山楂果原花青素稳定性研究

张泽生，高薇薇，张 颖，钱 俊，王玉本，侯冬梅

(天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457)

山楂果原花青素稳定性研究

张泽生，高薇薇，张 颖，钱 俊，王玉本，侯冬梅

(天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457)

研究了山楂果原花青素在不同贮存条件下的稳定性及相应的抗氧化能力，为其进一步开发利用提供理论依据。结果表明，山楂果原花青素对热、光敏感;酸性环境中稳定性较好;Fe3+、Cu2+、Fe2+对原花青素有明显的破坏作用，Mn2+、Al3+对原花青素稳定性有一定影响，其他常见金属离子对原花青素稳定性影响较小;食品添加剂抗坏血酸、柠檬酸、亚硫酸氢钠能提高原花青素稳定性，其他常用食品添加剂对原花青素稳定性影响较小;山楂果提取物的抗氧化能力与其原花青素含量呈正相关。

山楂果，原花青素，稳定性，抗氧化能力

Abstract:The stability and antioxidant activity of the proanthocyanidins from hawthorn fruit in different storage conditions were investigated，and the results mightbe beneficialto furtherdevelopmentusing the proanthocyanidins.The results showed that the proanthocyanidins from hawthorn fruit was sensitive to heat and light，and was stable under the acid condition.The proanthocyanidins was severely destroyed when Fe3+，Cu2+or Fe2+was added，and was a little affected when the medium added Mn2+or Al3+，whereas other common metal ions had no such obvious effect on its stability.Food additive ascorbic acid，citric acid and sodium bisulfite could protect the proanthocyanidins.Moreover，there was a positive correlation between content and antioxidant activity of the proanthocyanidins from hawthorn fruit.

Key words:hawthorn;proanthocyanidins;stability;antioxidant activity

原花青素(proanthocyanidins，简称PC)是植物中广泛存在的一大类多酚类聚合物的总称，为双黄酮衍生物，由不同数目的儿茶素或表儿茶素缩合而成，按聚合度不同可分为低聚体(procyanidolic oligomers，简称 OPC)和高聚体(procyanidolic polymers，简称PPC)［1］。近年来研究发现，原花青素低聚体具有多种生物学作用，是一种天然的自由基清除剂和抗氧化剂，有预防心血管疾病、抗肿瘤、抗辐射、防血小板凝结等多种功能［2］。山楂为蔷薇科(Rosaceae)山楂属(Crataegus.L)植物，分布于北温带，是原花青素的一种潜在资源［3］。本实验对山楂果原花青素在各种处理条件下的稳定性进行了全面的研究，探讨影响稳定性的各种因素，为其安全使用及进一步开发利用提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

山楂果原花青素提取物 本实验室自制，原花青素含量为59.77%，平均聚合度为2.29;儿茶素标品

天津尖峰天然产物研究开发公司;DPPH(1，1－联苯－β－苦基苯肼)Sigma公司;食品添加剂 为食品级;其余试剂 均为国产分析纯。

UVmin－1240紫外/可见分光光度计 日本岛津公司;pH－3C酸度计 天津市盛邦电器厂;DL102电热鼓风干燥箱 天津市实验仪器厂;TDL－5－A型低速离心机 上海安亭科学仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 山楂果提取物中原花青素含量的测定 采用盐酸－香草醛法［4］，以儿茶素为标准品，建立儿茶素质量浓度与吸光度的线性关系曲线为Y=1.6791X+0.0306(R=0.9997)，其中X为儿茶素标准品质量浓度(mg/mL)，Y为吸光度，线性范围为0.04～0.4mg/mL。

1.2.2 山楂果原花青素提取物对DPPH自由基清除能力的测定［5－6］在试管中依次加入1.5 ×10－4mol/L 的DPPH甲醇溶液2mL，样品甲醇溶液2mL，摇匀后室温放置，30min后于517nm测定吸光度。样品对DPPH自由基清除能力K计算如下:K(%)=［1－(Ai－Aj)/Ao］×100%。其中Ao为空白管吸光度，以2mL溶剂代替样品溶液;Ai为样品溶液管吸光度;Aj为对照管吸光度，以2mL溶剂代替 DPPH溶液。

