高压均质对桑葚汁中抗氧化成分与抗氧化活性的影响

决登伟 桑雪莲

摘 要 以新鲜桑葚汁为原料，分析高压均质处理对桑葚汁中抗氧化成分（总酚、总黄酮、花色苷）及其抗氧化活性的影响。结果表明，随着高压均质处理压力的增加，与桑葚原汁相比，其总酚、总黄酮和花色苷含量均降低，且经过160 MPa均质处理后降低得最为显著（p<0.05），分别减少了39.91%、27.35%、24.41%。经过不同压力均质处理后的桑葚汁的ABTS、DPPH自由基清除能力和FRAP抗氧化活性与桑葚原汁相比均下降，且随着处理压力的增加，桑葚汁的ABTS、DPPH自由基清除能力和FRAP抗氧化活性逐渐降低，说明高压均质处理对桑葚汁中抗氧化成分造成了一定降解，进而影响其抗氧化能力。

关键词 桑葚汁；高压均质；总酚；总黄酮；花色苷；抗氧化活性

中图分类号 S663 文献标识码 A

Abstract The effect of high-pressure homogenization treatment on the total antioxidants content（polyphenol， flavonoids， anthocyanin）and the antioxidant activity of fresh mulberry juice were studied. The research results indicated that the total polyphenol， the flavonoids and the anthocyanin content were decreased compared to the raw mulberry juice after high-pressure homogenization treatment. Under the pressure of 160 MPa， they were the most significant， which were decreased by 39.91%， 27.35%， 24.41%， respectively. The antioxidant activity of mulberry juice decreased after the different high-pressure homogenization pressure treatment compared to the raw mulberry juice by ABTS， DPPH radical scavenging mothod and ferric reducing antioxidant power assay， and with the increase of high-pressure homogenization pressure， the ABTS， DPPH radical scavenging ability and FRAP antioxidant activity of mulberry juice were gradually reduced. It is shown that the antioxidant composition of mulberry juice is degraded by high-pressure homogenization， so its antioxidant capacity is affected.

Key words Mulberry juice； high-pressure homogenization； total polyphenol； flavonoids； anthocyanin； antioxidant activity

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.12.011

桑葚（Fructus Mori）別名桑椹、桑果、桑枣等，为桑科桑属植物[1]。桑葚营养价值丰富，富含花色苷、类黄酮、鞣酸、苹果酸、亚油酸、多种维生素、人体必需氨基酸及锌、钾、镁、磷等元素，中国卫生部把桑葚列为“药食兼用”的农产品之一[2-4]。同时，由于桑葚中含有大量的花色苷、黄酮等多酚类活性物质，具有增强免疫力、抗衰老、降低血糖血脂、抗肿瘤、抗突变等多种药理作用[3-7]。

桑葚属于热敏性水果，其果实成熟期短，极易腐坏，不耐储运和贮存，采后损失现象非常严重。因此，发展桑葚的深加工对桑葚产业的发展具有重要的意义，桑葚汁作为一种天然富含多种功能成分的健康饮品，越来越受到消费者的喜爱。然而，压榨果汁中含有少量的纤维、果胶等大分子物质，储藏过程中极不稳定，容易产生沉淀而影响果汁的货架期和品质，因此果汁生产中均质处理是不可缺少的，这样既可以改善果汁的口感，又可增加产品的储藏稳定性和货架期。

高压均质技术作为一种新兴的物理非热加工技术[8-9]，具有短时、快速、高效的特点。该技术通过将物料的料液在挤压、强冲击与失压膨胀的三重作用下使物料细化，从而使物料能更均匀的相互混合，从而使整个产品体系更加稳定[10]。目前，该技术已经广泛的应用于饮料加工，但加工过程会对食品品质产生一定的影响。李俊芳[11]研究超高压杀菌处理桑葚发酵饮料发现，超高压杀菌处理对其总酚含量变化不存在差异显著性；Chen等[12]研究高压均质和热处理芦笋汁发现，高压均质处理比热处理可以较好的保持芦笋汁中的抗氧化物质含量和抗氧化活性；Ferrari等[13]研究发现利用400 MPa静高压处理石榴汁可以提高其总酚含量。

