the extracting process，black pepper ex-
tracts preconditioning，and the antioxidant activity detection process，respectively． The antioxidant activi-
ties of the extracts were evaluated by 1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging
method and reducing power assay． Experimental results demonstrate that the antioxidant activities of black
pepper extracts were actually changed under static magnetic field． As the processes affected by static mag-
netic fields were different，the results were different． When the extracting process and black pepper ex-
tracts preconditioning were influenced by static magnetic field，the antioxidant activities of black pepper
extracts were inhibited． However，when static magnetic field acted on the antioxidant activity detection
process，DPPH radical scavenging activity of the extracts declined，whereas the reducing power significant-
ly increased．
Key words:magnetic field;black pepper;antioxidant activity
胡椒为胡椒科胡椒属攀援状藤本，素有香料之
王的美誉，原产自印度，现广泛栽培于热带国家，在
我国福建、广东、海南、广西和云南均有种植［1-2］。
胡椒的营养价值很高，富含多种维生素及微量元
DOI:10.13353/j.issn.1004.9533.2012.05.015
第 29 卷第 5 期 张 娇，等:静磁场对黑胡椒提取物抗氧化活性的影响
素、胡椒碱和挥发油等物质，是一种重要的调味剂
和防腐剂，并且具有一定的医疗保健作用。在许多
亚洲国家，胡椒经常用于治疗风湿、头痛、寒痰、咳
嗽、腹泻、消化不良和痛经等症［3-4］。研究表明，胡
椒中主要的活性化学物质胡椒碱具有一定的抗氧
化性能［5-6］，而磁场对许多生物活性物质都会产生
一定的影响，例如，恒定磁场可以有效提高柑橘皮
中活性物质的提取率，旋磁场可增加广枣总黄酮乙
醇提取液抗人红细胞氧化作用功效，强脉冲磁场能
钝化草莓过氧化物酶［7-12］。但关于磁场对胡椒提取
物抗氧化活性的影响却鲜有报道。本研究利用交
叉学科的原理和方法，初步探究静磁场作用对黑胡
椒提取物抗氧化活性的影响，为静磁场在黑胡椒有
效成分提取及开发这一领域的进一步应用提供科
学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料与设备
1. 1. 1 试验材料与试剂
黑胡椒，购于天津市场。
DPPH 和铁氰化钾，分析纯，Sigma 公司;三氯乙
酸、三氯化铁、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和无水乙
醇，分析纯，天津虔诚伟业公司。
1. 1. 2 试验设备
电热恒温水浴锅，上海申顺生物科技有限公
司;电子分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司;磁
铁;旋转蒸发仪，上海申生科技有限公司;循环水式
多用真空泵，郑州长城科工贸易有限公司;超声波
扫频清洗机，宁波新芝生物科技股份有限公司;真
空干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司;紫外可见
分光光度计，UV1700-1 800，上海凤凰光学科仪有限
公司;离心机，L420 ，长沙湘仪离心机仪器有限
公司。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 样品预处理
将黑胡椒置于 50 ℃真空干燥 24 h，待冷却后，
粉碎，过 60 目筛，取筛下物留作样品。
1. 2. 2 静磁场辅助下的浸提过程
1. 2. 2. 1 先超声波后磁场提取
称取 5. 0 g 样品于 250 mL 三角瓶中，加入
100 mL的无水乙醇，浸泡 12 h 后在频率 40 kHz、
功率 200 W 的超声波条件下常温浸提 1 h，然后分
别放入 0. 45、0. 10 和 0 T 的静磁场中再浸提 1 h。
