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赤小豆不同溶剂提取物的抗氧化活性研究



全 文 :《食品工业》2015 年第36卷第 8 期 154
工艺技术
赤小豆不同溶剂提取物的抗氧化活性研究
王桃云,周赛赛,王金虎,杨晓梅
苏州科技学院化学生物与材料工程学院(苏州 215009)
摘 要 以赤小豆为原料, 对赤小豆的乙醇、乙酸乙酯、蒸馏水提取物抗氧化活性进行研究。通过五种广泛使用
的抗氧化模型 (DPPH·、ABTS·+、·OH、FRAP和β-胡萝卜素/亚油酸体系), 以BHT为阳性对照, 对不同溶剂
提取物的体外抗氧化活性进行评价, 同时分析抗氧化活性与总黄酮含量的关系。结果表明, 各种不同的赤小豆提取
物均有一定的抗氧化能力, 其大小顺序为: 乙酸乙酯提取物>乙醇提取物>蒸馏水提取物。乙酸乙酯提取物中黄酮
含量最高, 为6.3 mg/g。相关性分析表明, 各提取物中黄酮含量与其抗氧化活性呈正相关关系, DPPH·、·OH、
β-胡萝卜素/亚油酸、ABTS·+及FRAP体系中的总黄酮含量与其抗氧化活性的相关系数分别为: 0.745、0.786、
0.904、0.955和0.953, 说明提取物在ABTS、FRAP及β-胡萝卜素/亚油酸体系中的抗氧化能力与总黄酮含量相关性
要大于提取物在DPPH·和·OH模型中的抗氧化能力与黄酮含量的相关性。
关键词 赤小豆; 提取物; 抗氧化活性; 相关性分析
Study on Antioxidant Activities of Different Solvent Extracts from Vigna umbellata
Wang Tao-yun, Zhou Sai-sai, Wang Jin-hu, Yang Xiao-mei
College of Chemical, Biological and Material Engineering, Suzhou Science and
Technology University (Suzhou 215009)
Abstract With Vigna umbellate as material, antioxidant activities of ethanol extracts, ethyl acetate extracts and
distilled water extracts were studied. The antioxidant capacity of different extracts from Vigna umbellate (EVU) were
determined by fi ve most widely used procedures (DPPH·, ABTS·+, ·OH, FRAP and β-Carotene-linoleic acid assay). And
BHT was used as positive control. In addition, the correlation between antioxidant activity of extracts and content of
total fl avonoids was studied, too. The results indicated that all extracts had some antioxidant capacity. The order of the
three oxidation capacity was ethyl acetate extracts>ethanol extracts>dis-tilled water extracts. The ethyl acetate extracts
had the highest fl avnoids, and its content was 6.3 mg/g. Correlation analysis revealed that the content of fl avonoids was
positive correlated with antioxidant activities of extracts from Vigna umbellate. And correlation coeffi cients between
antioxidant activity of extracts in DPPH·, ·OH, β-Carotene-linoleic acid, ABTS·+ and FRAP assay were 0.745, 0.786,
0.904, 0.955 and 0.953, respectively. And the correlations between antioxidant activity of extracts in antioxidant assay of
ABTS, FRAP and β-Carotene-linoleic acid and content of fl avonoids are better than that of DPPH· and ·OH assay.
