全 文 ：　　收稿日期:2002-09-05
作者简介:王　静(1976-), 女 , 在读博士;主要从事脂
类物质营养功能及其机理方面的研究工作。
文章编号:1003-7969(2004)02-0064-04　　　　中图分类号:TQ641　　　　文献标识码:A
紫(白)苏叶类胡萝卜素在
油脂自动氧化及光敏氧化中的作用
王　静1 ,刘大川2
(1.中国农业大学食品学院 , 100094 北京市圆明园西路 2号;
2.武汉工业学院 , 430023 武汉市常青花园中环西路特 1号)
　　摘要:以从紫(白)苏叶中提取出的类胡萝卜素为材料 ,对其在油脂自动氧化及光敏氧化中的作
用进行了研究。研究表明 ,紫(白)苏叶类胡萝卜素在光敏氧化中起抗氧化剂的作用;在油脂自动氧
化中单独添加时起氧化作用 ,而与VC 一起则可协同抗氧化。研究还对过氧化值法(POV)和共轭双
键氢过氧化物法(CDHP)测定油脂氧化进行了比较 ,发现同样对油脂的光敏氧化用 POV法与CDHP
法有较强的相关性 ,证明了CDHP法测定油脂氧化的科学性。
关键词:紫苏叶;白苏叶;类胡萝卜素;自动氧化;光敏氧化;POV;CDHP
　　紫苏叶作为中药资源 ,我国一直以来都注重其
传统药用途径 ,但无论国内还是国外学者对紫苏叶
中类胡萝卜素的生理功能研究几乎是空白 ,关于紫
苏叶中类胡萝卜素的研究报道也较少 ,但富含 β -
胡萝卜素又显示其可能有着不同寻常的研究利用价
值[ 1 ,2] 。本实验主要是对从紫(白)苏叶中提取纯化
的类胡萝卜素进行抗氧化性研究 ,以期为进一步开
发利用天然活性物质提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　实验材料
大豆油 、菜籽油 ,市购。 β -胡萝卜素 , E.Merk.
Co.(Germany)。紫(白)苏叶类胡萝卜素提取物 ,见
文献[ 4] 。
1.2　实验试剂
亚甲基蓝 , 0.11×10-4mol/L ,用 95%乙醇配制 。
0.01 mol/L 硫代硫酸钠 ,用标定的0.1 mol/L硫代硫
酸钠稀释而成。氯仿-冰醋酸混合液 ,取氯仿40 mL
加冰乙酸60 mL 混匀 。饱和碘化钾溶液 ,取KI 10 g ,
加水5 mL ,贮于棕色瓶中 ,如发现溶液遇淀粉指示剂
变蓝应重新配制 。0.5%淀粉指示剂 ,0.5 g 淀粉 ,加
入少量冷水调匀 ,再加沸水至100 mL。
1.3　主要实验仪器
光照恒温培养箱 250 D ,WFZ800-D2紫外可见
分光光度计 ,电子天平 , Rancimat 617油脂自动氧化
酸败仪 ,培养皿(11 cm)。
1.4　实验方法
1.4.1　油脂光敏氧化
1.4.1.1　配制油样 　先分别将 β -胡萝卜素和紫
(白)苏类胡萝卜素用二氯甲烷配成0.536 mg/mL 溶
液 ,然后在每个培养皿中称取10.00 g 油样 ,分别加
入两种类胡萝卜素溶液 0.5 、1 、2 mL ,摇匀 。然后加
入1 mL 亚甲基蓝溶液 ,摇匀 ,同时用只加亚甲基蓝
的油样作空白 ,每样均做双份平行。
1.4.1.2　光敏氧化实验　将配好的油样放入光照
恒温培养箱中 ,光源为 4盏 8 W 荧光灯。灯管与样
的垂直距离为11 cm ,恒温于 16±1℃, 间隔固定时
间 ,于234 nm 处测定油样的吸收强度 。
1.4.1.3　过氧化值(POV)测定 　按 GB/T5538-
1995进行油脂过氧化值测定[ 3] 。
1.4.1.4　共轭双键氢过氧化物(CDHP)法测定　不
饱和脂肪酸的氧化会生成 CDHP ,导致其紫外吸收
的增强。具有不饱和共轭键的脂肪酸在 230 ～
375 nm 区域有强烈吸收 ,不饱和双键在234 nm ,不
饱和三键在268 nm ,在一给定底物中紫外吸收的变
化可用于测定油脂的相对氧化强度。
准确称取一定量油样 ,用二氯甲烷稀释 、定容 ,
