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天然调味香料欧芹籽精油抗氧化性质的研究



全 文 :天然调味香料欧芹籽精油抗氧化性质的研究
董晓,姜子涛*,李荣,谭津
(天津商业大学生物技术与食品科学学院,天津市食品生物技术重点实验室,天津 300134)
摘要:文章从总抗氧化活性、羟自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力和抑
制卵黄脂质过氧化能力五方面评价了天然调味香料欧芹籽精油(PEO)的抗氧化活性,并将其与合成抗氧
化剂PG进行比较,结果发现欧芹籽精油的清除羟自由基和超氧阴离子自由基能力较强,与合成抗氧化剂
PG相当,但是在总抗氧化活性、清除DPPH自由基以及抑制脂质过氧化方面的能力都不及PG。
关键词:欧芹籽精油;抗氧化活性;自由基清除;脂质过氧化
中图分类号:TS264.3   文献标识码:A   文章编号:1000-9973(2012)10-0108-05
Study on the Antioxidant Activities of Natural Spice,
Parsley Seed Essential Oil
DONG Xiao,JIANG Zi-tao*,LI Rong,TAN Jin
(Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology,Colege of Biotechnology and Food Science,
Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China)
Abstract:This paper evaluated the antioxidant activities of parsley seed essential oil(PEO)from five
aspects including the total antioxidant activity,hydroxyl radical,DPPH radical,superoxide anion rad-
ical scavenging activities and inhibition of lipid peroxidation in egg yolk.And the results were com-
pared with synthetic antioxidant like propyl galate(PG).This investigation revealed a fact that PEO
has good scavenging effects on hydroxyl radical and superoxide anion radical,no less than PG.But the
total antioxidant activity,DPPH radical scavenging activity and inhibition of lipid peroxidation of PEO
were weaker than PG.
Key words:parsley seed essential oil;antioxidant activity;radical scavenging;lipid peroxidation
  欧芹(Petroselinum crispum),英文名Parsley,又
名香芹、洋芫荽、法国香菜,为伞形科欧芹属一二年生
草本植物。欧芹原产于地中海沿岸,广泛种植于美国
和德国、法国、匈牙利等一些欧洲国家[1],我国近年才
较多栽培,主要供西餐业应用。欧芹主要分为皱叶欧
芹和平叶欧芹[1,2],在我国种植的多为皱叶欧芹,它除
了作为调味香料用于烹调以外,其嫩叶可作为芳香蔬
菜用来制作蔬菜、水果沙拉,其根茎可供药用。欧芹有
利尿排毒的作用,在西方国家,欧芹常用于治疗痉挛、
肾炎、月经不调、哮喘和结膜炎等疾病。欧芹的茎叶和
种子中均含有精油,但以种子中含量较高。有研究表
明,美国欧芹(Petroselinum sativum)籽精油具有一定
的抗氧化活性[3]。事实上美国欧芹和中国欧芹并不是
同一植物,但二者味道和形状非常相似,在美国也做欧
芹用。目前国内外尚没有关于欧芹精油抗氧化性质方
面的研究报道。
本文利用磷钼络合法、结晶紫分光光度法、DPPH
法、邻苯三酚自氧化法以及硫代巴比妥酸法对水蒸气
蒸馏提取的欧芹籽精油进行了体外抗氧化性质和清除
自由基能力的评定。
收稿日期:2012-04-11        * 通讯作者
基金项目:天津市高校科技发展基金项目资助(20110608)