1.2.3 山楂果原花青素提取物对羟自由基清除能力的测定［7］在试管中依次加入3mmol/L的FeSO4溶液1mL，3mmol/L的水杨酸溶液1mL，样品溶液1mL，3mmol/L的 H2O2溶液1mL，摇匀，37℃水浴30min，冷却静置 10min后以 5000r/min离心 10min，于510nm处测其吸光值。样品对羟自由基清除能力K计算如下:K(%)=［1－(Ai－Aj)/Ao］×100%。其中Ao为空白管吸光度，以1mL蒸馏水代替样品溶液;Ai为样品溶液管吸光度;Aj为对照管吸光度，以1mL蒸馏水代替水杨酸。

1.2.4 热对山楂果原花青素稳定性的影响 配制一定浓度山楂果原花青素样品溶液，取等量该溶液置于具塞试管中，分别在4、20、40、60℃保存，每3d取样测定样品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。原花青素保存率计算公式如下:

保存率(%)=(样品待测时原花青素含量/样品初始原花青素含量)×100%

1.2.5 光对山楂果原花青素稳定性的影响 配制一定浓度山楂果原花青素样品溶液，取等量该溶液置于具塞试管中，分别在避光、室内自然光、日光直射条件下保存，每3d取样测定样品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.6 酸对山楂果原花青素稳定性的影响［8］山楂果原花青素样品溶液pH约为6，用Na2HPO4和柠檬酸配成pH为2、3、4、5的缓冲液待用，取等量山楂果原花青素样品溶液，分别用不同pH溶液稀释至相同体积，避光4℃保存，每3d取样测定样品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.7 碱对山楂果原花青素稳定性的影响 山楂果原花青素样品溶液pH约为6，用Tris和盐酸配成pH为7、8、9、10的缓冲液待用，取等量山楂果原花青素样品溶液，分别用不同pH溶液稀释至相同体积，避光4℃保存，每3d取样测定样品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.8 金属离子对山楂果原花青素稳定性的影响［9］

配制浓度为 0.2%的金属离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Fe2+、Al3+、Fe3+)溶液待用，取等量山楂果原花青素样品溶液，分别加入等量不同金属离子溶液，避光4℃保存，每3d取样测定样品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.9 常用食品添加剂对山楂果原花青素稳定性的影响［10－11］配制浓度为0.2%的苯甲酸、山梨酸溶液，1.0%的柠檬酸、DL－苹果酸溶液，0.04%的亚硫酸氢钠溶液，10%的蔗糖、食盐溶液，0.2%的抗坏血酸(VC)溶液待用，取等量山楂果原花青素样品溶液，分别加入等量不同食品添加剂溶液，避光4℃保存，每5d取样测定样品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

2 结果与分析

2.1 热对山楂果原花青素稳定性的影响

由图1a、1b、1c可知，山楂果原花青素对热敏感，20、40、60℃下，原花青素含量均有不同程度的减少，其中60℃条件下贮存15d后，原花青素保存率仅为50%，稳定性差，且原花青素清除自由基的能力也随之明显下降;4℃条件下贮存15d后，原花青素保存率在95%以上，仍具有较强的清除自由基能力，稳定性好。这是因为随着温度的升高，贮存时间的延长，原花青素多聚体发生热降解。因此，山楂果原花青素提取物应在低温下保存。

图1a 热对山楂果原花青素含量的影响

图1b 热对山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影响

图1c 热对山楂果原花青素清除羟自由基能力的影响

2.2 光对山楂果原花青素稳定性的影响

由图2a、2b、2c可知，山楂果原花青素对光敏感，日光直射条件下，原花青素含量明显下降，贮存15d后，保存率在40%以下，稳定性差，且原花青素清除自由基的能力明显减弱;室内自然光条件下贮存15d后，原花青素保存率在85%左右，稳定性一般，避光保存15d后，原花青素保存率仍在95%以上，稳定性好。因此，山楂果原花青素提取物应在避光条件下保存，以减少光对其影响。

图2a 光对山楂果原花青素含量的影响

图2b 光对山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影响

图2c 光对山楂果原花青素清除羟自由基能力的影响

2.3 酸对山楂果原花青素稳定性的影响

由图3a、3b、3c可知，山楂果原花青素在弱酸(pH4～6)环境中贮存15d后保存率在90%以上，且仍具有较强的清除自由基能力，有较好的稳定性;在强酸(pH3以下)环境中贮存15d后，山楂果原花青素保存率在85%以上，清除自由基的能力略有减弱。因此可以认为，山楂果原花青素提取物在酸性环境中有较好的稳定性。

