全 文 :《食品工业》2013 年第34卷第 6 期 127
五指毛桃功能性成分抗氧化活性研究
李南薇,黄燕珍
仲恺农业工程学院轻工食品学院(广州 510225)
摘 要 以五指毛桃为原料, 对其中的黄酮、多糖、多酚和氨基酸等功能性成分进行提取, 并对其抗氧化活性进行
研究。结果表明: 五指毛桃中含有丰富的黄酮和多糖物质, 其含量(以干基计)分别为10.76 mg/g, 5.06 mg/g, 多酚和氨
基酸含量较少, 分别为0.82 mg/g和1.74 mg/g。抗氧化试验表明: 五指毛桃多糖、黄酮、多酚和氨基酸具有较强的清
除自由基能力, 对DPPH自由基的半抑制浓度Ic50分别为15.13, 103.72, 3.63, 13.64 μg/mL, 对·OH的半抑制浓度Ic50分
别为0.02, 117.29, 5.09, 14.40 μg/mL。
关键词 五指毛桃; 黄酮; 多糖; 多酚; 氨基酸; 抗氧化活性
Antioxidant Activities of Functional Components from Radix fi ci simplicissimae
Li Nan-wei, Huang Yan-zhen
College of Light Industry and Food Technology, Zhongkai University of AgrIcultural and
Engineering (Guangzhou 510225)
Abstract The fl avonoids, polysaccharides, polyphenols and amino acids from Radix fi ci simplicissimae were extracted, and
their antioxidant activities were evaluated. The results indicated that there was a large amount of fl avonoids and polysaccharides,
whose contents were 10.76 mg/g and 5.06 mg/g. The contents of polyphenols and amino acids were less, which were 0.82 mg/
g and 1.74 mg/g, respectively. Moreover, antioxidant experiments showed that fl avonoids, polysaccharides, polyphenols and
amino acids from Radix fi ci simplicissimae had strong scavenging abilities for free radicals. Their Ic50 values for DPPH· free
radical were 15.13, 103.72, 3.63, 13.64 μg/mL, respectively. Their Ic50 values for · OH free radical were 0.02, 117.29, 5.09,
14.40 μg/mL, respectively.
Keywords Radix fi ci simplicissimae; fl avonoids; polysaccharides; polyphenols; amino acids ; antioxidant activity
式,得到不同辣度等级下的辣椒碱含量和所含SHU单
位数,结果如表5所示。
表5 辣度等级划分
等级 辣椒碱含量/mg·mL-1 SHU单位数
轻辣 <0.099 <1.53×103
微辣 0.099~0.398 1.53×103~6.14×103
中辣 0.398~1.592 6.14×103~2.45×104
特辣 >1.592 >2.45×104
4 结论
1) 以丙酮为浸提溶剂,通过单因素试验,进行正
交试验分析可知,其最佳工艺条件为:温度60 ℃,
时间70 min,料液比为1︰10时,得到浓缩辣椒酱中
辣椒碱含量达到0.398%,并且三因素的影响顺序为提
取时间>提取温度>料液比,各因素间的最优组合为
A3B2C2。
2) 通过对不同浓度辣椒碱溶液的感官评定,辅
以SHU指数计算,将辣度分为轻辣,微辣,中辣,特
辣四个等级。当辣椒碱含量小于0.099 mg/mL,SHU单
位数小于1.53×103时处于轻辣水平;当辣椒碱含量在
0.099~0.398 mg/mL,SHU单位数在1.53×103~6.14×103
时为微辣水平;当辣椒碱含量在0.398~1.592 mg/mL,
SHU单位数在6.14×103~2.45×104时为中辣水平;当辣
椒碱含量大于1.592 mg/mL,SHU单位数大于2.45×104
为特辣水平。
参考文献:
[1] 辣椒酱国标即将出台[J]. 农村实用技术, 2010(8): 13.
[2] 王向龙. 辣椒酱将有辣度分级[J]. 消费指南, 2010(10): 35.
[3] 王慧萍, 夏延斌. 辣椒素类物质测定方法的研究进展[J].
中国食品添加剂, 2005(2): 110-113.
[4] 王小光, 杨月云. 辣椒碱提取新工艺研究[J]. 中国调味品,
2011(6): 117-120.
[5] Paprika Oleoresin. Specification for identify and purity
ofcertain food additives[J]. FAO Food and Nutrition Paper,
1990, 49: 52-56.
[6] 杨代明, 马东兴, 李忠海, 等. 辣椒制品模糊辣度的表示与
测定[J]. 食品与机械, 2011(11): 31-36.
