不同优株花椒甲醇提取物麻味素、总多酚、总黄酮含量测定及抗氧化能力研究

孟昭伟,宋 云

(1. 三门峡市林业工作总站,河南三门峡 472000;2. 陕西师范大学,陕西西安 710062)



不同优株花椒甲醇提取物麻味素、总多酚、总黄酮含量测定及抗氧化能力研究

孟昭伟1,宋 云2

(1. 三门峡市林业工作总站,河南三门峡 472000;2. 陕西师范大学,陕西西安 710062)

为了从17种不同品种的花椒中筛选出最佳的优良品种,本研究以17种不同丰产优株花椒果皮为原材料,测定了花椒中麻味素、总多酚和总黄酮含量及抗氧化能力,并进行相关性分析。结果表明在17种不同花椒优株椒皮中,花椒果皮中总多酚、总黄酮和麻味素含量最高的样品分别是来自绳池的M37、M1和来自陕县的S1,而M31样品中总黄酮和总多酚含量最低,M4样品中麻味素含量最低。不同花椒果皮提取物均具有很好的还原能力和DPPH自由基清除力,且总多酚和总黄酮均与还原能力和DPPH自由基清除力之间呈现良好的相关性。研究表明,从大田中优选出的17株花椒丰产优株中,花椒果皮的主要活性成分具有显著差异,来自渑池的M37、M1和来自陕县的S1、来自灵宝的L1等丰产优株树可以作为不同花椒良种进行培植。

花椒果皮,总多酚,总黄酮,麻味素,抗氧化能力

花椒为芸香科花椒属植物,原产于中国。花椒的干燥成熟果皮即椒皮习惯上也被称为“花椒”,不仅是一种常用的调味品,位居“八大调味品”之首,也是一种传统的中药材[1-2]。中医认为花椒有“温中止痛、杀虫止痒”等作用;现代医学研究认为,花椒有抑菌、抗炎、抗肿瘤、抗氧化等能力[1,3-5]。有关研究表明,花椒的上述功能与其所含的麻味素、多酚、黄酮和皂苷类等物质成分有关[6-7]。这些成分基本决定了花椒的内在品质和食用及医药保健作用的高低[1,8-9]。不同品种花椒中的麻味素、多酚和黄酮等物质的含量存在一定的差异,其抗氧化能力也不相同,使其调味作用或者特定药用价值、保健价值等功能特性具有显著差异,从不同花椒品种中选育出内在品质优异,麻味素、多酚、黄酮等生物活性成分富集、抗氧化能力强的优良花椒品种,是花椒产业发展的必由之路。

三门峡市从7～12年生的5000多亩花椒园中,经多年大田观察和优株优选,选出了17个花椒优良单株,对这17株丰产优株(来自灵宝的宝丹红、来自陕县的小红袍、来自渑池的大红袍、狮子头等)的花椒果皮中麻味素、总多酚、总黄酮等成分的含量进行测定和差异分析,并分析了前述有关成分与DPPH自由基清除能力和总还原能力的相关性,为从17株花椒优树中选育出内在品质更好、食用或中药材价值更高的花椒良种,提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

实验样品 采自7～12年生经过多年大田观察被确定为丰产优株的花椒优树,优树分布于河南渑池县坡头乡、英豪镇,陕县菜园乡、灵宝市阳平镇等地,品种以来自于陕西韩城的大红袍实生苗为主,兼有小红袍(S1)和宝丹红(L1)等,采样时间为8月中下旬花椒开始成熟前(未完全成熟,由于收购商上门抢购,采摘时间比往年提前)采样后单独晾晒、包装,共选采了17种不同的花椒样品,来自不同优株的花椒的情况如表1所示;甲醇、无水乙醇、碳酸钠、氢氧化钠 天津市天力化学试剂有限公司;麻味素标品 西南大学;没食子酸 上海国药试剂有限公司;福林酚 上海古朵生物科技有限公司;芦丁 天津一方生物科技有限公司;亚硝酸钠 天津市福晨化学试剂厂;硝酸铝 天津永晟精细化工有限公司;DPPH试剂 Alfa Aesar;磷酸氢二钠 天津市河东区红岩试剂厂;磷酸二氢钠 天津市科密欧化学试剂有限公司;铁氰化钾 天津市东丽区天大化学试剂厂;三氯乙酸 上海山湳化工有限公司;三氯化铁 北方天医化学试剂厂;以上实验试剂 均为分析纯;甲醇 色谱纯,Fisher Scientific;娃哈哈纯净水 成都娃哈哈昌盛饮料有限公司;其他实验用水 为学院自制双蒸水。