图3a 酸对山楂果原花青素含量的影响

图3b 酸对山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影响

图3c 酸对山楂果原花青素清除羟自由基能力的影响

2.4 碱对山楂果原花青素稳定性的影响

由图4a、4b、4c可知，山楂果原花青素在碱性环境中随着贮存时间的延长，原花青素降解越完全，清除自由基能力也随之急剧下降，稳定性极差。这是因为原花青素结构中含有多个酚羟基，使其具有酸性，因而在碱性环境中反应生成其他物质，同时自身产生降解。因此山楂果原花青素提取物不能在碱性环境中应用和保存。

图4a 碱对山楂果原花青素含量的影响

图4b 碱对山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影响

图4c 碱对山楂果原花青素清除羟自由基能力的影响

2.5 金属离子对山楂果原花青素稳定性的影响

由图5a、5b、5c可知，Fe3+对山楂果原花青素影响最大，Fe3+加入后溶液呈深蓝色，贮存9d后，有絮状沉淀，原花青素保存率仅为2%，基本被破坏，清除自由基能力也随之减弱;Cu2+，Fe2+对山楂果原花青素有较大的影响，其中Fe2+加入后溶液呈深褐色，贮存9d后，溶液中有沉淀出现，原花青素保存率在50%以下。这是因为原花青素含有多个酚羟基，易与 Fe3+，Cu2+，Fe2+络合，形成不溶性螯合物。Mn2+，Al3+对山楂果原花青素有一定的影响，贮存9d后，原花青素保存率为70%左右;其他金属离子对山楂果原花青素影响较小，贮存9d后，原花青素保存率在90%左右，且仍具有较强的清除自由基能力。因此，山楂果原花青素的贮存应避免含 Fe3+，Cu2+，Fe2+，Mn2+，Al3+的容器或环境。

图5a 金属离子对山楂果原花青素含量的影响

图5b 金属离子对山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影响

图5c 金属离子对山楂果原花青素清除羟自由基能力的影响

2.6 常用食品添加剂对山楂果原花青素稳定性的影响

由图6a、6b、6c可知，添加抗坏血酸、柠檬酸、亚硫酸氢钠能提高山楂果原花青素的稳定性。其中，由于抗坏血酸自身具有较强的抗氧化能力和清除自由基能力，因而添加抗坏血酸能明显提高山楂果原花青素溶液的清除自由基能力。其他常用食品添加剂对山楂果原花青素没有明显影响，贮存15d后，原花青素保存率仍在90%以上，且保持着较强的清除自由基能力。

图6a 食品添加剂对山楂果原花青素含量的影响

图6b 食品添加剂对山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影响

图6c 食品添加剂对山楂果原花青素清除羟自由基能力的影响

3 结论

对山楂果原花青素提取物稳定性的研究表明，高温下，山楂果原花青素易发生热降解;日光直射对原花青素有强烈的破坏作用，因此原花青素应低温避光保存;酸性环境中原花青素稳定性较好，碱对其有明显的破坏作用;Fe3+，Cu2+，Fe2+对原花青素有明显的破坏作用，易发生络合反应形成不溶性的螯合物，Mn2+，Al3+对其有一定的影响，其他常见金属离子影响较小;食品添加剂抗坏血酸、柠檬酸、亚硫酸氢钠能提高原花青素稳定性，其他常用食品添加剂对其影响不大，使用时应按照食品添加剂使用卫生标准适量添加［12］;山楂果中原花青素含量与抗氧化能力呈正相关，随着原花青素含量的减少，清除自由基能力减弱。

大量研究证明，人类大部分常见的疾病，如动脉粥样硬化、血栓、糖尿病、炎症、癌症及人体的衰老都与自由基有关，而原花青素作为一种具有多种生理活性的天然抗氧化剂，已引起人们的广泛关注［13］。在稳定性研究的基础上，探求有效的方法解决稳定性问题，将为原花青素的应用开创一片新的前景。

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Study on the stability of proanthocyanidins from hawthorn fruit

ZHANG Ze－sheng，GAO Wei－wei，ZHANG Ying，QIAN Jun，WANG Yu－ben，HOU Dong－mei
(Department of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China)

TS255.1

A

1002－0306(2010)08－0108－05

2009－09－08

张泽生(1956－)，男，教授，博士生导师，研究方向:功能食品的研究与开发，天然产物的生物活性及机理。

国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD27B06)。