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稠李属3种果实花色苷的抗氧化活性



全 文 :研究报告
2012年第 38卷第 3期(总第 291期) 73
稠李属 3 种果实花色苷的抗氧化活性*
刘荣,辛越,姚美玲,杨应宇
(东北林业大学,黑龙江 哈尔滨,150040 )
摘 要 对稠李属 3 种果实浸提得到的花色苷抗氧化活性进行了比较。采用羟自由基(·OH)清除能力、ABTS
自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、总还原能力来评价稠李属 3 种果实花色苷的抗氧化活性,并采用 VC
作对照。结果表明:稠李属 3 种果实的花色苷对·OH、ABTS、DPPH有较强的清除能力,且抗氧化活性均随样品
浓度升高而增强,呈明显的量效关系,在试选范围内清除效果均低于 VC 对照组。但当稠李及山桃稠李的质量浓
度大于 0. 04 mg /mL时,其还原能力强于 VC 对照组。3 种果实花色苷中,抗氧化活性从大到小依次为稠李 >山
桃稠李 >紫叶稠李。
关键词 稠李,山桃稠李,紫叶稠李,花色苷,抗氧化
第一作者:博士,副教授。
* 中央高校基本科研业务费专项资金资助(DL12CA11)
收稿日期:2011 - 11 - 10,改回日期:2012 - 02 - 14
花色苷属黄酮类化合物,广泛存在于植物的根、
茎、叶、花、果实等器官的细胞液中,易溶水等极性溶
剂,可作为天然色素应用于食品中。
稠李属植物为多年生落叶乔木或灌木,共有 20
多种,主要分布与北温带。我国稠李属有 14 种,全国
各地均有分布,但以长江流域、陕西和甘肃较为集中。
稠李(Padus racemosa)、山桃稠李(Prunus maackii)、
紫叶稠李(Padus virginiana) ,为蔷薇科(Rosaceae)稠
李属的 3 种植物[1 - 2]。稠李属的果实富含天然色素,
但目前,国内对稠李属植物的研究多为苗木繁育和生
长特性等方面[3 - 5],而对其果实花色苷资源开发和利
用的研究报道很少[6]。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
稠李、山桃稠李、紫叶稠李 3 种果实于 2011 年 8
月采自哈尔滨双环园林,- 20℃速冻保存。
1,1-二苯基苦基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picryl-
hydrazyl,DPPH) ,2 2氨基-二(3-乙基-苯并噻唑啉磺
酸-6)铵盐(ABTS) ,Sigma 公司;其他试剂均为国产
分析纯。
1. 2 仪器与设备
HR1707 榨汁机,飞利浦公司;56PC 紫外可见光
分光光度计,上海光谱仪器有限公司;RE-5205 旋转
蒸发器,上海亚荣生化仪器;SHB-IIIG循环水式多用
真空泵,郑州长城科工贸有限公司;ALPHA1 - 2 冷
冻干燥机,德国 CHR IST 公司;HH-S 电热恒温水浴
锅,上海博讯实业有限公司;TDL - 40B - W离心机,
上海安亭科学仪器厂。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 花色苷的提取纯化
稠李、山桃稠李、紫叶稠李解冻后剪枝打浆,在常
温下,以 pH = 3 的体积分数 60%乙醇溶液作浸提溶
剂,料液比为 1∶ 4(g∶ mL) ,浸提 2 次,第 2 次溶剂用量
减半,每次浸提时间为 12 h,合并浸提液 4 000 r /min
离心 10 min后抽滤,42℃减压浓缩得花色苷浓缩液。
将浓缩液装载于预处理好的 X-5 型大孔吸附树脂,上
柱纯化,经酸化水(pH3 的蒸馏水)除杂后用 pH = 3
的 60% 乙醇洗脱,以 1 mL /min 的流速收集洗脱
液[7],42℃减压浓缩得花色苷纯化液,冷冻干燥得粉
末。
准确称取各粉末 0. 2 g,在 1 000 mL容量瓶中定
容,即配制成 0. 2 mg /mL 的稠李、山桃稠李、紫叶稠
李花色苷溶液。4℃保存,用时稀释至不同浓度。
1. 3. 2 花色苷清除·OH自由基能力的测定
按照文献[8]方法略加改动。1. 0 mL 的 6
mmol /L FeSO4 溶液,1. 0 mL的 8 mmol /L H2O2 溶液,
1. 0 mL的测试样液,1. 0 mL的 6 mmol /L水杨酸钠溶
液,反应混合物体系共 4. 0 mL。混匀静置 30 min,于
510 nm测吸光度。清除率用下式计算:
清除率 /% = [1 -(A1 - A2)/A0]× 100
式中 :A0 为空白的平均吸光度;A1 为式样的平
均吸光度;A2 为样品本身吸光度。
1. 3. 3 花色苷清除 ABTS自由基的测定
依据文献[9]的方法稍加修改。ABTS 储备液:
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2012.03.004
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
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7. 4 mmol ABTS 溶液和 2. 6 mmol 过硫酸钾溶液,等
量混合,室温下避光反应 12 h。ABTS 工作液:吸取 1
