不同品种柑橘果皮的抗氧化能力研究

陈源 张迪 潘鹤立 孙建华 潘东明 余文权

摘  要  本文以5类（宽皮橘类、甜橙类、柚类、柠檬类和金柑类）柑橘共5个品种的果皮提取液为原料，评价各品种的抗氧化能力。实验采用DPPH法和ABTS法测定柑橘果皮的抗氧化能力，用IC50值来评价柑橘的抗氧化性，并综合分析了各品种柑橘果皮的抗氧化能力强弱。结果表明，供试柑橘的果皮均具有良好的抗氧化性，不同样品柑橘果皮的抗氧化能力不同，综合抗氧化能力由高到低为：太田椪柑>金弹>北京柠檬>纽荷尔脐橙>坪山柚，即在5类柑橘品种中，宽皮橘类的抗氧化能力最强，金柑类次之，柠檬类和甜橙类较弱，柚类最弱。

关键词  柑橘;果皮;提取液;抗氧化能力

中图分类号  S666      文献标识码  A

Abstract  In this paper， five kinds of peel extracts of five varieties （wide-skin orange， sweet orange， pomelo， lemon and kumquat） were used as the raw materials to evaluate the antioxidant capacity of each variety. The anti-oxidation ability of Citrus peel extracts was determined by the DPPH method and ABTS method respectively. The antioxidant capacity of IC50 was used to evaluate the antioxidant activity of Citrus， and the antioxidant capacity of Citrus peel of various varieties was comprehensively analyzed. The Citrus peel had strong antioxidant activity and there were some differences between the varieties. The antioxidant capacities of the peels were different， and the comprehensive antioxidant capacities were from high to low： Ota citrus， Jindan， Beijing lemon， Newhall navel orange， Pingshan pomelo. Among the five citrus varieties， the broad-skin orange had the strongest antioxidant capacity， followed by the kumquat， the lemon and sweet orange， and the pomelo had the weakest antioxidant capacity.

Keywords  Citrus;peels;extracts;antioxidant capacity

DOI  10.3969/j.issn.1000-2561.2019.08.026

自由基損伤是引起人体老化相关疾病和基因突变等的主要原因之一[1]。大量研究表明，水果中含有丰富的抗氧化物质，能保护细胞抵御自由基的攻击，及时清除过量的自由基，是人体抗衰老和保持健康的重要手段[2]。柑橘是世界第一大果树品种，种类丰富，包括橘、柚、枳、柑、橙等[3]，种植面积和产量在世界百果中均居首位[4]。柑橘与其他水果相比，具有橘皮和种子等废料多的特点。柑橘加工业中过剩的皮渣不能完全作为动物饲料或肥料消耗掉，这对生态环境造成巨大的影响[5]。不同品种柑橘果皮中含有不同丰富的抗氧化物质，其抗氧化能力差异巨大[6]，因此，合理有效利用皮渣对于保护人类健康和保护生态环境具有重要意义[7-8]。

体外抗氧化方法实验操作简单方便、成本较低，应用较为普遍。其中，DPPH法和ABTS法是一种筛选自由基清除剂的简便方法。DPPH·是一种以氮为中心的稳定的自由基，易溶于有机溶剂，溶解于无水乙醇时溶液呈紫色，在517 nm处有最大吸收值。当有自由基清除剂时，DPPH·的孤电子与清除剂配对，使其吸收减少，溶液颜色变浅，且这种颜色的变浅程度与配对电子数成化学计量关系。因此，可通过在此波长处吸光度的测定来评价自由基的清除情况[9-10];ABTS经强氧化剂氧化后生成稳定的蓝绿色阳离子自由基ABTS+·。当用无水乙醇稀释到一定浓度时，向其中加入存在抗氧化成分的待测物质，反应会使反应体系褪色，在734 nm处有强吸收值。且吸光度的变小程度与ABTS+·被清除的程度呈定量关系[11-12]。

