茶多酚、螺旋藻及其复配物的抗氧化性能研究

马君义，马绍城，刘嘉欣，周亚斌，许艳，王义峰，张继

（1.西北师范大学生命科学学院，甘肃兰州730070；2.甘肃特色植物有效成分制品工程技术研究中心，甘肃兰州730070；3.福建师范大学生命科学学院，福建福州350117；4.中山大学生命科学学院，广东广州510275）

茶多酚、螺旋藻及其复配物的抗氧化性能研究

马君义1，2，马绍城3，刘嘉欣4，周亚斌1，许艳1，王义峰1，张继1，2

（1.西北师范大学生命科学学院，甘肃兰州730070；2.甘肃特色植物有效成分制品工程技术研究中心，甘肃兰州730070；3.福建师范大学生命科学学院，福建福州350117；4.中山大学生命科学学院，广东广州510275）

以抗坏血酸（VC）为对照，考察了茶多酚（TP）、螺旋藻（SP）及其复配物对·OH、O2-·和DPPH自由基的清除能力，进而分析它们的抗氧化性能。结果表明，TP、SP对·OH、O2-·和DPPH自由基都具有一定的清除能力，且在研究浓度范围内其清除率都随待测样品浓度增加而增强。TP清除自由基的能力优于SP，且TP对·OH、DPPH自由基的清除能力与VC相当，SP对·OH自由基的清除能力较强而对DPPH自由基的清除能力很弱；向SP中添加10%左右的TP，即表现出较强的协同抗氧化性能，这对进一步研发适宜于中、老年人服用的兼有抗氧化和增强免疫力的营养保健食品具有重要的参考价值。

茶多酚；螺旋藻；复配物；抗氧化性能

自由基是生物体氧化过程中产生的中间代谢产物，具有很强的氧化能力，正常情况下其产生与消除呈平衡状态。但随着年龄的增长，机体内自由基水平呈增长趋势，而自由基清除机制却逐步退化，致使体内自由基大量积聚，直接或间接地引起细胞膜损伤、交联键的形成、酶活性降低、多糖降解、DNA链断裂，从而引起机体代谢紊乱，引发多种疾病，例如中风、肺气肿、炎症、心肌梗塞、老年性痴呆、帕金森氏病、白内障、糖尿病和动脉粥样硬化等[1-3]。随着人民生活水平的提高和对化学合成抗氧化剂危害性认识的深入，高效低毒的抗氧化剂已成为研发的热点，人们把目光从人工合成抗氧化剂转移到从天然植物中筛选抗氧化成分上[4-5]。

茶多酚（Tea polyphenols，TP）是茶叶中多酚类物质的总称，主要包括儿茶素、没食子儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯和表没食子儿茶素没食子酸酯等6种物质，是公认的高效、安全的天然抗氧化剂[6-8]，其含量约占茶叶干重的20%～35%。TP具有增强机体免疫力、抗衰老、抗氧化、抗肿瘤、抗辐射、抗病毒、抑菌、预防和治疗心脑血管疾病、保护肝脏、降血脂和降血糖等多种天然生物活性[9-15]。

螺旋藻（Spirulina，SP）是近年来已经进行规模化培养的多细胞螺旋丝状蓝藻，因其营养成分丰富、全面而均衡以及极高的防病保健价值，已成为世界性保健食品[16-17]，且被医学界视为一种理想营养源和潜在的药源[18]。1g螺旋藻所含的营养相当于1 000g各种果蔬营养的总和。国内外研究发现，SP所含的多糖、藻蓝蛋白及β-胡萝卜素等物质皆具有明显的增强免疫力、防癌、抗癌、抗感染、抗辐射的作用；铁、叶绿素及VB12可防治急性、慢性或恶性贫血；β-胡萝卜素、VE、VC、γ-亚麻酸都是抗衰老的活性物质；超氧化物歧化酶能有效清除体内自由基，具有抗氧化保护细胞不受损伤的功能；SP还能迅速消除疲劳，恢复体力，毒理学实验尚未发现SP的毒副作用[19-23]。

研究表明，某些抗氧化剂复合物的抗氧化活性高于单一的抗氧化剂活性[24-25]。朱梅菊[26]等研究发现螺旋藻及其复配物均能减轻运动小鼠心肌线粒体过氧化损伤，且复方的效果显著超过单味螺旋藻。螺旋藻中含有的丰富的β-胡萝卜素、VE、VC与茶多酚也具有协同增效作用[27-28]。

茶多酚、螺旋藻各自已有产品上市流通销售，但综合二者优势研究其复配物的抗氧化性能并进行产品开发鲜见报道。依据抗氧化的基本原理，以VC为对照，在考察TP、SP对·OH自由基、O2-·自由基、DPPH自由基清除能力的基础上研究了不同配比的TP与SP复配物的抗氧化性能，筛选最佳的复配比，旨在开发一种适宜于中、老年人服用的兼具抗氧化和增强免疫力的营养保健食品，并为其提供基础数据和理论支撑。