[7] 熊科, 夏延斌, 王燕, 等. 辣椒及其制品辣度分级方法研究
[J]. 食品科学, 2007(5): 37-40.
[8] 王辉, 李汴生, 王超, 等. GB 10783-1996 辣椒碱测定方法
的研究及改进[J]. 现代食品科技, 2007(10): 90-92.
[9] 安中立. 辣椒制品辣度分级及辣椒碱的抑菌研究[J].
2008(5): 29-30.
研究探讨
《食品工业》2013 年第34卷第 6 期 128 基金项目:广东省高新技术产业化项目(201013011000002)
五指毛桃为岭南著名常用草药之一,且为药食同
源植物。其俗名为牛奶木、土黄芪、火龙叶、九龙根
等,由《中华人民共和国药典》一部77版收载[1],以
桑科榕属植物粗叶榕的根入药,性平,味甘、辛,有
健脾补肺、利湿舒筋之功,用于脾虚浮肿、食少无
力、肺痨咳嗽、盗汗、风湿痹痛、产后无乳等症[2]。
在广东地区,民间常用五指毛桃的根煲汤,称之为
“南芪”,应用历史悠久,保健作用广为认可[3-4]。
现代研究表明,人体在生命活动的氧化代谢过程
中会不断产生各种自由基,它会损害人体内的细胞、
破坏免疫系统及各种退化病变,导致疾病的发生。而
人工合成的抗氧化剂具有一定的毒性和致癌作用,所
以研究天然的抗氧化剂已成为必然要求[5]。近年来,
五指毛桃这一宝贵的植物资源引起了药学工作者的高
度重视,对其化学成分、药理活性及其他方面的研究
不断深入,但有关其体外抗氧化活性方面的研究尚未
见报道。本试验以五指毛桃为原料,对其中的黄酮、
多糖、氨基酸和多酚四类功能性成分进行提取,并对
其抗氧化活性进行研究,探讨其能否作为一种新的植
物源食品或食品添加剂应用于生产中。研究既为五指
毛桃的应用提供了理论依据,提升五指毛桃的价值,
又可以为食品工业发掘新原料。
1 材料与方法
1.1 试验材料
五指毛桃,购于广东金康药房连锁有限公司,于
25 000 r/min的高速粉碎机中打成粉末后,备用。
没食子酸,天津市科密欧化学试剂开发中心;葡
萄糖,江苏强盛化工有限公司;乙醇,天津市富宇精
细化工有限公司;水杨酸,天津市广成化学试剂有
限公司;亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、氯化铝、
双氧水,广州化学试剂厂;DPPH(1,1-Diphenyl-
2-pIcrylhydrazyl radIcal)、邻二氮菲,美国Sigma-
AldrIch公司;芦丁,国药集团化学试剂有限公司;丙
氨酸,广州皓海贸易有限公司;抗坏血酸,上海伯奥
生物科技有限公司;茚三酮,上海三爱思试剂有限
公司。
1.2 仪器与设备
S54紫外可见分光光度计,上海棱光技术有限公
司;RE-52AA旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂;
6202小型高速粉碎机,台湾欣镇企业有限公司;
ALC-210.4电子分析天平,德国Sartorius公司;HWS12
型电热恒温水浴锅,上海一恒科学仪器有限公司。
1.3 五指毛桃功能性成分的提取和测定
1.3.1 五指毛桃黄酮的提取和测定
称取五指毛桃干粉5 g,加入70%的乙醇50 mL,
在75 ℃的水浴中回流提取2 h,离心取上清液并进行
减压浓缩,然后定容至100 mL,摇匀,备用。
准确称取芦丁10.0 mg,用70%的乙醇溶解后定
容到100 mL,配制成0.1 mg/mL的芦丁标准溶液。吸
取0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0 mL的芦丁标准
溶液分别置于25 mL比色管中,用70%乙醇溶液补至
10 mL,加入1 mL 5 g/100 mL亚硝酸钠溶液,振摇,放
置5 min,加入1 mL 10 g/100 mL硝酸铝溶液,摇匀后
放置6 min,加入5 mL 1 mol/L氢氧化钠溶液,用70%
乙醇定容至刻度,摇匀,静置15 min,以试剂为空白
参比液,于510 nm波长处测定吸光度,以芦丁标准溶
液质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲
