全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 提取物与应用
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2016年 第41卷 第05期
咖啡与茶叶、可可并称为世界三大饮料，
咖啡是仅次于石油的第二大原料型产品[1]。我国
收稿日期：2015-12-15 *通讯作者
基金项目：云南省教育厅重大专项(ZD2014007)；云南省建立农科教相结合新型农业社会化服务体系试点云咖啡项目(2014NG004)。
作者简介：张云鹤(1990—)，女，硕士研究生，研究方向为农产品贮藏及加工工程。
主要的咖啡种植地是海南省和云南省，其中云南
省产量较大，主要品种是阿拉比卡，即所谓的小
张云鹤，付晓萍，梁文娟，韩中惠，刘苏瑶，袁 唯，范江平*
(云南农业大学食品科技学院，昆明 650201)
摘要：研究以云南小粒种咖啡果皮为原料，采用高效液相色谱法(HPLC)和液相色谱质谱联用
法(LC-MS)对云南小粒种咖啡果皮提取物中花青素的成分进行了鉴定及含量测定，并测定了该
提取物清除DPPH和ABTS+等自由基的抗氧化性能。结果表明，云南小粒种咖啡果皮粗提物样
品中的花青素主要为矢车菊素-3-葡萄糖苷和矢车菊素-3-芸香糖苷，它们的含量分别为3.35
mg/100 g和11.2 mg/100 g。另外，云南小粒种咖啡果皮粗提取物清除DPPH自由基、ABTS+自由
基的IC50值分别为1.082、1.085 mg/mL，表现出了潜在的抗氧化效果。
关键词：云南小粒种咖啡果皮；HPLC法；LC-MS法；花青素；抗氧化活性
中图分类号：TS 201.4 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2016)05-0219-04
Antioxidant activity and compsition of anthocyanins of
crude extracts from Yunnan arabica coffee husk
ZHANG Yun-he, FU Xiao-ping, LIANG Wen-juan, HAN Zhong-hui, LIU Su-yao, YUAN Wei, FAN Jiang-ping*
(College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201)
Abstract: The anthocyanins of Yunnan Arabica coffee husk extracts were identifi ed by High performance
liquid chromatography (HPLC) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). Moreover, the
antioxidant capacities of the extracts were evaluated by the scavenging DPPH, ABTS+ free radical tests.
The results showed that cyanidin-3-glucoside and cyanidin-3-rutinoside were two main anthocyanins in
Yunnan Arabica coffee husk extracts, their contents were 3.35 mg/100 g and 11.2 mg/100 g, respectively.
Furthermore, the results indicated that the IC50 values of scavenging DPPH free radical, ABTS
+ radical
were 1.082 mg/mL and 1.085 mg/mL, respectively. The extracts displayed potential anti-oxidative activity.
Key words: Yunnan Arabica coffee husk; HPLC method; LC-MS method; anthocyanins; anti-oxidant
activity
云南小粒种咖啡果皮粗提物花青素
成分及抗氧化活性研究
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2016.05.041
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粒种咖啡，国内俗称云南小粒种咖啡[2]。云南省
