马铃薯皮中多酚类物质的抗氧化性研究

李 霄，陈 慧，周苗苗



马铃薯皮中多酚类物质的抗氧化性研究

李 霄，陈 慧，周苗苗

（榆林学院化学与化工学院，陕西 榆林719000）

通过体外抗氧化体系测定马铃薯皮多酚的抗氧化活性。除超氧阴离子的能力；马铃薯皮多酚清除羟基自由基的能力；马铃薯皮多酚清除DPPH自由基的能力；马铃薯皮多酚对油脂的抗氧化能力。马铃薯皮多酚对超氧阴离子的清除率最高达18.33%，且在低浓度清除能力明显高于同浓度抗坏血酸（Vc）；马铃薯皮多酚对羟基自由基的清除率最高达92.26%。对DPPH自由基清除率最高达86.08%。油脂中添加马铃薯皮多酚提取液，可以明显降低油脂的过氧化值（POV）。马铃薯皮多酚对超氧阴离子，羟基自由基和DPPH自由基都有很好的清除效果，且在一定程度上降低油脂过氧化值随时间而延长的程度，是很好的天然抗氧化剂。

马铃薯皮；马铃薯皮多酚；多酚；抗氧化性

马铃薯，茄科茄属，俗称土豆、洋芋、山药蛋等，是维持机体健康的理想功能食物。马铃薯产量丰富，易得，且价格便宜，既可以作为蔬菜也可以作为粮食食用，食用方法多样、贮运方便，食用价值[1,2]、营养价值[3,4]、药用价值[5]和经济价值[6]都非常好，是我国的主要粮食和蔬菜作物之一。

马铃薯皮在马铃薯食用和生产过程中经常作为副产品被遗弃。在马铃薯食品加工过程中，如生产薯条、淀粉等时，会产生大量的马铃薯皮渣[7-9]。近年来，有马铃薯皮渣用于制沼气[10]、生产饲料[11,12]等的报道，但大多数作为垃圾直接丢掉，不仅浪费材料，而且污染环境。马铃薯中的多酚类物质是其重要的次生代谢产物，约有50%存在于马铃薯的皮和皮层之间，且越靠近中心浓度越低[2,9]。植物多酚是多羟基酚类化合物的总称，广泛存在于植物的叶、壳、果肉、以及种皮中，是具有独特生理活性和药理活性的天然产物。具有抗癌[13]、降血糖和降血脂[14,15]等保健作用以及抗氧化作用[16]。国内外对马铃薯的营养价值、药用价值、工业价值、以及马铃薯在食品安全体系中的价值的研究较多，但是对于马铃薯皮中多酚的研究较少，特别是其抗氧化性鲜有报道。

本文探讨了马铃薯皮中多酚类物质在不同的体外抗氧化体系中的抗氧化性。可以将马铃薯皮变废为宝，且为马铃薯附加值的提高提供新的思路。

1 实验部分

1.1 材料与试剂

马铃薯取自陕北榆林主产区，选择外表无褐变的新鲜马铃薯清洗，自然晾干，削皮，厚度约5 mm，沸水热烫5 min，以钝化多酚氧化酶活性。50 ℃烘干，粉碎，备用。

溴水；氯化铁；碘化钾；无水碳酸钠；没食子酸；邻苯三酚；钼酸钠；钨酸钠；硫酸锂；对二苯基苦基苯肼（DPPH）；无水乙醇；氯仿；水杨酸；硫代硫酸钠；双氧水；硫酸亚铁；三羟甲基氨基甲烷（Tris）；盐酸（36%~38%）；磷酸；冰醋酸；可溶性淀粉；抗坏血酸（Vｃ）；二次蒸馏水。

1.2 仪器与设备

JH722S可见分光光度计；HH-S电热恒温水浴锅；电子天平；RE-52A旋转蒸发仪；SHZ-D循环水式真空泵；WK-200B小型高速粉碎机；MH-250型电子调温电热套；202-0台式电热干燥箱；80-2型电动离心机。

1.3 实验方法

1.3.1 马铃薯皮多酚的提取工艺流程

本实验参考本课题组文献[9,17]，通过单因素实验，研究不同溶剂，提取时间，料液比，粉碎度对马铃薯皮多酚提取率的影响，在单因素实验的基础上，设计正交试验，优化马铃薯皮多酚的最佳提取工艺。

