免费文献传递   相关文献

山苦茶多糖浸提和抗氧化研究



全 文 :《食品工业》2013 年第34卷第 10期 175
山苦茶多糖浸提和抗氧化研究
苏冰霞,葛会林,张艳玲
中国热带农业科学院分析测试中心(海口 571101)
摘 要 研究浸提时间, 温度, 液料比, 浸提次数等因素条件对热水浸提法提取山苦茶多糖得率的影响, 并测定所得茶
多糖清除超氧阴离子自由基和1,1-二苯基苦基苯肼的能力。结果表明, 热水浸提茶多糖的最佳工艺为浸提时间30 min,
浸提温度为70 ℃, 液料比20︰1(mL/g), 浸提次数2次, 多糖得率为1.55%。浸提温度对茶多糖得率的影响显著, 时间, 液料
比和浸提次数对茶多糖得率无显著影响。用Savag法3次除蛋白后结合复合蛋白酶脱蛋白效果较好。所得山苦茶多糖
具有一定的抗氧化作用, 对超氧阴离子和1,1-二苯基苦基苯肼( DPPH·)清除率低于VC。
关键词 茶多糖; 浸提; 抗氧化
Study on Extraction and Antioxidant Activity of Mallotus furetianus Tea
Polysaccharides
Su Bing-xia, Ge Hui-lin, Zhang Yan-ling
Center of Analysis and Testing, Academy of Chinese Tropic Agricultu ral Science (Haikou 571101)
Abstract The effects of time, temperature, the ratio of water to tea, number of extraction times on the yield of Mallotus
furetianus tea polysaccharides were researched. Superoxide anion radicals and DPPH· eliminated ability of TPS were
analyzed for antioxidant activity. The results showed that, the optimal process conditions of hot water extraction were:
extraction time 30 min at 70 ℃ with 20︰1 (mL/g) of water to tea, and 2 times of extraction in total, and the content of TPS
are 1.55%. Temperature had signifi cant effect, time, the ratio of water to tea and number of extraction had common effect on
the yield of tea polysaccharides. The Savag reagent was used 3 times then protease was used to get rid of protein. TPS
extracted from Mallotus furetianus tea showed good antioxidant activities, superoxide anion radicals and DPPH· was lower
than VC.
Keywords tea polysaccharides (TPS); extraction; antioxidant act ivity
山苦茶(Mallotus furetianus)是一种具有经济价值
的海南野生植物资源,属大戟科(Euphorbiaceae),
野桐属(Mallotus)植物。其叶泡制的饮料香味浓
郁,有清热解毒,利胆消食之功能,常作为解油腻,
助消化的保健饮品。研究者们对山苦茶侧重于其提取
物的药理和临床方面的研究,如对其抗菌,抗毒性作
用,利胆作用和镇痛作用等研究[1-3],而对山苦茶多糖
等活性成分及其作用的研究尚属空白,有待深入开展。
从20世纪60年代起,科学家逐步发现多糖类化合
物,特别是真菌多糖和部分植物多糖,具有增强机体
免疫力和抗肿瘤,抗病毒,抗炎症,抗衰老,抗辐
射,抗突变,抗溃疡,以及降血脂,降血糖等功效[4]。
