全 文 ：研究报告 　　中 国 酿 造 2008年 第 10期总第 187期 · 39　·
不同火棘多酚的体外自由基清除作用
程　超1 ,李　伟1 ,莫开菊1 , 2 ,熊　亮1
(1.湖北民族学院生物科学与技术学院 ,湖北 恩施 445000;
2.湖北民族学院 湖北省生物资源保护与利用重点实验室 ,湖北 恩施 445000)
摘　要:以火棘为原料 ,以乙醇为浸提溶剂 ,制取得到 3种多酚类物质 , 即 PFP1、PFP2、PFP3 , 采用 Fe2+-H 2O 2 产生羟自由基 ,邻苯三酚自氧化
法对火棘多酚 PFP1、PFP2、PFP3的体外抗氧化作用进行了研究。实验结果发现 , 火棘多酚类物质具有较强的自由基清除作用 ,其对羟自由基
50%清除率(EC50)为 1.0334mg/mL 、0.6255mg/mL 、0.1651mg/ mL;对超氧自由基 50%清除率(EC 50)为 0.1128mg/ mL 、0.1299mg/mL 、
0.2770mg/mL。
关　键　词:火棘;多酚;提取;自由基;清除
中图分类号:R151.3　　　文献标识码:A　　　文章编号:0254-5071(2008)10-0039-03
The Elimination Effect on the Free Radical in vitro of Different Polyphenols of Pyracantha
CHENG Chao1 , LI Wei1 , MO Kaiju1 ,2 , XIONG Liang 1
(1.School of Biological Science and Technology , Hubei Institute for Nationalities , Enshi 445000 , China;2.Hubei Key Laboratory
of Biological Resource Conservation and Utilization , Hubei Institute for Nationalities , Enshi 445000 , China)
Abstract:In this experiment , the pyracantha was taken as the raw material , ethanol as drawing solvent , As well as the PFP1 , PFP2 , PFP3 was obtained , the
hydroxy and ultra oxygen free radical were produced by the Fe
2+-H2O2 , then antioxygenic property of polyphenols of pyracantha PFP1 , PFP2 , PFP3 were stud-
ied by autoxidation of pyrogallol. The results showed that the polyphenols had g reat elimination effect on the hydroxy and ultra oxygen free radical , the EC50 on
the hydroxy free radical of PFP1 , PFP2 , PFP3 were individiualy 1.0334mg/mL , 0.6255mg/mL , 0.1651mg/mL , while the EC50 on the ultra oxygen free radical
of PFP1 , PFP2 , PFP3 were 0.1128mg/ mL , 0.1299mg/ mL , 0.2770mg/ mL.
Key words:Pyracantha;polyphenol;extraction;free radical;elimination
　
收稿日期:2007-02-06
基金项目:湖北省教育厅重大项目(2003Z002)
作者简介:程　超(1976-),女 ,硕士研究生 ,讲师 ,主要从事于食品化学与资源开发工作。
火棘(Pyracantha fortuneana)果实 ,又叫赤阳子 、救军
粮 ,主要分布在我国东南和西南部 。火棘果实性味干酸 ,具
有健脾消积 、生津止渴 、消热解毒 ,活血止血等功效。近年
来的研究表明火棘果实具有很大的药用价值和食用开发价
值。有报道火棘果实总提取物具有消除自由基 、降血脂 、增
强免疫力 、增强体力和促进消化等作用[ 1] 。
本文主要采用乙醇作为提取溶剂 ,进行火棘多酚类物
质的制备 ,同时对制得的多酚类物质进行体外清除自由基
试验 ,以期为火棘的综合利用提供依据 。
1材料 、试剂与仪器
1.1 试验材料
火棘 ,采摘于恩施龙洞河附近 ,将新鲜火棘用清水洗净
后沥干 ,置入(45±2)℃烘箱中干燥 3d ,取出后磨成细粉 ,过
20目筛 ,贮藏于带塞广口瓶中备用 。
1.2 试剂