作者简介:董晓(1988—),女,硕士研究生,研究方向为食品添加剂。
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食品添加剂  2012年第10期
总第37卷
               中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
欧芹籽精油(PEO,实验室自提);没食子酸丙酯
(PG)、结晶紫、磷酸钠、钼酸铵等均为分析纯,水为蒸
馏水。
1.2 仪器与设备
UV-2550型紫外可见分光光度计 日本岛津仪器
有限公司 ;970CRT荧光分光光度计 上海精密科学仪
器有限公司 ;80-1离心机 上海手术器械厂 ;HZS-H
型恒温水浴振荡器 哈尔滨东联电子技术开发有限公
司 ;HH·SY21-Ni电热恒温水浴锅 北京市长风仪器
仪表公司 ;FA1104N电子天平 上海精密科学仪器有
限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 总抗氧化活性的测定———磷钼络合法
用无水乙醇配制浓度为2.0mg/mL的PEO溶液
和PG溶液的样品储备溶液。由样品储备液配制浓度
分别为0.1,0.2,0.3,0.4和0.5mg/mL的PEO溶液和
PG溶液作为样品液。磷钼试剂适中浓度为0.6mol/L
浓硫酸、28mmol/L磷酸钠和4mmol/L钼酸铵的溶液。
取4.0mL上述磷钼试剂液,加入0.4mL样品液,95℃
水浴中恒温90min,在695nm波长下测吸光度A。所
有测定平行进行三次,取平均值。
1.3.2 羟自由基清除能力的测定———结晶紫分光光
度法
由样品储备液配制浓度为1.0×10-3 mg/mL
PEO溶液和PG的溶液作为样品液。在一系列10mL
比色管中分别加入0.3mL 0.4mmol/L 的结晶紫,
0.6mL 10 mmol/L 的 Fe(NH4)2 (SO4)2 溶 液,
1.2mL 5mmol/L的 H2O2 溶液。用pH 4.0缓冲液
定容到10mL并摇匀,放置30min后,在580nm处
测其吸光度Ab,同时测定不加 H2O2 时580nm处的
吸光度Ao。则羟自由基的产生量可以用ΔA=Ao-
Ab来表征。在上述体系加入双氧水之前分别加入
0.1,0.2,0.3,0.4和0.5mL浓度为1×10-3 mg/mL
的样品液,测定其吸光度,记作 As。所有样品液平行
测定三次,取平均值。羟自由基的清除率按下式计算:
清除率(%)=(As-Ab)/(A0-Ab)×100%。 (1)
1.3.3 DPPH自由基清除能力的测定
以无水乙醇配制浓度分别为2.0,5.0,10.0,15.0
和20.0mg/mL的PEO溶液以及2.0mg/mL的PG
溶液为样品液。取2.0mL各浓度样品液加入2.0mL
1×10-4 mol/L的DPPH溶液,摇匀后放置30min,以
无水乙醇溶液作空白对照,分别测定517nm处的吸
光值A。同时测定上述样品液2.0mL与2.0mL无
水乙醇溶液混合后在517nm 处的吸光值 A0,以及
2.0mL DPPH 溶液与2.0mL无水乙醇混合液在
517nm处的吸光值A1,所有样品液平行测定三次,取
平均值。按下式计算其清除率:
清除率(%)= [1-(A-A0)/A1]×100%。 (2)
1.3.4 超氧阴离子自由基清除能力的测定———邻苯
三酚自氧化荧光动力学法
1.3.4.1 光谱条件的选择
向1cm的石英比色皿中加入2.2mL Tris-HCl
缓冲溶液(pH 8.2)、0.1mL无水乙醇、0.3mL邻苯
三酚(3mmol/L),混匀后立即扫描。固定发射波长
Em=508nm,每隔2min在Ex=250~500nm范围内
扫描,得到邻苯三酚随时间而变化的激发光谱。重新
取液,固定激发波长 Ex=446nm,在 Em =450~
700nm范围内每隔2min扫描,得到邻苯三酚随时间
而变化的发射光谱。
1.3.4.2 邻苯三酚自氧化的反应速率试验
由样品储备液配制浓度分别为 0.1,0.5 和
1.0mg/mL的PEO溶液和PG溶液作为样品液。向
1cm的石英比色皿中加入2.2mL Tris-HCl缓冲溶
液(pH 8.2)、0.1mL样品液和0.3mL邻苯三酚
(3mmol/L),混匀后在激发波长Ex=446nm和发射
波长Em=508nm 的条件下测定其2~6min(每隔
1min)的荧光强度,以时间为横坐标、相对荧光强度为
纵坐标作图,斜率为Vs(以0.10mL无水乙醇代替样
品液为空白得到斜率V0),即邻苯三酚自氧化的反应
速率。所有样品液平行测定三次,取平均值。按下式