目前，文献中报道了对柑橘类水果的抗氧化能力的研究，但对柑橘果皮的研究主要集中于单一品种的提取工艺和功效评价，而综合考查不同类型柑橘品种中抗氧化性的研究并不多[13-14]。在抗氧化分析的研究中，DPPH法、ABTS法可简单、快速测定样品的总体抗氧化效果[15]。本研究以福建永春具有代表性的5大类柑橘的5个品种（宽皮橘类：太田椪柑;甜橙类：纽荷尔脐橙;柚类：坪山柚;柠檬：北京柠檬;金柑：金弹幼果）为研究对象，以DPPH和ABTS法测定并分析了它们的抗氧化能力，综合比较不同类型、不同品种柑橘果皮的体外抗氧化能力，为柑橘资源的开发利用提供科学有力的支撑。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  材料  本研究采用的5种柑橘材料如下：宽皮橘类：太田椪柑（Citrus nobilis Lour. ‘Taitianpenggan）;甜橙类：纽荷尔脐橙（Citrus sinensis Osbeck ‘Newhall navel orange）;柚类：坪山柚（Citrus grandis Lour.  Osbeck ‘Pingshanyou）;柠檬类：北京柠檬（Citrus limon Lour. Bur ‘Beijing Lemon）;金柑类：金弹（Fortunella margarita Lour. ‘Jindan）幼果，均产自福建永春。样品均采用当年新鲜无病虫害的柑橘成熟期果实。每个品种采10个柑橘果实，将样品清洗后剥皮去籽，果皮果肉分离并混合均匀，分别置于30 ℃条件下冷冻干燥72 h。将冻干的柑橘果皮粉碎，过60目筛得到干样粉末，置于20 ℃冰箱中备用[16]。

1.1.2  试剂  DPPH（2，2-二苯基-1-苦基肼基）、ABTS（2，2-连氮基-双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）、二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide，DMSO）试剂、BHT（2，6-di-tert-butyl-4-methylpheno l）  （Labtech 公司）;FW100高速万能粉碎机（天津泰斯特仪器有限公司）;Sartorius BS224S分析天平（德国赛多利斯）;AllegraTM64R高速冷冻离心机（美国Beckman公司）;FDU-1200冷冻干燥机（日本EYELA公司）;AKWL-IV-50艾柯超纯水系统（成都康氏康宁科技发展有限公司）。

1.2  方法

1.2.1  溶液的制备  DPPH自由基溶液的配制：称取0.0196 g DPPH粉末溶于500 mL无水乙醇溶液中，配制为0.1 mg/mL的DPPH自由基溶液，现配现用。

ABTS+·溶液的配制：5 mL ABTS（7 mmol/L）溶液和88 L过磷酸钾水溶液（140 mmol/L），混合避光反应12 h，得ABTS+·反应液。用无水乙醇逐级稀释ABTS+·反应液至该溶液在734 nm波长处的吸光度为0.70±0.02。ABTS+·反应液在24 h之内用完[17]。

1.2.2  柑橘果皮提取液的制备  准确称取0.1 g柑橘皮粉末，置入2 mL的离心管中并加入70%乙醇至2 mL，超声提取时间20 min，9000 r/min，离心5 min，重复提取3次。合并上清液，收集并定容至10 mL离心管中进行抗氧化活性测定[18]。

1.2.3  DPPH自由基清除能力测定  参照Zhang等[19]的方法并略作修改。将柑橘果皮提取液分别取0.75、0.50、0.35、0.25、0.15 mL，各加入1 mL 0.1 mg/mL DPPH溶液，用无水乙醇补齐反应溶液，使终体积均为2 mL。混合均匀，置暗处反应30 min，于517 nm处测定吸光度A1。同时测定0.1 mg/mL DPPH溶液与等体积无水乙醇的吸光度A0以及提取液与等体积无水乙醇混合液的吸光度A2。计算各样品浓度对自由基清除率的回归方程及IC50值。每个分析样品重复3次。