目前，国内外关于高压均质处理对果汁中生物活性物质影响的研究报道已经很多，但关于高压均质处理对桑葚汁中生物活性物质的影响的研究却很少，本研究主要对高压均质处理对桑葚汁中总酚、总黄酮、花色苷含量及其抗氧化活性的影响进行相关研究，以期为桑葚汁生产加工过程中的均质工序提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与试剂 桑葚由中国热带农业科学院南亚热带作物研究所桑蚕基地提供；没食子酸、DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼）、芦丁、生育酚标准品等试剂购买于阿拉丁化学试剂有限公司；福林酚、碳酸钠、ABTS（2，2'-联氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐）、TPTZ（2，4，6-三吡啶基三嗪）、氯化铁、过硫酸钾、亚硝酸钠、氯化铝、氢氧化钠、无水乙醇、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠均为分析纯购买于国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 仪器与设备 SE03.0V型碟式离心机（意大利斯脱尔公司）；APV-2000高压破碎仪（德国APV公司）；10-1000 μL手动可调量程单道移液器 （德国Eppendorf公司）；ST40高速冷冻离心机（赛默飞世尔科技（中国）有限公司）；UV2700型紫外-可见分光光度计（岛津企业管理（中国）有限公司）；S210 Seven Compact pH计（梅特勒-托利多国际股份有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 样品的制备 将桑葚鲜果在流动水中清洗、去萼、打浆、纱布过滤去除果渣，滤液采用碟式离心机进行澄清处理，冷藏于4 ℃下备用。果汁饮料通常的均质压力在50～80 MPa，但不同的水果种类因其所含的物质不同，所需的压力也各不相同，本试验将澄清后的桑葚汁用APV-2000高压破碎仪分别在20、40、80、120、160 MPa压力下均质处理3次，收集处理后的桑葚汁贮藏于4 ℃冰箱中，备用。

1.2.2 桑葚汁中总酚含量的测定 没食子酸标准曲线的绘制：参照总酚测定国家标准（GB/T 8313-2008）和郑欣等[14]报道的方法略作修改。修改如下：精密称取0.100 0 g没食子酸，用10.00 mL无水乙醇溶解，用去离子水定容至100 mL，备用。分别移取上述溶液1.00、0.50、0.20、0.10、0.05 mL到10 mL容量瓶中，用去離子水定容。从上述不同浓度的标准溶液中分别移取0.20 mL加到10.00 mL比色管中，再分别加入1.00 mL福林酚试剂（0.1 N）和0.80 mL去离子水，混匀，室温下静置5 min，然后加入1.00 mL碳酸钠溶液（7.5%），混匀。将上述溶液室温下避光反应1 h后，以去离子水为空白参比，在760 nm波长处测定吸光度。以没食子酸质量浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

桑葚汁样品测定：准确吸取0.10 mL经不同均质压力处理的桑葚汁于25 mL容量瓶中，用去离子水定容。准确吸取0.20 mL上述稀释溶液于10.00 mL比色管中，按上述方法操作，在760 nm处测定吸光值，并根据标准曲线计算桑葚汁中总酚的含量（以没食子酸计）。

1.2.3 桑葚汁中花色苷含量的测定 参照柳青等[15]和霍琳琳等[16]的测定方法，采用pH示差法，并略作修改。取上述制备的桑葚汁用蒸馏水稀释100倍，然后取稀释液在400～700 nm范围内扫描，确定花色苷的最大吸收波长，然后按照其花色苷的测定方法进行测定。

1.2.4 桑葚汁中总黄酮的测定 芦丁标准曲线的绘制：参照总黄酮测定的农业标准（NY/T 2010-2011）和冯瀚报道的方法[1]略作修改。修改如下：精密称取0.100 0 g三水芦丁，用30%无水乙醇溶解并定容至50 mL，备用。分别移取上述溶液5.00、2.50、1.25、0.60、0.30 mL到10 mL容量瓶中，用去30%无水乙醇定容。从上述不同浓度的标准溶液中分别移取0.30 mL加到10.00 mL比色管中，再分别加入3.40 mL 30%无水乙醇和0.15 mL 0.50 mol/L NaNO2溶液，混匀，然后再加入0.15 mL 0.30 mol/L AlCl3溶液，摇匀，室温下静置5 min，最后加入1.00 mL 1.00 mol/L NaOH溶液，摇匀，以30%无水乙醇为空白参比，在506 nm波长处测定吸光度。以芦丁质量浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

桑葚汁样品测定：准确吸取0.10 mL经不同均质压力处理的桑葚汁于25 mL容量瓶中，用去离子水定容。准确吸取0.30 mL上述稀释溶液于10.00 mL比色管中，按上述方法操作，在506 nm处测定吸光值，并根据标准曲线计算桑葚汁中总黄酮的含量（以芦丁计）。