准确称取5.000 0 g马铃薯皮粉末，按料液比1:15 g/mL加入50%乙醇溶液75 mL，摇匀。先45 ℃水浴浸提20 min，再超声浸提30 min后真空抽滤，得到的滤液经40 ℃真空浓缩，得马铃薯皮多酚提取物，备用。

1.3.2 马铃薯皮中多酚类物质的抗氧化性测定

（1）配制不同浓度的马铃薯皮多酚溶液，备用。

（2）50 mmol/L pH=8.2的Tris-HCl缓冲溶液的配制 准确量取50 mL 0.1 mol/L的三羟甲基氨基甲烷（Tris）溶液和22.9 mL 0.1 mol/L HCl混匀并稀释至100 mL，用精确pH试纸调pH值至8.2，备用。

（3） DPPH•乙醇溶液的制备 准确称取20.00 mg DPPH•，用无水乙醇溶解，再定容至250 mL容量瓶中，得浓度为0.2 mmol/L DPPH•溶液，冰箱保存。

1.3.3 清除超氧阴离子作用

操作方法参考李霄，沙朱丹，张宽朝，宋丽等人的文献[18-21]，并做相应的修改。

马铃薯皮多酚提取液与相同浓度的Vｃ 作对照实验。每个样品测3次，取平均值。清除率按如下公式计算：

清除率（%）=

0—Tris盐酸缓冲溶液+二次蒸馏水+邻苯三酚的吸光度;

1—Tris盐酸缓冲溶液+马铃薯皮多酚样品+邻苯三酚的吸光度。

1.3.4 清除羟基自由基作用

操作方法参考李金凤，田应娟等人的文献[22,23]，并做相应的修改。

马铃薯皮多酚提取液与相同浓度的Vｃ 作对照实验。每个样品测3次，取平均值。清除率按如下公式计算：

清除率（%）=

0—2 mL 硫酸亚铁溶液+2 mL蒸馏水+2 mL 双氧水+2 mL 水杨酸的吸光度;

i—2 mL 硫酸亚铁溶液+2 mL马铃薯皮多酚提取液+2 mL 双氧水+2 mL 水杨酸的吸光度;

j—2 mL 硫酸亚铁溶液+2 mL马铃薯皮多酚提取液+2 mL 双氧水+2 mL 蒸馏水的吸光度。

1.3.5 清除二苯基苦基肼自由基作用

具体操作方法参考李霄，许申鸿，等人的文献[18，24]，并做相应的修改。

马铃薯皮多酚提取液与相同浓度的Vｃ 作对照实验。每个样品测3次，取平均值。清除率按如下公式计算：

DPPH•清除率（%）=

1—为马铃薯皮多酚提取液+DPPH•的吸光度；

2—为无水乙醇+DPPH•的吸光度的吸光度。

1.3.6 抗油脂自动氧化能力的测定

取一定量的多酚提取液加入30.000 0 g菜籽油中，充分搅拌，置于60 ℃烘箱中，每隔一段时间搅拌一次，每隔1d测定过氧化值（碘量法）。称取2.127 0 g油样，加入30.0 mL乙酸与三氯甲烷混合液（3:2），再加1.0 mL饱和碘化钾，迅速盖好，摇匀，避光静置反应3 min，再加入100.0 mL蒸馏水，1.0 mL淀粉溶液，摇匀后再用0.024 8 mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定，记录滴定体积V。过氧化值按下列公式计算[25,26]：

过氧化值=

其中：—标准溶液的体积，mL；

—标准溶液的浓度，mol/L；

—样品质量，g。

2 结果与分析

2.1 马铃薯皮多酚对超氧阴离子的清除能力

以马铃薯皮多酚浓度(mg/mL)为横坐标，对O2-•的清除率(%)为纵坐标作图，结果如图1所示。

图1 马铃薯皮多酚对O2-•的清除效果

结果表明，马铃薯皮多酚对超氧阴离子的清除率在低浓度范围内，随着浓度的增大而增大，当浓度进一步增大，清除率反而下降，最大清除率达18.33%。与同浓度的Vc做比较，马铃薯皮多酚浓度在0~0.007 mg/mL范围内，马铃薯皮多酚对超氧阴离子的清除率明显高于同浓度的Vc，随着浓度的进一步增大，在0.007~0.03 mg/mL范围内，Vc对超氧阴离子的清除率优于马铃薯皮多酚，总之，马铃薯皮多酚对超氧阴离子有一定的清除能力。