Keywords Vigna umbellate Ohwiet Ohashi; extracts; antioxidant activity; correlation analysis
*通讯作者
赤小豆为豆科豇豆属植物赤小豆(Vigna umbellata
Ohwiet Ohashi) 或赤豆(Vigna angularis Ohwiet
Ohashi)干燥成熟的种子[1-2]。中国的赤小豆资源十
分丰富,其栽培面积、生产量和出口量均为世界第
一[3]。赤小豆既是人们喜食的豆类,又是常用中药。
已有研究表明,赤小豆含有多酚、皂苷类、黄酮类、
鞣质等多种活性物质[3],但是有关赤小豆的活性物质
及其生物活性研究主要是针对其基原植物之一——赤
豆(V. angularis)[4-6],而关于另一基原植物——赤
小豆(V. umbellata)的生物活性的报道则很少[7],尤
其是迄今仍鲜见赤小豆(V. umbellata)提取物抗氧
化活性的研究报道。试验以赤小豆为原料,利用乙
醇、乙酸乙酯和蒸馏水提取物,分别测定各提取物对
DPPH·、·OH及ABTS+自由基清除能力、总还原力
及抗脂质过氧化能力研究,以期为赤小豆的研究与应
用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
赤小豆于2012年9月从苏州市胥口农贸市场购
得,经苏州科技学院化生材料工程学院王金虎副教授
鉴定为赤小豆(V. umbellata)成熟种子。用高速干粉
粉碎机粉碎,粉末过40目筛后,按1∶4(g/mL)的比
例加入石油醚,在65 ℃下回流脱脂,脱脂完毕后进行
抽滤,所得脱脂粉末置于通风橱中蒸发掉部分石油醚
后,放在烘箱中烘干至恒重,将所得原料粉末贮于密
封的广口瓶中,-20 ℃下保存,备用。
2, 2-联氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐
(ABTS)、β-胡萝卜素、三吡啶三吖嗪(TPTZ)、
过硫酸钾及亚油酸:Fluka公司;1, 1-二苯基-2-三硝
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基苯肼(DPPH)、芦丁及维生素C:TCI公司;2, 6-
二叔丁基对甲酚(BHT)、邻二氮菲、H2O2、氢氧化
钠、磷酸二氢钠、碳酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、磷酸
氢二钠、亚硝酸钠、三氯化铁、乙酸钠等其余药品均
为上海国药公司分析纯。
1.2 主要仪器与设备
UV-2450紫外-可见光分光光度计:岛津仪器有
限公司;水浴振荡器:上海新苗医疗器械制造有限公
司;GL-12B型台式离心机:上海安亭科学仪器厂;
EYELA N-1100S-W旋转蒸发仪:东京理化器械株式
会社。
1.3 试验方法
1.3.1 试验样品制备
以乙醇、蒸馏水、乙酸乙酯为提取剂,在料液比
1∶15(g/mL),30 ℃,振摇速率200 r/min的条件下
回流提取3次,每次12 h。所得提取液抽滤后旋转蒸发
除去有机溶剂后,冷冻干燥得不同溶剂提取物。置于
冰箱中-4 ℃下密封保存备用。
1.3.2 总黄酮含量测定
总黄酮含量测定是参照Shen g Z un- l a i等的
方法[8],精确量取1 mL待测液,1 mL质量分数5%的
NaNO2于25 mL容量瓶中,混匀后静置6 min,然后加
入1 mL质量分数10%的AlCl3,10 mL 1 mol/L NaOH,
用体积分数70%的乙醇快速定容至刻度,充分摇匀后
避光反应15 min,以不含样品的混合液为空白对照,
510 nm波长处测定吸光度,每个样品进行三组平行试
验。总黄酮含量标准曲线利用芦丁标准溶液,按照
总黄酮含量测定方法进行测定,以吸光度为横坐标、
芦丁的浓度为纵坐标,建立的回归方程:y=0.009x+
0.017,R2 =0.999。线性范围为0.8~9.6 μg/mL。
1.3.3 清除DPPH自由基测定
参照Tai Zhi-gang[9]和 O. Araceli López-mejia等[10]
的方法,精密量取7.8 mL 0.075 mmol/L DPPH甲醇溶液
与0.2 mL用甲醇溶解的各种不同浓度的样品溶液,迅
速振荡摇匀后,在室温(25 ℃左右)、黑暗条件下反
应30 min,515 nm 波长下测定吸光度,每个样品进行
三组平行试验。以不加样品的溶液为空白对照,BHT
为阳性对照,DPPH·清除率按式(1)计算。
DPPH·清除率=(A空白-A样品)/A空白×100%
(1)
1.3.4 清除羟基自由基测定
参照Wei Qin等的方法[11],配制好7.5 mmol/L 邻
二氮菲溶液﹑0.1 mol/L pH 7.4 磷酸缓冲液(PBS)、
7.5 mmol/L FeSO4溶液和体积分数0.1%的H2O2溶液后,
按序依次加入反应液,充分振荡摇匀后,37 ℃温育1
h,于 536 nm下测定吸光度。每个样品进行三组平
行试验,以BHT为阳性对照,·OH清除率按式(2)
计算。
·OH清除率=(AS-AP)/(AB-AP)×100%
(2)
式中:AB-邻二氮菲1 mL +PBS液2 mL+1 mL甲醇+
1 mL FeSO4+1 mL蒸馏水;AP-邻二氮菲1 mL+PBS液2