线[6]。取10 mL五指毛桃黄酮提取液,按上述操作测定
其吸光度,计算样品中的黄酮含量。
1.3.2 五指毛桃多糖的提取和测定
称取五指毛桃干粉5 g,加入50 mL蒸馏水,在
75 ℃水浴中回流提取2 h,将浸提液于3 000×g离心
15 min,取上清液浓缩至25 mL,然后用Sevag法脱蛋
白,3 000×g离心15 min,取上清液,并加入95%乙醇
使乙醇终体积分数为80%,冰箱静置48 h过滤,再于
3 000×g离心15 min,取沉淀,沉淀重新溶于蒸馏水
中,定容至100 mL,摇匀,备用[7]。
采用硫酸-苯酚法[8]。准确称取10.0 mg葡萄糖,
用水溶解后定容至100 mL,配制成0.1 mg/mL的葡萄糖
标准溶液。吸取0,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4 mL
葡萄糖标准溶液分别置于10 mL比色管中,用蒸馏水
补至2 mL,加入1 mL 6%苯酚试液,摇匀,迅速加入
浓硫酸5.0 mL,摇匀后放置10 min,置沸水浴中加热
15 min,取出冷却至室温,以试剂为空白参比液,于
490 nm波长处测定吸光度,以葡萄糖标准溶液质量浓
度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线。取2 mL
五指毛桃多糖提取液,按上述操作测定其吸光度,计
算样品中的多糖含量。
1.3.3 五指毛桃多酚的提取和测定
称取五指毛桃干粉10 g,加入30%的乙醇100 mL,
在60 ℃的水浴中提取2 h,离心取上清液并进行减压
浓缩,然后定容至100 mL,摇匀,备用。
采用Folin-ciocalteu法测定总多酚含量[9-10]。准确
称取10.0 mg没食子酸,用水溶解后定容到100 mL,
配制成0.1 mg/mL的没食子酸标准溶液。吸取0,0.4,
0.8,1.2,1.6,2.0 mL没食子酸标准溶液分别置于
10 mL比色管中,加水补至6 mL,再加入1 mL福林酚
试剂,摇匀,在1~8 min内再加入2 mL 20 g/100 mL
Na2CO3溶液,以蒸馏水定容至刻度,40 ℃下避光反
应2 h。以试剂为空白参比液,于760 nm波长处测定吸
光度,以没食子酸标准溶液质量浓度为横坐标,吸光
度为纵坐标绘制标准曲线。取2 mL五指毛桃多酚提取
液,按上述操作测定其吸光度,计算样品中的多酚
含量。
1.3.4 五指毛桃氨基酸的提取和测定
研究探讨
《食品工业》2013 年第34卷第 6 期 129
称取五指毛桃干粉1 g,加入去离子水40 mL,在
60 ℃的水浴中提取2 h,趁热过滤,冷却至室温后用
蒸馏水定容至100 mL,摇匀,备用。
采用茚三酮比色法[11]。精确称取于80 ℃~90 ℃烘
干至恒重的丙氨酸31.8 mg,用10%的异丙醇溶解,
并定容至100 mL,混匀得溶液a。取溶液a 5 mL,用
水稀释至50 mL,即成5 μg氮/mL溶液,为溶液b。使
用时,取40 mL溶液b用水稀释至100 mL,得2 μg氮/
mL的氨基酸标准溶液。准确吸取0,0.2,0.4,0.6,
0.8,1.2,1.4,1.6,1.8,2.0 mL 2 μg氮/mL氨基酸标
准溶液分别置于10支比色管中,分别编号0~9,用水
补至2 mL,加入3 mL茚三酮试剂和0.1 mL 1%抗坏血
酸溶液,混匀,置沸水浴中加热15 min,取出,在间
歇摇动下于空气中冷却15 min。以0号管为空白管,于
580 nm波长处测定各管吸光度,以丙氨酸含量(mg)
为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线。取2 mL五
指毛桃氨基酸提取液,按上述操作测定其吸光度,计
算样品中的氨基酸含量。
1.4 抗氧化活性的测定
1.4.1 清除DPPH自由基的测定[12]
准确称取DPPH自由基标准品11 mg,用体积分
数70%的乙醇溶解并定容至100 mL,配成0.28 mmol/
L DPPH储备液,置于冰箱中备用。取不同质量浓度
的木瓜叶多糖提取液(20,30,40,50,80 μg/mL)