表1 不同花椒样品名称和编号汇总表Table 1 Name and number of different test samples ofZanthoxylum bungeanum pericarp

注:表1中产自渑池的花椒均为大红袍。

P230II分析型高效液相色谱仪 大连依利特分析仪器有限公司;TU-1810紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司;KQ-300VDE型三频数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司;HH-S4型电热恒温水浴锅 北京科伟永兴仪器有限公司;HANGPING JA 2003电子天平 上海仪器仪表厂;移液枪 大龙医疗设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 分别取不同品种花椒干燥样品适量,粉碎,过20目筛,各称取2.000 g花椒粉末,加入40 mL甲醇,超声2.5 h,过滤,收集滤液,即为花椒的甲醇提取液,将其储存于4 ℃冰箱,用于后期测定。

1.2.2 花椒有效成分测定 多酚的测定:参考福林酚试剂比色法测定[8],以吸光值A(y)对没食子酸浓度C(x)作标准曲线,得到方程:y=0.0092x+0.013(R2=0.9991),用上述方法测定不同花椒样品提取液的吸光值,并计算多酚含量。

总黄酮的测定:参考改进的硝酸铝-亚硝酸钠比色法测定[1],以吸光值A(y)对芦丁浓度C(x)作标准曲线,得到方程:y=0.0085x+0.0158(R2=0.9993),用上述方法测定不同花椒样品提取液的吸光值,并计算黄酮含量。

麻味素的测定:采用高效液相色谱法测定[9]。分别取适量1.2.1中所得提取液,用甲醇稀释100倍,过0.45 μm滤膜,用于色谱测定,进样10 μL。色谱条件:TC-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)型反相液相色谱柱;流动相组成为在0～15 min内由50%甲醇-50%水逐步变为90%甲醇-10%水,保持10 min;检测波长254 nm,柱温40 ℃;流速1.00 mL/min。以峰面积S(y)对麻味素标准品浓度C(x)作标准曲线,得到方程:y=114.7x+18.707(R2=0.9984),用上述方法测定不同花椒样品提取液的峰面积,并计算麻味素含量。

1.2.3 抗氧化能力的测定 DPPH自由基清除率的测定[8]:分别取1.2.1中所得提取液1 mL,稀释适当的倍数后,再取1 mL稀释后的样品,采用分光光度法测定。

总还原能力的测定[1]:分别取1.2.1中所得提取液0.1 mL,稀释适当的倍数后,再取0.1 mL稀释后的样品,采用分光光度法测定。

2 结果与分析

2.1 不同花椒果皮提取物中有效成分含量分析

表2为不同花椒样品中总多酚、总黄酮和麻味素等的物质成分含量表。由表2可知,17株不同花椒优树的干燥椒皮中的总多酚、总黄酮和麻味素等物质成分的含量存在差异。总多酚含量范围为44.97～78.73 mg/g,以M37的多酚含量最高,比张艳军研究的泰安1号花椒的总多酚含量稍低[10];总黄酮的含量范围为71.21～154.42 mg/g,以M1总黄酮含量最高;作为花椒呈味物即内在品质的特征指标——麻味素含量的差异在17个优树中最为显著,17个优树的麻味素含量范围在13.96～65.04 mg/g之间,以S1的麻味素含量最高,为65.04 mg/g,比余晓琴和李菲菲等人研究中花椒麻味素含量高出很多[9,11],比麻味素含量最低的M4高3.6倍以上,麻味极浓,17株不同花椒优树椒皮样品中的有效成分含量不同,一方面可能与花椒的品种有关,花椒的品种不同,花椒中的有效成分含量存在很大的差异[9-10],另一方面花椒的产地对其成分的含量也有显著影响。但若从有效成分的总含量来选育良种优树,初步可以判断出M31、M17最不适宜,而M37优树为最佳,其他较佳选择由高到低则是M1、L1、M40。另外,麻味素含量排名第一的S1也具有麻味浓郁的独特优势,可以作为专门提取麻味素的风味“麻椒”品种主体种质资源适合进一步开展区域研究。

表2 不同花椒果皮中总多酚、总黄酮和麻味素含量差异表(mg/g)Table 2 Difference of total polyphenols,total flavonoids and hemp flavor substance in different Zanthoxylum bungeanum pericarp(mg/g)