计算抑制剂对O2-·的抑制率。
抑制率(%)= (V0-Vs)/V0×100%。 (3)
1.3.5 抗脂质过氧化能力的测定———硫代巴比妥酸
(TBA)法
由样品储备液配制浓度分别为0.1,0.5,1.0,1.5和
2.0mg/mL的PEO溶液和PG溶液作为样品液。参照甘
露等[4]测定精油对卵黄脂质过氧化抑制作用的TBA法,
并在此基础上适当进行了改进。具体如下:新鲜鸡蛋去
卵清,将卵黄用等体积的pH 7.4的0.1mol/L PBS配成
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2012年第10期
总第37卷
               中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT 食品添加剂  
1∶1悬浮液,并用磁力搅拌器搅拌10min,4℃冷藏备用,
使用前用PBS稀释成1∶25的悬浮液。吸取1∶25的卵
黄悬浮液0.2mL,加入样品液0.2mL(浓度分别为0.1,
0.5,1.0,1.5 和2.0mg/mL),再 加 入 0.2 mL 的
25mmol/L的Fe(NH4)2(SO4)2,用pH 7.4、0.1mol/L的
PBS补至2.0mL,于37℃水浴振荡15min,取出后再加
入0.5mL体积分数20%的三氯乙酸,3500r/min离心
10min,吸取上清液,加入1.0mL质量分数为0.8%的
TBA溶液后具塞,沸水浴15min,在532nm波长处测定
其吸光度(A)。空白对照管以等量无水乙醇代替样品液,
所测吸光度为Ao。所有样品液均平行测定三次,取平均
值。样品液对卵黄脂质过氧化抑制率按式(4)计算:
抑制率(%)= (A0-A)/A0×100%。 (4)
2 结果与讨论
2.1 总抗氧化活性
磷钼络合法测定精油的抗氧化活性的原理是 Mo
(VI)被抗氧化剂还原为 Mo(V),即生成绿色络合物,
在695nm处有最大吸收峰。抗氧化活性越强,生成
的 Mo(V)多,测定的吸光度值越大[5,6]。可以通过吸
光度的大小来判断抗氧化活性的强弱。
PEO和PG总抗氧化活性的大小见图1。
图1 样品的总抗氧化活性比较
  由图1可知,随着PEO和PG浓度从0.1mg/mL
增大到0.5mg/mL,在最大吸收峰695nm下测得的
吸光度也逐渐增大,这说明PEO具有一定的抗氧化活
性。但是在最大浓度0.5mg/mL时PEO对应的溶液
的吸光度为0.22,而PG对应的溶液吸光度为0.62,
因此在总的抗氧化活性方面PEO弱于PG。
2.2 清除羟自由基的能力
结晶紫分光光度法测定的原理是:H2O2 和Fe2+
发生Fenton反应产生·OH。·OH容易进攻高电子
云 密 度 点 会 与 结 晶 紫 中 具 有 高 电 子 云 密 度 的
–C=C–基团发生亲电加成反应,而使结晶紫褪色。
通过测定结晶紫吸光度值的变化可间接测定出·OH
的生成量[7]。在硫酸亚铁与双氧水反应之前即·OH
产生之前,加入·OH的清除剂,可减少·OH与结晶
紫的结合,从而使溶液的颜色随着清除剂用量的增加
而加深,反应体系的吸光度值增大。
Fe2++ H2O2→Fe3++·OH +OH- 。
浓度在1×10-4~5×10-4 mg/mL范围内PEO
和PG清除羟自由基能力的比较结果见图2。
图2 清除羟自由基的能力
  由图2可知,随着浓度的增加,PEO溶液和PG溶
液对羟自由基的清除能力逐渐增强。当浓度在1×
10-4~2×10-4 mg/mL范围内时PG的羟自由基清除
能力 稍 强 于 PEO,而 当 浓 度 在 2×10-4 ~5×
10-4 mg/mL范围内时PEO清除羟自由基能力要强于
PG。当PEO浓度为4×10-4 mg/mL时,它的羟自由基
清除率就达到了90%以上。实验结果表明,PEO具有较
强的清除羟自由基能力与PG相当。
2.3 清除DPPH自由基的能力
DPPH自由基是一种非常稳定,可以长时间保存
的自由基,经常被用来作为测试抗氧化性试剂。当它
遇到能释放质子的物质或者被还原时,自由基被消除,
化合物溶液颜色发生显著变化,溶液从紫色脱至淡黄
色。通过测定加入所测样品时517nm下的吸光度变
化,可求得样品对DPPH消除率[8]。样品液对DPPH
自由基的清除率见表1。
表1 样品对DPPH的清除率
样品 浓度(mg/mL) DPPH清除率(%)
PEO  2.0  8.71
PEO  5.0  23.62
PEO  10.0  39.22
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续 表
样品 浓度(mg/mL) DPPH清除率(%)
PEO  15.0  48.00
