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红果参果胶提取物的抗氧化作用研究



全 文 :研究与探讨
2015年第4期
Vol . 36 , No . 04 , 2015
红果参果胶提取物的抗氧化作用研究
陈莉华1,2,王晓静1,肖 琴1,莫宇婷1
(1.吉首大学化学化工学院,湖南吉首 416000;
2.吉首大学植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室,湖南吉首 416000)
摘 要:酸提醇沉超声辅助提取并纯化红果参中的果胶,以VC为对照,研究了果胶提取物对·OH、O2-·的清除能力、对
Fe3+的还原作用以及对油脂氧化体系的抑制效果。结果表明:当质量浓度为0.6g/L时,红果参果胶提取物对·OH、O2-·
的清除率分别为40.53%和26.02%,还原Fe3+产生的吸光值为0.51,对植物油和动物油的保护率分别为96.83%和39.22%,
其抗氧化性均在一定浓度范围呈剂量正相关效应。
关键词:红果参,果胶,抗氧化活性
Study on antioxidant activities of pectin from Hong Guo Ginseng
CHEN Li-hua1,2,WANG Xiao-jing1,XIAO Qin1,MO Yu-ting1
(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China;
2.Key Laboratory of Plant Resource Conservation and Utilization,Jishou University,Jishou 416000,China)
Abstract:Pectin was extracted and purified by acid-extraction and ethanol precipitation ultrasonic assistance
from Hong Guo Ginseng . With the same concentration of ascorbic acid (VC) as the control, the antioxidant
activities of pectin extracts was investigated by testing scavenging effects of·OH,O2-·,reduction to Fe3+ and
against the peroxidation of oil and fats. The results showed that at the same pectin concentration of 0.6g/L,the
scavenging rate to·OH,O2-·was 40.53% and 26.02%,adsorption value was 0.51 by reducting Fe3+,and the
protect rate to oil and fat was 96.83% 39.22%,respectively. Furthermore,the antioxidant activity was increased
with pectin concentration increasing.
Key words:Hong Guo Ginseng;pectin;antioxidant activity
中图分类号:TS201.1 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2015)04-0143-04
doi:10.13386/j.issn1002-0306.2015.04.022
收稿日期:2014-05-12
作者简介:陈莉华(1961-),女,博士,教授,主要从事天然产物中活性成分提取及应用方面的研究。
基金项目:科技部科技型中小企业技术创新基金资助项目(10C26214302421,11C26214305373);湖南省科技厅科技项目(2013FJ3026);吉首大
学湖南省高校重点实验室开放项目。
红果参又称蜘蛛果、山荸荠,是桔梗科植物长叶
轮钟草的果实,具有润肺、止咳,滋补、理气、补虚、祛
瘀止痛等功效[1]。红果参中除含有黄酮及原花青素等
生理活性成分外,还富含果胶。
果胶广泛存在于植物的果实、根、茎和叶中,作
为可溶性膳食纤维具有抗菌[2]、抗炎和舒张血管的作
用,对高胆固醇患者和糖尿病患者大有裨益。果胶的
提取较多的受到研究者的注意[3-4],研究表明果胶提
取物也具有抗氧化性[5-6]。本研究采取酸提醇沉法提
取并纯化红果参果实中果胶,研究了提取物的抗氧化
性能,旨在为进一步利用红果参资源提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
样品 采于吉首大学“植物资源保护与利用湖
南省高校重点实验室”红果参基地,选择无霉烂变质
的红果参低温烘干,碎成0.15mm粉末,装袋备用;硫
酸、苯酚、抗坏血酸、邻苯三酚、三羟甲基氨基甲烷、
碘化钾、冰醋酸、三氯甲烷、淀粉、碘等 均为分析
纯;金健牌茶籽油(植物油) 市购;动物油 购自猪
板油熬制过滤而得。
723可见分光光度计 上海荆和分析仪器有限
公司;K-201B-Ⅱ旋转蒸发器、KQ250-E超声波清洗
器、SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵 郑州长城科工贸
有限公司;GZX-9070MBE数显鼓风干燥箱 上海基
玮实验仪器设备有限公司。
1.2 红果参果胶的提取及纯化
准确称取已处理的红果参粗粉10.0g,放入盛有