注:用Tukey法进行多重比较,同列标有不同字母者表示组间差异显著(p<0.05),标有相同字母者表示组间差异不显著(p>0.05)。麻味素标准溶液和S1样品提取物的色谱图见图1和图2。从以上三种物质成分的总含量来看,总含量最高的是M37,最低的是M31,其中,M31优树中总多酚和总黄酮的含量最低,且其麻味素的含量也很低,只有18.10 mg/g,仅比M4的麻味素含量高。

图1 麻味素标准品色谱图Fig.1 Chromatogram of hemp flavor substance standard

图2 S1花椒果皮提取物色谱图Fig.2 Chromatogram of extracts from pericarp of S1

2.2 不同花椒果皮提取物抗氧化能力测定

2.2.1 不同花椒果皮提取物DPPH自由基清除率的测定 由图3可见,不同花椒果皮提取物对DPPH自由基具有一定的清除能力,且存在差异。由图3可知,M1样品的花椒果皮提取物对DPPH自由基的清除率最高,达54.3%,其次为M40和M37样品,M31样品的DPPH自由基清除能力最差,清除率为22.2%。多酚、黄酮和麻味素等物质都具有一定的抗氧化能力,因此,不同花椒果皮提取物对DPPH自由基清除率差异可能是由总多酚、总黄酮和麻味素的含量差异而引起的。

图3 不同花椒果皮提取物DPPH清除率Fig.3 Effect of DPPH free radical scavenging rate of extract from different Zanthoxylum bungeanum pericarp

2.2.2 不同花椒果皮提取物总还原能力的测定 不同花椒果皮提取物总还原能力的测定结果见图4。由图4可知,17种花椒果皮样品中,总还原能力最高的是M37样品,其次为M1样品,且这两种样品的总还原能力差异不显著;M31样品总还原能力最低,与其他样品之间存在显著差异(p<0.05)。导致该结果的原因可能是样品中总多酚、总黄酮和麻味素含量之间的差异,且总多酚和总黄酮的含量差异为主要影响因素。

图4 不同花椒果皮提取物总还原能力Fig.4 Total reducing power of extracts from different Zanthoxylum bungeanum pericarp

2.3 不同花椒果皮中总多酚和总黄酮含量与抗氧化能力之间相关性分析

2.3.1 不同花椒果皮的总多酚和总黄酮含量与DPPH自由基清除率相关性分析 研究表明多酚、黄酮都有一定的抗氧化能力[7-8,10],本研究通过对不同花椒果品中总多酚和总黄酮含量与DPPH自由基清除率之间的相关性分析可知,总多酚和总黄酮的含量与DPPH自由基清除率的相关性较高。由图5可知,总多酚和总黄酮含量与DPPH自由基清除率之间的相关系数均为0.7239,回归方程分别为y=0.0079x-0.1284和y=0.0031x+0.0134(y为因变量DPPH自由基清除率,x为自变量总多酚或总黄酮含量)。

图5 不同花椒果皮提取物的总多酚(a)和总黄酮(b)含量与DPPH清除率的线性关系Fig.5 Correlations between the contents of total polyphenols(a),total flavonoids(b)of extracts from different Zanthoxylum bungeanum pericarp and scavenging effect on DPPH free radical

2.3.2 不同花椒果皮中总多酚和总黄酮含量与总还原能力之间相关性分析 分别以总多酚和总黄酮含量为自变量x,以总还原力为因变量y分别进行相关回归分析,可知,总多酚和总黄酮含量与总还原力之间的相关系数分别为0.8285和0.7864,回归方程分别为y=0.0090x-0.0217和y=0.0035x+0.1519。由相关系数可知,总多酚含量与总还原力的相关性比总黄酮更强。

图6 不同花椒果皮提取物的总多酚(a)和总黄酮(b)含量与总还原力的线性关系Fig.6 Correlations between the contents of total polyphenols(a),total flavonoids(b)of extracts from different Zanthoxylum bungeanum pericarp and total reducing power