PEO  20.0  57.03
PG  2.0  90.03
  由表1可知,随着PEO浓度的增大,其对DPPH的
清除率也逐渐增大,当PEO浓度为2.0mg/mL时,只
能清除8.71%的DPPH,而当浓度达到20.0mg/mL时,
其对 DPPH 的清除率为57%。而PG在浓度为2.0
mg/mL时即可清除90%以上的 DPPH。因此可见,
PEO对DPPH的清除效果远低于PG。
2.4 清除超氧阴离子自由基的能力
邻苯三酚自氧化图,见图3。
图3 邻苯三酚自氧化图
邻苯三酚的自氧化机理[9,10]:邻苯三酚(Ⅰ)在碱性
条件下可被氧化为醌(Ⅲ),这是一个两步单电子转移过
程,其间要经过半醌自由基(Ⅱ):其中第一步反应迅速
(K1=1×106/m·s),而第二步则是一个相对慢的衰减
过程(K2=0.02/m·s),另外产物(Ⅲ)会发生二聚反应
形成(Ⅳ),(Ⅳ)与O2继续作用生成Ⅴ。氧化产物(Ⅲ)、
(Ⅳ)和(Ⅴ)均具有较强的荧光效率,其荧光强度随着时
间的延长而增大。利用这一特性可以间接检测O2-·
的生成并测定抑制剂对O2-·的抑制作用。
根据1.3.4.1的方法对邻苯三酚自氧化随时间变
化的激发和发射光谱进行扫描,结果见图4。
图4 邻苯三酚的激发光谱和发射光谱
注:图中a为激发光谱图,b为发射光谱图;曲线1~7分别
为0,2,4,6,8,10和12min的扫描谱图。
由图4可知,随着时间的延长,邻苯三酚自氧化产
物的荧光强度逐渐增大。同时,通过扫描谱图确定了
邻苯三酚自氧化产物的最佳激发和发射波长分别为
446nm和508nm。
样品液对邻苯三酚自氧化过程的影响结果见图
5,从中得到了样品液和空白对照(无水乙醇代替样品
液)中邻苯三酚自氧化产物的荧光强度和时间的线性
关系,它们直线斜率分别为Vs和Vo,即邻苯三酚的自
氧化速率。按照公式(3)计算样品液对超氧阴离子自
由基的抑制率,见表2。
图5 样品的荧光动力学曲线
表2 样品对超氧阴离子自由基的抑制率
样品 浓度(mg/mL) 对超氧阴离子的(%)
PEO  0.1  12.89
PEO  0.5  18.99
PEO  1.0  20.94
PG  0.1  17.33
PG  0.5  23.21
PG  1.0  25.94
  试验表明,样液浓度越大,得到的荧光强度随时间
变化越慢,直线的斜率Vs越小,邻苯三酚自氧化的速
率越低,即样品对超氧阴离子自由基的抑制作用越强。
由表2可知PEO对超氧阴离子自由基有较强的抑制
作用,但略低于PG。
2.5 抗脂质过氧化的能力
TBA法是常用的测定脂质过氧化的方法。参照
1.3.5的方法进行试验,得到不同浓度 PEO 溶液和
PG溶液对卵黄脂质过氧化的抑制率见图6。
由图6可知,样品液对卵黄脂质过氧化的抑制率
随浓度的增大而增大,当PEO浓度为2.0mg/mL时,
其对卵黄脂质过氧化的抑制率为56.82%,而PG在相
同浓度时的抑制率将近90%,可见PEO对于卵黄脂
质过氧化具有较强的抑制作用,但是同浓度条件下,
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PEO的抑制率小于PG。
图6 样品抑制卵黄脂质过氧化能力的比较
3 结论
本实验通过总抗氧化活性、羟自由基清除能力、
DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力
和抑制卵黄脂质过氧化能力五方面对欧芹籽精油抗氧
化活性进行了评价。结果发现,欧芹籽精油的清除羟
自由基和超氧阴离子自由基能力较强,且与合成抗氧
化剂PG相当,而它在总抗氧化活性、清除DPPH 自
由基以及抑制脂质过氧化方面虽然具有一定的活性,
但能力都不及PG,可见欧芹籽精油要想作为一种天
然的抗氧化剂用于食品工业还需要从更多方面进行研
究考证。目前,我国用于食品和农产品加工领域的抗
氧化剂大多为合成抗氧化剂,这些抗氧化剂许多已被
证实具有毒副作用,对人体健康有潜在危害。本研究
目的在于为天然植物精油作为一种绿色、无毒的抗氧
化剂来源提供一定的数据参考,希望通过更深入的研
究在不久的将来天然抗氧化剂可以代替合成抗氧化剂
用于食品领域更好地服务人类。
参考文献:
[1]Simon J E,Chadwick A F,Craker L E.Herbs:An In-
dexed Bibliography,1971-1980.The Scientific Literature on
Selected Herbs,and Aromatic and Medicinal Plants of the
Temperate Zone;Archon Books:Hamden,CT,1984.