茶多糖(TPS)是茶叶中一类与蛋白质结合在一起的
酸性多糖或酸性糖蛋白。研究表明茶多糖(TPS)具
有提高机体免疫力,降血糖血脂,抗氧化,增强机体
免疫能力等多种生物活性作用[5]。为深入探讨山苦茶
的活性成分,本次试验从海南特产山苦茶中提取山苦
茶多糖,采用蒽酮硫酸比色法测定多糖含量,对山苦
茶多糖提取的影响因素(浸提时间,浸提温度,液料
比,浸提次数)和抗氧化作用进行了研究,得出山苦
茶多糖提取的最佳工艺条件,初步探索山苦茶多糖的
活性作用,为山苦茶多糖的进一步开发应用提供理论
依据。
1 材料与方法
1.1 材料
山苦茶(购于海口农贸市场)。
蒽酮,硫酸,葡萄糖,石油醚(沸程60 ℃~90
℃),95%乙醇,无水乙醚,丙酮,氯仿,正丁醇,
复合蛋白酶(诺维信公司),考马斯亮蓝G-250,
牛血清白蛋白,85%磷酸,氯化钠,Tris-HCl缓冲溶
液,邻苯三酚,1,1-二苯基苦基苯肼,抗坏血酸(美
国Sigma公司),磷酸盐缓冲液。
所用试剂均为分析纯;试验用水均为二次蒸馏水。
1.2 仪器与设备
植物粉碎机,回流装置一套;AE200 型电子
天平:梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;
UV-3900 紫外可见分光光度计:日本岛津公司;
KQ3200DE 数控超声清洗器:昆山市超声仪器有限公
司;数显恒温水浴锅:金坛市富华仪器有限公司;电
热真空干燥箱:上海市试验仪器总厂;真空旋转蒸发
仪:上海申生科技有限公司;循环水式多用真空泵:
基金项目:海南省自然科学基金项目(No.310076)资助
研究探讨
《食品工业》2013 年第34卷第 10 期 176
郑州长城科工贸有限公司;低速台式大容量离心机:
上海安亭科学仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 茶多糖提取工艺
山苦茶→烘干粉碎至20 目→石油醚脱脂2 次→
滤渣干燥→90%乙醇浸提2 次→过滤→滤渣干燥→
滤渣加入蒸馏水浸提(设定因素条件)→滤液浓缩
→Sevag试剂和蛋白酶脱蛋白[6]→80%乙醇沉淀→离心
(4 000 r/min,10 min) 取沉淀,分别用无水乙醚和
丙酮洗涤两次→沉淀于50 ℃真空干燥箱干燥→得黄褐
色,粉末状粗多糖→比色法测定多糖含量。
1.3.2 粗茶多糖和蛋白质含量测定
1.3.2.1 茶多糖含量采用蒽酮比色法测定
葡萄糖标准溶液配制:精密称取105 ℃干燥至恒
重的葡萄糖标准品0.500 0 g,用蒸馏水溶解后定容于
100 mL容量瓶中。
蒽酮试剂的配制:准确称取0.33 g蒽酮,缓慢加
入100 mL浓硫酸,边加边搅拌,直至溶解后呈黄色透
明溶液(现配现用)。
标准曲线的制备:分别精密吸取标准溶液0.5,
1.0,2.0,4.0,5.0 mL,分别置于100 mL容量瓶中,
用蒸馏水定容至刻度得25,50,100,200,250 mg/L
的葡萄糖系列质量浓度溶液。吸取各标准葡萄糖液1.0
mL和蒸馏水1.0 mL,各加入蒽酮试剂5.0 mL,混匀。
放置20 min后待测。在604 nm测定吸光度。以浓度C1
为横坐标,吸收度A1为纵坐标绘制标准曲线。
茶多糖得率=比色法测定得茶多糖的质量(g)/山
苦茶总质量(g) (1)
1.3.2.2 蛋白质含量测定
采用考马斯亮蓝G-250染色法,以牛血清蛋白为
标准进行测定。
染色液配制:取考马斯亮蓝G-250 100 mg溶于50
mL 95%乙醇中,加100 mL 85%磷酸,加水稀释至1 L。
标准蛋白溶液:称取0.030 0 g牛血清白蛋白于50
mL容量瓶,以0.9% NaCl溶解定容,配成0.6 mg/mL白
蛋白标液。取25.0 mL于100 mL容量瓶,以0.9% NaCl
定容,质量浓度为150 mg/L。
标准曲线的制备:分别精密吸取标准蛋白溶液
0,0.1,0.2,0.3,0.5,1.0 mL,分别置于10 mL比色
管,用0.9% NaCl溶液补至1.0 mL,各加入染色液试剂
5.0 mL,混匀。得0,15,30,45,75,150 μg系列浓
度溶液。放置20 min后于595 nm测定吸光度。以浓度
C2为横坐标,吸收度A2为纵坐标绘制标准曲线。
1.3.3 粗茶多糖中蛋白质的脱除[7]
取0.60 g茶多糖用蒸馏水溶解,然后分成6份,
每份30 mL,考察Sevag试剂(V(氯仿)造词V(正丁