2.2 马铃薯皮多酚对•OH的清除能力

如图2所示，横坐标为马铃薯皮多酚浓度(mg/mL)，纵坐标为•OH的清除率(%)。

图2 马铃薯皮多酚对•OH的清除效果

实验结果表明，马铃薯皮多酚浓度在0.02~0.2 mg/mL范围内，马铃薯皮多酚对羟基自由基的清除率与浓度呈正相关，当浓度为0.2 mg/mL时，清除率最高达92.26%，与同浓度的Vc比较，马铃薯皮多酚清除率略低，但是随着浓度的增大，越来越接近，故说明马铃薯皮多酚对•OH具有很好的清除效果，可以作为天然抗氧剂开发利用。

2.３ 马铃薯皮多酚对DPPH•的清除能力

以马铃薯皮多酚浓度(mg/mL)为横坐标，对DPPH•清除率(%)为纵坐标作图，结果如图3所示。

图3 马铃薯皮多酚清除DPPH•效果

结果表明，随着马铃薯皮多酚浓度的增大，对DPPH•的清除率逐渐增大，当多酚浓度在0.002~0.008 mg/mL范围内，马铃薯皮多酚对DPPH•的清除率明显高于同浓度的Vｃ，最大清除率达86.08%，当浓度在0.008~0.020 mg/mL范围内，马铃薯皮多酚对DPPH•的清除率略小于Vc的清除率。马铃薯皮多酚对DPPH•具有良好的清除率，是有开发价值的天然抗氧化剂。

2.4 马铃薯皮多酚抑制油脂氧化作用

以添加马铃薯皮多酚提取液的油脂反应天数为横坐标，油脂过氧化值(%)为纵坐标作图，结果如图4所示。

图4 马铃薯皮多酚对油脂的抗氧化作用

实验结果表明，空白油样，在没有添加抗氧化剂时，油脂的过氧化值随着时间的延长不断升高，加入马铃薯皮多酚后，油脂的过氧化值在8天内随时间的延长增加的程度明显低于空白油样，因此马铃薯皮多酚具有抗油脂氧化的能力。

3 结论

马铃薯皮多酚类物质对自由基DPPH•、•OH、O2-•都具有一定的清除能力，且在一定范围内清除率高于或者非常接近同浓度的Vｃ，且具有一定的抗油脂自氧化能力,在一定程度上降低油脂过氧化值随时间延长而升高的程度，因此马铃薯皮多酚可以作为良好天然抗氧化剂。

［1］刘丽宅,谢晶,汪洋,等.马铃薯主食产品研究现状及发展前景[J].粮食加工,2016,41(6):64-67.

［2］周胜男,陆宁.马铃薯中多酚类物质提取方法的研究[J].食品工业科技,2009,30(6):217-222.

［3］曾凡逵, 许丹, 刘刚. 马铃薯营养综述[J]. 中国马铃薯, 2015, 29 (4): 233-243.

［4］文丽.马铃薯营养价值探讨[J].食品科学,2016 ,(4):293-294.

［5］李宝君.马铃薯的营养价值与药用价值[J].吉林蔬菜,2009(5):19.

［6］韩慧敏, 何江. 我国马铃薯产业的经济分析[J]. 现代农业, 2016 (10): 46-47.

［7］李芳蓉,韩黎明,王英,等.马铃薯渣综合利用研究现状及发展趋势[J].中国马铃薯,2015,29(3):175-181.

［8］王拓一,张 杰,吴耘红,等.马铃薯渣的综合利用研究[J].农产品加工,2008,(7):103-105.

［9］曹艳萍,李霄,薛成虎,等.马铃薯皮多酚类物质的超声波提取工艺研究[J].延安大学学报,2012,31(3):72-75.

［10］ 孙传伯,李云,廖梓良,等.马铃薯皮渣沼气发酵潜力的研究[J].现代农业科技,2008(2):8-9.