200mL沸水烧杯中搅拌10min,冷却,然后在75℃水浴
中用0.1moL/L的盐酸调pH为2.1,保持此温度下提取
1h,过滤得提取液,重复提取3次,将3次滤液合并,在
70℃水浴中用旋转蒸发仪浓缩滤液至原体积的1/10。
冷却后,加入浓缩液等体积的95%乙醇,封口,静置
24h后除去上层清液减压抽滤,低温烘干后得果胶粗
产物,封存备用。
143
Science and Technology of Food Industry 研究与探讨
2015年第4期
将果胶粗产物溶于20mL的蒸馏水中,加入果胶
溶液总体积的1/5体积的石油醚,磁力搅拌0.5h,倒入
分液漏斗中,充分振荡并静置0.5h,分层后,去除石
油醚萃取的色素层,重复多次,直至石油醚萃取层为
清澈透明,使果胶溶液中无色素残留。然后加入新配
制的Sevag试剂磁力搅拌0.5h,将混合溶液倒入分液
漏斗中,充分振荡后静置0.5h,除去下层变性蛋白质
层,重复上述操作直至无变性蛋白质层出现,将萃取
后的溶液浓缩至1/3,使用95%乙醇沉淀果胶,过滤并
充分洗涤沉淀,抽滤后低温烘干,制得果胶提取物,
封存备用,使用时配成一定质量浓度的果胶溶液。
1.3 果胶含量的测定
果胶得率(%)= 果胶质量(g)
红果参样品质量(g)
×100
以葡萄糖为对照品,用苯酚-硫酸法测总糖含
量,以D-半乳糖醛酸为标准品,用咔唑比色法测半乳
糖醛酸含量[7]。
1.4 提取物对羟基自由基(·OH)的清除
建立Fenton反应体系模型[8],以空白液为参比在
波长510nm下测其吸光值A0、Ax及Ax0,重复3次测定,
按下式计算提取物对羟基自由基的清除率:
羟基自由基清除率(%)=(1- Ax-Ax0
A0
)×100
式中,A0为空白对照液吸光值;Ax为果胶溶液吸
光值;Ax0为本底吸光值。
1.5 提取物对超氧阴离子自由基(O2-·)的清除
邻苯三酚在碱性条件下自氧化产生稳定的超氧
阴离子自由基并生成有色中间产物,提取物中的抗
氧化物质可清除所产生的超氧阴离子自由基,从而
可通过比色法测定提取物对超氧阴离子自由基的清
除效果。按照张俊生[9]的实验方法,在325nm处测定
体系的吸光值A、Aj、A0,提取物对超氧阴离子自由基
清除率计算公式为:
超氧阴离子自由基清除率(%)=(1- A-Aj
A0
)×100
式中,A为样品加入缓冲溶液及邻苯三酚后的吸
光值;Aj为样品加入缓冲溶液后的吸光值;A0为缓冲
溶液加入邻苯三酚后的吸光值。
1.6 提取物对Fe3+的还原作用
铁氰化钾被抗氧化物质还原,生成亚铁氰化钾
在酸性条件下与Fe3+偶合形成普鲁士蓝,该络合物在
700nm处有最大吸收,抗氧化物质浓度越大或还原能
力越强,则700nm处吸光值越大,因此,可用700nm吸
光值大小表示提取物对Fe3+还原作用的强弱。
取待测液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL,分别
加入到比色管内,再分别加入2.0mL磷酸缓冲溶液
(pH=6.8)及1%铁氰化钾溶液2mL,50℃水浴上加热
20min后急速冷却,加入10%三氯乙酸溶液2mL,于
3000r/min条件下离心10min,取上清液5mL于15mL比
色管中,加入0.1%三氯化铁1.0mL,加入去离子水定
容,混合均匀,于700nm处测定吸光度。
1.7 提取物抗油脂氧化能力测定
参照张俊生[9]绘制的标准曲线并求出碘量-吸光
值之间的数学关系。
提取物对油脂的抗氧化性采用国际上通用的烘箱
强化贮存法[10]:称取0.2g油脂,加入不同质量浓度的果
胶液,搅拌均匀后,放入烘箱中强化保存,间隔1h交换
在烘箱中的位置并取2mL待测样品,参照标准曲线方
法分别测定585nm处的吸光度。以同质量浓度的抗坏
血酸(VC)溶液作对比,比较其抗氧化能力。按下式计
算油脂过氧化值(POV)及提取物对油脂的保护率η∶m
POV(mmol/kg)= m
M
式中:m为碘生成量,mmol;M为油脂质量,kg。
保护率η(%)=(1- POV末1-POV初
POV末2-POV初
)×100
式中:η为提取物对油脂的保护率,%;POV初为
未对油脂进行强化氧化时的过氧化值,mmol/kg;
POV末1为添加提取物的油脂强化氧化后的过氧化值,
mmol/kg;POV末2为未添加提取物的油脂强化氧化后
的过氧化值,mmol/kg。
2 结果与讨论
2.1 红果参中果胶得率及含量测定
经测定,红果参中果胶得率为0.315g/10g(红果
参粉末),得率为3.15%。总糖含量为93.1%,半乳糖醛
酸含量为68.8%。
2.2 提取物对羟基自由基(·OH)的清除
分别配制一系列不同质量浓度的果胶液,以相
同浓度的VC(以抗坏血酸配制)溶液为对照,考察其
对羟基自由基的清除作用,结果如图1所示。
羟基自由基是已知的最活泼的活性氧自由基,
也是毒性最大的氧自由基,清除羟基自由基可能是
生物预防疾病的有效方式之一。从图1可以看出,果
胶具有较强的清除羟基自由基的作用,随着果胶质
量浓度的增加,果胶对羟基自由基的清除能力增加,
当果胶浓度为0.6g/L时,果胶的清除率达到40.53%,
对照品VC对羟基自由基的清除具有相当显著的剂量
效应,且比同质量浓度的果胶的清除能力强,当VC的
质量浓度为0.5g/L时,VC的清除率高达97.88%。
2.3 对超氧阴离子自由基(O2-·)的清除
图2表明,果胶对超氧阴离子自由基有一定的清
除作用,在一定的浓度范围内,果胶对超氧阴离子自
由基的清除作用呈现剂量效应。虽然果胶的清除率
图1 提取物对羟基自由基的清除
Fig.1 Scavenging effect on·OH of extracts
浓度(g/L)
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10




