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北京洋槐蜜化学成分及其抗氧化活性



全 文 :77※基础研究 食品科学 2012, Vol. 33, No. 09
北京洋槐蜜化学成分及其抗氧化活性
孙丽萍 1,穆雪峰 1,2,施海燕 3,徐 响 1,庞 杰 2
(1.中国农业科学院蜜蜂研究所,北京 100093;2.福建农林大学食品科学学院,福建 福州 350002;
3.北京百花蜂业科技发展股份公司,北京 100176)
摘 要:采用层析法富集北京洋槐蜜中抗氧化成分,利用高效液相测定其化学组成并研究其中已知化学成分对DPPH
自由基的清除作用,旨在评价北京洋槐蜜的抗氧化功能。结果显示:北京洋槐蜜中含有绿原酸、咖啡酸、对香
豆酸、山奈酚、异鼠李素、松属素、白杨素和高良姜素8种已知成分,含量在9.5~257.8μg/100g之间,除松属
素和白杨素外,其余各成分均有清除DPPH自由基的能力,且差异显著(P<0.01)。从有效成含量及抗氧化能力综
合考虑,山奈酚可视为北京洋槐蜜中最有代表性的抗氧化成分。
关键词:洋槐蜜;化学成分;抗氧化活性;DPPH自由基;山奈酚
Chemical Components and Antioxidant Activity of Acacia Honey from Beijing
SUN Li-ping1,MU Xue-feng1,2,SHI Hai-yan3,XU Xiang1,PANG Jie2
(1. Bee Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100093, China;
2. College of Food Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China;
3. Baihua Bee Industrial Technology and Development Co. Ltd., Beijing 100176, China)
Abstract :Antioxidant compounds from Acacia honey from Beijing were enriched by column chromatography and detected
by high-performance liquid chromatography. The antioxidant activity of these compounds was evaluated by DPPH radical-
scavenging assay. Eight compounds were detected in Acacia honey, which were chlorogenic acid, caffeic acid, p-coumari acid,
kaempferol, isorhamnetin, pinocembrin, chrysin and galangin at the content range of 9.5-257.8μg/100 g. Meanwhile, a
significant difference in DPPH radical-scavenging capacity was also observed. In terms of both the content and antioxidant
capacity, kaempferol could be recognized as the most representative antioxidant component of Acacia honey from Beijing.
Key words:Acacia honey;chemical components;antioxidant activity;DPPH rad cal;kaempferol
中图分类号:S896.1 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2012)09-0077-04
收稿日期:2011-10-10
基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAD33B04);国家现代农业(蜂)产业技术体系建设专项(CARS-45-KXJ18);
科技部农业科技成果转化资金项目(2009GB23260456)
作者简介:孙丽萍(1963—),女,研究员,硕士,研究方向为蜂产品功能因子的分离与纯化。E-mail:caasun@126.com
洋槐(Robinia pseudoacacia L.)为豆科刺槐属蝶形花
科刺槐属,落叶乔木。全属约20种,原产北美洲温带
及热带,世界各地区都有引种。19世纪末引入中国,