ml储备液以无水乙醇稀释,使吸光度在 744 nm 波长
处达 0. 700 ± 0. 02。取 2 850 μL 的 ABTS 工作液与
150 μL的样品混合,在室温下避光放置 2 h,于 744
nm处测定吸光值。清除率以下式计算:
清除率 /% = [1 -(A1 - A2)/A0]× 100
式中:A0 为空白的平均吸光度;A1 为式样的平均
吸光度;A2 为样品本身吸光度。
1. 3. 4 花色苷清除 DPPH自由基活性的测定
依据 Blois[10]DPPH测试法。DPPH储备液:称取
0. 198 4 gDPPH以无水乙醇溶解定容至 50 mL,于棕
色试剂瓶中,4℃冰箱保存。DPPH工作液:吸取 2 mL
DPPH储备液,以无水乙醇定容至 100 mL。吸取 2. 0
mL 的 DPPH乙醇溶液及 2. 0 mL样品溶液,混合均匀
在室温下避光放置 30 min 后于 517 nm 波长处测定
混合物的吸光值。清除率以下式计算:
清除率 /% = [1 -(A1 - A2)/A0]× 100
式中:A0 为空白的平均吸光度;A1 为式样的平均
吸光度;A2 为样品本身吸光度。
1. 3. 5 花色苷总还原能力的测定
按照 Oyaiz 等[11]采用的铁氰化钾还原显色法。
0. 5 mL 的样品溶液,2. 5 mL 的 PBS 缓冲溶液(pH
6. 6,0. 2 mol /L)和 2. 5 mL 的质量分数为 1%铁氰化
钾[K3Fe(CN)6]溶液,混匀于 50℃水浴 20 min,快速
冷却后,加入 2. 5 mL 体积分数为 10%的三氯乙酸溶
液。充分振荡混合后 1 000 r /min /min 离心 10 min。
吸上清液 5mL,依次加入 5 mL 蒸馏水和 1 mL 0. 1%
的三氯化铁溶液,充分混合后于 700 nm 波长下测定
溶液吸光度。计算公式:
花色苷总还原能力 = A1 - A0
式中:A0 为空白的平均吸光度;A1 为式样的平均
吸光度。
1. 4 数据分析
实验数据均为 3 个独立重复,数据分析采用 Ori-
gin8. 0 软件。
2 结果与分析
2. 1 清除·OH自由基的测定结果
由图 1 可知,在试选范围内,稠李、山桃稠李、紫
叶稠李 3 种果实花色苷具有一定的清除羟自由基的
能力,并随着浓度的升高而增强,但均低于 Vc 的清
除能力。当稠李、山桃稠李、紫叶稠李 3 种果实花色
苷的质量浓度达到 0. 2 mg /mL 时,清除能力分别与
0. 14、0. 1、0. 08 mg /ml的 VC 清除能力相当。稠李花
色苷的清除·OH 自由基的能力明显大于山桃稠李
和紫叶稠李,三者的清除效果为稠李 >山桃稠李 >紫
叶稠李。
图 1 稠李属果实花色苷及 VC 对·OH
自由基的清除能力
2. 2 清除 ABTS的测定结果
ABTS即 2,2氨基-二(3-乙基-苯并噻唑啉磺酸-
6)铵盐,活性氧能将其氧化生成稳定的蓝绿色阳离
子自由基 ABTS· +,向其中加入样品后,若该样品中
存在抗氧化成分,则样品就会与 ABTS· +发生反应
而使反应体系褪色。ABTS· +自由基的最大吸光波
长为 734 nm,可利用紫外 /可见分光光度计检测吸光
度的变化。对照标准体系有 2 种,一种是以 trolox(6-
Hydroxy-2,5,7,8-tet ram ethylchroman-2-carboxylic
acid)类似于 VE 的水溶性物质作对照,另一种是以抗
坏血酸(VC)作对照
[12],本实验采用 VC 为对照组。
图 2 稠李属果实花色苷及 VC 对 ABTS的清除能力
由图 2 可知,在试选范围内,稠李、山桃稠李、紫
叶稠李 3 种果实花色苷都具有很好的清除 ABTS 的
能力,且都随浓度的增加而增强。当质量浓度增加到
0. 06 mg /mL时稠李花色苷与 VC 的清除能力相当,均
能达到 98%以上。并且,当质量浓度大于 0. 06 mg /
mL时稠李花色苷清除 ABTS 的能力与 VC 相同。但
在浓度小于 0. 06 mg /ml 时,相同浓度的稠李属果实
研究报告
2012年第 38卷第 3期(总第 291期) 75
花色苷清除能力均低于 VC 对照组。其清除 ABTS 的
能力大小为稠李 >山桃稠李 >紫叶稠李。
2. 3 清除 DPPH的测定结果
由图 3 可知,在试选范围内,稠李、山桃稠李、紫
叶稠李 3 种果实花色苷及 VC 都具有很好的清除 DP-
PH自由基能力,并且随着样品浓度的增加清除能力
也越来越强。稠李花色苷浓度在 0. 18 mg /mL 时的
清除率达到 99. 78%,同 0. 08 mg /mL的 VC 清除能力
相当。山桃稠李花色苷清除 DPPH 的能力略低于稠
李,而紫叶稠李花色苷在浓度为 0. 2 mg /mL 时清除
率为 89. 11%。综上:在相同浓度下,3 种果实花色苷
清除 DPPH 的能力大小为稠李 >山桃稠李 >紫叶稠
李。
图 3 稠李属果实花色苷及 VC 对 DPPH的清除能力
2. 4 还原力的测定结果
由图 4 可知,在试选范围内,稠李、山桃稠李、紫
叶稠李 3 种果实花色苷都具有还原能力,并且随着样
品浓度的增加吸光值增大,还原能力增强。当样品质
量浓度小于 0. 04 mg /mL 时,山桃稠李与 VC 的吸光
值相近,还原能力相当。当样品质量浓度为 0. 04
mg /mL时,稠李高于 VC 对照组吸光值为 0. 131,而紫