测定234 nm 处的吸光度 ,以如下公式计算出 1%吸
光强度(E 1%1cm)
E
1%
1cm(λmax =234 nm)=吸光值×稀释因素×总
体积(mL)×10/重量(mg)
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1.4.2　油脂自动氧化　分别将紫(白)苏叶类胡萝
卜素与 BHT 以一定比例加入到精确称量的猪油中 ,
以Rancimat 617油脂自动酸败测定仪测定其诱导时
间 ,设定条件为 110℃,空气流量 18 L/h 。(据有关
文献介绍 ,此测定仪在 110℃左右所测得的结果与
活性氧 AOM 法测得结果具有相关性 , 而在小于
100℃大于 120℃时与AOM法结果均不具相关性 ,这
里所说的相关性是指不同样品抗氧化能力的顺序 。)
2　结果与讨论
2.1　紫(白)苏叶类胡萝卜素对大豆油光敏氧化的
影响
分别选取紫苏叶类胡萝卜素 、白苏叶类胡萝卜
素和 β-胡萝卜素 ,以 3种不同浓度研究其抗油脂
光敏氧化效果 ,结果见表 1。
表 1　类胡萝卜素在含亚甲基蓝大豆油中抗光敏氧化结果
类胡萝卜素种类 E
1%
1cm(λmax=234 nm ,二氯甲烷)
12 h 24 h 48 h 96 h
β-胡萝卜素(0) 3.64 4.72 6.65 11.11
β-胡萝卜素(0.268 mg) 3.84 4.69 6.51 10.66
β-胡萝卜素(0.536 mg) 3.64 4.39 5.79 9.09
β-胡萝卜素(1.072 mg) 3.63 4.14 5.23 7.60
紫苏叶类胡萝卜素(0) 3.64 4.72 6.65 11.11
紫苏叶类胡萝卜素(0.268 mg) 3.84 4.56 6.26 10.39
紫苏叶类胡萝卜素(0.536 mg) 3.62 4.11 5.32 8.14
紫苏叶类胡萝卜素(1.072 mg) 3.44 3.90 4.75 6.68
白苏叶类胡萝卜素(0) 3.64 4.72 6.65 11.11
白苏叶类胡萝卜素(0.268 mg) 3.81 4.63 6.45 10.16
白苏叶类胡萝卜素(0.536 mg) 3.77 4.30 5.35 8.40
白苏叶类胡萝卜素(1.072 mg) 3.75 4.07 5.00 7.72
　注:大豆油氧化指标以生成 CDHP 的 1%吸收强度(E1%1cm ,
λmax=234 nm)表示。
　　由表 1可见 ,在含亚甲基蓝作为引发剂的大豆
油中加入 3 种类胡萝卜素均显著抑制光敏所致
CDHP的生成 ,含 0.536 mg 和 1.072 mg 的 3种类胡
萝卜素的大豆油中生成的 CDHP 与空白差异显著 。
这说明紫(白)苏叶类胡萝卜素与 β -胡萝卜素均可
抑制亚甲蓝所引发的大豆油光敏氧化 ,且抑制效果
随类胡萝卜素浓度升高而增强 。
2.3　紫(白)苏叶类胡萝卜素对菜籽油光敏氧化的
影响
紫苏叶类胡萝卜素 、白苏叶类胡萝卜素和 β -
胡萝卜素对含亚甲基蓝的菜籽油光敏氧化的影响见
表2 。
表 2　类胡萝卜素在含亚甲基蓝菜籽油中抗光敏氧化结果
类胡萝卜素种类 E
1%
1cm(λmax=234 nm ,二氯甲烷)
12 h 24 h 48 h 96 h
β-胡萝卜素(0) 4.24 5.75 8.70 15.43
β-胡萝卜素(0.268 mg) 4.04 5.68 8.42 13.35
β-胡萝卜素(0.536 mg) 3.98 5.07 7.42 12.72
β-胡萝卜素(1.072 mg) 3.86 4.69 6.51 10.50
紫苏叶类胡萝卜素(0) 4.24 5.75 8.70 15.43
紫苏叶类胡萝卜素(0.268 mg) 4.10 5.19 7.43 11.73
紫苏叶类胡萝卜素(0.536 mg) 3.93 4.76 5.66 9.53