黄河、淮河流域广泛栽培,多见于平原及低山丘陵地
区,海拔最高达3600m(西藏拉萨),我国东北铁岭以
南、辽东半岛、内蒙,西至四川、云南,南至华中、
福建以及新疆均有栽培[1]。洋槐蜜为蜜蜂采集洋槐花蜜
酿造而成,是我国大宗商品蜂蜜中的一种,其特点为颜
色浅、甜而不腻、有洋槐特有的清香味,不易结晶[2]。
蜂蜜作为天然抗氧化剂来源之一,可有效减少心脏
病、癌症、白内障、不同炎症和免疫系统能力低下等
疾病的风险[3];蜂蜜还可以抑制食物氧化酸败,如蔬菜
水果的酶促褐变、肉类脂质氧化和抑制食源性致病菌和
腐败微生物的生长[4-6]。酚类物质为蜂蜜中代表性抗氧化
成分[7],包括柚皮素、橙皮素、绿原酸、山奈酚、对
香豆酸、芹菜素、香草酸、白杨素、高良姜素、异
鼠李素等[8-9]。
洋槐蜜的化学成分包括儿茶素、阿魏酸、芦丁、
杨梅酮、3,4-二羟基肉桂酸、菲瑟酮、肉桂酸、松属
素、白杨素、绿原酸、咖啡酸、对香豆酸等[10-11]。洋
槐蜜的抗氧化研究多集中在蜂蜜提取物对超氧阴离子自
由基、羟自由基、DPPH自由基、脂质过氧化自由基
和人体血清脂蛋白氧化修饰等的清除作用[12-15],关于洋
槐蜜抗氧化活性物质基础的研究未见报道,对北京地产
2012, Vol. 33, No. 09 食品科学 ※基础研究78
洋槐蜜的研究亦未见报道。本实验通过XAD-2柱层析法
富集洋槐蜂蜜中的有效成分,利用高效液相法测定其化
学成分,并研究8种已知成分对DPPH自由基的清除作
用,为揭示蜂蜜抗氧化功能的物质基础提供参考。
1 材料与方法
1.1材料、试剂与仪器
洋槐蜂蜜采于北京延庆蜂场。
XAD-2树脂 安徽三星树脂科技有限公司;1,1-二
苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、绿原酸、咖啡酸、对香
豆酸、山奈酚、异鼠李素、松属素、白杨素、高良
姜素 美国Sigma公司;甲醇(色谱纯) 美国Fisher公
司;其他试剂均为分析纯。
AL204电子天平 梅特勒-托利多(上海)公司;
RE-2000B型旋转蒸发器 南京予凯仪器设备有限公司;
HL-2B数显恒流泵 上海精科实业有限公司;LC-20A高
效液相色谱 日本岛津公司;SynergyHT酶标仪 美国
BioTek基因有限公司;玻璃层析柱(25cm×1.0cm) 北
京万鑫化业商贸中心;Zorbax色谱柱(250mm×4.6mm,
5μm) 美国安捷伦科技有限公司。
1.2方法
1.2.1样品制备
采用本实验室蜂蜜抗氧化成分的提取方法[16],称取
400.0g洋槐蜜,以按1:5(m/V)比例加入酸水(超纯水用HCl
调至pH2),超声溶解。然后上样于已经平衡好的XAD-2
树脂柱,经酸水解除杂后,依次用35%、65%、100%
乙醇洗脱,洗脱流速为1.0mL/min,洗脱体积依次为3
个柱体积3、3、5BV。各洗脱液脱醇后乙酸乙酯萃取
3次,酯层40℃减压浓缩至干,得到不同体积分数乙醇
洗脱物,称其质量。将各洗脱物用甲醇溶解后过0.45μm
有机滤膜,备用。
1.2.2不同体积分数乙醇洗脱物HPLC分析
液相色谱条件:参考Estevinho等[17]方法并稍作改
变。色谱柱:ZORBAX (250mm×4.6 m,5μm);流
动相:甲醇-甲酸水(含0.2%甲酸);洗脱程序:0~
10min,5%~17%甲醇;10~20min,17%~26%甲醇;
20~40min,26%~58%甲醇;40~50min,58%~95%
甲醇;50~60min,95%~5%甲醇。流速:1.0mL/min;
温度:40℃;检测波长:300nm。
混合标准品溶液的配制:精确称取异鼠李素0.360mg、
高良姜素2.500mg,绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、山
奈酚、白杨素各4.000mg,分别用少量甲醇溶解后转移
至2mL容量瓶中,甲醇定容至刻度,记为标准液。分
别取标准液按比例混合后过0.45μm有机滤膜,记为混
标,以备HPLC分析之用,其他浓度标准品由混标稀释
得到。
取不同体积分数乙醇洗脱物甲醇溶液置于微量进样
器中,以备HPLC分析。
1.2.3DPPH自由基清除率的测定
采用本实验室前期实验方法[18],向96孔板中加入
10μL不同质量浓度的绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、山
奈酚、异鼠李素、松属素、白杨素和高良姜素甲醇溶
液,再分别加入10μL 0.13mg/mL DPPH甲醇溶液,混
合均匀,室温下避光反应35min,于517nm波长处测定吸
光度,记为A1;同时以10μL DPPH溶液与10μL甲醇
溶液混合后的吸光度记为A2;以10μL甲醇与10μL绿
原酸、咖啡酸、对香豆酸、山奈酚、异鼠李素、松
属素、白杨素和高良姜素溶液混合后的吸光度记为A0。