无水乙醇 ,95%vol分析乙醇 ,丙酮 ,邻苯三酚 ,水杨酸 ,
FeSO4 ,浓盐酸 ,双氧水 ,无水碳酸钠 ,FC试剂。
1.3 试验仪器
微型植物粉碎机 ,756MC 紫外可见分光光度计 ,循环
水式多用真空泵 ,800B离心机 ,真空冷冻干燥机。
2试验方法
2.1 火棘多酚(Pyracantha fortuneana polyphenol.PFP)的
提取工艺流程[ 4]
新鲜火棘果实※低温烘干※粉碎※过 20目筛※乙醇浸提※
上清液减压浓缩※浓缩液静置※离心※沉淀※冷冻干燥※多酚产品 PFP1
上清液低温冷藏 1周※离心※沉淀※冷冻干燥※多酚产品 PFP2
上清液※乙酸乙酯萃取※萃取液浓缩※冷冻干燥※多酚产品PFP3。
2.2 火棘多酚的定性试验检测
2.2.1 明胶反应
配制 1mg/mL 的 PFP1 、PFP2、PFP3 溶液 ,取 5mL 于
25mL具塞刻度试管中 ,滴加 1%的明胶溶液 ,观察现象。
2.2.2 火棘多酚的紫外扫描图谱
配制 1mg/mL 的 PFP1 、PFP2 、PFP3 溶液 ,在 756MC
紫外可见分光光度计上于波长 200nm ～ 500nm 处进行
扫描。
2.3 火棘多酚对羟自由基清除率的测定[ 3]
利用双氧水与利用 H2O 2 与 Fe2+混合产生·OH ,在体
系内加入水杨酸捕捉·OH 并产生有色物质 ,该物质在波长
510nm 处有最大吸收。反应体系中含 8.8mmol/L H2O2
1mL ,9mmol/LFeSO 4 1mL , 9mmol/L 水杨酸-乙醇 2mL ,
不同浓度的多酚溶液 2mL。最后加 H 2O2 启动反应 ,37℃
反应 0.5h ,以蒸馏水为参比 ,在波长 510nm 处测量各浓度
的吸光度 。考虑到多酚本身的吸光值 ,以 9mmol/L 水杨酸
-乙醇 2mL ,不同浓度的多酚溶液和 2mL 蒸馏水作为多酚
的本底吸收值。清除率计算公式:
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清除率=[ 1-(AX-AXO)/ AO] ×100%
式中:AO 为空白对照液的吸光度;A X为加入多酚溶液后的吸光
度;AXO为不加显色剂 H2O2 多酚溶液本底的吸光度。
2.4 火棘多酚对超氧自由基清除率的测定[ 3 , 5]
采用邻苯三酚自氧化法测定。样品活性测定:在加入
邻苯三酚前 ,先加入一定的多酚溶液 ,蒸馏水减少 ,然后按
上面的方法操作 ,计算抑制率。
抑制率=(ΔAO-ΔA)/ ΔAO ×100
式中:ΔA 为加入多酚溶液后邻苯三酚的自氧化速率;ΔAO 为邻
苯三酚的自氧化速率。
3结果与讨论
3.1 火棘多酚的定性检测结果
3.1.1 明胶反应
三者与 FeCl3 显色为灰绿色 ,与溴水产生沉淀 ,这是多
酚类的定性反应。PFP1和 PFP2与明胶均不产生沉淀 ,但
PFP3则与明胶产生大量沉淀 ,这说明 PFP1 、PFP2是大分
子酚类物质 ,相比而言 ,PFP3是小分子酚类物质。
3.1.2 紫外扫描图谱(见附图)
附图 PFP1(A)、PFP2(B)、PFP3(C)紫外扫描图谱
Attached figure.Chromatographicof UV PFP1(A)、PFP2(B)、PFP3(C)
由附图可以看出 ,波长 300nm ～ 400nm 处都有酚类
成分的特有吸收峰 ,其中相同浓度 PFP1 、PFP2的溶液在
波长 280nm左右处还出现了蛋白质的吸收峰 , PFP3没有
蛋白质吸收峰 ,但是在波长 280nm 左右处仍有吸收 ,此外
定性试验结果显示 , PFP1 、PFP2不与明胶作用 ,而 PFP3
遇明胶可产生很多沉淀 ,但是苯酚-硫酸法测定结果显
示 3种酚类物质都含有大量的糖类 , 这表明在 PFP1 、
PFP2中多酚 、蛋白质和糖类物质三者通过一定的化学键
结合在一起 ,而在 PFP3中只含有多酚和糖类 ,所以 PFP3
的分子量要小。
3.2 火棘多酚对羟自由基清除率的影响
3.2.1 PFP1对羟自由基的清除
采用浓度分别为 0.05mg/mL 、0.10mg/mL 、0.15mg/
mL 、0.20mg/mL 、0.25mg/mL 5 个浓度来测定火棘多酚
PFP1对·OH 自由基的清除作用 ,具体结果见表 1。
表 1 不同浓度的 PFP1对羟自由基清除率的影响
Table 1.The eliminat ion effect of different
density PFP1 on the hydroxy free radical
项目 浓度/(mg·mL-1)
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
清除率/ % 0 0.88 1.4 4.3 10.28 11.24
由表 1以看出 ,火棘多酚 PFP1对羟自由基 ·OH 具有
清除作用 ,并且随着多酚 PFP1浓度的增加 ,清除效果愈强。
对数据进行的统计分析 ,可以得出多酚浓度(X ,mg/mL)与
