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山杏种皮提取物体外抗氧化活性研究



全 文 :山杏种皮提取物体外抗氧化活性研究
齐高强 1 赵 忠 1* 李巨秀 2 朱海兰 1 周锋利 1
(1西北农林科技大学林学院 陕西杨凌 712100
2西北农林科技大学食品科学与工程学院 陕西杨凌 712100)
摘要 目的:研究山杏种皮提取物总多酚含量及其体外抗氧化活性。方法:选用体积分数 80%的乙醇为溶剂,采
用超声辅助法制备山杏种皮提取物。采用 Folin-酚试剂法测定山杏种皮提取物的总多酚含量。采用 FRAP 法测
定山杏种皮提取物的总抗氧化能力。 以 2, 6-二叔丁基对甲酚(BHT)、没食子酸丙酯(PG)为对照样品,分别测
定山杏种皮提取物对 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、超氧阴离子自由基(O2
·軈
)、羟自由基(·OH)的
清除能力、对 β-胡萝卜素/亚油酸体系的抑制能力及其还原力。 结果:山杏种皮提取物中总多酚含量为(186.7±
15.6)mg/g,其 FRAP 值为(3.715±0.012) mmol/g;对 DPPH·、O2
·軈
、·OH 具有清除作用,清除率分别为 80%、97%、
98%;对 β-胡萝卜素/亚油酸体系具有明显的抑制作用。 结论:山杏种皮提取物具有较强的抗氧化能力。
关键词 山杏种皮; 总多酚; 抗氧化活性; 自由基清除率
文章编号 1009-7848(2013)07-0040-06
多酚类物质是植物的次生代谢产物, 广泛存
在于植物组织中,具有抗氧化、消臭、保鲜、保香、
护色、防止维生素损失等作用,可以防止食品品质
劣变[1]。国内外学者研究发现植物多酚类物质具有
较强的抗氧化活性和预防心血管疾病等多种生理
功能作用,可以清除体内自由基,抑制低密度脂蛋
白 LDL的氧化,抗病毒,抗炎症,预防心血管疾病,
防癌,抗辐射等生物活性功能[2-3]。植物多酚的提取
主要采用有机溶剂萃取法、 超临界 CO2萃取法和
复合酶提取法等[4-5]。在多酚提取方面,传统的提取
工艺复杂,提取时间长,多酚易氧化,导致多酚得
率低。采用超临界 CO2萃取法提取,虽然能够大大
提高提取效率,但难以实现工业化生产。 近年来,
随着超声波、微波技术的发展,它们被广泛应用于
提取药用植物活性成分,具有高效、快速、节能等
优点,已经取代传统回流提取法,成为应用最为广
泛的辅助提取技术 [6-12],如:房玉林等 [6]、刘芸等 [7]、
李志西等[8]采用超声波辅助技术分别提取石榴皮、
葡萄皮渣、苹果渣中的多酚物质;任文霞 [9]、仇农
学 [10]等采用多种抗氧化测定方法,对超声波提取
的苹果渣总多酚进行活性评价;Pan 等[11]采用微波
辅助技术提取苹果渣中的多酚物质; 艾志录等 [12]
研究微波辅助提取苹果渣多酚的工艺。
山杏(Prunus armeniacavar.ansu)是我国北方
重要的生态经济型树种, 其杏仁被广泛应用于面
包、糖果、饮料等食品加工业,其种皮是杏仁加工
过程中产生的下脚料,约占杏仁质量的 5%。 国内
外对水果、蔬菜多酚的研究较多[13-17],苹果渣、葡萄
皮渣多酚的研究已成为热点, 而山杏杏仁的综合
利用很少涉及多酚类物质的提取与活性研究。 目
前,我国杏仁食品加工过程中,将具有利用价值的
山杏杏仁种皮作为废料丢弃,造成污染环境、原料
浪费。 研究山杏种皮提取物中的总多酚及其抗氧
化活性具有一定的创新性,为抗氧化成分的分离、
鉴定以及抗氧化产品的开发提供研究依据, 为杏
仁的综合加工利用提供技术指导。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
山杏杏仁购于陕西省麟游县农贸市场, 将杏
仁沸煮 3 min后手工剥下种皮,将种皮用自来水冲
收稿日期: 2012-12-25
基金项目: 国家林业局林业公益性科研专项(200904020);
科技部科技成果转化资金项目(2009360040128)
作者简介: 齐高强,男,1977 年出生,博士生,助理研究员
通讯作者: 赵忠
Vol. 13 No. 7