平行测定3次,分别以试样质量浓度和清除率进行线性
回归并计算IC50。清除率计算公式如下:
A2-(A1-A0)
清除率/%=————————×100
A2
1.2.4统计分析
实验数据用Excel软件处理,并用SPSS17.0软件包
进行单因素方差分析。
2 结果与分析
2.1不同体积分数乙醇洗脱物质量测定结果
不同体积分数乙醇极性不同,由于极性差异使得蜂
蜜中有效成分与树脂分子间作用及有效成分溶解度不
同,从而导致洗脱效果有差异。经XAD-2树脂吸附的
抗氧化成分用不同体积分数乙醇洗脱,各洗脱物的质量
关系见图1。
由图1可知,随着乙醇体积分数的增加,洗脱物的
质量随之增加;35%乙醇洗脱物的质量最小,为(17.8±
0.4)mg;100%乙醇洗脱物的质量最大,为(38.8±0.9)mg。
图 1 不同体积分数乙醇洗脱物质量比较
Fig.1 Comparative weights of eluates obtained with different
concentrations of ethanol
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
17.8


/
m
g
35 65 100
21.2
38.8
乙醇洗脱体积分数/%
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经计算采用XAD-2树脂提取洋槐蜜中的有效成分,提取
率为(2.0± .0)mg/10g。
2.2HPLC分析结果
将不同体积分数乙醇洗脱物及混标在波长200~
800nm检测,吸收峰相对集中在254、280、300、320、
340、360nm这6个波长,发现样品及混标在300nm波
长处分离效果最好,故确定该波长为检测波长。根据
不同体积分数乙醇洗脱物及混标的HPLC图谱,经过与
混标对比,确定洋槐蜂蜜中化学成分种类及含量,结
果见图2和表1。
由图2C可知,混标中8种成分的保留时间集中在
15~52min之间。由图2A可知,35%乙醇洗脱物中含
有绿原酸和咖啡酸;由图2B可知,100%乙醇洗脱物中
含有对香豆酸、山奈酚、异鼠李素、松属素、白杨
素和高良姜素。而65%醇洗脱物中没有检测出8种化学
成分。
注:x.活性成分的进样量/μg,y.峰面积;不同小写字母表示差异极显
著(P<0.01)。下同。
活性成分 回归方程 相关系数R2 含量/(μg/100g)
绿原酸 y =2.3742x+0.45740.994016.1±0.0c
咖啡酸 y = 4.9223x+0.01880.99659.5±0.0a
对香豆酸 y =7.2525x+0.92280.997113.2±0.1b
山奈酚 y = 1.7169x+0.22740.9992257.8±19.1h
异鼠李素 y = 1.1629x+0.14920.998459.6±1.3g
松属素 y =4.4855x+0.32880.999429.5±0.2e
白杨素 y =2.6124x+0.30170.999730.8±0.4f
高良姜素 y =2.3879x+0.10410.998224.7±1.3d
表 1 洋槐蜂蜜中 8 种化学成分含量(x-± s,n=3)
Table 1 The contents of eight compounds in Acacia honey
(x-± s,n=3 )
根据峰面积计算得出8种化学成分的含量。由表1
可知,洋槐蜜8种化学成分的含量差异极显著(P<0.01)。
山奈酚的含量最高,为(257.8±19.1)μg/100g;其次是
异鼠李素,含量为(59.6±1.3)μg/100g;而对香豆酸、
绿原酸、高良姜素、松属素和白杨素的含量在(13.2~
30.8)μg/100g之间;咖啡酸的含量最低,仅为(9.5±0.0)
μg/100g,是山奈酚含量的1/27。本实验结果与郭夏丽
等[10]的结果有差异,究其原因可能是产地差异,北京延
庆的洋槐蜜中存在咖啡酸、对香豆酸、山奈酚和异鼠
李素,且山奈酚含量相当高;而郭夏丽等[10]的实验的样
品(江西蜜蜂园产品,未标注产地,可能是江西地产)中
未检出这4种成分,提示不同产地的洋槐蜜存在成分差
异,有研究相同品种蜂蜜产地差异的必要性。
2.3DPPH自由基清除活性
表 2 8 种化学成分对 DPPH自由基的清除率(x-± s,n=3)
Table 2 DPPH radical-scavenging capacity of eight antioxidant
compounds from Acacia honey (x-± s,n=3)
项目 回归方程 相关系数R2 IC50/(μmol/L)
绿原酸 y = 0.441 lnx-1.52520.971198.41±0.47d
咖啡酸 y = 29.563 lnx-75.3300.946969.37±0.33b