由于其独特的地理气候条件，所产的小粒咖啡品
质优异，被国际咖啡组织专家评为世界上最高品
质的咖啡[3]。咖啡在加工过程中主要采取湿法加
工，湿法加工的过程中会产生大量的咖啡果皮[4]，
Emaille[7]和Saenger[8]的研究报道，每干制生产1 t咖
啡豆，大约要产生1 t的咖啡果皮，而在半湿和湿
加工过程中，咖啡果皮的量会达到2 t以上。这些
咖啡果皮大多被随意丢弃，这不仅会造成产品的
浪费，还会污染环境。
由于咖啡果皮在未成熟时通常呈现绿色，咖
啡果实成熟后，咖啡果皮变为深红色或红紫色，
果皮中含有丰富的花青素。因此，国外的一些学
者指出咖啡果皮可以作为花青素的来源[9]。花青
素又称为花色苷，属于生物类黄酮物质，是一类
广泛存在于植物中的水溶性色素。花青素具有预
防心血管疾病、抗氧化、改善视力等多种生理功
能[10]，被广泛应用于食品添加剂、食品营养强化
剂、化妆品中[11]。目前，针对于云南小粒种咖啡
果皮中花青素的研究未见报道，有关云南小粒种
咖啡果皮利用的报道也不多。随着云南小粒咖啡
产量的提高，咖啡果皮数量的增加，对于咖啡果
皮的利用是一个亟待解决的问题。本实验对云南
小粒种咖啡果皮粗提物中花青素的成分及活性进
行了测定，为进一步开发利用咖啡果皮中花青素
提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与主要仪器
云南小粒种咖啡：云南省普洱市北回归咖
啡有限公司；甲醇、磷酸：西陇化工股份有限公
司；盐酸：重庆川东化工集团有限公司；矢车菊
素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-芸香糖苷：Sigma
公司。
FW-200高速万能粉碎机：北京中兴伟业仪
器有限公司；真空冷冻干燥机：上海一恒科学仪
器有限公司；旋转蒸发仪：上海爱朗仪器有限公
司；高相液相色谱仪：安捷伦有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 云南小粒种咖啡果皮粗提物物样品制备 取
20 g咖啡果皮的冻干粉，在超声震荡的条件下以
HCl-甲醇溶液(pH=5)作为提取剂，提取剂浓度
80%，提取时间120 min，提取温度40 ℃，料液比
1:20 g/mL的提取工艺提取经过浓缩冻干后得到浓
缩冻干粉，将浓缩的冻干粉用色谱级甲醇溶解经
0.22 μm的微孔滤膜过滤后备用。
1.2.2 标准曲线绘制 矢车菊素-3-葡萄糖苷：精
确称取1 mg矢车菊素-3-葡萄糖苷，用1 mL色谱级
甲醇溶解，经0.22 μm的微孔滤膜过滤后备用。准
确吸取1 mg/mL的矢车菊素-3-葡萄糖苷溶液配成
溶度为0.01 mg/mL的标准品溶液，分别进样0.5、
1、2、3、5、10、15、20 μL，按上述色谱条件
测定，根据峰面积绘制标准曲线。
矢车菊素-3-芸香糖苷：精确称取1 mg矢车菊
素-3-芸香糖苷，用l mL色谱级甲醇溶解，经0.22
μm的微孔滤膜过滤后备用。准确吸取1 mg/mL的
矢车菊素-3-芸香糖苷溶液配成溶度为0.01 mg/mL
的标准品溶液，分别进样1、2、3、4、5、7、10
μL，按上述色谱条件测定，根据峰面积绘制标准
曲线。
1.2.3 色谱条件 采用Agilent SB C18色谱柱(250
mm×4.6 mm，5 μm)，柱温：35 ℃；流动相：1%
磷酸水溶液(A)和甲醇溶液(B)；进样方式：23%B
相进样；进样时间：30 min；流速：1.0 mL/min；
检测波长：520 nm。
1.2.4 质谱条件 光电二极管阵列检测器扫描范围
为(200~800) nm。离子化模式为大气压电喷雾粒子
源(ESI)，正离子模式，毛细管电压1.50 kV，锥孔
电压50 V，离子源温度105 ℃，脱溶剂气温度420
℃，锥孔气流量45 L/h，脱溶剂气流量530 L/h。分
别采用全扫描、母离子扫描、子离子扫描确定花
青素种类。
1.3 清除DPPH自由基能力测定
准确吸取DPPH反应液4.35 mL于5 mL离心管
中，加入0.15 mL不同质量浓度的样品溶液，混合
均匀，放置23 ℃恒温箱内避光反应30 min后，用
紫外分光光度计在517 nm波长处测其吸光值As。
对照组：以0.15 mL甲醇溶剂代替0.15 mL样品，操
作方法同上，测定对照组吸光值Ac。空白组：以
4.35 mL甲醇溶液代替4.35 mL DPPH反应液。以抗
化血酸为阳性对照。样品组重复3次。
清除率计算方法：DPPH自由基清除率
(%)=(对照组吸光值(Ac)-样品组吸光值(As))/对照组
吸光值(Ac)×100
1.4 清除ABTS+自由基能力测定