提取结束后用真空泵抽滤，然后真空干燥，冷却
备用。
1. 2. 2. 2 先磁场后超声波提取
称取 5. 0 g 样品于 250 mL 三角瓶中，加入
100 mL的无水乙醇，浸泡 12 h 后分别放入 0. 45、
0. 10 和 0 T 的静磁场中浸提 1 h，然后在频率
40 kHz、功率 200 W 的超声波条件下常温浸提 1 h。
提取结束后用真空泵抽滤，然后真空干燥，冷却
备用。
1. 2. 2. 3 回流方法下不同磁场的提取
称取 5. 0 g 样品于 250 mL 蒸馏瓶中，加入
100 mL的无水乙醇，在蒸馏瓶上接入冷凝管，然后
将蒸馏瓶置于静磁场中(0、0. 10 和 0. 45 T) ，在加热
微沸的条件下冷凝回流提取 12 h。提取结束后用真
空泵抽滤，然后真空干燥，冷却备用。
1. 2. 3 静磁场辅助下的抗氧化性测定过程
1. 2. 3. 1 磁场预处理样品
将未经磁场处理只用超声法提取所得的黑胡
椒提取物分别在 0、0. 15、0. 30、0. 45 T 的静磁场下
静置 12 h，然后进行抗氧化活性的测定。
1. 2. 3. 2 磁场直接作用于抗氧化性测定过程
将未经磁场处理只用超声法提取所得的黑胡
椒提取物直接在静磁场下进行抗氧化性的测试，所
用磁场强度分别为 0 、0. 15 、0. 30 和 0. 45 T。
1. 2. 4 抗氧化性测定方法
1. 2. 4. 1 对 DPPH 自由基清除能力测定［13］
移取 0. 5 mL 质量分数为 1%的样品于试管中，
加入 1. 4 mL 0. 1 mmol /L 的 DPPH 乙醇溶液，再用
质量分数为 95% 的乙醇稀释到 3 mL，在暗处放置
30 min，然后在 517 nm 处比色测定。
DPPH的清除率 = (1 － A样品 / A空白)× 100% (1)
式(1)中，A样品为样品管的吸光率，A空白为空白
管的吸光率。
1. 2. 4. 2 还原能力测定［14］
移取 0. 2 mL 质量分数为 1%的样品于试管中，
加入 1 mL 质量分数为 1%的铁氰化钾溶液，用磷酸
盐缓冲溶液(0. 2 mol /L，pH 值为 6. 6)定容至 2 mL，
混合后在 50 ℃ 下水浴 20 min，加入质量分数为
10%的三氯乙酸 1 mL，于 4 000 r /min 离心 10 min，
取上清液 2 mL，加入 2 mL 蒸馏水，质量分数为
0. 1%的三氯化铁 400 μL，混匀后在 700 nm 处比
色，测定体系的吸光度 A1。
93
化 学 工 业 与 工 程 2012 年 9 月
2 试验结果与分析
2. 1 静磁场辅助浸提过程对黑胡椒提取物抗氧化
活性的影响
静磁场辅助浸提过程对黑胡椒提取物清除
DPPH自由基能力的影响如图 1 所示。
图 1 静磁场辅助浸提过程对黑胡椒提取
物清除 DPPH 自由基能力的影响
Fig. 1 Effect of static magnetic field on DPPH
radical scavenging activity of black pepper
extracts when static magnetic field acted
on the extracting process
由图 1 可见，不同提取方法所获得的黑胡椒提
取物对 DPPH 自由基的清除能力无显著性差异，并
且浸提过程中外加静磁场对胡椒提取物清除 DPPH
自由基的能力基本没有影响。
静磁场辅助浸提过程对黑胡椒提取物还原能
力的影响如图 2 所示。
由图 2 可见，回流浸提所得的黑胡椒提取物其
还原能力要高于超声浸提所得的提取物，但不论是
回流提取法还是超声提取法，在过程中加入静磁场
都会使提取物的还原能力降低。不同强度的磁场
对黑胡椒提取物还原能力的影响呈现不规律性:采
用先超声后磁场提取和磁场辅助回流提取 2 种方法
时，0. 45 和 0. 10 T 磁场均使黑胡椒提取物的还原能
力下降，但其影响没有显著性差异;采用先磁场后
超声提取法时，0. 45 T 磁场使得提取物的还原能力
显著降低，0. 10 T 磁场的影响却并不明显。
试验结果表明，当静磁场作用于浸提过程时，
黑胡椒提取物清除 DPPH 自由基的能力基本不受影
响，但其还原能力会出现一定程度的下降，所以静
图 2 静磁场辅助浸提过程对黑胡椒
提取物还原能力的影响
Fig. 2 Effect of static magnetic field on reducing
power of black pepper extracts when
static magnetic field acted on
the extracting process
磁场作用于浸提过程会在一定程度上抑制黑胡椒
提取物的抗氧化活性，实际生产中应尽量减少或避
免提取过程受到过多磁场的影响。
2. 2 静磁场预处理对黑胡椒提取物抗氧化活性的
影响
将单用超声法提取的样品在不同强度的静磁
场下静置 12 h，然后进行清除 DPPH 自由基能力的
测试，所得结果如图 3 所示。
图 3 静磁场预处理对黑胡椒提取物清除
DPPH 自由基能力的影响
Fig. 3 Effect of static magnetic field on DPPH radical