醇)= 4︰1)脱蛋白次数对脱蛋白效果的影响,第1
份进行1次脱蛋白处理,第2份进行两次脱蛋白处理,
依此类推,第6份进行6次脱蛋白处理;每次加入6 mL
Sevag试剂,振摇30 min后离心5 min(3 000 r/min),
取上清液,摇匀后加入1%溶液的蛋白酶于45 ℃保温
5.0 h,离心取上清液定容至100 mL,测定糖和蛋白质
含量。每份脱除设2 个重复。
1.3.4 超氧阴离子自由基清除率测定
称取多糖提取物和VC各配制系列质量浓度0.4,
1.0,2.0,5.0,10.0 mg/mL,吸取0.05 mol/L Tris-HCL
缓冲溶液(pH 8.2) 4.4 mL,25 ℃预热20 min,加入
不同质量浓度的茶多糖溶液0.10 mL,再加入25 ℃预
热的2.50 mmol/L邻苯三酚0.50 mL,混匀后于25 ℃恒
温反应4 min,然后加入1 mL,10 mol/L盐酸终止反
应,于320 nm处测定吸光度。用不同质量浓度的VC代
替样品重复上述试验。
清除率按下式计算:
式中:A0-不含茶多糖溶液的吸光度;A1-含有茶
多糖溶液的吸光度;A2-含茶多糖但不含邻苯三酚溶
液的吸光度。
1.3.5 1, 1-二苯基苦基苯肼(DPPH·)的清除能力
测定
准确称0.108 g 1, 1-二苯基苦基苯肼(DPPH·),
用无水乙醇定容于500 mL容量瓶,配得DPPH·溶液质
量浓度0.216 g/L,避光保存备用。分别取提取物2 mL+
2 mL DPPH·溶液,混合均匀,于25 ℃水浴中密闭静置
30 min后,在517 nm处测吸光度A1,同时测2 mL样品液+
2 mL 95%乙醇的吸光度A2以及2.0 mL DPPH·溶液+2.0 mL
95%水的吸光度A0。按式(3)计算其清除率。
1.3.6 正交试验设计[8]
考察温度,液料比,时间,提取次数四个因素对
茶多糖提取得率的影响,根据L9(34)安排试验,因素水
平如表1所示。
表1 水提法因素水平表
水平
因素
A 温度 / ℃ B 液料比 /(mL·g-1) C 时间 /min D 提取次数
1 60 10 30 1
2 70 15 60 2
3 80 20 90 3
2 结果分析
2.1 山苦茶多糖和蛋白质含量测定结果
依据公式(1)多糖含量测定方法,葡萄糖含量
在25 mg/L~250 mg/L时有良好的线性关系,线性方程
A1=0.006C1+0.059 7,相关系数r=0.999 6。
研究探讨
《食品工业》2013 年第34卷第 10期 177
依据1.3.2.2考马斯亮蓝法测定蛋白质含量,结果
表明蛋白质含量在15 μg/mL~150 μg/mL时有良好的
线性关系,线性方程A2=0.004 6C2-0.022 1,相关系数
r=0.998 8。
依据1.3.3方法研究Sevage法和蛋白酶法去除蛋白
质得多糖,测定多糖含量,测定结果见图1。
由图1可知在脱除蛋白质过程中,多糖含量随脱
蛋白次数增多有所损失,经3次脱蛋白后,多糖含量
和蛋白质含量变化逐渐趋于缓慢。脱蛋白次数以3次
为宜。
图1 脱蛋白次数对多糖和蛋白质含量的影响
2.2 茶多糖最佳提取条件的确定
依据1.3.1中的工艺提取山苦茶多糖,公式(1) 方
法计算茶多糖含量,各因素试验安排及结果见表2。
从表2和表3可以看出,提取温度(A),液料比
(B),时间(C),提取次数(D)对山苦茶多糖得
率影响的大小顺序是A>B>C>D;根据正交试验结
果最佳工艺条件为A2B3C1D2,即浸提温度70 ℃,液料
比20︰1(mL/g),时间30 min,提取次数2次,此时
多糖得率为1.55%。由表3可知浸提温度对茶多糖提取
率的影响显著,浸提时间,液料比和浸提次数对茶多
糖提取率无显著影响。
表2 正交试验设计结果
试验号 A 温度 / ℃
B 液料比 /
(mL·g-1)
C 时间 /
min D 提取次数 含量 /%
1 1(60) 1(10︰1) 1(30) 1(1) 1.327
2 1 2(15︰1) 2(60) 2(2) 1.411
3 1 3(20︰1) 3(90) 3(3) 1.436
4 2(70) 1 2 3 1.540
5 2 2 3 1 1.525
6 3 3 1 2 1.546
7 3(80) 1 3 2 1.507
8 3 2 1 3 1.539
9 3 3 2 1 1.483
均值 k1 1.391 1.458 1.471 1.445