Jul. 2 0 1 3Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 13 卷 第 7 期
2 0 1 3 年 7 月
DOI:10.16429/j.1009-7848.2013.07.003
第 13 卷 第 7 期
洗干净,自然风干,备用。
Folin-酚试剂、β-胡萝卜素,美国 Sigma 公司;
2,6-二叔丁基对甲酚(BHT),德国拜耳公司;没食
子酸丙酯(PG),上海昊化化工公司;无水乙醇、甲
醇、磷酸、没食子酸、二丁基羟基甲苯等所用试剂
均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
1700 型紫外可见光分光光度计, 日本岛津;
RE-52AA 型旋转蒸发仪, 上海亚荣生化仪器厂;
5804 型高速离心机、微量移液器,德国 Eppendorf
公司;EB-280-12 电子天平,SHI-MADZU 公司;
8855-02型数控超声波清洗仪, 美国 Cole-Parmer
公司;KQ-700GVDV 型三频恒温数控超声波清洗
器,昆山市超声仪器有限公司;DHG-82A 型电热
恒温鼓风干燥箱,上海精宏实验设备有限公司。
1.3 方法
将山杏种皮破碎、过筛(覬=100 目),石油醚中
浸提 12 h 脱脂,室温下干燥至恒质量,准确称取
10 g,溶于 100 mL 80% 乙醇溶液,超声波辅助提
取 10 min,提取功率 200 W[18-19],室温下过滤,减压
浓缩至膏状,用甲醇定容至 100 mL,即为山杏种
皮提取物,置冰箱中冷藏备用。
采用 Folin-酚试剂法测定山杏种皮总多酚含
量,其值用没食子酸含量(mg/g)表示[20]。
采用 FRAP 法测定山杏种皮总多酚的总抗氧
化能力[21-22]。
清除 1,1-二苯基 -2-三硝基苯肼自由基
(DPPH·) 活性的测定 [23]: 在 5.0 mL 0.1 mmol/L
DPPH·无水乙醇溶液中加入 0.2 mL 山杏种皮提
取物,摇匀后室温下放置 30 min,测定 517 nm 处
的吸光度值(A),以 0.2 mL 无水乙醇代替样品为
空白对照(A0),以 0.2 mL 提取液样品与 5.0 mL 无
水乙醇混合液为样品对照(A′),校正样品本身颜
色的影响,清除率计算公式为:(DPPH·)自由基清
除率/%=[1-(A-A′)/A0]×100。
采用氯化硝基四氮唑蓝(NBT)光还原法测定
超氧阴离子自由基(O2
·軈
)活性[24]。
采用邻二氮菲吸光度法测定羟自由基(·OH)
的清除能力[25]。
采用 β-胡萝卜素褪色法测定山杏种皮提取
物抗油脂氧化能力 [26]。 在烧杯中加入 1 mL β-胡
萝卜素的氯仿溶液 (5.2 mg/mL),40 mg 亚油酸,
400 mg Tween-20,充分混合后用旋转蒸发仪蒸干
氯仿,再缓慢加入 100 mL 去离子水,剧烈振荡制
成乳化液。分别取 4 mL上述混合液,加入 1 mL山
杏种皮提取物样品,50℃水浴锅中温浴 3 h。 同时
另取一烧瓶不加 β-胡萝卜素溶液,其他同前。 以
不含 β-胡萝卜素的乳化液和去离子水组成对照
组样品。测定反应前后样品在波长 490 nm处的吸
光度。山杏种皮提取物的抗氧化能力计算公式为:
抑制率/%=[1-(A0-At)/(A0′-At′)]×100, 式中:A0,
A0′分别为初始样品和对照组的吸光度;At,At′分
别为 3 h后样品和对照组的吸光度。
山杏种皮提取物的还原能力测定,取 1 mL 不
同浓度的试样溶液,加入 200 mmol/L 磷酸盐缓冲
液(pH 6.6)和 1% K3Fe(CN)6溶液各 2.5 mL,50℃
水浴锅中温浴 20 min,取出后加入 2.5 mL 10%三
氯乙酸,摇匀后离心 10 min,取上层溶液 5.0 mL,
加入蒸馏水 4.0 mL,0.1% FeCl3 1.0 mL,测定 700
nm处的吸光度,用吸光度表示还原能力[27]。
1.4 数据统计分析
每次试验处理重复 3 次, 其平均值为试验结
果数据,显著水平设定 p<0.05,应用 Excel 程序进
行数理统计和作图。
2 结果与分析
2.1 山杏种皮提取物总多酚的含量和总抗氧化
能力
植物种皮中的单体多酚和聚合多酚类物质,
在氧化过程中酚羟基被氧化成醌基, 总多酚含量