mL+1 mL甲醇+1 mL FeSO4+1 mL H2O2;AS-邻二氮菲1
mL+PBS液2 mL+1 mL样品液+1 mL FeSO4+1 mL H2O2;
空白对照:蒸馏水1 mL +PBS液2 mL+1 mL样品液+1
mL FeSO4+1 mL H2O2。
1.3.5 清除ABTS+自由基测定
参照Kong Kin-weng等的方法[12],用蒸馏水配制
7 mmol/L ABTS溶液和2.45 mmol/L过硫酸钾,然后按
1∶0.5的体积比混合,加入10 mL蒸馏水,充分混匀后
在室温、避光的条件下静置过夜12 h,形成ABTS储备
液。使用前用无水乙醇稀释成工作液,使其在30 ℃、
734 nm 波长处的吸光度为0.70±0.05。取ABTS工作液
4 mL置于试管中,分别加入1 mL的提取物、BHT溶液
或无水乙醇(作为空白对照),振荡30 s ,30 ℃水浴
反应6 min,测定其吸光度,每个样品进行三组平行试
验,ABTS·+清除率按式(3)计算。
ABTS·+清除率=(1-At/A0)×100 % (3)
式中:At-样品或BHT混合反应液的吸光度;A0-
ABTS 工作液吸光度。
1.3.6 β-胡萝卜素/亚油酸体系中抗脂质过氧化作用
的测定
参照Liu Wei等的方法[13],精确称取2 mg β-胡萝卜
素溶于4 mL三氯甲烷中,取1.5 mL该溶液、25 μL亚
油酸及200 mg吐温80混合于圆底烧瓶中,40 ℃旋转蒸
干三氯甲烷,残渣加入100 mL 蒸馏水震荡混匀得到
乳化液,取5 mL 乳化液加到含有0.6 mL样品液的试管
中充分混匀后,迅速在470 nm 处测定在“0”时刻的
吸光度,然后将所有试管逐一置于沸水浴中,反应1 h
并迅速冷却到室温后测定吸光度,对照组用0.6 mL蒸
馏水代替样品或BHT溶液,每个样品进行三组平行试
验。以不加亚油酸的混合物为空白对照,BHT为阳性
对照,每个样品进行三组平行试验,脂质过氧化作用
抑制率按式(4)计算。
AA=(DRC-DRS)/DRC×100% (4)
式中:AA-抑制率,%;DRC(对照组)=ln(a对照/
b对照)/60;DRS(样品组)=ln(a样品/b样品)/ 60,a-0时
刻的吸光度,b-60 min时的吸光度。
1.3.7 铁离子还原法(FRAP)测定总还原力
参照Amin Ardestani[14]和Lauren Renee-brewer等[15]
的方法,取0.1 mL 样品液,加入3.1 mL 蒸馏水和现配
的预热37 ℃的1.8 mL FRAP工作液(醋酸钠缓冲液:
pH 3.6,300 mmol /L TPTZ溶液:10 mmol/L和氯化铁溶
液:20 mmol /L,三者以10∶1∶1的体积比混合),
混匀后在37 ℃条件下水浴反应5 min,以用0.1 mL蒸馏
水代替样品液的混合液为空白对照,于593 nm下测定
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吸光度。以FeSO4为标准品,样品的铁还原能力以每
克样品相当于FeSO4的毫摩尔数表示,每个样品进行三
组平行试验。以FeSO4的浓度(μmol)为横坐标、吸光
度为纵坐标,建立的回归方程:y=0.001 7x+0.142 9,
R2=0.999,线性范围为100~1 000 μmol/L,式中:y-吸
光度;x-FeSO4溶液浓度。最后根据FRAP标准曲线求
得各样品的总还原力。
1.4 数据处理
试验采用SPSS 19.0 软件进行统计分析,进行双
变量相关性分析,通过线性回归方程计算IC50(IC50为
清除率达到50%时的样品浓度)。
2 结果与分析
2.1 总黄酮含量测定
赤小豆不同溶剂提取物中黄酮含量测定结果见表
1。由表1可知,不同溶剂提取物中的总黄酮含量范围
为0.87~6.3 mg/g,总黄酮含量大小顺序为:乙酸乙酯
提取物>乙醇提取物>水提物。
表1 不同溶剂提取物中总黄酮含量
样品
乙酸乙酯提取物 乙醇提取物 水提取物
总黄酮含量/mg·g-1 6.3 1.21 0.87
2.2 DPPH自由基清除能力
由图1和表2可知,赤小豆三种不同提取物均对
DPPH·均有一定的清除能力,在1.5~3.5 mg/mL范围
内,抗氧化活性随浓度增大而增强,在乙酸乙酯提
取物浓度为3.5 mg/mL时抑制率达到最大为63.14%,
DPPH 自由基清除能力大小顺序为:BHT>乙酸乙酯
提取物>乙醇提取物>水提物。
图1 不同提取物清除DPPH自由基能力
表2 不同溶剂提取物清除DPPH·结果
样品 拟合方程 R2 IC50/mg·mL-1
BHT
乙酸乙酯提取物
y=30.25x+41.72
y=12.542x+19.521
0.948
0.998 8
0.17
2.43
醇提物 y=12.074x+17.495 0.995 5 2.69
水提物 y=10.684x+11.232 0.998 3 3.63
2.3 ·OH自由基清除能力
由图2和表3可知,赤小豆三种不同提取物均
对·OH均有一定的清除能力,在2.0~10.0 mg/mL范围
内,抗氧化活性随浓度增大而增强,根据C50值的大小
可知,·OH自由基清除能力大小顺序为:BHT>乙
酸乙酯提取物> 乙醇提取物>水提物。
图2 不同提取物清除OH自由基能力
表3 不同溶剂提取物清除·OH结果
样品 拟合方程 R2 IC50/mg·mL-1