［11］郝松华,马雪豪,金亚倩,等.青贮马铃薯渣作为肉羊饲料的营养价值评定[J].中国草食动物科学,2016,36(4):24-27.

［12］郭杉杉,王相刚,李艳芳.马铃薯皮在食用菌母种培养基中的应用[J].黑龙江农业科学,2015,(3):125-127.

［13］王修杰,袁淑兰,魏于全.植物多酚的防癌抗癌作用[J].天然产物研究与开发,2005,17(2):508-517.

［14］翟清波,李诚,王静,等.植物多酚降血糖和降血脂作用研究进展[J].中国药房,2012,23(3):279-282.

［15］伊娟娟,左丽丽,王振宇.植物多酚的分离纯化及抗氧化、降脂降糖功能研究[J].食品工业科技,2013,34(19):391-399.

［16］邵芳芳,尹卫平,梁菊.重要的植物多酚及其抗氧化性能的研究概况[J].西北药学杂志,2010,25(1):66-68.

［17］王昕,廖克俭.铁观音绿茶茶多酚提取工艺研究[J] .当代化工,2012,41(9):916-918.

［18］ 李霄,曹艳萍,马向荣,等.陕北红枣多酚抗氧化性研究与比较[J].应用化工,2012,41(8):1368-1371.

［19］沙朱丹,牛广财,蔡亚平,等.果渣多酚抗氧化活性的研究[J].中国食品添加剂,2010(5):129-132.

［20］张宽朝,李冬磊,陈曼曼,等.甘薯渣多酚粗提液的抗氧化活性研究[J].食品工业科技,2011,32(3):163-165.

［21］宋丽，甄萍萍，李大红.香天竺葵精油抗氧化活性研究[J].河南农业科学,2011,40(2):135-137.

［22］李金凤,段玉清, 马海乐,等.板栗壳中多酚的提取及体外抗氧化性研究[J].林产化学与工业,2010,30(1):53-58.

［23］田应娟,朱良,陈健,等.超声强化提取橄榄黄酮类物质及其抗氧化活性研究[J].食品研究与开发,2011,32(1):17-22.

［24］许申鸿,杭瑚.DPPH·分光光度法测定抗坏血酸[J].食品科学,1999,18(7):55-56.

［25］龚刚明,张贇彬,王化田.红景天多酚物质抗氧化作用研究[J].食品科学,2008,29(2):91-93.

［26］武镜;高志峰;海勇.纺织品除氨臭气的检测及抗洗涤性能[J].中国纤检,2012(20):52-54.

Study on Antioxidant Activity of Polyphenols From Potato Peel

（School of Chemistry and Chemical Engineering,Yulin University, Shaanxi Yulin 719000, China）

The antioxidant activity of polyphenol from potato peel was determined by in vitro antioxidant system. At first, ultrasonic assisted extraction of polyphenols from potato peel was carried out. And then properties of potato peel polyphenols in different system were investigated, such as superoxide anion scavenging ability, hydroxyl radical scavenging capacity,DPPH free radical scavenging ability and antioxidant ability. The results show that the superoxide anion radical scavenging capacity of potato peel polyphenols is up to 18.33%, and its scavenging capacity under low concentration is significantly higher than that of ascorbic acid (Vc) with the same concentration; Hydroxyl radical scavenging rate of potato peel polyphenols is up to 92.26%;DPPH free radical scavenging rate of potato pell polyphenols is up to 86.08%. Peroxide value (POV) of oil can be significantly decreased by adding potato peel polyphenols. So potato peel polyphenols have good scavenging effect on superoxide anion, hydroxyl radicals and DPPH radicals, and can reduce the oil POV, and are a kind of good natural antioxidant.

Potato peel; Polyphenol of potato peel; Polyphenol; Antioxidant activity

S529；O656.22；S132；S565.1

A

1671-0460（2017）08-1509-04

榆林市科技局项目：2014 cxy－01；2017年榆林学院化学与化工学院教改项目：HGY2017-1，HGY2017-2。

2017-05-04

李霄（1983-），女，陕西省榆林市人，实验师，硕士，2010年毕业于兰州大学生物化学专业，研究方向：从事天然产物的提取与分析工作。E-mail：lixiaoylxy2010@163.com。