清除率(y , %)的回归方程为 y =-1.5524+49.8857x ,其相
关系数 r=0.9461 ,对回归方程进行 F 检验得 F=34.1220 ,
其显著性为Prob>F=0.0043 ,其 50%清除率时多酚 PFP1
浓度为 1.0334mg/mL。
3.2.2 PFP2对羟自由基的清除
采用浓度分别为 0.05mg/mL 、0.10mg/mL、0.15mg/
mL 、0.20mg/mL 、0.25mg/mL 5 个浓度来测定火棘多酚
PFP2对·OH 自由基的清除作用 ,具体结果见表 2。
表 2 不同浓度的 PFP2对羟自由基清除率的影响
Table 2.The elimination effect of different density
PFP2 on the hydroxy free radical
项目 浓度/(mg·mL
-1)
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
清除率/ % 0 7.2 8.0 13.97 16.52 20.47
由表 2以看出 ,火棘多酚 PFP2对羟自由基·OH 也具
有清除作用 ,其清除效果与多酚 PFP2浓度具有剂量效应
关系。对数据进行统计分析 ,可以得出多酚浓度(X , mg/
mL)与清除率(y , %)的回归方程为 y =1.2924+77.8743x ,
其相关系数 r=0.9851 ,对回归方程进行 F 检验得 F =
131.179 ,显著性为 Prob>F =0.0003 , 其 50%清除率时
PFP2的浓度为 0.6255mg/mL。
3.2.3 PFP3对羟自由基的清除作用
采用浓度分别为 0.05mg/mL 、0.10mg/mL、0.15mg/
mL 、0.20mg/mL 、0.25mg/mL 5 个浓度来测定火棘多酚
PFP1对·OH 自由基的清除作用 ,具体结果见表 3。
研究报告 　　中 国 酿 造 2008年 第 10期总第 187期 · 41　·
表 3 不同浓度的 PFP3对羟自由基清除率的影响
Table 3.The eliminat ion effect of different density
PFP3 on the hydroxy free radical
项目 浓度/(mg·mL
-1)
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
清除率/ % 0 20.1 32.61 49.16 60.49 70.34
由表 3 可以看出 ,火棘多酚 PFP3对羟自由基·OH
清除作用较强 ,并且其清除效果与多酚 PFP3浓度具有剂
量效应关系。对以上数据进行统计分析 ,可以得出多酚浓
度(X ,mg/mL)与清除率(y , %)的回归方程为 y =3.8248+
279.6686x ,其相关系数 r=0.9936 ,对回归方程进行 F 检
验得 F=310.256 ,显著性为 Prob>F =0.0001 ,其 50%清
除率时 PFP3的浓度为 0.1651mg/mL。
3.2.4 不同条件干燥的多酚对羟自由基清除率的影响分析
试验结果表明 3种火棘多酚对羟自由基的清除大小顺
序为 PFP3>PFP2>PFP1。这说明火棘多酚的分子量越小
对羟自由基的清除效果越好。
3.3 火棘多酚对超氧自由基清除率的影响
3.3.1 PFP1的多酚对超氧自由基的清除
采用浓度分别为 0.05mg/mL 、0.10mg/mL 、0.15mg/
mL 、0.20mg/mL 、0.25mg/mL 5 个浓度来测定火棘多酚
PFP1对超氧自由基的清除作用 ,具体结果见表 4。
表 4 不同浓度的 PFP1对超氧自由基清除率的影响
Table 4.The eliminat ion effect of different density
PFP1 on the ultra oxygen free radical
浓度/
(mg·mL-1) 0s 30s 60s 90s 120s
抑制率/
%
自氧化 0.010 0.020 0.031 0.041 0.050
0.05 0.729 0.735 0.743 0.753 0.761 20
0.10 1.242 1.244 1.249 1.255 1.261 50
0.15 1.497 1.500 1.504 1.507 1.511 65
0.20 1.654 1.657 1.658 1.661 1.662 98
0.25 1.717 1.719 1.721 1.723 1.725 98
由表 4可以看出 ,火棘多酚 PFP1 对超氧自由基清除
作用较强 ,其清除效果与多酚 PFP1浓度具有剂量效应关
系。对数据进行统计分析 ,可以得出多酚浓度(X , mg/mL)
与清除率(y , %)的回归方程为 y =2.3810+422.2857x ,其
相关系数 r =0.9831 , 对回归方程进行 F 检验得 F =