1.2.5 桑葚汁抗氧化活性的测定

（1）铁离子还原能力（FRAP法）。参照Xu等[17]报道的方法测定经不同压力均质处理后桑葚汁的总抗氧化能力，以mmol/L VE当量表示。

（2）对ABTS+自由基的清除能力。参照李奕星等[18]报道的方法测定，并略做修改，修改如下：

样品测定：取0.20 mL经不同压力均质处理后桑葚汁，加入4.00 mL ABTS+自由基工作液，室温下静置反应30 min，在734 nm下测定其吸光值，以不加桑葚汁的试样为空白，用无水乙醇调零。按下列公式计算样品对ABTS+自由基的清除率[ABTS+自由基清除率=（A空白-A样品）/A空白×100%]。

（3）对DPPH自由基的清除能力。参照李奕星等[18]报道的方法测定，并略做修改，修改如下：

样品测定：取0.10 mL经不同压力均质处理后桑葚汁，加入2.90 mL 0.20 mmol/L DPPH工作液，摇匀，室温下静置反应30 min，在517 nm下测定其吸光值，以不加桑葚汁的试样为空白，用无水乙醇作参比。按下列公式计算样品对DPPH自由基的清除率[DPPH自由基清除率=（A空白-A样品）/A空白×100%]。

1.3 统计分析

所有试验重复进行3次，实验数据采用SPSS 17.0软件进行分析，结果表示为均值±标准偏差，作图采用Origin 8.0软件。

2 结果与分析

2.1 高压均质对桑葚汁中总酚含量的影响

桑葚中活性物质丰富，主要包括多酚、多糖、挥发油等多种化合物。多酚类物质具有抗肿瘤、抗突变、抗衰老等药理作用[3-7]。桑葚中的多酚类物质主要有芦丁、白藜芦醇和花色苷类化合物[3-4]。通过没食子酸标准曲线的绘制，得出其线性回归方程为y=0.006 7x+0.009 4（x为没食子酸含量μg/mL，y为吸光度，R2=0.998 0）。图1为高压均质处理对桑葚汁总酚含量的影响，可以看出，桑葚汁中总酚含量随着高压均质处理压力的增加而逐渐减少。桑葚原汁中总酚含量为150.6 mg/100 g，当经过20、40、80、120、160 MPa压力处理后，桑葚汁中总酚含量分别为149.7、143.8、132.5、120.3、90.5 mg/100 g，与桑葚原汁相比，其总酚含量分别降低了0.60%、4.52%、12.02%、20.12%、39.91%。由方差分析知，經过20和40 MPa处理的桑葚汁与桑葚原汁中总酚含量不存在差异显著性（p>0.05），而经过80、120、160 MPa处理对桑葚汁中总酚含量存在差异显著性（p<0.05）。这可能是由于高压均质处理激活了桑葚原汁中多酚氧化酶和糖苷酶的活性，使桑葚汁中的部分多酚类物质降解[19]；另外，高压均质处理可能使得桑葚原汁溶解氧浓度升高，体系内的化学反应和物理反应速率加快，导致了多酚类物质的氧化分解[20]，进而使多酚的含量发生减少。然而，与李俊芳[11]、Chen等[12]、Ferrari等[13]等研究结果存在一定的差异，这主要与原料的种类和品种存在较大的关系。

2.2 高压均质对桑葚汁中总黄酮含量的影响

桑葚中黄酮主要为芦丁和榭皮素，芦丁有凉血止血，清肝泻火，具抗炎，抗病毒作用，在临床上可用于防治脑溢血、高血压、视网膜出血、急性出血肾炎、治疗慢性气管炎，对糖尿病型、白内障有较好的治疗[3-5]。通过芦丁标准曲线的绘制，得出其线性回归方程为y=0.000 7x+0.009 1（x为芦丁含量μg/mL，y为吸光度，R2=0.999 7）。图2为高压均质处理对桑葚汁总黄酮含量的影响，可以看出，桑葚汁中总黄酮含量随着高压均质处理压力的增加而逐渐降低，这可能与桑葚汁中含有的酶类有关。桑葚原汁中总黄酮含量为271.3 mg/100 g，当经过20、40、80、120、160 MPa压力处理后，桑葚汁中总黄酮含量分别为267.2、264.6、260.0、221.3、197.1 mg/100 g，与桑葚原汁相比，其总黄酮含量分别降低了1.51%、2.47%、4.17%、18.43%、27.35%。由方差分析知，经过高压均质处理的桑葚汁与桑葚原汁中总黄酮含量存在差异显著性（p<0.05）。这与吴琼等[20]对不同杀菌方法对桑葚汁中类黄酮含量的研究结果是一致的，即经过高压和超高压处理，桑葚汁中总黄酮含量减少。

