全 文 ：No.9.2008
在人体内或食物系统中,因为内生代谢过程或
外源化学反应会形成高活性自由基,尤其是氧自由
基会对生物细胞有破坏能力,引起细胞死亡或组织
伤害,人体通过补充抗氧化剂或食品中的抗氧化
成分可以有助于氧化损伤。临床医学研究证实,食
用豆类食品对于预防多种慢性疾病有所帮助[1],这可
能与豆类具有清除自由基的活性相关[2]。而日本的研
究也证明多种豆类都有体外抗氧化活性[3]。
本实验用到的黑豆类型为黑皮麦红豆,是肾形
小粒黑豆。其籽粒比黄皮大豆小,呈肾型,皮乌黑,
仁淡红黄。我国传统医学中对黑豆的健康作用评价较
高[4],我国也有研究发现黑豆具有抗氧化特性[5],测
定主要采用大黑豆品种,对于小粒黑豆的抗氧化作用
尚无报道。本实验用到的红小豆为北京农学院培育的
京农5号,体外消化速度缓慢[6-7],而且其含有多种抗
营养因子,近来研究提示,其豆皮提取液可能对控制
高糖膳食后的血糖上升有一定作用[8],对肾脏功能也
有帮助[9]。
本研究主要测定了山西产小黑豆的抗氧化特性,
并与红小豆进行对比,探讨两种有色豆种的体外抗氧
化特性。
1 材料和方法
1.1 材料
小粒黑大豆和红小豆提取物的
体外抗氧化活性研究
周 威,王 璐,范志红 *
(中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083)
摘要:研究测定小粒黑大豆和红小豆酸性乙醇提取液的两种抗氧化活性物质——单宁和多酚的含量,
并且对不同浓度提取液进行羟自由基清除能力测定和还原能力测定。结果表明:提取液中多酚和单宁
的含量均与其抗氧化性成正相关关系。有色豆类有望成为天然抗氧化剂的新来源。
关键词:小粒黑大豆;红小豆;抗氧化
中图分类号:TS210.1 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2008)09-0145-04
Researchoninvitroantioxidativeactivityofextractionofsmalblack
soybeansandAdzukibeans
ZHOUWei,WANGLu,FANZhi-hong*
(ColegeofFoodScienceandNutritionalEngineering,ChinaAgriculturalUniversity,
Beijing100083)
Abstract:Inthisresearch,thecontentsoftanninsandpolyphenolsinsmalblacksoybeansandAdzukibeans
extractedbyacidicethanolsolutionweredeterminedaswelasthehydroxylradicalscavengingactivitiesand
totalreducingcapacities.A positivecorelationbetweenantioxidantactivitiesandphenoliccontentswas
observed.Theresultsshowedthatbeanswithcoloredseedcoatmaybeconsideredaspotentialsourcesof
naturalantioxidants.
Keywords:smalblacksoybeans;Adzukibeans;antioxidative
收稿日期:008-03-31 *通讯作者
作者简介:周威(1982—),女,河北唐山人,硕士研究生,研究方向为食品营养。
提取物与应用
提取物与应用
Extract&Application
145
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2008.09.072
No.9.2008
1.1.1 原料 黑豆种皮:晋西北产小粒黑大豆,干
豆直接剥皮,将种皮和子叶部分分别粉碎,过 60目
筛;红小豆:京农5号,与小黑豆同样处理方法。
1.1.2 试剂 过氧化氢、六氰合铁酸钾、磷酸二氢
钠、磷酸氢二钠:北京化学试剂公司;水杨酸:天
津市津科精细化工研究所;硫酸亚铁:北京化工厂;
三氯化铁:汕头市西陇化工厂;三氯乙酸:天津市
科密欧化学试剂开发中心。
1.1.3 仪器 LD4-2A型离心机:北京医用离心机
厂;752型紫外可见分光光度计:上海精密科学仪器
有限公司;天平:德国 Sartorius公司;多功能搅拌
器:灿坤实业有限公司;电热恒温水浴锅:北京长
安科学仪器厂;pH计:上海康仪仪器有限公司;
SHA-B水浴恒温振荡器:江苏省金坛市容华仪器制
造有限公司。
1.2 样品提取液的制备
70%乙醇水溶液加盐酸调节 pH值在 1.5,制成
酸性乙醇溶液。量取 20mL浸泡准确称取 4种样品
各1.000g放入50mL塑料离心管中,加盖,在50℃
的振荡水浴中提取 2h,取出,3000g离心 10min,
取出上清液,上述步骤重复 3次。合并 3次的上清
