野木瓜果汁体外抗氧化性研究

2017-09-03崔霖芸

食品工业科技 2017年15期

关键词：褐变抗坏血酸蒸馏水

崔霖芸

(遵义医药高等专科学校基础部,贵州遵义 563006)

野木瓜果汁体外抗氧化性研究

崔霖芸

(遵义医药高等专科学校基础部,贵州遵义 563006)

野木瓜果汁,褐变,抗氧化性

氧化反应是人体组织为产能而进行的基本生化过程,也是合成活性氧(reactive oxygen species,ROS)的过程。活性氧不仅在导致生理机能退化和炎症、风湿性关节炎、白内障、癌症等病变过程中起着关键作用[1-2],还会造成细胞内脂类、蛋白质和DNA的损害和细胞退化,导致衰老、炎症、糖尿病、动脉粥样硬化及癌症等诸多疾病[3-5]。

野木瓜是国家卫生部第一批列入的药食同源植物,但由于野木瓜果实坚硬味道酸涩而难以直接食用,需要对其深加工,野木瓜果汁因其保留了野木瓜大部分生物活性物质,成为野木瓜的主要功能产品[15]。但是野木瓜果汁在其储存过程中易发生褐变,消耗了果汁中的多酚、黄酮、抗坏血酸及多糖等营养物质[16-17],降低其营养品质[18]。本研究目的是通过体外抗氧化实验测试野木瓜鲜果汁的抗氧化能力,并以抗坏血酸为参照,衡量野木瓜果汁的抗氧化能力。测试未抑制褐变和抑制褐变的野木瓜果汁体外抗氧化能力,并与鲜野木瓜果汁比较,以评价褐变和褐变抑制对野木瓜果汁抗氧化功效的影响,以期为开发野木瓜果汁功能饮品提供参考,以推动正安县野木瓜产业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

野木瓜属蔷薇科贴梗海棠灌木丛植物,贵州省遵义市正安县。

抗坏血酸、铁氢化钾、三氯乙酸、FeCl3、邻苯三酚、α-萘胺、亚硝酸钠、对氨基苯磺酸、N-1-萘基乙二胺盐酸盐均为分析纯,水杨酸、H2O2、33%(质量分数)二甲胺均为化学纯,pH6.6的磷酸二氢钾-磷酸氢二钾缓冲液(配制方法见文献[19])、pH8.34的磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液(配制方法见文献[20]),pH3.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液(配制方法见文献[20]),实验用水为二次蒸馏水。

UV-1801紫外可见分光光度计北京北分瑞利分析仪器有限公司;BSA223型电子天平北京赛多利斯天平有限公司；JYZ-V902型榨汁机山东九阳股份有限公司；Galanz WD900TL23型微波炉广东顺德格兰仕微波炉有限公司；TL80-2型离心机姜堰市天力医疗器械有限公司；ZF-20D型暗箱式紫外分析仪上海顾村电光仪器厂；HH-2型数显恒温水浴锅江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；PHS-2F型精密酸度计上海雷磁仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 果汁的制备工艺流程新鲜野木瓜挑选→去皮籽→切块(1 cm3)→微波灭酶(800 W,50 s)→榨汁→离心取上清液(4000 r/min,10 min)→95 ℃高温灭菌0.5 min→A、B、C

A:抗氧化性测试→鲜野木瓜果汁抗氧化能力；B:装瓶→常温贮藏(100 d)→抗氧化性测试，为未抑制褐变果汁抗氧化能力；C:添加褐变抑制剂(0.001 1%的EDTA-Na2、0.212 6%的D-异抗坏血酸钠、0.543 4%的L-半胱氨酸为和0.191 7%的柠檬酸)→装瓶→常温贮藏(100 d)→抗氧化性测试，为抑制褐变果汁抗氧化能力

1.2.2 野木瓜果汁总还原力的测定参照Oyaizu法[21],分别取抑制褐变、未抑制褐变的野木瓜纯果汁1.0、2.0、3.0、4.5 mL(分别用蒸馏水补足溶液总体积为4.5 mL,即果汁浓度分别为22%、44%、67%、100%)。对照管则分别加入0.1、0.3、0.5、0.8 mg/mL的抗坏血酸 4.5 mL,再加入pH6.6的Na2HPO4-KH2PO4缓冲溶液3.5 mL,然后加入质量分数为6%的铁氢化钾0.5 mL,50 ℃恒温水浴反应20 min后急速冷却,加入质量分数为20%的三氯乙酸1.5 mL迅速摇匀后在3000 r/min离心10 min,取上清液2.5 mL,依次加入蒸馏水2.0 mL,质量分数为0.1%的FeCl30.5 mL,摇匀静置10 min,在D700 nm处测吸光度值,平行做3次求平均值。