115.110 ,显著性为 Prob>F =0.0004 ,其 50%清除率时多
酚PFP2的浓度为0.1128mg/mL。
3.3.2 PFP2对超氧自由基的清除
采用浓度分别为 0.05mg/mL 、0.10mg/mL 、0.15mg/
mL 、0.20mg/mL 、0.25mg/mL 5 个浓度来测定火棘多酚
PFP2对超氧自由基的清除作用 ,具体结果见表 5。
表 5 不同浓度的 PFP2对超氧自由基清除率的影响
Table 5.The elimination effect of different density
PFP2 on ultra oxygen free radical
浓度/
(mg·mL-1) 0s 30s 60s 90s 120s
抑制率/
%
自氧化 0.042 0.077 0.108 0.139 0.167
0.05 0.834 0.867 0.900 0.930 0.959 0
0.10 1.520 1.558 1.585 1.614 1.628 13.6
0.15 1.928 1.928 1.963 1.963 1.963 72
0.20 2.120 2.120 2.120 2.120 2.120 100
0.25 2.176 2.176 2.176 2.176 2.176 100
由表 5可以看出 ,火棘多酚 PFP2对超氧自由基清除
作用较强 ,其清除效果与多酚 PFP2浓度具有剂量效应关
系 ,但是当多酚类物质的浓度增加到一定浓度时 ,清除作
用达到最大值 。对数据进行统计分析 ,可以得出多酚浓
度(X ,mg/mL)与清除率(y , %)的回归方程为 y=-13.7143
+490.5143x ,其相关系数 r=0.9455 ,对回归方程进行 F 检
验得 F=33.74 ,显著性为 Prob>F=0.0044 ,其 50%清除率
时多酚 PFP2的浓度为 0.1299mg/mL。
3.3.3 PFP3对超氧自由基的清除
采用浓度分别为 0.05mg/mL 、0.10mg/mL、0.15mg/
mL 、0.20mg/mL 、0.25mg/mL 5 个浓度来测定火棘多酚
PFP3对超氧自由基的清除作用 ,具体结果见表 6。
表 6 不同浓度的 PFP3对超氧自由基清除率的影响
Table 6.The elimination effect of different density
PFP3 on the ultra oxygen free radical
浓度/
(mg·mL-1) 0s 30s 60s 90s 120s
抑制率/
%
自氧化 0.010 0.020 0.031 0.041 0.050
0.05 0.247 0.259 0.273 0.285 0.298 -20
0.10 0.452 0.460 0.470 0.481 0.491 2
0.15 0.647 0.655 0.665 0.674 0.683 10
0.20 0.793 0.799 0.805 0.812 0.821 30
0.25 0.986 0.972 0.980 0.984 0.992 40
由表 6可以看出 ,低浓度的火棘多酚 PFP3对超氧自
由基具有促进作用 ,但当多酚 PFP3的浓度增大到一定数
值时 ,对超氧自由基产生清除作用 ,并且其清除效果与多酚
PFP2浓度具有剂量效应关系。对数据进行统计分析 ,可以
得出多酚浓度(X , mg/mL)与清除率(y , %)的回归方程为
y=-32+296x ,其相关系数 r=0.9919 ,对回归方程进行 F
检验得 F=146.679 ,显著性为 Prob>F=0.0012 ,其 50%清
除率时多酚PFP3的浓度为0.2770mg/mL。
3.3.4 不同条件干燥的多酚对超氧自由基清除率的影响分析
试验结果表明 , 3种火棘多酚对超氧自由基的清除大
小顺序为 PFP1>PFP2>PFP3 ,这说明火棘多酚的分子量
越大对超氧自由基的清除效果越好 。
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木 聚 糖 乳 酸 代 谢 菌 的 定 向 筛 选
李倩倩1 , 2 ,孙君社2 ,刘　萍2 ,樊明涛1＊
(1.西北农林科技大学 食品科学与工程学院 ,陕西 杨凌 712100;
2.中国农业大学 食品科学与营养工程学院 ,北京 100083)
摘　要:以木聚糖为诱导物添加到培养基中 ,从自然界中分离筛选出 2株能够直接利用木聚糖生产乳酸的菌株 L3、L6 , 经初步鉴定分别为乳杆
菌属和链球菌属。菌株分别接种到木聚糖培养液中发酵 7d ,发酵液经酸化 、离心等简单处理后采用 Zo rbax Eclipse XDB-C18(4.6mm×150mm ,
5μL)色谱柱 ,以 97% 0.005mol/ L的 H2 SO4 和 3%甲醇溶液为流动相 , 流速 0.8mL/min ,定性定量分析了发酵液中的有机酸。菌株 L3、L6发酵