%)
果胶
VC
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不及对照品VC大,当质量浓度为0.6g/L时,果胶对超
氧阴离子自由基的清除率仍可达26.02%,表现出了
对超氧阴离子自由基较好的还原能力。
图1和图2比较可知,红果参果胶提取物对·OH、
O2-·均有较好的清除作用,相同质量浓度的果胶液对
羟基自由基的清除效果强于对超氧阴离子自由基的
清除作用。导致这种差别可能有两个原因。一是超氧
阴离子自由基和羟基自由基的差别,羟基自由基的
氧化电极电位很高,因此具有很强的氧化性、电负性
和亲电性,其氧化性较超氧阴离子自由基强。二是果
胶的不同提取方法也对其抗氧化性有影响。韦诗琪[7]
的菠萝蜜丝中不同果胶对自由基清除能力大小顺序
为:水提果胶>总果胶>酸提果胶。
2.4 对Fe3+的总还原作用
考察提取物对Fe3+的还原作用,结果如图3所示。
由图3可以看出,果胶的质量浓度越大,其吸光
值越大,表明对Fe3+的还原能力越强,其还原能力与
质量浓度的增加呈正相关性,当果胶提取物的质量
浓度为0.6g/L时,果胶可使Fe3+还原产生的吸光值为
0.51,尽管比对照品VC的还原能力弱,果胶对Fe3+仍有
较好的还原能力。
2.5 提取物对油脂氧化的抑制作用
碘量M(μmol)与吸光值A在0.0~0.96μmol间有良
好良好的线性关系,回归方程为M=4.0153A+0.0039,
R2=0.9986。
将一系列不同质量浓度的果胶提取液及相同质
量浓度的对照品VC溶液分别加入0.2g油脂,放置在烘
箱中,50℃下强化保存1h。考察不同质量浓度的抗氧
化剂对植物油、动物油的抗氧化能力。结果分别见
图4、图5。
由上图4、图5可知,果胶提取物作为抗油脂氧化
抑制剂时,在所研究浓度范围内,随着质量浓度的增
大,果胶和VC对植物油以及动物油的保护率均呈上
升趋势。当质量浓度为0.6g/L时,VC和果胶提取物对
植物油的保护率分别为96.83%和92.37%,对动物油
的保护率分别为74.71%和39.22%。比较二者可以看
出,在相同浓度下,果胶对植物油氧化性抑制作用强
于动物油,这是由于植物油主要为不饱和脂肪酸,在
强化保存期间,自动氧化作用强,而动物油主要为饱
和脂肪酸,植物油的氧化机理和动物油的氧化机理
不尽相同,导致抗氧化剂对其氧化抑制能力有所区
别。有关抗氧化机理方面的研究正在进行中。
3 结论
从红果参中可提取果胶,得率为3.15%,总糖含
量为93.1%,半乳糖醛酸含量为68.8%。提取物在一定
质量浓度范围内对·OH、O2-·均有一定的清除作用,
对Fe3+有较强的还原作用,对植物油、动物油具有较
强的抗氧化效果,且清除作用及抗氧化效果均与浓
度有剂量效应关系,表明红果参提取物具有良好的
抗氧化能力,作为一种新的天然、保健的绿色食品抗
氧化剂具有良好的开发前景。
参考文献
[1] 中国药典委员会. 中国药典[M]. 北京:中国医药科技出版
社,2010:42-43.
图2 提取物对超氧阴离子自由基的清除
Fig.2 Scavenging effect on O2-·of extracts
浓度(g/L)
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
60
50
40
30
20
10
0