紫苏叶类胡萝卜素(1.072 mg) 3.88 4.52 5.45 7.95
白苏叶类胡萝卜素(0) 4.24 5.75 8.70 15.43
白苏叶类胡萝卜素(0.268 mg) 3.96 5.29 7.72 13.18
白苏叶类胡萝卜素(0.536 mg) 3.88 4.84 6.72 9.91
白苏叶类胡萝卜素(1.072 mg) 3.87 4.70 5.68 9.41
　注:菜籽油氧化指标以生成 CDHP 的 1%吸收强度(E1%1cm ,
λmax=234 nm)表示。
　　由表2可见 ,加入 β-胡萝卜素 、紫苏叶类胡萝
卜素 、白苏叶类胡萝卜素均显著抑制含亚甲基蓝菜
籽油中CDHP的形成 ,且这种抑制作用随类胡萝卜
素浓度升高而增强 ,含 3种不同浓度的 β -胡萝卜
素 、紫苏叶类胡萝卜素和白苏叶类胡萝卜素的菜籽
油所生成的 CDHP 显著低于不含类胡萝卜素的菜籽
油空白 。
2.3　过氧化值法(POV)与共轭双键氢过氧化物
(CDHP)法的比较
光敏氧化反应与自动氧化的机制不同 。光敏氧
化通过烯反应进行氧化 ,其特点如下:①不产生自由
基;②双键的顺式构型改变成反式构型;③与氧浓度
无关;④不存在诱导期;⑤需要光和光敏剂 。而自动
氧化的机理是自由基链反应机理 。
为了验证 CDHP 法的可靠性 ,将光敏氧化的油
脂分别用 POV法和 CDHP法测定 ,同时比较两种测
定方法的相关性 ,见表 3。
表 3　POV法和 CDHP 法比较测定结果
管号 CDHP 值 POV(meq/kg) 管号 CDHP值
POV
(meq/ kg)
1 3.71 10.48 8 4.96 30.8
2 3.92 10.87 9 5.17 30.57
3 3.96 20.03 10 5.17 40.03
4 4.21 20.57 11 5.58 40.43
5 4.46 20.67 12 6 40.87
6 4.54 20.95 13 6.25 50.73
7 4.83 30.3 14 7.08 60.2
652004 年第 29卷第2 期　　　　　　　　　　　　　中　国　油　脂
　　对表 3中数据进行二乘法线性回归得 YCDHP =
0.651 XPOV +3.0013 , γ=0.975 , 由 γ=0.975 知 ,
POV法测定的 POV与 CDHP 法测定的 E1%1cm值具有
显著相关性 ,这种相关性说明用这两种方法测得的
数据是比较准确可靠的。
Ralws等[ 4]提出了产生氢过氧化物的光敏机制 。
在光敏氧化中 , 光敏剂吸收光能变为激发态
(Sens＊),然后将能量转移到三重态氧(3O2),生成活
性的单重态氧(1O2),单重态氧可直接与不饱和脂肪
(RH)反应生成氢过氧化物(ROOH)。
　　Sens Sens＊
　　Sens＊+3O2 1O2+Sens
　　1O2+RH ROOH
类胡萝卜素抑制脂肪的光敏氧化是通过物理猝
灭单重态氧而不是猝灭光敏剂 ,不同结构的类胡萝
卜素抑制光敏氧化的强弱不同 ,随着类胡萝卜素结
构中共轭双键数的增加 ,类胡萝卜素抗光敏氧化的
能力增强[ 5 ,6] 。但也有一些研究认为类胡萝卜素在
油脂光敏氧化中有助氧化作用[ 7 , 8] ,并认为助氧化
作用与类胡萝卜素的不稳定性有关 。
本实验支持类胡萝卜素抗脂肪光敏氧化作用的
观点 。实验所用的类胡萝卜素(紫苏叶类胡萝卜素 、
白苏叶类胡萝卜素 、β -胡萝卜素)均对大豆油和菜
籽油的光敏氧化有抑制作用 ,且抗氧化效果随着类
胡萝卜素的浓度升高而增强。
2.4　类胡萝卜素在油脂自动氧化中的作用
2.4.1　类胡萝卜素单独使用时在油脂氧化酸败中
的作用　以 Rancimat 617油脂酸败测定仪分别测定
以猪油为基质 ,单独加入 BHT 、紫苏叶类胡萝卜素及
白苏叶胡萝卜素的拐点时间 ,记录如下 ,见表 4。
表 4　单独添加类胡萝卜素对油脂自动氧化酸败的影响
抗氧化剂种类 猪油中添加浓度(%) 诱导时间(h)