降低,因此,总多酚含量可用于评价种皮的抗氧化
程度[14]。 研究结果表明,采用 80%乙醇溶液超声辅
助提取的山杏种皮提取物中总多酚含量为(186.7±
15.6)mg/g,约占山杏种皮质量的 5.76‰,FRAP 值
为(3.715±0.012)mmol/g。
2.2 山杏种皮提取物对二苯代苦味酰基自由基
(DPPH·)的清除作用
DPPH·清除率检测法是一种简单、快速、灵敏
的抗氧化检测手段, 在天然植物提取物体外抗氧
化能力检测和抗氧化片段筛选中被广泛应用 。
DPPH·是一种很稳定的以氮为中心的自由基,若
能将其清除,则表明测试物具有降低羟基自由基、
山杏种皮提取物体外抗氧化活性研究 41
中 国 食 品 学 报 2013 年第 7 期
烷基自由基或过氧化自由基的有效浓度和打断脂
质过氧化链式反应的作用[15,23]。
由图 1 可知,山杏种皮提取物的清除 DPPH·
能力随其浓度的增加而不断增强。 在试验浓度范
围内, 山杏种皮提取物 、2,6-二叔丁基对甲酚
(BHT)、没食子酸丙酯(PG)对 1,1-二苯基-2-三
硝基苯肼自由基 (DPPH·) 清除作用都呈量效关
系,清除能力大小顺序为 PG>山杏提取物>BHT。
2.3 山杏种皮提取物对 O2
·軈
的清除作用
生物体内包括酶系统在内的许多生理反应可
以产生 O2
·軈,如过氧化物酶、脂肪氧合酶、黄嘌呤氧
化酶等[24]。 在氧化胁迫下,超氧阴离子浓度急剧增
大。虽然它是一种活性相对较低的活性氧,但它在
生物体中的羟自由基、过氧化氢、单线态氧等活性
氧的形成过程中起着重要作用[28-29]。 由图 2 可知,
山杏种皮提取物对 O2
·軈
具有较强的清除能力,随着
其浓度的增大其清除效果不断增强, 当质量浓度
达到 400 μg/mL 时清除率可达到 97%。 在试验浓
度范围内,其清除率略高于 PG和 BHT。
2.4 山杏种皮提取物对·OH的清除作用
由图 3 可知,3 种试样均具有清除·OH 的能
力,且在试验的浓度范围内,清除能力随浓度的增
加而增大。 各试验浓度下,山杏种皮提取物清除·
OH能力与 BHT均无显著差异,在浓度较低时(0~
50 μg/mL), 山杏种皮提取物清除·OH 能力与 PG
无显著差异,但是当浓度增加到 100 μg/mL 后,山
杏种皮提取物的·OH清除能力显著高于 PG;当浓
度增加到 200 μg/mL后,清除能力和 BHT相当。
2.5 山杏种皮提取物对 β-胡萝卜素/亚油酸体系
的抑制作用
β-胡萝卜素属多烯色素,是一种抗氧化剂,具
有解毒作用,是维护人体健康不可缺少的营养素,
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
提取物
BHT
PG



/%
50 100 150 200 250 300 350 400
质量浓度/μg·mL-1
图 1 山杏种皮提取物对 DPPH 自由基的清除作用
Fig.1 DPPH-Eliminating percentages of testa extract
of wild apricot and BHT and PG
at the different concentrations
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
提取物
BHT
PG



/%
50 100 150 200 250 300 350 400
质量浓度/μg·mL-1
图 2 山杏种皮提取物对超氧阴离子的清除作用
Fig.2 O2
·軈
-Eliminating percentages of testa extract of wild
apricot and BHT and PG at the different concentrations
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
提取物
BHT
PG



/%
50 100 150 200 250 300 350 400
质量浓度/μg·mL-1
图 3 山杏种皮提取物对羟自由基的清除作用
Fig.3 ·OH -Eliminating percentages of testa extract