式中，A0为空白对照组吸光度;A1为样品溶液吸光度;A2为无水乙醇和样品提取液的吸光值。

1.2.4  ABTS自由基清除能力测定  参照Zhang等[20]的方法并略作修改。将柑橘果皮提取液分别取0.75、0.50、0.35、0.25和0.15 mL，各加入1 mL ABTS+·溶液，用无水乙醇补齐反应溶液，使终体积均为2 mL。混合均匀，置暗处反应10 min，于734 nm处测定吸光度A1。同时测定 ABTS+·溶液与等体积无水乙醇的吸光度A0。每个分析样品重复3次。

式中，A0为空白对照组吸光度;A1为样品溶液吸光度。

1.3  数据处理

数据表示为平均值±标准偏差。数据采用ANOVA进行邓肯氏多重差异分析（ANOVA，SPSS 17.0软件）用于评估不同样品之间平均值的差异（P<0.05）。

2  结果与分析

2.1  不同品种柑橘果皮清除DPPH和ABTS自由基的IC50值

表1为5类柑橘（即5个不同柑橘品种）果皮提取液清除DPPH和ABTS自由基能力测试结果，用IC50值表示抗氧化能力，IC50值越小表明清除能力越强，抗氧化能力越高。由表1可知，5类柑橘样品果皮的清除DPPH自由基的IC50值由小到大分别为金柑类<宽皮橘类<柠檬类<甜橙类<柚类，因此，清除DPPH自由基的能力（即抗氧化能力）最强的是金柑类，其次是宽皮橘类，柠檬类和甜橙类较弱，柚类的最弱。各类柑橘之间差异显著（P<0.05）。5类柑橘样品果皮的清除ABTS的IC50值由小到大分别为柠檬类<宽皮橘类<金柑类<柚类<甜橙类，因此，清除ABTS自由基的能力（即抗氧化能力）最强的是柠檬类，其次是宽皮橘类，金柑类和柚类较弱，甜橙类的最弱，各类柑橘之间差异显著（P<0.05）。

图1为5个品种的柑橘果皮在DPPH和ABTS方法下的IC50值与BHT的IC50值（0.478±0.004）mg/mL的比较，观察各抗氧化能力的大小。在DPPH方法下，1号（太田椪柑）和5号（金弹）的果皮清除DPPH自由基的IC50值比BHT的IC50值小，抗氧化能力强于BHT;其他品種的IC50值比BHT的IC50值大，抗氧化能力弱于BHT;在ABTS方法下，1号（太田椪柑）、4号（北京柠檬）和5号（金弹）的果皮清除DPPH自由基的IC50值比BHT的IC50值小，抗氧化能力强于BHT;其他品种的IC50值比BHT的IC50值大，抗氧化能力弱于BHT。

2.2  不同品種柑橘果皮的综合抗氧化能力

每种抗氧化能力的测定方法都有其局限性，有些物质可能对亲水性的抗氧化物质不太敏感[21]。因此，在评价抗氧化能力时，仅用一种方法来测定是不够完善的。不同的柑橘品种，其抗氧化能力也有所不同[22]。

3  讨论

在有机体稳态平衡失调的情况下，体内过剩自由基的产生、反应与许多疾病的发生、发展及有机体的衰老过程密切相关。自由基损伤机体，是加速人体老化的重要诱因。补充抗氧化营养素有助于减轻氧化损伤及延缓衰老。因此，研究生物体内抗氧化水平具有非常重要的现实意     义[24-25]。我国拥有丰富的柑橘资源，但许多资源都缺乏深入的研究[26]。本研究以DPPH和ABTS方法测定了5类柑橘的5个品种果皮提取液的抗氧化能力。不同品种柑橘果皮提取液对DPPH自由基的半清除率（IC50）明显不同。不同品种柑橘果皮提取液在DPPH法和ABTS法中自由基清除结果并不一致。张元梅等[27]的研究结果显示，DPPH法的测定结果高于ABTS法，这与本文测定的结果不一致，猜测可能跟样品之间不同的抗氧化物质的影响有关;本研究结果表明，柑橘果皮的抗氧化指数在6.79～47.50幅度变化，宽皮橘类的太田椪柑果皮的综合抗氧化活性最强;其次是金柑类金弹和柠檬类北京柠檬，甜橙类纽荷尔脐橙和柚类坪山柚的综合抗氧化活性较低。这与杨莹的研究结果类似[28]。