紫苏叶类胡萝卜素 0.06 2.12
白苏叶类胡萝卜素 0.06 1.55
BHT 0.06 5.66
空白 — 1.84
溶剂空白 — 1.44
　　由表 4可见 ,单独使用紫(白)苏叶类胡萝卜素
均不表现明显的抗氧化性 ,甚至有助氧化的作用 ,为
深入了解其抗氧化机理 ,用Vc与之协同考察其抗氧
化效果。
2.4.2　紫(白)苏叶类胡萝卜素与V c的协同抗氧化
作用　分别考察了不同浓度的 V c和紫(白)苏叶类
胡萝卜素的POV ,结果见表 5。
表 5　紫(白)苏叶类胡萝卜素添加VC 后在
　　　菜籽油中的抗氧化作用
抗氧化剂 POV(meq/ kg)
3 d 6 d 9 d
空白 28.18 46.28 67.05
0.1%VC 17.61 41.50 61.78
0.05%紫苏类胡萝卜素 30.02 49.76 77.38
0.01%VC+0.005%紫苏类胡萝卜素 13.12 36.51 51.76
0.05%白苏类胡萝卜素 29.89 50.78 75.72
0.01%VC+0.005%白苏类胡萝卜素 14.23 38.02 52.39
　　由表 5可见 ,在较纯的菜籽油中紫(白)苏叶类
胡萝卜素和VC表现协同抗氧化作用 ,而单独使用紫
(白)苏叶类胡萝卜素仍有助氧化作用 ,且高浓度的
紫(白)苏类胡萝卜素助氧化效果较低浓度的显著。
由表4 、表 5可见 ,当紫(白)苏叶类胡萝卜素单
独添加到猪油 、菜籽油中均可加速油脂的自动氧化 ,
且这种助氧性在菜籽油中随类胡萝卜素浓度升高而
增强 ,这说明紫(白)苏叶类胡萝卜素本身在黑暗条
件下 、高氧浓度时 ,可能因自身的不稳定导致氧化而
加速油脂的自动氧化。
2.5　类胡萝卜素抗氧化作用
类胡萝卜素是一类在自然界广泛分布 、由生物
体来源的抗氧化剂 ,它们能保护生物系统免受一些
由过量氧化过程所产生的潜在有害作用。类胡萝卜
素的抗氧化作用深入研究是在类胡萝卜素被发现具
有防癌抗癌 、抗衰老 、增强机体免疫功能及预防心血
管疾病等方面的生理作用后才开始的 。近 10年来 ,
人们通过体外系统研究 ,包括均一的脂溶液 、脂质
体 、脂蛋白 、生物膜制品及整细胞的研究已得到了较
充分的证据 ,尤其是在动物模型研究中获得了直接
的证据 。
类胡萝卜素是猝灭单线态氧非常有效的抗氧化
剂 ,也是清除过氧化自由基的抗氧化剂 。在以卵磷
脂 、胆固醇与类胡萝卜素组成的脂质体系中 ,人们发
现了类胡萝卜素抑制脂质过氧化的典型反应 ,由于
类胡萝卜素的存在 , 丙二醛(MDA)的生成明显减
少[ 13] 。
但据现有的资料 ,类胡萝卜素抑制脂质过氧化
的能力与氧分压 、类胡萝卜素本身的化学结构及其
他抗氧化剂的存在等因素有着密切的关系[ 7～ 10] 。
类胡萝卜素一般不具链阻断抗氧化的结构特
征 ,实际上 ,其分子中庞大的共轭双键系统使它们总
具有助氧化的特征 。Burton等[ 11 , 12]在其研究报道提
出类胡萝卜素的抗氧化-助氧化方式 ,反应如下:
66 中　国　油　脂　　　　　　　　　　　　　2004 年第 29卷第 2 期
Carotenoids+ROO· Car· (1)
Car
·+O2 Car-00· (2)
Car·+ROO 非自由基产物 (3)
他们提出 ,类胡萝卜素的共轭双键极易受到过
氧自由基的攻击(反应 1)生成共振稳定的碳中心自
由基(Car·),它与多不饱和脂肪酸反应很慢 ,不能从
多不饱和脂肪酸上夺去氢原子而传递链反应 。但在
高氧浓度(或高氧分压 101.08 kPa)时 ,碳中心自由
基很易与氧反应生成一个新的链载过氧自由基 Car
-00·(反应 2),活泼的Car-00·可启动链反应 ,促进
脂肪氧化。而在低氧浓度(或低氧分压 2 kPa)时 ,反
应(2)逆向进行 ,使 Car-00·浓度有效降低 ,Car·在一
定程度上较稳定 ,因此对体系的自动氧化有抑制作