均值 k2 1.537 1.492 1.478 1.488
均值 k3 1.510 1.488 1.489 1.505
极差 R 0.146 0.034 0.018 0.060
2.3 山苦茶多糖和VC对超氧阴离子自由基的清除率
依据1.3.4方法对山苦茶多糖和VC对超氧阴离子自
由基的清除效果进行测定,如图2所示。
在碱性环境中邻苯三酚自氧化形成超氧阴离子自
由基,该自由基可促进邻苯三酚自氧化,同时生成红
色中间产物。若待测物对邻苯三酚自氧化有抑制作
用,体系红色变浅,即说明其对超氧阴离子自由基有
清除作用。如图2所示,随着山苦茶多糖和VC浓度增
大,对超氧阴离子自由基的清除能力逐渐增强。其清
除率和增幅弱于VC;当质量浓度为10.0 mg/mL,清除
率是20.05%,山苦茶多糖具有一定的超氧阴离子自由
基清除能力。
表3 正交试验方差分析
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
温度 0.036 2 9.000 6.940 *
液料比 0.002 2 0.500 6.940
时间 0.001 2 0.250 6.940
提取次数 0.006 2 1.500 6.940
误差 0.01 4
图2 山苦茶多糖和VC对O2-的清除作用
2.4 山苦茶多糖和VC的DPPH·清除能力测定
1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH·)-乙醇溶液呈深
紫色,最大吸收峰的波长为517 nm,当有自由基清除
剂存在时,与其单电子配对而使其颜色变浅,其褪色
程度与接受的电子数成定量关系,因而可用分光光度
法进行定量分析来检测自由基消除情况,从而评价该
物质的抗氧化能力。其能力用消除率表示,消除率越
大,其抗氧化能力越强。
图3 山苦茶多糖和VC对DPPH·的清除作用
山苦茶多糖和VC的DPPH·清除能力如图3,山苦
茶多糖对DPPH·清除率和增幅弱于VC;质量浓度为
10.0 mg/mL,清除率是88.06%,山苦茶多糖有较强的
DPPH·自由基清除作用。
3 讨论
1) 本试验对热水浸提山苦茶多糖工艺中的浸提时
间,温度,液料比,浸提次数等因素条件进行的正交
试验结果得出,茶多糖提取的最佳工艺条件为:浸提
研究探讨
《食品工业》2013 年第34卷第 10 期 178
温度70 ℃,液料比20︰1(mL/g),时间30 min,提
取次数2次,此时多糖得率为1.55%,浸提温度对茶多
糖提取率的影响显著,时间,液料比和浸提次数对茶
多糖提取率无显著影响。用Savag法3次除蛋白后结合
复合蛋白酶脱蛋白效果较好。茶多糖在热水中溶解性
较好,热水浸提法具有成本低,投资少的优点,通过
提取条件的控制,可以提高茶多糖得率,而不影响其
生物活性,在工业化提取植物有效成分方面具有广阔
的应用前景。
2) 生命活动中的氧化代谢反应会产生各种自由
基,当机体内的自由基过量时,将会产生一系列的有
害作用,最终与许多疾病,如肿瘤,炎症,衰老密切
相关。因此从天然产物中寻找低毒或无毒的抗氧化
有效成分具有十分重要的意义[9]。本研究比较了山苦
茶多糖与抗氧化剂VC对O2-自由基和DPPH·的清除作
用,可见所得山苦茶多糖具有一定的抗氧化功效,但
对O2-自由基和DPPH·的清除作用低于VC,配制溶液
浓度为10.0 mg/mL时对O2-自由基清除率为20.05%,对
DPPH·自由基的清除率为88.06%。
14种市售果汁抗氧化活性的比较研 究
储大可1,黄莹偲1,陈冠林1,胡坤1,夏敏2,高永清1*
1. 广东药学院食品科学学院(中山 528458);2. 中山大学公共卫生学院(广州 510080)
摘 要 水果中含有多种抗氧化活性物质, 对人体多种疾病的发生具有积极预防作用。现今, 由于市售果汁购买、
饮用方便快捷, 其种类和数量正在逐渐增多。 为比较市售果汁的抗氧化活性, 分别用ABTS法、DPPH法和FRAP法
测定了14种市售果汁的抗氧化能力。结果表明: 14种果汁均有一定的抗氧化活性, 但差异显著。通过考察果汁样品
的总酚含量, 发现其与3种方法所得的抗氧化活性之间的线性关系并不显著, 表明果汁样品中除酚类物质外, 可能还
存在其他抗氧化活性物质。
关键词 果汁; 抗氧化能力; 总酚; 相关性
Comparison of Antioxidant Activities of 14 Kinds of Commercial Juices