液,50℃真空旋转蒸发掉乙醇,得到浓缩液,定容
到100mL保存至4℃冰箱中备用。测定时,将样品
液稀释到相应浓度。
1.3 种皮提取液的多酚及单宁成分测定
1.3.1 多酚的测定 参照Folin-Ciocalten法,以没食
子酸丙酯为标准品,采用分光光度法测定其含量[10],
吸收波长为540nm。标准曲线见图1。
1.3.2 单宁的测定[11] 单宁在碱性条件下与邻钨钼酸
反应呈现深蓝色,蓝色的深浅与单宁含量成正相关,
用分光光度计进行比色测定,吸收波长为 680nm。
标准曲线见图2。
1.4 清除羟自由基能力
清除羟自由基的能力用水杨酸捕捉羟自由基法
测定[12]。其原理是利用 H2O2与 Fe2+混合产生羟自由
基,在体系中加入水杨酸捕捉羟自由基并产生有色
(紫色)物质,该物质在 510nm处吸收最大。反应体
系中含 3mmol/L的 H2O2 2mL、3mmol/L的 FeSO4
2mL、3mmol/L的水杨酸-乙醇溶液 2mL、不同浓
度的样品溶液 2mL,最后加入 H2O2启动反应,37
℃反应 0.5h,以蒸馏水作为参比,在 510nm下测
定吸光值。考虑到样品溶液本身的吸光度,以原系
统中加入不同浓度的样品溶液和 2mL蒸馏水作为
样品的本底吸收值。通过吸光度的变化来确定清除
自由基的能力。
清除率 P(%)=[ΔA0-(ΔAx-ΔAx0)]/ΔA0×100
式中:ΔA0为空白对照液的吸光度;
ΔAx为含某浓度的样品液时的吸光度;
ΔAx0为某浓度样品的本底吸光度。
1.5 还原能力的测定
样品还原能力的测定用普鲁士蓝法[13]。其原理是
样品中具有还原力的成分可以将铁氰化钾还原为亚
铁氰化钾,亚铁氰化钾再与三价铁离子作用形成普
鲁士蓝[Fe(Fe(CN)6)3],在700nm下吸光值越高,表示
样品还原能力越强。
取2mL样品于试管中,依次加入 2mL2.5mol/
L磷酸缓冲液(PBS,pH=6.6)和2mL1%六铁氰化钾溶
液,于50℃水浴保温20min后,快速冷却,再加入
2mL10%三氯乙酸,以3000g离心 10min,取上清
液2.5mL,依次加入2.5mL蒸馏水、0.5mL0.1%三
氯化铁,充分混匀,在 700nm下测其吸光值 A700nm
(以蒸馏水代替样品作空白)。
2 结果与讨论
2.1 小黑豆和红小豆种皮中的多酚和单宁含量
在有色豆类当中,多酚类和单宁类物质主要存
在种皮中,子叶中含量很低[14],故只测定了种皮的数
据。结果表明,小黑豆皮提取液中的单宁含量和多酚
含量显著高于红小豆皮的含量(见表 1),这也与之前
的一些研究表现出一致的趋势[15],即颜色越深的豆皮
含多酚的量越多。
单宁和多酚都有抗氧化活性,关于多酚抗氧化
性的研究已经很多[16],但其中茶多酚的研究最多,而
豆皮多酚的研究较少。豆类的食用需要加热烹熟,而
多酚的热稳定性较好,失活较少[17],烹调后仍可保持
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 10 20 30 40 50
浓度/(μg/mL)
0D
54
0
y=0.0125x-0.001
R2=0.9998
图1 没食子酸丙酯标准曲线
表1 小黑豆和红小豆种皮单宁和多酚含量
种类 单宁(mg/g豆皮) 多酚(mg/g豆皮)
小黑豆皮 95.03±16.00 40.9±3.63
红小豆皮 56.95±0.26 34.53±0.31
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
单宁浓度/(μg/mL)
0D
54
0
y=0.0125x-0.001
R2=0.9998
图2 单宁标准曲线
提取物与应用
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一定的抗氧化活性。单宁的抗氧化性体现在两个方
面:一是通过还原反应降低环境中的氧含量;二是通
过氢供体释放出氢与环境中的自由基结合,中止自
由基引发的连锁反应,从而阻止氧化过程的继续进
行[18]。一些低分子量的单宁(如茶单宁和鞣酸)已经在
食品工业中得到了实际应用。小黑豆皮提取液中单
宁含量很高,可以加以利用。
2.2清除羟自由基能力测定结果
小黑豆种皮和子叶、红小豆种皮和子叶的提取
液用同样的提取方法,得到相同浓度的提取液,稀
释相同倍数,比较羟自由基的清除能力。结果表明,
小黑豆种皮提取液的清除能力最强,稀释 4倍的提
取液羟自由基的清除率达到 88.26%,仅比对照 1
mg/mL的抗坏血酸溶液(99.01%)低 1%,而红小豆
种皮提取液的 4倍稀释液只有 36.74%,子叶部分更
低,且两种子叶的提取液清除率相差不多(见图 3)。
将提取液稀释 20倍以后,羟自由基清除率明显下降
接近 20%,而且几种提取液的清除率差异不大。随
着稀释倍数的增大,羟自由基的清除率都呈下降趋势
(见图4)。
前人已经有研究证明多酚类物质能有效清除羟
自由基[5,19],单宁和多酚的测定结果也表明,种皮提
取液中富含两种抗氧化物质,可以推测这两种物质
