维吾尔传统手工艺品和田(桑皮)纸的抗氧化性能研究

阿不都克热木·阿不都热依木，穆赫塔尔·伊米尔艾山 ，萨提瓦力地·赫力力

1新疆大学物理科学与技术学院;2 新疆大学化学与化工学院，乌鲁木齐830046

桑树在植物分类学上属桑科，桑属，多年生木植物［1］，其树叶、树枝内皮和成熟的果穗［2-7］是我区养蚕造丝、造纸和药物保健价值最高的一种植物。和田纸以桑树枝内皮为原料，以维吾尔传统手工艺法，经剥削、浸泡、锅煮、发酵、过滤、入模、晾晒，粗精磨等程序手工制造。和田纸又称之为(桑皮纸Mulberry Paper)。桑枝内皮有粘性，纤维光滑细腻，易于加工，以其为原料造成的和田纸的最大特点是柔嫩，弹性力强，不退色，不会被虫蚀，主要用于书画装裱，其作品具有很高的收藏价值。在《维吾尔医学常用草药》中早有记载，在民间用和田纸包伤口止血、防治感染和消肿，另外用和田纸做鞋底儿吸汗和祛臭［8-10］。近年的研究发现自由基与人的衰老和各种疾病有着密切关系，由于黄酮类化合物、维生素和微量元素具有良好的保健作用［11，12］，从植物中寻找高效无毒的天然抗氧化剂越来越受到人们的关注［13，14］。虽然和田纸在维吾尔民间已有几千年的使用历史，但是至今对其未进行综合的研究。文中以和田纸为研究对象，其总黄酮、维生素A、维生素C、总糖、总纤维、总脂肪、总酸和微量元素等成分的含量进行了系统的测定［15］，并对和田纸的乙醇提取物进行抗氧化性实验，探讨其对油脂过氧化反应的抑制作用［16，17］和按Smirnoff［18］方法，使Fe2+-H2O2体系产生的羟自由基(·OH)的清除效果。和田纸的化学成分为进一步了解和田纸的药理作用，用和田纸制造绿色的食品包装、保鲜制品及绿色手写材料提供了依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

和田纸制造于新疆和田;和田纸‘维吾尔传统手工艺’继承家族提供;标准样品芦丁、维生素A(all-trans-Retinol 95%)、维生素C (Ascorbic acid 99%)均为优级纯(ACROS-百灵威化学技术有限公司)，盐酸小檗碱片(陕西永寿制药有限责任公司)，葡萄糖(国产)其余试剂均为分析纯，棉籽油和羊尾油(市售，羊尾油经小火熔化、过滤处理)。

日本岛津UV-2450 型紫外分光光度计，日立Z2000 型原子吸收光谱仪及其配套设备。

1.2 样品处理与成分分析方法

1.2.1 样品处理

准确称取20 g 和田纸样品，剪碎，置于索氏提取器中，加入80 mL CH3OH，加热回流提取4 h，冷却后将提取液转移到100 mL 的容量瓶中，加CH3OH 定容至100 mL，摇匀，在室温下存放，待测总黄酮。

称取20 g 和田纸样品，剪碎，置于250 mL 锥形瓶中，加入20 mL 质量分数20% KOH 溶液，再加入40 mL 体积分数95%乙醇，在80 ℃水浴上回流皂化4 h，将皂化液多次用乙醚萃取，合并乙醚萃取液，乙醚萃取液用去离子水洗涤多次，然后依次用20 mL质量分数20% KOH 溶液，50 mL 水洗涤，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，取5 mL 浓缩液置于25 mL 棕色容量瓶中，用CHCl3稀释至刻度，在室温下，壁光处存放，待测维生素A。

称取20 g 和田纸样品，剪碎，置于250 mL 锥形瓶中，加入质量分数1%草酸和8%醋酸的混合溶液50 mL，搅拌，室温下浸提30 min.，过滤，滤饼再用等量溶剂同法浸提两次，合并滤液，取滤液50 mL，加1 g 处理过的活性炭，搅拌，过滤，取用活性炭氧化处理过的滤液10 mL，置于25 mL 容量瓶中，加质量分数2%硫脲稀释至刻度，混合均匀，在室温下，壁光处存放，待测维生素C。

精确称取20 g 和田纸样品，剪碎，置于平底蒸发孟中，在电炉上80～150 ℃下加热燃烧至无冒烟，放进马福炉加热至800～900 ℃进行灰化处理。冷却后，已灰化的样品均分两份，分别放入两个50 mL的烧杯中，各加入10 mL 的硝酸，过夜，加热至溶液透明，令却，过滤，用去离子水定容50 mL 的容量瓶中，在室温下存放，待测微量元素。

1.2.2 分析方法

分别采用灼烧法、费林氏法、碱滴定法、索氏抽提法，参照文献［11，12］测定了和田纸中一般营养素的含量;分别采用紫外分光光度法、原子吸收分光光度法，参照文献［13-15］测定了和田纸中的总黄酮、维生素A、维生素C、微量元素的含量和清除羟自由基(·OH)的能力;采用Na2S2O3—I2滴定法，参照文献［16-18］测定了和田纸乙醇提取物、维生素C 和芦丁对油脂的过氧化(POV)值。