木聚糖分别可得乳酸 2.25mg/ mL、1.67mg/mL ,对糖转化率分别为 66.8%、55.9%。
关　键　词:菌株;筛选;木聚糖代谢;乳酸
中图分类号:Q93-331　　　文献标识码:A　　　文章编号:0254-5071(2008)10-0042-04
Isolation of bacteria producing lactic acid using Xylan
LI Qianqian1 , 2 , S UN Junshe2 , LIU Ping2 , FAN Ming tao1＊
(1.College of Food Science and Engineering , Northwest A &F University , Yangling 712100 , China;
2.College of Food Science &Nutritional Engineering , China Agricultural University , Bei jing 100083 , China)
Abstract:A study was carried out to isolate the bacteria which can produce lactic acid using xy lan as sole carbon source.Two strains L3 and L6 were identified as
Lactococcus and Streptococcus.After they were applied to the fermentation of lactic acid for seven days , the lactic acid yield was determined by Zorbax Eclipse
XDB-C18(4.6mm×150mm , 5um)column, mobile phase contained 0.005mmol/ L H2SO4 and methanol(97∶3 , V/V), the flow rate was 0.8 ml/min. The final
L-lactic acid yields respective were 2.25mg/mL and 1.67mg/mL , xy lan conversions of 66.8% and 55.9%were obtained.
Key words:strains;isolation;xylan metabolism;lactic acid
乳酸是一种非常重要的羟基羧酸 ,广泛应用于食品 、制
药和化妆品等行业[ 1-2] 。特别是近年来 L-乳酸类聚合物的
开发 ,因其可被微生物降解 ,可用于生产农用地膜及其他塑
料制品代替无法降解的常用塑料[ 3-5] ,具有广阔的市场前
景。目前我国乳酸生产均采用发酵法。原料由最开始的淀
粉发展到糖蜜 。然而近年来我国政府已明令禁止使用玉米
等淀粉类粮食作物作为原料进行生产 ,因此寻找更为廉价
的原料生产乳酸已成为当务之急。
玉米秸秆是我国北方常见的农业废弃物 ,其产量每年
约2.2亿 t ,秸秆中含有丰富的纤维素和半纤维素 ,分别占
原料干重的 43%和 27%。这些纤维质经微生物作用转化
为糖 ,是工业生产和发酵的良好基质[ 6-8] 。
LYND L R等提出了 CBP(Consolidated bioprocessing)
全程反应途径[ 9-10] ,就是将纤维素 、半纤维素酶的产生 ,纤
维素 、半纤维素的水解 ,己糖和戊糖发酵在一个反应器中由
一种菌或几种菌协同作用一次完成 ,以期获得最高的酒精
得率和最低的能源消耗。目前存在的主要问题是转化率
低 ,酒精产生菌主要利用六碳糖 ,对五碳糖则几乎不能利
用 ,因而酒精发酵后的发酵液中仍然有大量的五碳糖存
在。能否利用这些糖类生产其他有机物如乳酸等已有探
讨[ 9 , 11-13] 。本文以木聚糖为诱导物 ,从秸秆分解的腐烂物
中分离 、鉴定能直接利用半纤维素生成乳酸的菌株 ,以期
　
收稿日期:2008-03-10
作者简介:李倩倩(1982-),女 ,硕士研究生 ,研究方向为食品生物技术;樊明涛＊ ,教授,通讯作者。
3.3.5 火棘多酚的体外抗氧化试验总的分析
3种火棘多酚类物质对羟自由基和超氧自由基的清除
大小的能力不同 ,只有 PFP2对 2种自由基的清除能力均
衡 ,其原因可能与所含的主要成分有关系。
4总结与讨论
火棘多酚类物质具有较强地自由基清除作用 ,PFP1、
PFP2 、PFP3对羟自由基50%清除率(EC50)为1.0334mg/mL、
0.6255mg/mL 、0.1651mg/mL;对超氧自由基 50%清除率
(EC50)为0.1128mg/mL 、0.1299mg/mL 、0.2770mg/mL。
同一种多酚类物质对超氧自由基和羟自由基的清除率
是不同的 ,这可能与它们的结构有关。
参考文献:
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