准确吸取ABTS+自由基溶液4 mL于5 mL离心
管中，加入0.08 mL不同质量浓度的样品溶液，混
合均匀，放置30 ℃恒温箱内避光反应6 min后，用
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紫外分光光度计在734 nm波长处测其吸光值。空
白组：用4 mL50%的乙醇溶液代替4 mL ABTS+工
作液。以抗化血酸为阳性对照。样品组重复3次。
清除率计算方法：ABTS +自由基清除率
(%)=(ABTS+自由基溶液吸光值-样品组吸光值)/
ABTS+自由基溶液吸光值×100
2 结果与分析
2.1 矢车菊素-3-葡萄糖苷与矢车菊素-3-芸香糖
苷的标准曲线
按照上述色谱条件对矢车菊素-3-葡萄
糖苷、矢车菊素-3-芸香糖苷标准品及样品进
行测定。得到矢车菊素-3-葡萄糖苷的出峰
时间为15.898 min，标准曲线的回归方程为：
Y=4203X-4.457，R2=0.999，结果显示矢车菊
素-3-葡萄糖苷在(0.0048~0.19) μg范围内与峰
面积相关性较好。矢车菊素-3-芸香糖苷的出
峰时间为21.349 min，标准曲线的回归方程为：
Y=3855X-9.024，R2=0.999，结果显示矢车菊
素-3-芸香糖苷在(0.0098~0.098) μg范围内与峰面
积相关性较好。
2.2 样品HPLC分析
苷进样10 μL，重复进样6次，测定峰面积。矢
车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-芸香糖苷和样
品的峰面积RSD分别为0.71%、1.36%、1.67%、
1.10%，表明进样精密度合格。
2.4 稳定性实验
取样品溶液，在室温放置，分别在0、2、4、
6、8、12 h进样测定，测定峰面积。样品峰面积
RSD分别为1.75%和1.10%，表明样品在12 h之内稳
定性良好。
2.5 LC-MS分析
分别对矢车菊素-3-葡萄糖苷和矢车菊素-3-
芸香糖苷标品及咖啡果皮粗提取物样品的2个峰进
行LC-MS分析，得到总离子流图和质谱图。
由图2~图5可见，云南小粒咖啡果皮粗提取
物的第1个峰和第2个峰的总离子流图，咖啡果皮
粗提取物的2个峰的保留时间基本与2种标准品的
一致。
图1 云南小粒种咖啡果皮提取物色谱图
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取浓度为10 mg/mL的样品溶液，进样量为10
μL，按方法中的色谱条件进行测定，测定的色
谱图见图1，第一个峰的出峰时间为15.956 min，
第2个峰的出峰时间为21.138 min，与2种标准品
的色谱图和混合的标准品的色谱图出峰时间相比
较可知：第1个峰是矢车菊素-3-葡萄糖苷，第2
峰是矢车菊素-3-芸香糖苷。由此可初步判断云
南小粒种咖啡果皮的提取物中含有的花青素为矢
车菊素-3-葡萄糖苷和矢车菊素-3-芸香糖苷。
根据峰面积可得到提取物中矢车菊素-3-葡萄糖
苷和矢车菊素-3-芸香糖苷含量分别为3.35、11.2
mg/100 g。
2.3 精密度实验
取2种标准品和样品溶液，矢车菊素-3-葡
萄糖苷和样品进样20 μL，矢车菊素-3-芸香糖
图2 咖啡果皮提取物样品第1个峰总离子流图
图3 咖啡果皮提取物样品第1个峰质谱图
图4 咖啡果皮提取物样品第2个峰总离子流图
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通过质谱的分析，在负离子扫描模式下，对
咖啡果皮粗提取物第1个峰进行扫描，选择448.78
为母离子，可得主要碎片峰m/z 286.60；推测为这
是矢车菊素-3-葡萄糖苷失去一分子六碳糖并减
氢的碎片峰[M-Glc-H]-。并且其质谱图同矢车菊
素-3-葡萄糖苷的一致，因此可推断此物质为矢车
菊素-3-葡萄糖苷；在负离子模式下，对咖啡果皮
粗提取物第2个峰进行扫描，可得主要碎片峰如下
m/z 593.84、m/z 448.63、m/z 286.65；分别可归属
为脱氢后的分子离子峰m/z 593.84[M-H]-；脱去一
分子六碳糖的特征碎片m/z 448.63[M-Glc-H]-；矢
车菊素的母核碎片m/z 286.65，即脱去两分子六碳
糖后的矢车菊素的母核碎片[M-Glc-Rha-H]-，因
此可以推测此物质为矢车菊素-3-芸香糖苷。
综上所述，通过LC-MS的测定可知咖啡果皮
粗提取物中含有的花青素组成成分为矢车菊素-3-
葡萄糖苷和矢车菊素-3-芸香糖苷。矢车菊素-3-
葡萄糖苷和矢车菊素-3-芸香糖苷作为天然色素存
在于各类水果和蔬菜中，林耀盛[12]报道桑椹中的
花青素也主要为以上2种。花青素的生物活性主要