Chu Da-ke1, Huang Ying-si1, Chen Guan-lin1, Hu Kun1, Xia Min2, Gao Yong-qing1*
1. School of Food Science, Guangdong Pharmaceutical University (Zhongshan 528458);
2. School of Public Health, Sun Yat-Sen University (Guangzhou 510080)
Abstract Vegetables are known to contain a wide variety of antioxidants which may provide protection against the
development of kinds of diseases. The objective of the study was to analyze the total antioxidants of commercially available
fruit juices. The antioxidant ability of 14 merchant juices was evaluated by methods of ABTS, DPPH and FRAP. The results
showed that: all 14 kinds of juices had antioxidant capacity in different antioxidant evaluation systems, but signifi cant
differences existed in these different kinds of juices. Meanwhile, the total phenolics of juices were determined, and a
non-linear correlation between total phenol content and antioxidant capacity of 14 kinds of juice was achieved. It is indicated
that there might also be other antioxidants except phenolics in these different kinds of juices.
Keywords jui ce; antioxidant activity; total phenolics; correlation
随着现代医学的快速发展,已经证实自由基和活
性氧与人体组织的损伤和肿瘤、心脑血管疾病等的发
生密切相关[1-2]。水果中含有多种天然抗氧化物质。
大量的调查研究发现,膳食中水果的摄入量与此类疾
参考文献:
[1] 林海, 麦光大, 唐小山, 等. 山苦茶的抗菌和抗病毒作用研
究[J]. 中国药科大学学报, 1993, 24(3): 235-237.
[2] 华运群, 陈小川, 吴永强, 等. 山苦茶的利胆作用和毒性[J].
中国药理学通报: 研究简报, 1992, 08(5): 01.
[3] 华运群, 欧树安. 山苦茶的镇痛作用[J]. 中国药理学通报,
2003, 19(2): 235-236.
[4] 翁梁, 温鲁, 杨芳, 等. 不同提取方法对蛹虫草多糖抗氧化
性的影响[J]. 食品科技, 2008(11): 0180-0182.
[5] 何传波, 汤凤霞, 熊何健. 微波辅助提取铁观音茶多糖
及其抗氧化活性研究[J] . 集美大学学报:自然科学版,
2009(03): 0251-0 255.
[6] 苏冰霞, 谢轶, 吴学进, 等. 山苦茶多糖的分离和含量测定
[J]. 热带作物学报, 2012, 33(03): 567-571.
[7] 齐慧玲, 魏绍云. Sevag法除白及多糖中蛋白的研究[J]. 天
津化工, 2003(03): 20-21.
[8] 陈朝银, 叶燕, 熊向峰, 等. 普洱茶多糖的提取工艺及抗氧
化活性研究[J]. 食品研究与开发, 2008(04): 13-15.
[9] 周晓丽, 邵震, 李婷婷, 等. 木瓜黄酮的提取及抗氧化性研
究[J]. 食品工业科技, 2007(08): 0170-0172.
研究探讨