BHT y=30.07x+39.75 0.938 0.34
乙酸乙酯提取物 y=6.584x-3.732 0.991 5 8.16
醇提物 y=6.449x-13.627 0.983 6 9.86
水提物 y=4.246x-10.646 0.974 4 14.30
2.4 ABTS+自由基清除能力
由图3和表4可知,赤小豆三种不同提取物都具
有较强的清除ABTS+自由基能力,在0.1~0.5 mg/mL范
围内,ABTS+自由基清除能力随浓度增大而增强,根
据C50值的大小可知,ABTS+自由基清除能力大小顺序
为:BHT>乙酸乙酯提取物>乙醇提取物>水提物。
图3 不同提取物清除ABTS+自由基能力
表4 不同溶剂提取物清除ABTS+自由基结果
样品 拟合方程 R2 IC50/mg·mL-1
BHT y=366.7x+44.36 0.930 0.015
乙酸乙酯提取物 y=123.3x+23.67 0.998 0.21
醇提物 y=95.03x+20.49 0.988 0.31
水提物 y=186.2x-3.919 0.992 0.29
2.5 β-胡萝卜素/亚油酸体系中抗脂质过氧化能力
由图4和表5可知,赤小豆三种不同提取物均有一
定的抗脂质过氧化功能,在3.0~15.0 mg/mL范围内,
抗脂质过氧化能力随浓度增大而增强,根据C50值的大
小可知,抗脂质过氧化大小顺序为:BHT>乙酸乙酯
提取物>乙醇提取物>水提物。
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图4 不同溶剂提取物抑制脂质过氧化作用能力
表5 不同溶剂提取物抗脂质过氧化作用结果
样品 拟合方程 R2 IC50值
BHT y=50.86x+44.677 0.994 5 0.10
乙酸乙酯提取物 y=3.771x+22.086 0.963 4 7.40
醇提物 y=3.925x+16.354 0.993 9 8.57
水提物 y=4.540 3x+5.209 0.994 5 9.86
2.6 FRAP法测定总抗氧化力
总抗氧化力测定结果见表6。由表6可知,赤小
豆三种不同提取物都具有较强的总抗氧化能力,其
FRAP值的范围为:6.6~13.2。其中乙酸乙酯提取物的
总抗氧化能力最强,其FRAP值与BHT的FRAP值相差
不大,总抗氧化能力大小顺序为:BHT>乙酸乙酯提
取物>乙醇提取物>水提物。
表6 不同溶剂提取物FRAP值
样品
BHT 乙酸乙酯提取物 乙醇提取物 水提取物
FRAP值/mmol·g-1 13.2 11.0 8.4 6.6
2.7 总黄酮含量与抗氧化活性的相关性分析
在数据处理时,因在一定范围内,IC50越小则抗
氧化能力越强,因此,对于有关IC50相关性统计分析
中存在负号(-)现象,应作正相关处理[16]。由表7可
知,各溶剂提取物在五种抗氧化模型中的抗氧化活性
与总黄酮含量均显示出正相关关系,即在一定范围内
总黄酮含量越高,在五种抗氧化模型中的活性越强;
其中提取物的清除ABTS+自由基、抑制脂质过氧化能
力及总还原力与总黄酮含量具有明显的正相关性,而
提取物对DPPH·和·OH的清除作用与黄酮含量的相
关性不高。
表7 抗氧化活性与总黄酮含量的相关性
DPPH· ·OH β-胡萝卜素/亚油酸 ABTS·
+ FRAP值
黄酮含量的
相关系数 (r)
0.745 0.786 0.904 0.955 0.953
3 结论
赤小豆不同溶剂提取物都具有一定的抗氧化能
力,但各自抗氧化能力大小存在明显差异。五种评价
体系所得出的抗氧化能力顺序一致,即乙酸乙酯提取
物>乙醇提取物>水提物,且所有提取物的抗氧化活
性都比BHT要低。抗氧化活性与黄酮含量相关性数据
分析显示,各溶剂提取物对DPPH·、ABTS+自由基、
FARP及脂质过氧化的抗氧化活性与总黄酮含量均显
示出正相关性,且提取物的清除ABTS+自由基、抗脂
质过氧化能力及总还原力与总黄酮含量相关性要大于
提取物清除DPPH·和·OH自由基的能力与黄酮含量
的相关性。试验为赤小豆在保健功能食品中的开发与
应用提供了科学依据。
参考文献:
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工艺技术
鱿鱼加工碎肉生产风味鱼糕的工艺配方优化及品质研究
卜容1,吴海潇1,李亚楠1,方旭波1, 2,陈小娥1, 2,余辉1*
1. 浙江海洋学院食品与医药学院(舟山 316004);2. 浙江省水产品加工技术研究联合重点实验室(舟山 316024)
摘 要 以鱿鱼加工碎肉和鮸鱼为原料制备鱿鱼风味鱼糕, 利用单因素试验和正交试验对其工艺配方进行优化, 并
对其质量指标、质构特性和显微组织结构进行研究。结果表明, 鱿鱼风味鱼糕的最佳工艺配方为30%鱿鱼加工碎
肉、70%鮸鱼鱼糜、9%玉米淀粉、7%大豆分离蛋白、4%蛋清、2%色拉油、2%姜泥、2%盐、1%白砂糖、1%料酒、
0.2%味精。在此条件下, 其感官质量评分和凝胶强度分别为 (86.96±1.37) 和 (674.14±1.03) g·cm。同时, 鱿鱼风味
鱼糕中甲醛含量明显高于全鮸鱼鱼糕 (p<0.05), 但在NY 5172—2002 规定范围内; 两者其它质量指标、质构特性以
及显微组织结构均差异性不显著 (p>0.05), 表明该工艺获得的鱿鱼风味鱼糕具有鱿鱼的特有香味, 切面密实, 口感
细腻有弹性, 凝胶强度好, 质量指标符合相关标准。