1.2.3 野木瓜果汁对羟基自由基(·OH)的清除实验应用Fenton法[22],在具塞试管中加入4 mmol/L的FeSO4的1.5 mL,再加入6 mmol/L的水杨酸3.0 mL,摇匀,再分别加入抑制褐变、未抑制褐变的野木瓜果汁0、1.0、2.0、3.0、4.5 mL(分别用蒸馏水补足溶液总体积为4.5 mL)。对照管则分别加入0.1、0.3、0.5、0.8 mg/mL的抗坏血酸 4.5 mL,然后加入6 mmol/L的H2O21.0 mL,摇匀,37 ℃恒温水浴15 min后,在D510 nm处测得吸光度值A,平行做3次求平均值。

清除率(%)=(A0-Ax)÷A0×100

式(1)

式(1)中:A0-空白对照的吸光度值；Ax-加入待测液后的吸光度值。

抑制率(%)=(V0-Vx)÷V0×100

式(2)

式(2)中:V0-未加待测液(即加入蒸馏水)时邻苯三酚自氧化速率；Vx-加入待测液后的邻苯三酚自氧化速率。

1.2.5 野木瓜果汁对亚硝酸盐清除率的测定采用重氮偶合比色法[24],取pH3.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液5 mL,分别加入抑制褐变、未抑制褐变的野木瓜果汁0、1.0、2.0、3.0、4.5 mL(分别用蒸馏水补足溶液总体积为4.5 mL)。对照管则分别加入0.1、0.3、0.5、0.8 mg/mL的抗坏血酸 4.5 mL,再加入0.2 g/L的亚硝酸钠溶液0.5 mL,37 ℃恒温反应1 h,吸取反应液1 mL,加入质量分数0.4%的对氨基苯磺酸2 mL,摇匀后静置5 min,再加入质量分数0.2%的盐酸萘乙二胺2 mL。摇匀后静置15 min,在540 nm处测吸光度值,平行做3次求平均值。

清除率(%)=(A0-Ax)/A0×100

式(3)

式(3)中:A0-未加待测液(即加蒸馏水)的吸光度值；Ax-加入待测液的吸光度值。

1.2.6 野木瓜果汁对亚硝胺合成阻断率的测定参考文献[25]的方法,在4.5 mL pH3.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中,分别加入抑制褐变、未抑制褐变的野木瓜果汁0、1.0、2.0、3.0、4.5 mL(分别用蒸馏水补足溶液总体积为4.5 mL)。抗坏血酸对照管则分别加入0.1、0.3、0.5、0.8 mg/mL的抗坏血酸4.5 mL,然后加入0.2 g/L的亚硝酸钠溶液0.5 mL,加入2 mmol/L的二甲胺溶液0.5 mL,37 ℃恒温反应1 h取出,分别吸取上述溶液1 mL到7 cm2培养皿中,加入质量分数为0.5%的Na2CO3溶液0.5 mL,紫外分析仪上照射15 min(紫外灯距液面15 cm)。取出加入质量分数1%的对氨基苯磺酸和质量分数0.1%的α-萘胺各1.5 mL,加入蒸馏水0.5 mL,混匀,静置15 min,在525 nm处测定吸光度,平行做3次求平均值。

阻断率(%)=(A0-Ax)/A0×100

式(4)