2.3 高压均质对桑葚汁中花色苷含量的影响

花色苷是桑葚所含的重要生理活性物质之一，具有抗氧化、抗癌、神经保护、心脑血管保护和抑制体重增加等功效，但在桑葚加工与贮藏过程中，花色苷极不稳定，易发生降解[21-22]。图3为高压均质处理对桑葚汁中花色苷含量的影响，可以看出，桑葚汁中花色苷含量随着高压均质压力的增加而逐渐减少，这与前面总酚和总黄酮含量的变化是相似的。桑葚原汁中花色苷含量为91.24 mg/100 g，当经过20、40、80、120、160 MPa压力处理后，桑葚汁中花色苷含量分别为86.53、82.89、74.23、70.21、68.97 mg/100 g，与桑葚原汁相比，其花色苷含量分别降低了5.16%、9.15%、18.64%、23.05%、24.41%。可见，高压均质对桑甚汁中花色苷含量具有较大的影响，由方差分析知，经过高压均质处理的桑葚汁与桑葚原汁中花色苷含量存在差异显著性（p<0.05）。吴琼等[20]采用超高压杀菌处理桑葚汁发现，与桑葚原汁相比，其花色苷含量降低；Corrales等[23]研究发现花色苷在超高压处理下与丙酮酸发生缩合反应，导致花色苷含量减少，且随着保压时间的延长花色苷含量减少越显著；Zabetakis等[24]研究发现经400 MPa处理后的草莓汁，在不同条件下贮藏，其花色苷的含量均比未处理样品的损失大，这是因为在此条件下草莓中的葡萄糖苷酶被激活，导致花色苷降解而被降低。

2.4 高压均质对桑葚汁抗氧化活性的影响

经不同压力处理后的桑葚汁对ABTS和DPPH自由基的清除能力如图4所示。可以看出，经过高压均质处理，桑葚汁对ABTS和DPPH自由基清除能力的变化趋势是相似的，且随着高压均质处理压力的增加，其对ABTS和DPPH自由基清除能力逐渐降低。桑葚原汁对ABTS和DPPH自由基的清除率分别为86.71%和29.45%，但经过20、40、80、120、160 MPa压力均质处理后，其对ABTS自由基清除率分别下降了10.22%、12.37%、16.50%、19.64%、31.23%，对DPPH自由基清除率分别下降了20.44%、27.40%、29.58%、35.65%、46.08%，说明高压均质处理对桑葚汁抗氧化能力具有差异显著性。

FRAP法是用来反映样品的总抗氧化活性。从图5可以看出，随着高压均质处理压力的增加，桑葚汁对铁离子还原能力逐渐降低，桑葚原汁的总抗氧化能力为40.37 mmol VE当量/L，但经过20、40、80、120、160 MPa压力均质处理后，其分别为35.03、34.37、32.70、30.37、25.70 mmol VE当量/L，分别下降了13.23%、14.86%、19.00%、24.77%、36.34%。这与ABTS和DPPH自由基清除能力的研究结果是相一致的。这些可能是高压均质后桑葚汁中总酚、总黄酮、花色苷等抗氧化成分发生氧化降解、水解等反应造成的，这与前面的研究结果是也相一致的，高压均质处理使桑葚汁中的抗氧化成分如总酚、花色苷和总黄酮的含量都发生一定程度的降低，进而其抗氧化能力随之下降。吴琼等[20]研究不同杀菌方法处理桑葚汁发现，与桑葚原汁相比，其抗氧化能力降低；李俶等[25]研究也发现经动态高压微射流处理后，菠萝汁的总抗氧化能力减小。

3 结论

本文研究了高压均质处理对桑葚汁中抗氧化物质含量的影响。研究表明，经过不同压力均质处理后，桑葚汁中总酚、总黄酮和花色苷含量均降低，且经过160 MPa均质处理后，桑葚汁中总酚、总黄酮和花色苷含量变化存在差异显著性（p<0.05），其分别减少了39.91%、27.35%、24.41%。

通过3种方法（ABTS、DPPH、FRAP）对桑葚汁的抗氧化活性进行综合评价，发现随着高压均质处理压力的增加，桑葚汁的ABTS、DPPH自由基清除能力和总抗氧化能力逐渐降低。这可能是高压均质处理后桑葚汁中总酚、总黄酮、花色苷等抗氧化成分发生氧化降解、水解等反应而降低，进而其抗氧化能力随之下降。

在实际生产加工过程中，为保护桑葚汁抗氧化活性，可以在达到均质效果的条件下适当降低高压均质处理的压力，以防止抗氧化成分（总酚、总黄酮、花色苷）的降解，以上研究结果将为桑葚汁的工业化生产加工过程提供一定的参考。

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