叶稠李的吸光值最低仅相当于稠李的一半。表明当
质量浓度大于 0. 04 mg /mL时,稠李和山桃稠李果实
花色苷对三价铁离子的还原能力均高于 VC 对照组,
而紫叶稠李的还原能力低于 VC。由上可知稠李及山
桃稠李是良好的供电子体。
图 4 稠李属果实花色苷及 VC 的还原能力
3 讨论
目前,天然来源的花色苷由于其具有优越的色调
已广泛应用于食品中,如饮料、果脯、腌制品、葡萄酒、
冰淇淋等食品的着色。另外也可利用其具备的生理
活性功能开发出相应的保健食品。而合成色素由于
具有致癌性等问题,发达国家已禁止其在食品中使
用[13]。
本实验对稠李属的 3 种果实花色苷从·OH 自
由基清除能力、ABTS自由基清除能力、DPPH 自由基
清除能力以及测定还原力四方面进行抗氧化活性对
比,结果表明,在试选范围内,3 种果实均能明显表
现出该花色苷抗氧化活性的趋势及量效关系。稠李
清除·OH自由基、ABTS、DPPH 的能力均最强,其次
是山桃稠李,清除能力最低的是紫叶稠李。另外,稠
李及山桃稠李也表现出了很强的还原能力,在质量浓
度为 0. 2 mg /mL 时,稠李及山桃稠李的吸光值已分
别达到 0. 557、0. 468,优于 VC 对照组。而紫叶稠李
的还原能力最低,在质量浓度为 0. 2 mg /mL 时,仅为
山桃稠李吸光值的一半。稠李属 3 种果实花色苷的
抗氧化活性大小为稠李 >山桃稠李 >紫叶稠李。
由于花色苷是花青素与糖通过糖苷键结合成的
一类多酚类化合物,而天然花青素在植物中常见的有
6 种,即天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药
色素、牵牛花色素和锦葵色素,并且连接到花色苷分
子上的糖的种类、数量及位置也不同,从而导致花色
苷的种类较多[14]。本研究中 3 种果实花色苷抗氧化
活性存在差异的原因可能是 3 种果实花色苷的种类
不同而致使其生物活性不同,若要弄清每种果实花色
苷的结构,还有待进一步的研究。
综合本实验的结果,证明了 3 种果实花色苷均具
有较好的抗氧化能力,可作为一种抗氧化剂。并且,
对稠李属 3 种果实的花色苷体外清除自由基活性进
行初步的研究。
参 考 文 献
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Study on Antioxidant Activity of Anthocyanins Extracted
from Three Kinds of Padus Mill Fruits
Liu Rong,Xin Yue,Yao Mei-ling,Yang Ying-yu
(Department of Food Science,College of Forest,Northeast Forest University,Harbin 150040,China)
ABSTRACT The antioxidant activity of anthocyanins which were extracted from three kinds of Padus Mill fruits was
researched and compared. The antioxidant activity was evaluated by the abilities to scavenging ·OH free radical,
ABTS free radical,DPPH free radical and the total reduction capacity,and then compared with Vc. The result
showed that the three kinds of anthocyanins possessed remarkable scavenging effects against ·OH free radical,ABTS
free radical and DPPH free radical. The antioxidant activity increased with the concentration increasing and showed a
obvious does-effect relationship. The scavenging effect of the three kinds of anthocyanins was lower than Vc control
group in the selected concentration range,but the reduction capacity of Padus racemosa and Prunus maackii was
stronger than the control group when the sample concentration was more than 0. 04mg /ml. Comparing the anthocya-
nins of the three kinds fruits,the order of antioxidant activity was Padus racemosa > Prunus maackii > Padus virgini-
ana.
Key words Padus racemosa,Prunus maackii,Padus virginiana,anthocyanins,antioxidant