关键词 鱿鱼加工碎肉; 鱼糕; 工艺配方; 质构特性; 显微结构
Process Recipe Optimization and Quality Characteristics of Squid Flavored
Fish Cake Using Squid Minced Meat and Slate Cod Croake Surimi
Bu Rong1, Wu Hai-xiao1, Li Ya-nan1, Fang Xu-bo1, 2, Chen Xiao-e1, 2, Yu Hui1*
1. School of Food Science and Pharmacy, Zhejiang Ocean University (Zhoushan 316004); 2. Joint Key
Laboratory of Zhejiang Province for the Research of Fishery Processing Technology (Zhoushan 316004)
Abstract The fi sh cake was prepared from the squid minced meat and slate cod croake surimi, and the effects of ingredients
(squid minced meat and slate cod croake surimi) mass ratio and primary excipient (corn starch, soybean protein isolates
and egg whites) were examined on the sensory score of fi sh cake by the single factor test, and excipient recipe was optimized
by the orthogonal test based on sensory score and gel strength. The quality indicators, texture properties and microstructure
of the whole slate cod croake fi sh cake and squid fl avored fi sh cake were compared using the national standards, texture
analyzer and paraffi n tissue sections. The results showed that the optimum formula was 30% squid minced meat, 70%
slate cod croake surimi, 9% corn starch, 7% soy protein isolate, 4% egg white, 2% edible oil, 2% ginger paste, 2% salt,
1% sugar, 1% rice wine and 0.2% monosodium glutamate. Under these conditions, the sensory score and gel strength of
squid fl avored fi sh cake were (86.96±1.37) and (674.14±1.03) g·cm, respectively. The content of formaldehyde in squid
fl avored fi sh cake was signifi cantly higher than the whole slate cod croake fi sh cake ( p<0.05) , but which was within the
scope of the NY 5172-2002. And their other quality indicators had no signifi cantly difference (p>0.05). The squid fl avored
fi sh cake with unique squid fl avor exhibited white color and bright, cut dense, fl exibility and delicate taste, better gel
strength, and its quality indicators were in line with the relevant standards.
Keywords squid minced meat; fi sh cake; process recipe; textural p roperties; microstructure
鱿鱼因其富含纯天然、无污染的优质蛋白质成为
最具开发潜力的海产品之一[1]。近年来,随着海洋资
源衰退和远洋鱿钓业的快速发展,舟山市鱿鱼年捕获
量就高达28万 t,其加工消耗量近20万 t,一跃成为
第二大水产加工品[2]。在鱿鱼加工过程中产生的碎肉
占鱿鱼质量30%左右,其中极少部分形态良好的碎肉
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