of wild apricot and BHT and PG at the different
concentrations
42
第 13 卷 第 7 期
易被氧化而褪去黄色。在反应体系中,亚油酸氧化
产生的过氧化物能使 β-胡萝卜素褪色,随时间的
延长吸光度越来越小, 当反应体系中有抗氧化剂
时,褪色速度减缓,且褪色程度与抗氧化活性呈负
相关 [10,21]。 由图 4 可知,山杏种皮提取物、BHT 和
PG 对 β-胡萝卜素-亚油酸自氧化体系均有明显
的抑制作用,抑制能力大小顺序为 BHT>PG>山杏
提取物。在低浓度时(0~50 μg/mL),抗氧化活性明
显,随着浓度的增大,三者的抑制作用均呈增强趋
势;当山杏种皮提取物质量浓度为 400 μg/mL 时,
抗氧化活性达到 80.12%。
2.6 山杏种皮提取物的还原能力
抗氧化剂的抗氧化能力与其还原力有关,还
原力越大,抗氧化能力越强[18,22]。 抗氧化剂能够在
一定的条件下将 Fe3+还原为 Fe2+。 因此,根据 Fe3+
还原为 Fe2+的多少来间接评价各种提取物的抗氧
化能力。由图 5可知,随着山杏种皮提取物浓度的
增加,Fe2+当量浓度也在不断增加, 即还原力不断
增强; 种皮提取物和 PG、BHT 的还原力均与浓度
呈线性正相关;在同一浓度下,3 种试样之间均存
在显著性差异(p<0.05)。 其中,山杏种皮提取物的
还原力最强,说明其具有较强的供电子能力。
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
提取物
BHT
PG



/%
50 100 150 200 250 300 350 400
质量浓度/μg·mL-1
图 4 β-胡萝卜素/亚油酸自氧化体系抗氧化能力
Fig.4 Anti-oxidative capacities of testa extract of wild
apricot and BHT and PG at the different concentrations
in the β-carotene/linoleic acid system
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
提取物
BHT
PG
50 100 150 200 250 300 350 400
质量浓度/μg·mL-1



图 5 山杏种皮提取物的还原力
Fig.5 Reducing capacities of testa extract of wild
apricot and BHT and PG at the different concentrations
3 结论
选用体积分数 80%的乙醇作为溶剂, 超声辅
助法制备山杏种皮提取物,其多酚含量为(186.7±
15.6)mg/g,远远高于刘芸等[7]葡萄皮渣提取物多酚
含量 106.4 mg/g、房玉林等[6]石榴皮多酚含量 14.06
mg/g,而低于姚增玉等[18]山杏种皮黑色素中总多酚
含量(267.0±17.8)mg/g,由于姚增玉等 [18]提取多酚
时,将样品材料反复提取 4 次,又经过纯化所得。
山杏种皮提取物的 FRAP 值为 (3.715±0.012)
mmol/g,与刘芸等(2011)葡萄皮渣提取物的 FRAP
值(3.215±0.017)mmol/g 相近,说明山杏种皮和葡
萄皮渣提取物的总抗氧化能力基本一致。
山杏种皮中除含有大量的单体多酚和聚合多
酚类物质,包括原花青素、黄酮类化合物等,姚增
玉、 赵忠等利用杏仁种皮下脚料提取得到 4.73‰
的黑色素[18-19]。 体外试验结果表明,山杏种皮提取
物具有较强的抗氧化活性,可以明显抑制 β-胡萝
卜素-亚油酸乳化液的氧化褪色,具有较强的清除
O2
·軈、·OH 能力。 山杏种皮提取物既可以作为氢供
体,清除 DPPH 自由基,但清除能力低于 BHT 和
PG,也可作电子供体,将 Fe3+还原为 Fe2+,还原能
力高于 BHT和 PG。
随着食品和医药等领域对抗氧化剂的需要,
尤其对天然抗氧化剂需求的增加, 本研究为多酚
山杏种皮提取物体外抗氧化活性研究 43
中 国 食 品 学 报 2013 年第 7 期
的提取提供了一个新的来源, 同时为杏仁产品加
工过程中的下脚料——山杏种皮的开发和利用提
