红枣色素中活性成分含量与抗氧化活性的相关性

邵佩兰,徐　明,郭晓丹,李宛陶,周华佩,郑安然

(1.宁夏大学农学院,宁夏银川 750021;2.宁夏大学生命科学学院,宁夏银川 750021)



红枣色素中活性成分含量与抗氧化活性的相关性

邵佩兰1,徐明2,郭晓丹1,李宛陶1,周华佩1,郑安然1

(1.宁夏大学农学院,宁夏银川 750021;2.宁夏大学生命科学学院,宁夏银川 750021)

红枣色素,活性成分,抗氧化,相关性

自由基是人体生命活动中各种生化反应的中间代谢产物,过量的自由基可导致细胞和组织器官损伤,诱发各种疾病的发生[1],科学研究发现,植物中天然抗氧化物质可消除人体代谢过程中多余的内源性活性氧自由基,阻断自由基对体内大分子物质如DNA的氧化和损伤,减少心脑血管疾病的发生[2]。食用植物的天然色素大多为花青素类、黄酮类、类胡萝卜类化合物,不仅安全可靠、色泽自然、来源丰富、且大多具有生物活性,可清除导致炎症、动脉硬化、肿瘤等多种疾病的活性氧自由基。红枣色素是从加工枣汁、枣酒的废弃枣渣中提取的水溶性红色素,其色泽鲜艳,安全无毒,且具有一定的止泻、抗菌、抗癌、抗病毒等功能[3],是一种较为理想的天然色素资源。现有研究多集中于红枣色素的提取、性质、结构的初步研究上[4-5],而对于红枣色素抗氧化活性成分及其抗氧化能力的研究较少。本实验采用还原力及超氧阴离子、DPPH自由基清除体系评价红枣色素的体外抗氧化活性,并探讨其与总多酚、花色苷和总黄酮含量的相关性,以期为深入研究红枣色素抗氧化活性的物质基础以及进一步的开发利用提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

红枣色素宁夏灵武长枣加工枣汁的废渣,经预处理、烘干,粉碎后分别采用碱提、超声辅助碱提、酶-超声辅助碱提法提取,经过滤、离心、真空冷冻干燥后制得红枣色素制品;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、芦丁标品、没食子酸标品美国Sigma公司;钨酸钠、钼酸钠、硫酸锂、三羟甲基氨基甲烷(Tris)、亚硝酸钠、硝酸铝、过硫酸钾、维生素C、邻苯三酚等试剂均为国产分析纯。

UV-2000型紫外可见分光光度计尤尼柯上海仪器有限公司;KQ-100DB型数控超声波清洗机昆山市超声仪器有限公司;AL204型电子分析天平梅特勒-托利多仪器有限公司;ST-02A型多功能粉碎机上海树立仪器仪表有限公司;101-3型电热恒温鼓风干燥箱上海东星建材实验设备有限公司;JDG-0.2真空冻干实验机兰州科近真空冻干技术有限公司。

1.2实验方法

1.2.1红枣色素3种提取方法称取一定量粉碎枣皮粉,以料液比1∶20 (g/mL)加入0.4 mol/L NaOH溶液,75 ℃提取2 h,过滤、离心(3000 r/min、5 min)、浓缩、冷冻干燥,备用。超声辅助碱提条件为加入0.4 mol/L NaOH溶液于75 ℃、80 W超声提取30 min;酶-超声辅助碱提条件为用1.25%果胶酶酶解30 min,加入0.4 mol/L NaOH溶液于75 ℃、80 W超声提取30 min。

1.2.2总多酚含量的测定参照文献[6],采用Folin-Ciocalteu法,以没食子酸为标准品,绘制标准曲线。按照标准方法做适当改动,取3.0 g样品,加水60 mL,加入1 mol/L F-C试剂5 mL,加入20%碳酸钠溶液15 mL,混合,20 ℃放置2 h后,以试剂空白作参比,在765 nm下测定吸光度,结合标准曲线计算样品中的多酚含量。

1.2.3花色苷含量的测定采用pH示差法[7],吸取2 mL样品溶液,分别用pH1.0(0.2 mol/L KCl缓冲液)和pH4.5(0.2 mol/L NaAc缓冲液)稀释至20 mL,混匀,用2 mL溶剂加18 mL相应缓冲液作空白,分别测定样品稀释液在510 nm和700 nm处的吸光度A。花色苷的含量(以矢车菊色素-3-葡萄糖苷计)。