用。另外 ,Car·稳定性还意味着 Car·自由基可与其
他过氧化自由基反应而被除去(反应 3)。鉴于哺乳
动物组织中的氧分压很低 ,在这样的环境中类胡萝
卜素作为一种抗氧化剂就显现着十分重要的意义 。
另外除一些动物实验以外 ,近年来还以人体为
对象进行了短期的干预研究 ,结果表明 ,在确保维生
素A 、E 、C含量足够多的条件下 ,接受试验的老年妇
女在 β-胡萝卜素缺少期 ,红血球 SOD活性受到阻
抑 ,且血浆中与硫代巴比妥酸(TBA)反应的物质增
加;β-胡萝卜素充足时 ,SOD活性恢复 ,与 TBA 反
应的物质也减少 。这又部分说明了胡萝卜素类与其
他物质协同的抗氧化作用[ 13] 。
3　结　论
(1)分别对紫(白)苏叶类胡萝卜素提取物进行
油脂光敏氧化实验 ,发现紫(白)苏叶类胡萝卜素可
抑制由亚甲基蓝引发的油脂光敏氧化 ,且抑制作用
随浓度升高而增强。
(2)单独使用紫(白)苏叶类胡萝卜素 ,对油脂自
动氧化未表现抗氧化性 ,但在有 VC 存在的菜籽油
中 ,类胡萝卜素与 VC表现协同抗氧化作用。
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Antioxidative activity of carotenoids from folium perillae(purple and green leaves)
in autoxidation and photosensitized oxidation of lipids
WANG Jing
1 ,LIU Da-chuan2
(1.Food College of China Agricultural University ,100094 Beijing ,China;
2.Wuhan Polytechnic University ,430023 Wuhan ,China)
Abstract:Folium perillae is a traditional Chinese herbal medicine and a kind of food.The antioxidative activity of
carotenoids from folium perillae(purple leaves and green leaves)was studied.With the experiments of the effects of
carotenoids on the autoxidation and photosensitized oxidation of lipids , the antioxidative activity of carotenoids from folium
perillae was also evaluated.These experiments indicate that the carotenoids from folium perillae are good antioxidative
chemicals against photosensitized oxidation of lipids , as well as the autoxidation of lipids when used together with vitamin
C.And the comparison of the method of POV and CDHP shows that the two methods are highly corresponded.
Key words:folium perillae(purple and green leaves);carotenoids;autoxidation;photosensitized oxidation;POV;CDHP
672004 年第 29卷第2 期　　　　　　　　　　　　　中　国　油　脂