1 材料与方法

1.1 样品及其制备

TP（食品级）：天水维康生物工程有限公司；SP（食品级）：美新科技制药公司。

准确的将TP、SP配制成一系列浓度梯度的样品溶液，分别测定其清除·OH、O2-·和DPPH自由基的能力，然后向SP溶液中添加1%、5%、10%、15%的TP，制备得到不同配比的复配物，再考察其抗氧化能力。

1.2 仪器与试剂

Labtech UV1000紫外-可见分光光度计：北京莱伯泰科仪器有限公司；JRA-6数显磁力搅拌水浴锅：金坛市杰瑞尔电器有限公司；BL320H电子天平：北京赛多利斯天平有限公司；TDL5M台式大容量冷冻离心机：湘仪离心机仪器有限公司；KQ-250DEX型数控超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；1～5mL移液枪：上海求精生化试剂仪器有限公司；等。

·OH自由基测定试剂盒、O2-·自由基测定试剂盒：南京建成生物工程研究所；DPPH（纯度＞97%）：北京索莱宝科技有限公司；抗坏血酸：上海中泰化学试剂有限公司；95%乙醇：烟台市双双化工有限公司，等，以上试剂均为分析纯。

1.3 实验方法

1.3.1 清除·OH自由基的能力测定

准确的将待测试样配成一系列浓度，按抗·OH自由基试剂盒说明书提供的方法，以VC为对照，利用紫外-可见分光光度计测定其在550 nm处的吸光值，依下式计算TP、SP及其复配物对·OH自由基的清除率。

1.3.2 清除O2-·自由基的能力测定

准确的将待测试样配成一系列浓度，按抗O2-·自由基试剂盒说明书提供的方法，以VC为对照，利用紫外-可见分光光度计测定其在550 nm处的吸光值，依下式计算TP、SP及其复配物对O2-·自由基的清除率。

1.3.3 清除DPPH自由基的能力测定

分别取不同浓度的待测样品溶液和VC溶液各0.1mL，加入3.9mL浓度为2.0×10-4mol/L的DPPH溶液，混匀后室温下置于暗处静置反应30min，4000 r/min离心10min，以95%的乙醇为空白对照，利用紫外-可见分光光度计在517 nm处测定吸光值Ai，同时，测定3.9mL的2.0×10-4mol/LDPPH溶液与0.1mL的95%乙醇混合反应体系的吸光度Ac以及0.1mL的待测样品溶液与3.9mL的95%乙醇混合反应体系的吸光度Aj，依下式计算TP、SP及其复配物对DPPH·自由基的清除率。

式中：Ac为3.9mLDPPH溶液与0.1mL 95%乙醇反应体系的吸光度值；Ai为3.9mLDPPH溶液与0.1mL待测样品溶液反应体系的吸光度值；Aj为0.1mL待测样品溶液与3.9mL 95%乙醇反应体系的吸光度值。

2 结果与分析

2.1 TP、SP及其复配物对·OH自由基的清除能力

·OH自由基是活性氧中最活泼的自由基，也是毒性最大的自由基，它几乎能与活细胞中任何分子发生反应，且反应速度极快。以VC为对照，按照1.3.1的方法进行试验，不同浓度的TP、SP及其复配物对·OH自由基的清除能力如图1所示。

图1 SP、TP及其复配物对·OH自由基的清除能力Fig.1 Scavenging activities of TP，SP and their mixed compounds to·OH

图1可知：TP和SP对·OH自由基均有一定的清除能力，且在测定浓度范围内其清除率随待测样品溶液浓度的增加而增强。TP清除·OH的IC50为0.15mg/mL，当浓度达到1.0mg/mL时，TP对·OH自由基的清除率达到94.23%；SP清除·OH的IC50为0.95mg/mL，当浓度达到10.0mg/mL时SP对·OH自由基的清除率达到87.50%。总之，TP对·OH的清除能力较强，且与VC相当，而SP对·OH的清除能力相对较弱。

分析图1可知：在SP浓度一定的情况下，复配物溶液对·OH自由基清除能力高于同浓度的SP溶液，并随着TP添加量的增加其对·OH自由基的清除能力逐渐增强。在10mg/mL的SP溶液中添加5%～10%的TP时，复配物溶液对·OH自由基的清除能力达到稳定状态，清除效果比较理想，说明TP与SP复配物在清除·OH自由基能力方面具有协同作用，TP能增强SP的抗氧化活性，但其协同作用机理尚不明确。

2.2 TP、SP及其复配物对O2-·自由基的清除能力

O2-·自由基是第1个生成的氧自由基，又是其他氧自由基的前身，对O2-·自由基的清除可以有效地减少氧自由基的生成。以VC为对照，按照1.3.2的方法，测定不同浓度的TP、SP及其复配物对O2-·自由基的清除能力，结果如图2所示。

图2 SP，TP及其复配物对O2-·自由基的清除能力Fig.2 Scavenging activities of TP，SP and their mixed com pounds to O2-·

由图2可知，TP、SP对O2-·自由基具有一定的清除能力，但都弱于VC，且TP、SP对O2-·自由基清除率呈明显的剂量效应关系。TP清除O2-·的IC50为5.5mg/mL，当浓度达到6.0mg/mL时，TP对O2-·的清除率为61.83%。SP清除O2-·的IC50为32mg/mL，当浓度达到40.0mg/mL时，SP对O2-·的清除率达到55.27%。就清除O2-·自由基的能力而言，TP与SP对O2-·的清除能力均较弱，但TP的清除能力强于SP。