[2]James E S,James Q.Characterization of essential oil of
parsley[J].J Agric Food Chem,1988,36(3):467-472.
[3]Wei A,Shibamoto T.Antioxidant activities and volatile
constituents of various essential oils[J].J Agric Food
Chem,2007,55(5):1737-1742.
[4]甘露,刘婷,厍文波,等.4种新疆地产芳香植物精油抗氧化
作用比较研究[J].食品科学,2010,31(23):36-39.
[5]Ozkan G,Simsek B,Kuleasan H.Antioxidant activities of
Satureja cilicica essential oil in butter and in vitro[J].J
Food Eng,2007,79:1391-1396.
[6]Kumaran A,Karunakaran R J.In vitro antioxidant activi-
ties of methanol extracts of five Phylanthus species from
India[J].LWT-Food Sci Technol,2007,40:344-352.
[7]刘骏.结晶紫分光光度法测定Fenton反应产生的羟自由基
[J].武汉工业学院学报,2005,24(2):53-55.
[8]陆占国,郭红转,封丹.芫荽茎叶精油成分及清除DPPH自
由基能力研究[J].食品与发酵工业,2006,32(8):24-27.
[9]杨欣.柠檬草精油的抗氧化及分子微胶囊化研究[D].天津:
天津商业大学,2010.
[10]赫春香,卢丽男,曹璨.荧光动力学分析新方法测定超氧自
由基抑制剂的抗氧化活性[J].辽宁师范大学学报(自然科
学版),2005,28:73-75.
(上接第107页)每种方法都有优点和不足,综合考虑,选
择最佳的提取方法,才能更好的减少成本,创造更大的
经济效益。
参考文献:
[1]刘思杨,贺稚非,贾洪锋,等.辣椒红色素的研究进展[J].四
川食品与发酵,2005(3):435-438.
[2]韩晓岚,胡云峰,赵学志,等.天然辣椒红色素的研究进展
[J].中国食物与营养,2010(4):20-23.
[3]畅功民,陕方,刘森,等.天然辣椒红色素提取精制工艺研究
[J].山西农业科学,2001(2):70-73.
[4]张银良,张中义.影响辣椒红色素稳定性的分析[J].食品与
机械,2002(5):34-35.
[5]李瑞丽,杨靖,冯佳.超声波提取辣椒红色素的工艺研究
[J].粮食与食品工业,2009,16(2):21-24.
[6]周菁,王伯初,彭亮.辣椒色素提取精制工艺概述[J].重庆
大学学报,2004,27(1):116-119.
[7]于文利,赵亚平.从辣椒中分离辣椒红素和辣椒碱的方
法[P].中国专利:200410054007.8,2005-03-02.
[8]凌关庭.食品添加剂手册(第二版)[M].北京:化学工业出
版社,1997.
[9]GB 10783—1996,食品添加剂辣椒红[S].
[10]姜爱丽,胡文忠,刘程惠,等.辣椒红色素的超临界萃取
[J].保鲜与加工,2009(6):50-53.
—211—
食品添加剂  2012年第10期
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