%)
果胶
VC
图3 提取物对Fe3+的清除作用
Fig.3 Fe3+ reducing capacity of extracts
浓度(g/L)
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1



果胶
VC
图4 提取物对植物油氧化的抑制作用
Fig.4 Antioxidants effect on oil of extracts
浓度(g/L)
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
100
80
60
40
20
0




%)
果胶
VC
图5 提取物对动物油氧化的抑制作用
Fig.5 Antioxidants effect on fat of extracts
浓度(g/L)
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10




%)
果胶
VC
(下转第150页)
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图6 乙醇浓度对解吸率的影响(n=3)
Fig.6 Effect of ethanol concentration on the desorption rate(n=3)
乙醇浓度(%)
100
90
80
70
60
50
40




%)
20 30 40 50 60 70 80
NKA-Ⅱ树脂
NKA-Ⅱ-苯胺树脂
芦醇。对NKA-II树脂进行结构优化,将其氯甲基化,
再接枝苯胺,引入了可与白藜芦醇分子中的羟基形
成氢键的仲胺键。对白藜芦醇的吸附和解吸性有了
明显的增强,当样品溶液溶液pH=4,白藜芦醇质量
浓度为0.10mg·mL-1,吸附时间为300min,乙醇60%
解吸时,其对白藜芦醇的吸附率由87.62%提高到
95.85%,解吸率由88.75%提高到92.19%。可见NKA-
II-苯胺树脂更适宜用于白藜芦醇的分离纯化。
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(上接第142页)
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