供了参考。 利用山杏种皮提取多酚, 将其变废为
宝,并且价格低廉,将成为一种潜在的天然抗氧化
剂或天然抗氧化医药保健品的原料, 具有广阔的
应用前景和开发价值。 但对于山杏种皮多酚的分
离提纯、 功能及组分分析还有待于进一步研究明
确。
参 考 文 献
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Antioxidant Activities in Vitro in Testa Extractive of Prunus Armeniacavar.ansu
Qi Gaoqiang1 Zhao Zhong1* Li Juxiu2 Zhu Hailan1 Zhou Fengli1
(1College of Forestry, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi
2College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi)
Abstract Objective: the study was purported to research on the total polyphenol content and in vitro activity of
testa extract of wild apricot. Method: testa extract of wild apricot was obtained by ultrasonic-assisted extraction with 80%
(V/V) ethanol and its total polyphenol content and total anti-oxidative capacity were assayed with Folin’s reagent and
FRAP, respectively. The capacities of test extract of wild apricot eliminating superoxide anion radical(O2
·軈
), hydroxyl rad-
ical (·OH) and 1, 1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2, 2-Diphenyl-1-(2,4,6-trinitrophenyl) hydrazyl(DPPH·) and
the capacities of the testa extract inhibiting the β-carotene/linoleic acid system and reducing were assayed with 2, 6-Di-
tert-butyl-4-methylphenol(BHT) and proply gallate(PG) as its controls. Results: the testa extract had a total polyphenol
content of (186.7±15.6) mg/g and a FRADP value of (3.715±0.012) mmol/g, and capable of eliminating superoxide anion
radical (O2
·軈、), hydroxyl radical (·OH) and diphenyl bitter acyl radical (DPPH·) at the percentages of 80%, 97% and
98%, respectively and evidently inhibiting the β-carotene/linoleic acid system. Conclusion: testa extract of wild apricot
had relatively strong anti-oxidative capacity.
Key words wild apricot testa; total polyphenol; anti-oxidative capacity; radical-eliminating percentage
山杏种皮提取物体外抗氧化活性研究 45