分析图2可知：在SP浓度一定的情况下，复配物溶液对O2-·自由基的清除能力明显高于同浓度的SP溶液，并且随着TP添加量的增加其对O2-·自由基的清除能力逐渐增强，在40mg/mL的SP溶液中添加10%～15%的TP时，复配物溶液对O2-·自由基的清除效果较为理想。分析表明，TP与SP溶液在清除O2-·自由基能力方面具有协同作用，但其协同机理有待进一步研究[29]。

2.3 TP、SP及其复配物对DPPH自由基的清除能力

以VC为对照，按照1.3.3的方法，测定TP、SP及其复配物对DPPH自由基的清除能力，结果如图3所示。

由图3可知：TP对DPPH自由基的清除能力较强，且与VC相当，在0.05mg/mL～2.0mg/mL浓度范围内，TP对DPPH的清除能力随TP浓度的增大而增强，由8.25%上升至94.14%，其IC50为0.4mg/mL；当TP浓度达到2.0mg/mL时，其对DPPH的清除能力趋于稳定。而30.0mg/mL的SP对DPPH的清除能力仅为26.39%。SP对DPPH的清除能力远弱于相同浓度的VC和TP。

图3 SP,TP及其复配物对DPPH自由基的清除能力Fig.3 Scavenging activities of TP，SP and their mixed compounds to DPPH

分析图3可知：在SP浓度一定的情况下，复配物溶液对DPPH自由基的清除能力高于同浓度的SP溶液，并随着TP添加量的增加其对DPPH自由基的清除能力逐渐增强。TP与SP溶液在清除DPPH自由基能力方面具有协同作用，并且在30mg/mL的SP溶液中添加10%～15%的TP时，复配物溶液对DPPH自由基的清除能力比较理想。

3 讨论

TP、SP及其复配物对·OH自由基、O2-·自由基和DPPH自由基都具有一定的清除效果，且在研究浓度范围内其清除率随待测样品浓度增加而增强。但TP清除自由基的能力优于SP，且TP对·OH自由基、DPPH自由基的清除能力与VC相当，而对O2-·自由基的清除能力相对较弱；SP对·OH自由基的清除能力较强，而对O2-·自由基的清除能力较弱，对DPPH自由基的清除能力很弱。

TP与SP的复配物对·OH自由基、O2-·自由基和DPPH自由基的清除率明显高于同浓度的SP，TP与SP在清除·OH自由基、O2-·自由基和DPPH自由基能力方面具有协同作用。在满足SP的全面营养和增强免疫力效能的基础上，向其中添加10%左右的TP，即表现出较强的协同抗氧化性能。

茶多酚具有较强的抗氧化功能，螺旋藻属于营养丰富、能增强机体免疫力的纯天然产品，将这两种天然产物进行复配，对于进一步研发适宜于中、老年人服用的兼有抗氧化和增强免疫力的保健食品具有重要的参考价值。

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Study on Antioxidant Properties of Tea Polyphenols，Spirulina and Their Mixtures

MA Jun-yi1，2，MA Shao-cheng3，LIU Jia-xin4，ZHOU Ya-bin1，XU Yan1，WANG Yi-feng1，ZHANG Ji1，2
（1.College of Life Science，Northwest Normal University，Lanzhou 730070，Gansu，China；2.Bioactive Products Engineering and Technology Research Center for Gansu Distinctive Plants，Lanzhou 730070，Gansu，China；3.College of Life Science，Fujian Normal University，Fuzhou 350117，Fujian，China；4.College of Life Science，Sun Yat-Sen University，Guangzhou 510275，Guangdong，China）

The antioxidant properties such as scavenging the free radicals towards hydroxyl radical（·OH），superoxidized anionic radical（O2-·）and 1，1-diphenyl 2-picrylhydrazyl（DPPH）by tea polyphenols（TP），spirulina（SP）and their mixed compounds were investigated through using ascorbic acid（VC）as the contrast.The results showed that TP and SP had a certain scavenging activities to·OH，O2-·and DPPH，and the scavenging ratio increased with the concentration of TP，SP and their mixed compounds in the range of the investigated concentration.The TP's scavenging abilities to·OH，O2-·and DPPH was better than SP's，and equivalent to VCin its scavenging activities to·OH and DPPH.SP had a good scavenging abilities to·OH but bad to DPPH.TP and SP mixed compounds showed strong synergistic antioxidant properties if 10% of TP was added into SP，the results provied an important reference for the further research and development of health-care food which play a role of enhance immune and antioxidant properties and the health-care food was suitable for the middle-aged and elderly.

tea polyphenols；spirulina；mixed compounds；antioxidant properties

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.16.006

2013-03-07

西北师范大学大学生学术科研资助金项目（2011-y-02）

马君义（1967—），男（汉），副教授，硕士研究生导师，博士，研究方向：天然产物化学，药物制剂工艺与技术。