花色苷含量(mg/g)=(A/εL)×MW×DF×V/Wt

式中:A为吸光度,A=(A510 nm pH1.0-A700 nm pH1.0)-(A510 nm pH4.5-A700 nm pH4.5);ε为矢车菊素-3-葡萄糖苷的消光系数,26900;DF为稀释因子;MW为矢车菊素-3-葡萄糖苷的相对分子质量449.2;V为最终体积/mL;Wt为产品质量/g;L为光程,1 cm。

1.2.4总黄酮含量的测定参照文献[8],采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH显色法,以芦丁为标准品,绘制标准曲线,根据标准曲线计算样品中总黄酮的含量。

式中:A1表示样品吸光度;A2表示将邻苯三酚用等体积蒸馏水代替的吸光度;A0表示将样品溶液用等体积蒸馏水代替的吸光度。PDPPH自由基(DPPH·)清除能力的测定(DPPH-甲醇法),参考文献[10]的方法:

DPPH·清除率(%)=[1-(A1-A2)/A0]×100

式中:A1表示样品吸光度;A2表示将DPPH乙醇溶液用等体积无水乙醇代替的吸光度;A0表示将样品溶液用等体积无水乙醇溶液代替的吸光度。

2　结果与讨论

2.1抗氧化活性成分含量

测定总多酚、总黄酮含量的线性回归方程(图1、2)分别为y=0.0012x+0.0005,R2=0.9997和y=0.0123x+0.0014,R2=0.9991。红枣色素中抗氧化活性成分含量(表1)以总多酚最高,总黄酮次之,花色苷最低,且碱提、超声辅助碱提、酶-超声辅助碱提色素的抗氧化活性成分含量间差异显著(p<0.05)。总多酚含量变异范围为6.325～12.580 mg/g,花色苷含量变异范围为0.022～0.160 mg/g,总黄酮含量变异范围为0.368～3.200 mg/g,其中碱提色素中总多酚、花色苷和总黄酮含量均最高,分别为(12.580±0.042) mg/g、(0.160±0.02) mg/g和(3.200±0.007) mg/g,显著高于超声辅助碱提、酶-超声辅助碱提色素(p<0.05)。酶-超声辅助碱提色素中花色苷、总黄酮含量高于超声辅助碱提色素,但总多酚含量最低,且差异显著(p<0.05)。采用碱提过程中因不断搅拌使枣皮粉得以充分接触溶剂,使红枣色素的浸出更为彻底,其中的总多酚等活性成分含量也相对较高;超声辅助碱提过程中,虽然超声的机械效应、空化效应和热效应有利于有效成分溶出,但枣皮粉在一定时间后沉于底部,一定程度上影响了活性成分的浸出;酶-超声辅助碱提中因纤维素酶、果胶酶的分解作用使枣皮发生絮凝,减缓了色素的浸出,从而影响了抗氧化活性物质的浸出。

图1　没食子酸标准曲线Fig.1　The standard carve of gallic acid

图2　芦丁标准曲线Fig.2　The standard carve of rutin

表1　抗氧化活性物质含量比较

注:同行字母不同表示差异显著(p<0.05)。2.2抗氧化活性

图3　红枣色素的还原力Fig.3　Reducing power of jujube pigment

图4　红枣色素对·的清除能力Fig.4　Superoxide anion radical Scavenging capacities of jujube pigment

图5　红枣色素对DPPH·的清除能力Fig.5　DPPH radical scavenging capacities of jujube pigment

2.3抗氧化活性成分含量与抗氧化活性的相关性

表2　抗氧化活性物质含量与抗氧化活性的相关性

注:“**”表示具有显著相关性(p<0.01),“*”表示具有较强相关性(p<0.05)。

3　结论

采用碱提、超声辅助碱提和酶-超声辅助碱提3种方法提取的红枣色素活性成分含量间存在差异,碱提色素中总多酚、花色苷和总黄酮含量最高。3种方法提取色素均具有较强的抗氧化能力,且呈明显的量效关系,其中碱提色素的抗氧化活性明显高于超声辅助碱提、酶-超声辅助碱提色素。总黄酮含量与红枣色素抗氧化活性的相关性最强,总多酚次之,花色苷最弱,表明黄酮和多酚可能是红枣色素抗氧化活性的主要物质基础,还需进一步研究和探讨红枣色素黄酮、多酚类化合物的种类、化学结构及其构效关系。

[1]Prior R L,Wu X. Diet antioxidant capacity:relationships to oxidative stress and health[J]. American Journal of Biomedical Sciences,2013,5(2):126-139.