式(4)中:A0-未加待测液时的吸光度值；Ax-加入待测液的吸光度值。

1.3 数据统计分析

数据差异比较用Excel 2013处理,先F检验是否同方差,再进行t检验。p<0.05为显著,p<0.01为极显著。

2 结果与分析

2.1 野木瓜果汁的总还原力

图1表明野木瓜果汁在低浓度下就具有较强还原力,并随着浓度的升高,总还原力也显著增加,体现了明显的量效关系。44%鲜果汁与0.3 mg/mL抗坏血酸的总还原力无差异(p=0.1750),而100%鲜果汁总还原力也仅比0.8 mg/mL抗坏血酸略低7.26%(p=0.0034),说明野木瓜鲜果汁有较强的总还原力,主要是野木瓜果汁中含有丰富的多酚[26],具有较强的还原性[27]。当待测品浓度为100%时,鲜果汁和未抑制褐变果汁的总还原力差异显著(p=0.0010),前者均值高出后者19.65%,说明褐变对野木瓜果汁总还原力损失较大,因为多酚是非酶褐变的主要因素[17],在褐变中损失较大。抑制褐变的野木瓜果汁与鲜果汁总还原力无显著差异(p=0.1329),与未抑制褐变的果汁差异显著(p=0.0023),表明褐变抑制较好地保全了野木瓜果汁的总还原力。

图1 野木瓜果汁的总还原力Fig.1 The reduction energy of the Stanuntonia Chinensis juice

2.2 野木瓜果汁对羟基自由基(·OH)的清除率

如图2所示,100%野木瓜鲜果汁对羟基自由基的清除率达70.48%,仅比0.8 mg/mL抗坏血酸低7.29%(p=0.0162),表明野木瓜果汁有较强的清除·OH的能力。羟基自由基(·OH)是活性氧中氧化性极强的一种[28],宋双双等[29]研究显示总黄酮含量与·OH清除能力高度相关性,张春梅等[21]研究表明多糖类化合物对·OH具有较强的清除作用。野木瓜果汁较强的清除·OH的能力可能是因为果汁中含有丰富的黄酮类物质(总黄酮含量为4.655%[30])和多糖化合物(多糖含量高达12.02%[6])。图2还显示,当待测品浓度为100%时,野木瓜鲜果汁清除·OH能力高于未抑制褐变果汁100.50%(p<0.0001),说明褐变对野木瓜果汁的·OH清除能力造成严重损失,可能主要与褐变造成黄酮类物质和多糖化合物损失相关。抑制褐变的野木瓜果汁的·OH清除能力仅比鲜果汁低6.95%(p=0.0028),高于未抑制褐变的果汁86.56%(p<0.0001),说明抑制褐变对保全了野木瓜果汁清除·OH的营养功效作用非常明显。

图2 野木瓜果汁对·OH的清除作用Fig.2 The ·OH scavenging effects of the Stauntonia Chinensis juice

图3 野木瓜果汁对的清除作用Fig.3 The · scavenging effects of the Stauntonia Chinensis juice

2.4 野木瓜果汁对亚硝酸盐清除率

清除亚硝酸盐主要有酶降解和非酶降解两种途径。前者主要依赖黄嘌呤氧化还原酶及亚硝酸盐还原酶等将亚硝酸盐还原成NO,后者是通过一些强还原性物质如VC、黄酮类等物质,将亚硝酸盐还原成NO、N2O和H2N2O2等物质[31]。如图4,100%鲜果汁对亚硝酸盐的清除率可达75.17%,虽低于0.8 mg/mL抗坏血酸9.92%(p<0.0001),但仍表明野木瓜果汁对亚硝酸盐有较强的清除能力,主要是因为野木瓜果汁富含VC、黄酮类物质[30]。当待测品浓度为100%时,鲜果汁的清除率高于未抑制褐变果汁20.62%(p=0.0003),表明褐变对野木瓜果汁的清除亚硝酸盐能力有较大影响,这是由于VC的氧化分解等非酶褐变降低了果汁中VC、黄酮等的含量[16]。而抑制褐变后的果汁与鲜果汁的清除能力无显著差异(p=0.0781),且显著高于未抑制褐变的果汁(p<0.0001),主要原因是抑制剂较好保护了野木瓜果汁中的VC、黄酮类等物质,说明褐变抑制能较好地保护了野木瓜果汁清除亚硝酸盐的功效。

图4 野木瓜果汁对亚硝酸盐的清除作用Fig.4 The sodium nitrite scavenging effects of the Stauntonia Chinensis juice

2.5 野木瓜果汁对亚硝胺合成阻断率

图5 野木瓜果汁对亚硝胺合成的阻断作用Fig.5 The inhibiting nitrosamine synthesis of the Stauntonia Chinensis juice

3 结论

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Study oninvitroantioxidant capacity ofStanuntoniaChinensisjuice

CUI Lin-yun

(Basic Department of Zunyi Medical and Pharmaceutical College,Zunyi 563006,China)