是羟自由基清除能力的重要来源,且随着稀释倍数
增加,两种物质的含量与羟自由基清除率呈正相关
变化。
2.3还原能力测定结果
在进行还原能力测定的过程中发现,两种豆的
子叶部分提取液没有表现出还原效果(图 5),所有
梯度的稀释液几乎为零,可以推测子叶部分提供电
子供体的成分含量较低。实验结果证实,小黑豆种
皮提取液的还原能力依然高于红小豆种皮提取液。
小黑豆种皮提取液 30倍稀释液的吸光度为 0.734,
略小于 60μg/mL抗坏血酸溶液的吸光度(0.832)。样
品的还原能力仍然与单宁和多酚类物质的含量呈现
正相关。
3 结论
实验表明,豆类的单宁和多酚类物质主要存在
于豆皮当中,子叶中的含量甚低,这与豆皮中的羟
自由基清除率和还原能力远高于子叶提取物的结果
是一致的。小黑豆种皮的单宁含量和多酚含量均高
于红小豆种皮,而羟自由基清除率和还原能力来体
现的抗氧化能力测定结果也表明,小黑豆种皮的抗
氧化活性高于红小豆种皮,接近于抗坏血酸溶液的
水平。
由于单宁类和多酚类物质均有多种组分,其中
抗氧化活性最大的组分尚未确定。今后可以进一步
对单宁类物质进行分离,测定其不同聚合度的组分,
分别进行抗氧化性能的测定;同时对多酚类提取物
进行分离,鉴定出其活性最大的组分。我国北方盛
产多种豆类,小黑豆和红小豆作为我国比较特色的
食用豆类,具有多方面的健康作用,其抗氧化作用
很可能也是其健康效应的重要来源。豆皮是豆类加
工中的低价值的副产品,本研究证明,有色豆皮作
为天然抗氧化物质的来源,还有很大的开发潜力可
以挖掘。
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
浓度/(mg/mL)
消
除
率
图3 抗坏血酸羟自由基清除率曲线
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
020 30 40 50 60
浓度/(μg/mL)
吸
光
度
(
0
D
7
0
0
n
m
)
图5 抗坏血酸溶液还原能力
图4 提取液不同稀释倍数稀释液羟自由基清除率
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
4 6 8 10 12 14 16 18 20
稀释倍数
清
除
率
小黑豆皮
红小豆皮
小黑豆子叶
红小豆子叶
图6 不同浓度稀释液的还原能力
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
稀释倍数
吸
光
度
(
0
D
7
0
0
n
m
)
小黑豆皮
红小豆皮
小黑豆子叶
红小豆子叶
提取物与应用
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食事传递
FoodInfo
参考文献:
[1] HectorA.DigestionRateofLegumeCarbohydratesand
GlycemicIndexofLegume-BasedMeals.International
JournalofFoodSciencesandNutrition,2003,54:119-126
[2]SilvaEM,SouzaJNS,RogezH,etal.Antioxidantactivities
andpolyphenoliccontentsoffifteenselectedplantspecies
from theAmazonianregion.FoodChemistry,2007,101:
1012-1018
[3]TsudaT,MakinoY,KatoH,etal.Screenforantioxidative
activityofediblepulses.Bioscience,Biotechnologyand
Biochemistry,1993,57:1606-1608
[4]傅翠真.食用豆类药用有效成分的分析.生物学杂志,1990,
(3):15-18
[5] 徐金瑞,张名位,刘兴华,等.黑大豆种皮花色苷体外抗氧
化活性研究.营养学报,2007,29(1):54-57
[6] 刘芳,曾悦,刘波,等.烹调方法对豆谷类碳水化合物消化
速度的影响.食品发酵与工业,2005,31(10):89-92
[7] 刘芳,范志红,刘波,等.红小豆-粳米混合食物的碳水化
合物体外消化速度研究.中国食品学报,2007,4(2):42-46
[8] 王彤,何志谦,梁奕铨.干豆对糖尿病患者血糖指数和 C
肽的影响[J].营养学报,1998,20(4):426-428
[9]SatoS,HoriY,YamateJ.Protectiveefectofdietaryazuki
bean(Vignaangularis)seedcoatsagainstrenalinterstitial
fibrosisofratsinducedbycisplatin.Nutrition,2005,21:
504-511
[10]张铁英.红豆中多酚类物质的提取及其含量测定的研究.