2 mL,分别加入0.28 mmol/L DPPH溶液2 mL,摇匀,
在黑暗中放置30 min,以70%的乙醇为空白在波长517
nm处测定其吸光度A样品,用70%的乙醇代替DPPH溶
液按上述方法测定吸光度为A对照,用70%的乙醇代替
木瓜叶多糖提取液按上述方法测定吸光度为A空白。按
式(1)计算DPPH自由基清除率。
1.4.2 清除羟自由基的测定[13]
在试管中依次加入2 mL 6 mmol/L FeSO4溶液,2 mL
不同质量浓度的木瓜叶多糖提取液(0.15,0.20,
0.25,0.30,0.40,0.50 mg/mL),2 mL 6 mmol/L H2O2
溶液,摇匀,静置10 min,再加入2 mL 6 mmol/L水杨
酸溶液,摇匀,静置30 min后于波长510 nm处测定其
吸光度A样品,用蒸馏水代替水杨酸按上述方法测定吸
光度为A对照,用蒸馏水代替木瓜叶多糖提取液按上述
方法测定吸光度为A空白。按式(2)计算·OH自由基
清除率。
2 结果与分析
2.1 五指毛桃黄酮、多糖、多酚和氨基酸的测定结果
分别以芦丁、葡萄糖、没食子酸、丙氨酸为标准
品制作标准曲线来测定五指毛桃中黄酮、多糖、多酚
和氨基酸的含量。根据标准曲线计算出回归方程和相
关系数,结果见表1。
表1 芦丁、葡萄糖、没食子酸及丙氨酸的回归方程
标准品 回归方程 相关系数
芦丁 A=0.337 5C+0.000 9 0.993 1
葡萄糖 A=8.51C+0.013 3 0.990 8
没食子酸 A=81.013C-0.012 3 0.998 5
丙氨酸 A=0.403 7C+0.049 0.991 6
注:A为吸光度,C为物质质量分数。
由表2可知,五指毛桃中含有丰富的黄酮和多糖
物质,多酚和氨基酸含量相对较少。
表2 五指毛桃中黄酮、多糖、氨基酸和多酚含量
物质 黄酮 多糖 多酚 氨基酸
质量分数/(mg·g-1) 10.76 5.06 0.82 1.74
注:以干基计。
2.2 五指毛桃的抗氧化活性
2.2.1 五指毛桃黄酮的抗氧化活性
DPPH自由基是一种很稳定的氮中心的自由基,
常用于抗氧化成分的体外抗氧化评价。·OH被认为是
毒性最强的活性氧自由基,辐射损伤等物理、化学因
子都会促进其形成,是造成有机体过氧化损伤的主要
因素[8]。试验以DPPH自由基和·OH清除率为指标,对
提取的五指毛桃黄酮、多糖、多酚和氨基酸的体外抗
氧化活性进行初步研究。
图1 五指毛桃黄酮对自由基的清除作用
由图1可知,五指毛桃黄酮对DPPH自由基和羟自
由基具有较强的清除作用,并且呈显著地剂量依赖
关系,随着黄酮质量浓度的增加,对DPPH自由基和
羟自由基的清除效果增强。黄酮质量浓度(x,μg/mL)
与DPPH自由基清除率(y,%)的回归方程为y=2.358 6x+
14.326,其相关系数R2=0.998 4,五指毛桃黄酮清除
DPPH自由基的半抑制浓度(Ic50,即清除率达到50%
时所需样品的质量浓度)为15.13 μg/mL;黄酮质量
浓度(x,μg/mL)与羟自由基清除率(y,%)的回归
方程为y=3 016.7x-5.292,其相关系数R2=0.991 3,五
指毛桃黄酮清除羟自由基的半抑制浓度(Ic50)为0.02 μg/
mL。与其他文献[6,13]报道比较,五指毛桃黄酮清除
DPPH自由基的效果较南瓜苗黄酮和柚皮黄酮稍强,
但不如VC强,而清除羟自由基的能力明显强于南瓜
苗黄酮、柚皮黄酮和VC,说明五指毛桃黄酮表现出
很强的清除自由基能力。
研究探讨
《食品工业》2013 年第34卷第 6 期 130
2.2.2 五指毛桃多糖抗氧化活性研究
图2 五指毛桃多糖对自由基的清除作用
由图2可知,五指毛桃多糖对DPPH自由基和羟自
由基具有较好的清除作用。在所研究的质量浓度范围
内,DPPH自由基、羟自由基清除率均和多糖质量浓
度呈现良好的线性关系,五指毛桃多糖清除DPPH自
由基和羟自由基的半抑制浓度(Ic50)分别为103.72
μg/mL和117.29 μg/mL。与其他文献报道比较[8,12],五
指毛桃多糖清除自由基的能力稍强于菠萝皮渣多糖和
狗肝菜多糖,说明其具有较强的清除自由基能力。
2.2.3 五指毛桃氨基酸对自由基的清除作用