2 结果与讨论

2.1 和田纸中营养素成分的分析

由表1 和表2 可看出，和田纸中膳食纤维含量最高，微量元素中Na 和Ca 含量最高，镱含量最低。

表2 和田纸中的微量元素含量Table 2 10 trace elements in the Hotan(Mulberry)Paper content

2.2 和田纸对油脂的抗氧化作用

2.2.1 过氧化值(POV 值)的测定

分别称取1.00 g 经过处理的棉籽油和羊油脂，置于2 个250 mL 锥形瓶中，各依次加入25 mL V(氯仿)∶V(冰乙酸)=2∶3 混合溶液和1 mL 饱和KI溶液，密塞，摇均避光放置30 min。然后加入50 mL去离子水，以10 g/L 的淀粉溶液做指示剂，用0.01 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至为终点，记录消耗的Na2S2O3容量数(V)，按下式计算过氧化值(POV)。POV=N×V/G×1000 (meq/kg)，计算结果表明，棉籽油和羊油脂的过氧化值(POV)分别为107. 4 meq/kg，RSD 为0.005 (n =6)和19.2 meq/kg，RSD为0.092 (n =6)。

2.2.2 和田纸乙醇提取物的制备

称取125 g 的和田纸，放入索氏提取器中，加入100 mL 石油醚，在恒温水浴中回流12 h，脱色，脱脂后，将提取液换成体积比为60%乙醇，继续回流15 h，提取抗氧化成分，浓缩，得到淡黄色油状物，真空抽干，得淡黄色稠状物，置于冰箱保存，待用。

2.2.3 和田纸乙醇提取物浓度对油脂抗氧化性的影响

准确称取和田纸乙醇提取物5.0000 g 置于500 mL 容量瓶中，用体积比为60%乙醇稀释至刻度，此时浓度为0. 01 g/mL 或1. 0%。由此溶液配制成0.01%，0.05%，0.1%，0.5%，1.0%的乙醇提取物系列溶液。分别吸取各系列溶液5 mL，分别加入盛有1 g 棉籽油的6 个锥形瓶中(其中一个只加5 mL，体积比为60%的乙醇作空白对照);同样各系列溶液5 mL，分别加入盛有1 g 羊油脂的6 个锥形瓶中(其中一个只加5 mL，体积比为60%的乙醇作空白对照)，剧烈搅拌混均，将所有样品放入(60 ±1)℃，恒温干燥箱中保存，定时搅拌，通入空气。定时取各种平衡样，按2.2.1 方法测定并计算乙醇提取物的过氧化(POV)值，以油脂的过氧化(POV)值为纵坐标，以时间(d)为横坐标，绘制乙醇提取物对棉籽油和羊油脂的抗氧化作用POV-t 变化曲线，见图1 和图2，并以POV 值的大小表示油脂的氧化速度，POV 值高，说明油脂的自动氧化速度快;POV 值低，说明油脂的自动氧化速度漫，以此来衡量乙醇提取物的抗氧化活性。由图1 和图2 可见，空白油脂和分别添加了乙醇提取物系列溶液的棉籽油和羊油脂，随时间POV 值逐渐增高，但空白油脂的POV 值的增高较明显，添加了浓度为0.01%的乙醇提取物溶液的棉籽油和羊油脂的POV 值最高，添加了浓度为1%的乙醇提取物溶液的棉籽油和羊油脂POV 值最低，该和田纸乙醇提取物系列溶液对油脂的抗氧化效果由高到低为:1.0% ＞0.5% ＞0.1% ＞0.05%＞0.01%，这说明棉籽油和羊油脂中被添加的天然抗氧化成分的浓度越增，越能减慢油脂的自动氧化速度。故我们选取对油脂抗氧化效果较好的1.0%乙醇提取物溶液与0. 02% 维生素C 标准溶液和0.02%芦丁标准溶液分别添加到棉籽油和羊油脂做抗氧化性能的比较实验:

2.2.4 和田纸乙醇提取物、维生素C 和芦丁标准品对油脂抗氧化性能的比较

精确称取20.0 mg 维生素C 的标准品和20.0 mg 芦丁标准品，分别置于100 mL 容量瓶中，用体积比为60% 的乙醇溶解，并稀释至刻度，配制成0.02% (0. 2 mg/mL)的维生素C 和0. 02%(0. 2 mg/mL)芦丁的标准溶液。按2.2.1 方法分别测定并计算添加了0.02%Vc 标准液和0.02%芦丁标准液对油脂的过氧化(POV)值，并其与对油脂抗氧化效果较好的1.0%乙醇提取物溶液的抗氧化作用进行比较和分析，分别绘制其对棉籽油和羊油脂的抗氧化作用POV-t 变化曲线。由图1 可见，空白棉籽油、分别添加了1.0%乙醇提取物溶液、0.02%Vc标准品溶液和0.02%芦丁标准品溶液的棉子油的抗氧化作用曲线变化可知，其对棉子油的抗氧化效果由高到低为:0.02%芦丁＞0.02%维生素C ＞1.0%的乙醇提取物。由图2 可见，空白羊油脂、分别添加了1.0%乙醇提取物溶液、0.02%维生素C 标准品溶液和0.02%芦丁标准品溶液的羊油脂的抗氧化作用曲线变化可知，其对羊油脂的抗氧化效果由高到低为:1.0%的乙醇提取物＞0.02%芦丁＞0.02%维生素C。在现实生活中也能看到，室温下，不加任何防腐剂的情况下，经熔化、过滤处理的羊油脂至少1 年内不变质，这是由于羊油脂(除羊肚子内的脂肪外)本身具有抗氧化性。