食品添加剂,2004,(5):99-100
[11] HagermanAE,ButlerLG.Protein precipitation of
tannins.JournalofAgriculturalandFoodChemistry,
1978,26:809-812
[12] YeGC,ChenHY.Antioxdantactivityofvarioustea
extractsinrelationtotheirantimutagenicity.Journalof
AgriculturalandFoodChemistry,1995,43:27-32
[13] ChampM M J.Non-nutrientbioactivesubstancesof
pulses.BritishJournalofNutrition,2002,88(Suppl.3):
S307-S319
[14] SmulikowskaS,PastuszewskaB,SwiechE,etal.Tannin
contentafectsnegativelythenutritivevalueofpeafor
monogastrics.Proceedingsof4thEuropeanConference
onGrainLegumes,Cracow:Pairs:APEEditions,2001:
124-125
[15]黄昉,李汴生,徐志宏.黑豆种皮色素的测定和提取.食品
工业科技,2004,25(4):117-120
[16] TakanoriT,KaoruS,KatsumiO.Inhibitionoflipid
peroxidationandtheactiveoxygenradicalscavenging
efectofanthocyaninpigmentsisolatedfromPhaseolus
vulgarisL.BiochemicalPharmacology,1996,52:1033-
1039
[17] 王梅,李培凡,富光华.茶多酚热稳定性的研究.中国茶
叶,1997,(3):14-15
[18] 顾海峰,李春美,徐玉娟.柿子单宁的制备及其抗氧化活
性研究.农业工程学报,2007,23(5):241-245
[19] SmirnofN,CumbesQJ.Hyroxylradicalscavenging
activityofcompatiblesolutes.Phytochemistry,1989,28(4):
1057-1060
提取物与应用
近日,欧盟委员会批准了一批在食品中可以使用的新
的添加剂和加工助剂;这些新的添加剂和加工助剂也可用
于有机食品的加工之中。
专业从事有机食品研究和认证的国家环保部有机食品发
展中心的王邢平先生认为,了解欧盟新的食品添加剂和加工
助剂方面的法规,有助于我国有机食品加工企业的生产和经
营,从而使我国的有机加工食品更顺利地进入欧盟市场。
在欧盟新批准的食品添加剂和加工助剂名单中,包括
胭脂树红(Annato)、胭脂嗜(Bixin)、降红木素、胭脂素橙
(E160b)等天然色素,其中的一些天然色素可以用于有色干
酪的生产之中,这些有色干酪包括红莱斯特干酪、双格洛
斯特硬干酪、切达奶酪和硬干酪。
现在,在欧盟地区,碳酸钠(E500)的应用已获准扩展
到酸乳酪的生产。碳酸钠在 Dulchedeleche牛奶糖中的使
用,也已获准推广到将甜浓牛奶制作柔滑、甜美、褐色乳
酪—Confituredelait牛奶酱的生产中。目前,乳酸可以作
为一种加工助剂,用于调节奶酪生产中盐水浴的 PH值;
而柠檬酸也已获准应用到同样的生产中(柠檬酸已被批准可
以用于食用油生产和淀粉水解之中)。
在食用胶体的生产中,已经批准了硫酸、盐酸、氨水、
双氧水、纤维素、硅藻土和珍珠岩这七种加工助剂的使用。
此外,盐酸还可以作为调节盐水的 PH值的加工助剂,用
于高达干酪、荷兰型干酪、马斯河干酪、农家奶酪、干烤
阿姆斯特丹奶酪等产品的加工生产之中。
滑石(Talc)、膨润土(Bentonite)和高岭石(Kaolin),已
经被提议作为一种纯化物质,在加工生产中来使用。另外,
膨润土还可以作为一种粘合剂在蜂蜜中使用,而高岭石也
同样可以在蜂胶中得到使用。
欧盟委员会还指出, “微生物和酶的制剂”是可以被
使用的;但同时也强调 “转基因微生物体和来源于转基因
微生物体的酶是被禁止使用的。”
据国家环保部有机食品发展中心的王邢平先生介绍,
欧盟批准一批新的食品添加剂和加工助剂,可为有机食品
加工提供更多的物质选择。 (河川)
欧盟允许使用的新的食品添加剂和加工助剂
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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