图3 五指毛桃氨基酸对自由基的清除作用
由图3可知,五指毛桃氨基酸对DPPH自由基和羟
自由基的清除率随着氨基酸质量浓度的增加而增加,
且其清除能力与氨基酸质量浓度呈线性相关。五指毛
桃氨基酸清除DPPH自由基和羟自由基的半抑制浓度
(Ic50)分别为13.64 μg/mL和14.40 μg/mL。目前,有
关植物中氨基酸抗氧化活性的研究报道较少,本试验
结果表明,五指毛桃中氨基酸含量虽然较少,但其抗
氧化效果非常好。
2.2.4 五指毛桃多酚对自由基的清除作用
图4 五指毛桃多酚对自由基的清除作用
由图4可知,五指毛桃多酚对DPPH自由基和羟自
由基具有较好的清除作用,且自由基清除率均和多
酚质量浓度呈现良好的线性关系。五指毛桃多酚清
除DPPH自由基和羟自由基的半抑制浓度(Ic50)分别
为3.63 μg/mL和5.09 μg/mL。与其他文献[10-12]报道比
较,五指毛桃多酚具有很强的清除自由基能力,其清
除自由基的能力明显高于狗肝菜中多酚物质、枣果皮
中酚类物质及人工合成抗氧化剂2,6-二叔丁基对甲酚
(BHT)。
3 结论与讨论
对五指毛桃中四类功能性成分的提取结果表明,
五指毛桃中含有丰富的黄酮和多糖物质,其含量(以
干基计)分别为10.76 mg/g和5.06 mg/g,多酚和氨基酸
含量较少,分别为0.82 mg/g和1.74 mg/g。
五指毛桃功能性成分的体外抗氧化活性试验结果
表明,五指毛桃黄酮、多糖、氨基酸和多酚都具有良
好的抗氧化活性,且对DPPH自由基和羟自由基的清
除率呈现出显著的量效关系,其中,黄酮、氨基酸和
多酚相对于其他植物表现出很强的抗氧化活性,仅多
糖的抗氧化活性一般[6,8-10,12-13],这些都为开发利用该
资源提供了参考依据。
参考文献:
[1] 中华人民共和国药典委员会. 中华人民共和国药典[S]. 北
京: 人民卫生出版社, 1977: 90.
[2] 温玲, 吴华碧, 刘沙, 等. 广东不同地区野生或市售五指毛
桃中补骨脂素含量的测定[J]. 中国医药导报, 2008, 35(5):
29-30.
[3] 温玲, 徐刚, 杨文豪, 等. 岭南草药五指毛桃研究概况[J].
中医药信息, 2007, 24(1): 18-20.
[4] 赵丽萍, 狄斌, 冯锋. 五指毛桃的化学成分[J]. 药学与临床
研究, 2008, 16(1): 5-7.
[5] IQBAL S, HALEEMA S, AKHTAR M, et al. Efficiency
of pomegranatepeel extracts in stabilization of sunflower oil
under accelerated conditions [J]. Food Research Internation,
2008, 41: 194-200.
[6] 吴琼英, 贾俊强. 柚皮黄酮的超声辅助提取及抗氧化性研
究[J]. 食品科学, 2009, 30(2): 29-33.
[7] 赵㗒, 李红良, 叶倩雯. 芡实多糖的粗提取及其对羟自由
基的清除效果[J]. 食品与发酵工业, 2010, 36(11): 177-182.
[8] 罗建平, 徐学玲, 潘利华, 等. 菠萝皮渣多糖的提取与体外
抗氧化活性研究[J]. 食品科学, 2009, 30(18): 172-175.
[9] 娄在祥, 王洪新, 吕文平, 等. 微波辅助提取牛蒡叶多酚
及其抗氧化、抗菌活性研究[J]. 食品与发酵工业, 2010,
36(1): 161-165.
[10] 薛自萍, 曹建康, 姜微波. 枣果皮中酚类物质提取工艺优
化及抗氧化活性分析[J]. 农业工程学报, 2009, 25(增刊1):
153-158.
[11] 詹忠根. 茶树菇氨基酸提取工艺优化及组成成分的
HPLC分析[J]. 食品科技, 2008, 35(10): 181-184.
[12] 李南薇, 刘长海, 陆映机. 狗肝菜功能性成分的抗氧化活
性[J]. 食品科学, 2011, 32(13): 71-74.
[13] 李南薇, 刘长海, 黄凯. 南瓜苗总黄酮的提取及清除自由
基能力研究[J]. 食品科学, 2011, 32(8): 58-60.
研究探讨