2.2.5 和田纸乙醇提取物、VC 和芦丁清除羟基自由基能力的测定和比较

按Smirnoff 方法［18］，用FeSO4和H2O2混合产生羟自由基(·OH)，即:H2O2+ Fe2+→· OH +H2O+ Fe3+，在体系中加入水杨酸钠时，其被(·OH)氧化而捕捉羟自由基并产生有色物质，该物质在287 nm 处有最大吸收峰。所得产物的吸光值表示(·OH)多少，吸光值越小，则(·OH)越少，清除效果越好。

分别吸取0.0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 mL 含量为0.02%的乙醇提取液，0.02%维生素C，0.02%芦丁标准液，置于离心管中，加体积比为60%的乙醇补足至3 mL，加入0.5 mL 12 mmol/L 水杨酸钠，0.5 mL 0.9 mmol/L FeSO4，最后加1.0 mL 18 mmol/L H2O2，在37 ℃恒温水浴反应1 h 后，5000 r/min，离心15 min，吸取上层清液，置于10 mL 的容量瓶中，用体积比60%的乙醇稀释至刻度，在287 nm 波长处分别测定乙醇提取物、维生素C 和芦丁的吸光值A，并按以下公式计算和田纸乙醇提取物、维生素C和芦丁羟自由基(·OH)的清除率:见表3。

清除率% =［{A-(A1-A2)}/A］ ×100%，A—未加待测溶液的空白体系的吸光值;A1—加入待测溶液(提取液、维生素C 和芦丁)时体系的吸光值;A2—待测溶液的本底吸光值。

表3 待测溶液清除羟自由基(·OH)能力的测定和比较Table 3 Determination and comparative scavenging the hydroxyl free radical (·OH)effects of test solution

3 结论

本文采用紫外分光光度法对和田纸中总黄酮、维生素A、维生素C、总糖和膳食纤维的含量分别进行了测定，每100 g 和田纸中其含量分别为:519.6 μg，1208.9 μg，488.9 μg，4.47 g 和90 g。采用原子吸收法对桑葚纸中钾、钠、锌、钙、铁、铜、锰、镁、镍、铬等10 种微量元素的含量进行了测定，发现和田纸中含有较丰富的钙、钠、钾、镁等必须微量元素。测定结果表明和田纸中宏量元素钙的含量最高，特别是必须微量元素钠的含量最高，必须微量元素中锰、锌、铁、铜的含量较高，镍、铬的含量较低。有文献报道，1A 族元素不仅对于健脑和维持人体酸碱平衡具有重要作用，而且它们参与体内某些激素和维生素的合成，从而防止和减轻各种疾病和衰老。实验数据及结果可知:和田纸中含有一定量的黄酮类、维生素C 及锌、铜等的天然抗氧化剂，由于以上不同抗氧化性能的物质的协同作用下，和田纸乙醇提取物系列中质量分数为1.0%的乙醇提取物缓慢油脂自动氧化速度的能力最佳。和田纸乙醇提取物、芦丁标准品和维生素C 标准品清除羟基自由基能力的比较可知:当浓度为0.03 mg/mL 时，0.02%芦丁标准液的清除羟基自由基的能力最强，其次是0.02%乙醇提取液和0.02%维生素C 标准液;随着乙醇提取液浓度的增加清除羟基自由基的能力也增强，当浓度为0.05 mg/mL 时，乙醇提取物清除能力较最大。可以从和田纸的化学成分进一步了解和田纸的药理和保鲜作用。分别用和田纸、普通纸包装和未包装的阿克苏苹果、库尔勒香梨和阿图什穆纳克葡萄等水果在室温保存，定期称量，检测其包水量，初步检测结果表明，3 个月后苹果的包水量分别为97.1%，73.3%和71.8%;库尔勒香梨的包水量分别为98.3%，78.7%和76.5%;阿图什穆纳克葡萄的包水量分别为88.8%，72.3%和70.7%。结果表明用和田桑树皮纸包装保存的水果的包水量不仅比普通纸或未包装的明显高，而且其色、香也明显区别。桑树在新疆各地普遍栽培，分布和应用相当广泛，由测试证明，与桑葚果一样桑树皮中的抗氧化成分则是良好的天然抗氧化剂的来源，以桑树皮纸为原料进一步开发天然抗氧化作用的绿色保健、保鲜制品是切实可行的。

从测定和田纸中化学成分所用的实验方法来看，在实验中掌握好测定方法的线性范围和测定条件，是实验是否成功的关键。

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