scavenging activity of black pepper extracts when static
magnetic field acted on extracts preconditioning
由图 3 可见，在静磁场下静置 12 h 之后，黑胡
椒提取物对 DPPH 自由基的清除率有明显的下降，
04
第 29 卷第 5 期 张 娇，等:静磁场对黑胡椒提取物抗氧化活性的影响
并且磁场强度越大，清除率下降的越明显，这表明
静磁场的预处理会抑制黑胡椒提取物对 DPPH 自由
基的清除能力。
将单用超声法提取的样品在不同强度的静磁
场下静置 12 h，然后进行还原能力的测试，所得结果
如图 4 所示。
图 4 静磁场预处理对黑胡椒提取物还原能力的影响
Fig. 4 Effect of static magnetic field on reducing
power of black pepper extracts when static magnetic
field acted on extracts preconditioning
由图 4 可见，在静磁场下静置 12 h 之后，黑胡
椒提取物的还原能力出现一定程度的下降:当磁场
强度为 0. 15 T 时，黑胡椒提取物的还原能力与无磁
场时相比稍有下降但变化并不明显，当磁场强度增
大到 0. 30 T 时，其还原能力出现了明显的下降，之
后继续增大磁场强度，黑胡椒提取物还原能力的下
降趋于平缓。
试验结果表明，静磁场作用于黑胡椒提取物的
预处理过程时，黑胡椒提取物的抗氧化活性有明显
的下降，并且磁场强度越大，下降越明显。所以在
黑胡椒产品储存和运输过程中应避免长时间受到
磁场影响，以保证黑胡椒提取物的抗氧化活性。
2. 3 静磁场辅助抗氧化活性测定过程对黑胡椒提
取物抗氧化活性的影响
将测定样品清除 DPPH 自由基能力的试验置于
不同强度的静磁场下进行，所得结果如图 5 所示。
由图 5 可见，当磁场强度为 0. 15 T 时，黑胡椒
提取物对 DPPH 自由基的清除率同无磁场条件下完
全一致，当磁场强度增加到 0. 3 T 时，黑胡椒提取物
对 DPPH 自由基的清除率明显下降，之后随着磁场
强度的继续增大，清除率也继续降低。这表明在较
低的磁场强度下，静磁场对黑胡椒提取物清除DPPH
图 5 静磁场辅助抗氧化性测定过程对黑胡椒
提取物清除 DPPH 自由基能力的影响
Fig. 5 Effect of static magnetic field on DPPH radical
scavenging activity of black pepper extracts when static
magnetic field acted on the antioxidant activity
detection process
自由基的能力基本没有影响，但当磁场强度增大到
一定水平之后，静磁场对黑胡椒提取物清除 DPPH
自由基的能力具有明显的抑制作用。
将测定样品还原能力的试验置于不同强度的
静磁场下进行，所得结果如图 6 所示。
图 6 静磁场辅助抗氧化性测定过程对
黑胡椒提取物还原能力的影响
Fig. 6 Effect of static magnetic field on reducing power
of black pepper extracts when static magnetic field acted
on the antioxidant activity detection process
由图 6 可见，当磁场强度为 0. 15 T 时，测得的
吸光度值最大，表明此时黑胡椒提取物的还原能力
最高，之后随着磁场强度继续增大，提取物的还原
能力逐渐下降，但均高于无磁场的对照组。
14
化 学 工 业 与 工 程 2012 年 9 月
试验结果表明，当静磁场作用于抗氧化活性测
定过程时，黑胡椒提取物清除 DPPH 自由基的能力
受到了抑制，但其还原能力却增强了。这主要是因
为还原能力由黑胡椒提取物被铁氰化钾氧化来表
征，试验在水系环境下进行，有研究表明磁场可以
通过改变水系的性质来提高铁氰化钾还原反应的
速率［15］，所以宏观表现为黑胡椒提取物的还原能力
增强。当黑胡椒提取物被用作抗氧化剂时，应根据
其抗氧化过程的具体机理来有选择性的回避或引
入磁场。
3 讨论
综上所述，静磁场对黑胡椒提取物抗氧化活性
的影响主要表现为抑制作用，但不同强度的静磁场
对其抗氧化活性的影响呈现不规律性。这可能是
因为一方面磁场可以改变水相或有机相溶液的表
面张力及粘度［16-18］，在浸提过程中磁场可以通过改
变溶剂性质来影响溶剂与提取物中活性成分的相
互作用，改变活性成分的提取率，从而影响提取物
的抗氧化活性;另一方面，在磁场作用下，抗氧化活
性物质的构象、构型和功能基团产生了变化［19-21］，
而这些变化均会不同程度的影响黑胡椒的抗氧化
活性。
本试验初步探究了静磁场作用于不同过程对
黑胡椒中抗氧化活性物质的影响，其具体的作用机
理还有待进行更深入的研究。
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