[2]戴青原.内脏脂肪素对氧化应激HUVECs的作用及其分子机制研究[D].昆明:昆明医科大学,2014.

[3]向延菊,王大伟.利用微波技术提取红枣色素工艺研究[J].保鲜与加工,2010,10(1):45-47.

[4]Zhang Q,Shen G N,Wang S Z,et al. Identification of pigments from jujube fruit skin[J]. Agricultural Scienc & Technology,2010,11(4):110-112,183.

[5]马奇虎.枣皮红色素的提取纯化及其结构的初步鉴定[D].银川:宁夏大学,2014.

[6]Zhong H Y,Bedgood D R,Bishop A G,et al. Endogenous biophenol,fatty acid and volatile profiles of selected oils[J].Food chemistry,2007,100(4):1544-1551.

[7]Ronald E W,Terry E A,Eric A D,et al. Handbook of food analytical chemistry. pigments,colorants,flavors,texture and bioactive food components[M].Wiley US,2005:19-24.

[8]Kim D O,Chun O K,Kim Y J,et al. Quantification of polyphenolics and their antioxidant capacity in fresh plums[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2003,51(22):6509-6515.

[9]谢丽源,张勇,彭卫红,等.桑黄胞内多糖免疫及抗氧化活性研究[J].食品科学,2011,32(9):276-281.

[10]Shukla S,Mehta A,Mehta P,et al. Studies on anti-inflammatory,antipyretic and analgesic properties of Caesalpinia bonducella F. Seed in experimental animal models[J]. Food and Chemical toxicology. 2010,48(1):61-64.

[11]夏敦岭,任小林,李演利,等.冬枣果皮红色素的紫外可见光谱分析[J].西北农业学报,2006,15(6):144-147.

[12]Sultana B,Anwar F,Przybylski R. Antioxidant activity of phenolic components present in barks of Azadirachta indica,Terminalia arjuna,Acacia nilotica,and Eugenia jambolana Lam. trees[J]. Food Chemistry,2007,104(3):1106-1114.

[13]Velioglu Y S,Mazza G,Gao L,et al. Activity and total phenolics in selected fruits,vegetables,and products[J].J Agric Food Chem,1998,46:4113-4117.

[14]游凤.红枣果皮功能成分提取、分离与纯化工艺的研究[D].北京:中国林业科学研究院,2014.

[15]孙协军,李秀霞,冯彦博.冬枣黄酮抗氧化活性的研究[J].包装与食品机械,2015,33(2):12-16.

Correlation between active component contents and antioxidant activity of jujube pigment

SHAO Pei-lan1,XU Ming2,GUO Xiao-dan1,LI Wan-tao1,ZHOU Hua-pei1,ZHENG An-ran1

(1.College of Agriculture Science,Ningxia University,Yinchuan 750021,China; 2.College of Life Science,Nanjing University,Yinchuan 750021,China)

In order to determine the material base of antioxidation effect of jujube pigment,the total polyphenols,anthocyanins and flavonoids content of the pigment respectively obtained by alkali extraction,ultrasound-assisted alkali extraction and enzyme-ultrasound assisted alkali extraction were measured. Antioxidant activities of the pigment were evaluated by three antioxidant methods,including reducing power,superoxide anion radical scavenging capacity and DPPH radical scavenging capacity,and the correlative relationships between the contents of active components and antioxidant activity in pigment were analyzed. The results showed that the contents of active components on different extraction methods had significantly difference with each other(p<0.05),and the contents of active components by alkali extraction were highest. The pigments extracted by different methods had good antioxidant activities,and had a significant difference on scavenging superoxide anion radical and DPPH radical(p<0.05). The results of correlation study showed that the correlations between the contents of total polyphenols,total flavonoids and superoxide anion radical,DPPH radical scavenging capacity were significant positive(p<0.05). There also was an obviously positive correlation between the contents of anthocyanins and the scavenging capacity on DPPH radical(r=0.874). The results indicated that polyphenols and flavonoids might be the main material base of antioxidation effect of jujube pigment.

jujube pigment;active component;antioxidant;correlation

2016-01-27

邵佩兰(1963-)，女，大学本科，教授，研究方向：食品化学与营养、天然产物提取及应用，E-mail:nxshpl@163.com。

国家自然科学基金(31260375)；宁夏大学大学生科技创新与人文社会科学研究项目(14NXG19)。

TS201.1

A

1002-0306(2016)17-0171-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.025