对香豆酸 y = 26.396 lnx-10.7970.971010006.81±0.87f
山奈酚 y =34.971 lnx-92.5940.962759.01±0.41a
异鼠李素 y = 0.275 lnx-0.7070.950780.70±0.08c
松属素 — — —
白杨素 — — —
高良姜素 y = 0.287 lnx-0.9300.9943145.75±0.52e
注:x.活性成分的浓度/(μmol/L),y.活性成分对DPPH自由基的清除率/%;
—.未检出。
DPPH自由基是一种稳定的有机自由基,其醇溶液
呈紫色,在517nm波长处有最大吸收。当有抗氧化剂
存在时,生成DPPH-H分子,溶液的紫色向黄色变化,
吸光度变小,而吸光度变小的程度与自由基被清除的程
度呈定量关系,通过测试样品对DPPH自由基的清除能力
可以表示其抗氧化性的强弱[19]。分别测定不同浓度标准品
对DPPH自由基的清除率,计算各标准品对DPPH自由基
A.35%乙醇洗脱物;B.100%乙醇洗脱物;C.8种标准品
的混合样;1.绿原酸;2.咖啡酸;3.对香豆酸;4.山奈
酚;5.异鼠李素;6.松属素;7.白杨素;8.高良姜素。
图 2 不同体积分数乙醇洗脱物以及 8种标准品混合的HPLC图谱
Fig.2 HPLC chromatograms of eluates obtained with different
concentrations of ethanol and eight standards
1.00
0.75
0.50
0.25
0.00
m
A
U

1
0
0
0
)
1520 2530 35 4045 50
12
时间/min
A
1.5
1.0
0.5
0.0
m
A
U

1
0
0
0
)
4
3
时间/min
B
5
6
7
8
5.0
2.5
0.0
m
A
U

1
0
0
0
)
3
时间/min
C
2
1 4
5
6
7
8
1520 2530 35 4045 50
1520 2530 35 4045 50
2012, Vol. 33, No. 09 食品科学 ※基础研究80
清除率回归方程,计算IC50值。表2为洋槐蜜中8种化
学成分对DPPH自由基的清除能力的回归方程及IC50值。
由表2可知, 洋槐蜜中8种化学成分对DPPH自由
基具有清除能力存在极显著差异(P<0.01)。其中松属素
和白杨素对DPPH自由基没有清除能力或清除能力极
低,未能计算出IC50值,而其余6种成分的IC50值范围
在59.01~10006.81μmol/L之间。山奈酚、咖啡酸的IC50
值最小,分别为59.01μmol/L和69.37μmol/L,表明其
抗氧化活性最高;其次是异鼠李素、绿原酸、高良姜
素,它们的IC50值介于80.70~145.7μmol/L之间;对
香豆酸的IC50值是山奈酚的200倍左右,抗氧化活性最
弱。6种化学成分抗氧化活性大小关系为:山奈酚>咖
啡酸>异鼠李素>绿原酸>高良姜素>对香豆酸。就结
构而言,山奈酚(3,5,7,4,-四羟基黄酮)含有4个羟基且3,5
位的羟基会形成分子内氢键;2,3位存在双键会形成共
轭效应[20],该结构提高了山奈酚对DPPH自由基的清除
能力,因而具有较强的抗氧化活性。而松属素(5,7-二
羟基二氢黄酮)和白杨素(5,7-二羟基黄酮)不具有3,5,4,位的
羟基结构且少2个羟基,对DPPH自由基的清除能力明
显减弱。
就本实验检测的8种化学成分而言,北京洋槐蜜中
山奈酚含量最高(257.8μg/100g),是其他7种成分含量的
4~27倍;从清除DPPH自由基能力来讲,山奈酚的IC50
值最小(59.01μmol/L),即抗氧化活性最强。由此可见,
山奈酚可视为北京洋槐蜜中最有代表性的抗氧化成分。
3 结 论
本实验以北京延庆洋槐蜜为原料,通过XAD-2树
脂富集抗氧化成分,采用HPLC测定其已知化学成分,
以 DPPH自由基清除能力评价各成分的抗氧化活性。结
果显示北京洋槐蜜中含有绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、
山奈酚、异鼠李素、松属素、白杨素和高良姜素8种
化学成分,含量在9.5~257.8μg/100g之间,其中咖啡
酸含量最低,山奈酚含量最高(257.8μg/100g)。另外,
除松属素和白杨素对DPPH自由基没有清除能力或清除
能力极低,未能检测出IC50值外,其中6种成分对DPPH
自由基的清除能力差异极显著(P<0.01),且IC50值介于
59.01~10006.81μmol/L之间,对香豆酸的抗氧化能力最
弱,山奈酚的抗氧化能力最强(59.01μmol/L)。从含量
及抗氧化能力综合考虑,山奈酚可视为北京洋槐蜜中最
有代表性的抗氧化成分。
参考文献:
[1]王文静. 洋槐蜂蜜HPLC指纹图谱的研究[D]. 重庆: 西南大学, 2008.