3 结论

不同花椒优树(可能是新品种)中总多酚、总黄酮和麻味素的含量具有显著的差异性,其中,总多酚和总黄酮的含量与花椒的DPPH清除率和总还原力等抗氧化能力具有较好的相关性,因此,选育出麻味素、总多酚和总黄酮等生物活性成分含量较高的花椒良种,是提高花椒的内在品质、充分开发利用良种花椒资源的关键。就本研究所测定的17种花椒优树的测定结果可知:不同品种的花椒中麻味素、总多酚和总黄酮的含量存在显著差异;不同产地的花椒中麻味素、总多酚和总黄酮的含量差异显著;根据这17种花椒中麻味素、总多酚和总黄酮的含量差异可初步确定,在花椒优树选育时,M37花椒为最好的选择,其次是M1、L1、M40,而花椒优树M31、M17不宜用于进一步培育,陕县的小红袍(S1)可作为专门制作麻味调料和制备麻味物质的风味“麻椒”品种的主体种质资源，适合进一步开展区域研究。但若要精准选育,还需对初选后余下的其他优树品种的花椒中的挥发油、花椒蛋白和花椒生物碱等花椒化学成分进行测定,同时结合区域中试结果,才能通过进一步的比较来选育出综合评价最佳的优良品种。

[1]张艳军,杨途熙,魏安智,等.花椒果皮中总黄酮和多酚的积累及其抗氧化活性研究[J].西北植物学报,2013,33(3):620-625.

[2]崔美玉,赵云丽,王婷,等.PR-HPLC同时测定花椒提取物中3种山椒素的含量[J].沈阳药科大学学报,2014,31(4):272-275.

[3]江洁芳.花椒抑菌活性成分提取工艺的研究[J].中国调味品,2011,36(3):30-32.

[4]石雪萍,张卫明,张鸣镝,等.花椒总生物碱镇痛、抗炎、止痒作用研究[J].中国野生植物资源,2011,30(1):46-49.

[5]黄海潮,王如意,周伟民.花椒挥发油对嗜铬细胞瘤细胞的杀伤作用[J].黑龙江医药,2010,23(4):514-515.

[6]郭静.花椒麻味物质的分析测定方法和功能作用研究[J].中国调味品,2008(5):73-76.

[7]豆海港,陈文学,仇厚援,等.花椒提取物抗氧化作用研究[J].食品研究与开发,2006,27(7):14-16.

[8]狄科,石雪萍,张卫明.花椒总多酚的提取及DPPH自由基清除效果研究[J].食品开发与研究,2012,33(6):112-115.

[9]余晓琴,郑显义,阚建全,等.红花椒和青花椒主要品质特征指标值的评价[J].食品科学,2009,30(15):45-48.

[10]张艳军.花椒黄酮和多酚含量及抗氧化活性研究[D].西安:西北农林科技大学,2013.

[11]李菲菲,李孟楼,崔俊,等.花椒麻味素(酰胺类)含量的常规检测[J].林业科学,2014,50(2):121-126.

Determination of hemp flavoring,total polyphenols and total flavonoids extracted by methanol and antioxidant capacity of differentZanthoxylumbungeanumpericarp

MENG Zhao-wei1,SONG Yun2

(1.Sanmenxia Forestry Work Station,Sanmenxia 472000,China;2.Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China)

In order to screen out the best variety from 17 kind of differentZanthoxylunbungeanumpericarp,the contents of total polyphenols,total flavonoids,hemp flavor substance and the antioxidant ability of the extracts of 17 different varieties of high yieldZanthoxylumbungeanumpericarp were studied in this paper,and the correlation analysis was also conducted. The results showed that the content of total polyphenols,total flavonoids and hemp flavor substances were the highest in the sample of M37,M1 originated from Mianchi and S1 obtained from Shanxian,respectively. And the sample of M31 had the lowest content of total polyphenols and total flavonoids. The lowest content of hemp flavoring was sample of M4. The extracts of differentZanthoxylumbungeanumpericarp presented favorable reducing power and DPPH scavenging ability. And the total polyphenols and total flavonoids showed highly correlation with the reducing power and DPPH scavening capacity. The study showed that the main active ingredients of differentZanthoxylunbugeanumpericaip present significant difference,and the M37,M1,L1 and S1 originated from Mianchi,Mianchi,Lingbao,Shanxian,respectively,could be used to further cultivate.

Zanthoxylumbungeanumpericarp;total polyphenols;total flavonoids;hemp flavor substance;antioxidant ability

2016-03-30

孟昭伟(1966-), 男，大学本科，主要从事林业技术推广方面的研究，E-mail:smxmzw8363@126.com。

TS255.1

A

1002-0306(2017)10-0114-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.10.014