为抗氧化、抗炎症等作用。Maharshi Bhaswant[13]报
道矢车菊素-3-葡萄糖苷还能改善由膳食诱导的代
谢综合征；Thavaree Thilavech[14]报道矢车菊素-3-
芸香糖苷在糖尿病中能抗由单糖诱导的蛋白糖化
及氧化活性。
2.6 清除自由基抗氧化性能的分析
的范围之间随浓度的增加显著逐渐增大。在浓
度为2.5 mg/mL时，对DPPH自由基的清除率为
(88.9±3.49)%；对于ABTS+自由基的清除效果明
显，随着质量浓度的增加，清除能力也显著增
强。在浓度为2.5 mg/mL时，对ABTS+自由基的清
除率达到(98.8%±0.51)%。云南小粒种咖啡果皮
粗提取物清除DPPH自由基、清除ABTS+自由基的
IC50值分别为1.082、1.085 mg/mL，表现出了较好
的抗氧化效果。
3 结论
本研究中先利用高效液相色谱法测定标准品
和咖啡果皮粗提取物，大致确定咖啡果皮提取物
中含有的花青素为矢车菊素-3-葡萄糖苷和矢车菊
素-3-芸香糖苷以及2种花青素的含量；又利用液质
联用法进一步确定了咖啡果皮提取物中含有的花青
素为矢车菊素-3-葡萄糖苷和矢车菊素-3-芸香糖
苷。它们的含量分别为3.35、11.2 mg/100 g。云南
小粒种咖啡果皮粗提取物清除DPPH自由基、清
除ABTS+自由基的IC50值分别为1.082、1.085 mg/
mL，表现出了潜在的抗氧化效果。本实验对云
南小粒种咖啡果皮中花青素的分离纯化研究打下
基础，也为咖啡果皮的综合利用提供一定的理论
依据。
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图6 咖啡果皮提取物清除DPPH及ABTS自由基性能
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图5 咖啡果皮提取物样品第2个峰质谱图
由图6可知，咖啡果皮粗提取物对DPPH自
由基清除能力在浓度为0.5 mg/mL到2.5 mg/mL
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作者简介：汤晓(1981—)，女，硕士，讲师，研究方向为黄酮类化合物的提取与应用。
汤 晓，叶庄新，余 伟，王冠杰，蔡冰冰，陈青青，陈 思
(宁波职业技术学院化工学院，宁波 315800)
摘要：分析蒸法、微波及烤箱烹饪对南瓜中的酚类物质及南瓜抗氧化活性的影响。测定总
酚、儿茶素类、酚酸类等酚类物质含量，分析DPPH自由基清除能力、·OH清除能力、还原
能力及总抗氧化性，并探讨酚类物质与这些抗氧化活性的相关性。结果表明，烤箱烹饪后的
总酚含量最高，与其他烹饪方式相比差异显著(p<0.05)，且烤箱不去皮烹饪与去皮烹饪的总酚
含量差异较大。烤箱烹饪后的DPPH自由基清除能力、还原能力及总抗氧化性与其他烹饪方式
相比，几乎均有显著差异(p<0.05)。南瓜DPPH自由基清除能力、还原能力及总抗氧化性与酚
类物质呈正相关，部分呈明显的正相关(R2>0.8)。
关键词：南瓜；酚类物质；抗氧化活性；烹饪
中图分类号：TS 201.2 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2016)05-0223-06
Effect of cooking on phenols and antioxidant activities of pumpkin
TANG Xiao, YE Zhuang-xin, YU Wei, WANG Guan-jie, CAI Bing-bing, CHEN Qing-qing, CHEN Si
(College of Chemical Engineering, Ningbo Polytechnic College, Ningbo 315800)
Abstract: It was investigated that the effect of steaming, microwave cooking and oven cooking on
phenols and antioxidant activities of pumpkin. The contents of total phenols, catechins and total
phenolic acids were determined. The DPPH radical scavenging activity, hydroxyl radical scavenging
南瓜酚类物质及抗氧化活性受烹饪
方式的影响
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2016.05.042