[2]王春煦. 蜜源信息预报[M]. 北京: 中国农业出版社, 2004.
[3]National Honey Board Organization. Honey: health and therapeutic
qualities[R]. Germany: National Honey Board , 2002.
[4]CHEN L, MEHTA A, BERENBAUM M, et al. Honeys from different
floral sources as inhibitors of enzymatic browning in fruit and vegetable
homogenates[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 48
(10): 4997-5000.
[5]NAGAI T, INOUE R, KANAMORI N, et al. Characterization of honey
from different floral sources. Its functional properties and effects of honey
species on storage of meat[J]. Food Chemistry, 2006, 97(2): 256-262.
[6]MUNDO M A, PADILLA-ZAKOUR O I, WOROBO R. Growth
inhibition of foodborne pathogens and food spoilage organisms by
select raw honeys[J]. International Journal of Food Microbiology, 2004,
97(1): -8.
[7]LACHMAN J, ORSAK M, HEJTMANKOVA A, et al. Evaluation of
antioxidant activity and total phenolics of selected Czech honeys[J].
LWT-Food Science and Technology, 2010, 43(1): 52-58.
[8]PAULA A, FEDERICO F, ISABEL G, et al. Determination of phenolic
compounds in honeys with different floral origin by capillary zone
electrophoresis[J]. Food Chemistry, 1997, 60(1):79-84.
[9]BIESAGA M, PYRZYNSKA K. Liquid chromatography/tandem mass
spectrometry studies of the phenolic compounds in honey[J]. Journal of
Chromatography A, 2009, 121(6): 6620-6626.
[10]郭夏丽, 罗丽萍, 冷婷婷, 等. 7种不同蜜源蜂蜜的化学组成及抗氧
化性[J]. 天然产物研究与开发, 2010, 22(4): 665-670.
[11]李菁, 朱青, 黄婉玉, 等. 刺槐蜜中3种酚酸的高效液相色谱法测定
[J]. 中国蜂业, 2009, 60(12): 10-12.
[12]曹炜, 卢珂, 陈卫军, 等. 不同种类蜂蜜抗氧化活性的研究[J]. 食品
科学, 2005, 26(8): 352-356.
[13]徐坤, 任红曹. 不同种类蜂蜜的抗氧化作用研究[J]. 食品工业, 2008
(5): 54 -57.
[14]玄红专, 吴玉厚, 桑青, 等. 不同蜂蜜抗氧化活性的测定[J]. 食品研
究与开发, 2008, 28(3): 116-118.
[15]曹炜, 卢珂, 陈卫军. 不同种类单花蜜对人血清脂蛋白氧化修饰的
抑制作用[J]. 食品科学, 2007, 28(12): 435-438.
[16]穆雪峰, 孙丽萍, 徐响, 等. 枣花蜜中抗氧化成分提取方法研究[J].
食品科学, 2011, 32(16): 98-102.
[17]ESTEVINHO L, PEREIRA A P, MOREIRA L, et al. Antioxidant and
antimicrobial effects of phenolic compounds extracts of Northeast Portu-
gal honey[J]. Food and Chemical Toxicology, 2008, 46(12): 3774-
3779.
[18]穆雪峰, 孙丽萍, 徐响, 等. 枣花蜜中清除DPPH自由基的活性成分
[J]. 食品科学, 2010, 31(21): 119-122.
[19]王海敏, 虞海霞, 董蕊, 等. 苕子蜜总酚酸和总黄酮含量测定及抗氧
化活性的研究[J]. 食品科学, 2010, 31(1): 54-57.
[20]张立伟, 陈世荣, 杨频. 肉桂酸类抗氧化剂结构: 活性关系研究[J].
结构化学, 2003, 22(3): 341-345.