抗氧化实验结果表明，5类柑橘品种的果皮提取液均有一定的抗氧化能力，但强弱明显不同，能较好的清除自由基，具有潜在的开发前景。本研究结果有助于提高柑橘果皮附加值的精深加工。

参考文献

王  琦， 余亚白， 赖呈纯， 等. 几种台湾水果的抗氧化能力研究[J]. 福建农业学报， 2010， 25（6）： 703-706.

罗  娅， 王小蓉， 张  勇， 等. 不同提取条件对草莓果实抗氧化物质和抗氧化活性的影响[J]. 食品科学， 2011， 32（14）： 108-112.

姚周麟， 刘新艳， 张延国， 等. 几种柑橘果实中β-隐黄质等类胡萝卜素含量初探[J]. 浙江柑橘， 2015， 32（4）： 22-24.

陈仕俏， 赵文红， 白卫东. 我国柑橘的发展现状与展望[J]. 农产品加工（学刊）， 2008（3）： 21-24.

万利秀， 肖更生， 徐玉娟， 等. 不同品种柑橘皮中黄酮化合物含量及抗氧化性分析[J]. 食品与发酵工业， 2011， 37（4）： 73-77.

单  杨. 柑桔加工技术研究与产业化开发[J].中国食品学报， 2006， 6（1）： 423-428.

孙丽萍， 王大仟， 张智武. 11种天然植物提取物对DPPH自由基的清除作用[J]. 食品科学， 2009， 30（1）： 45-47.

孙丽萍， 田文礼， 朱晓丽， 等. 不同品种蜂花粉多酚、黄酮含量及其抗氧化作用的研究[C]//中国养蜂学会. 中国养蜂学会蜜蜂产品、蜜蜂保护、蜜源与授粉专业委员会第七次学术研讨会论文集. 北京： 中国养蜂学会， 2006： 6.

Khan I A. Genetics C. Citrus genetics， breeding and biotechnology[M]. UK： Oxford University Press， 2007.

Gonzálezmolina E， Domínguezperles R， Moreno D A， et al. Natural bioactive compounds of Citrus limon for food and health[J]. Journal of Pharmaceutical & Biomedical Analysis， 2010， 51（2）： 327-345.

张桂伟， 张秋云， 江  东， 等. 中国主栽葡萄柚果肉酚类物质组成及其抗氧化活性[J]. 中国农业科学， 2015， 48（9）： 1785-1794.

方  波， 赵其阳， 席万鹏， 等. 十种柚类及柚杂种果实中类黄酮含量的超高效液相色谱分析[J]. 中国农业科学， 2013， 46（9）： 1892-1902.

吴琼英， 贾俊强. 柚皮黄酮的超声辅助提取及其抗氧化性研究[J]. 食品科学， 2009， 30（2）： 29-33.

王卫东， 陈复生. 陈皮中黄酮类化合物抗氧化活性的研究[J]. 中国食品添加剂， 2007， 4（2）： 59-62.

Standley L， Winterton P， Marnewick J L， et al. Influence of processing stages on antimutagenic and antioxidant potentials of rooibos tea[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry， 2001， 49（1）： 114-117.

江  萍. 柑橘幼果中主要功能性成分分析及抗氧化作用的研究[D]. 杭州： 浙江大学， 2008.

张  华， 周志钦， 席万鹏. 15种柑橘果实主要酚类物质的体外抗氧化活性比较[J]. 食品科学， 2015， 36（11）： 64-70.

Abad-García B， Garmón-Lobato S， Berrueta L A， et al. On line characterization of 58 phenolic compounds in Citrus fruit juices from Spanish cultivars by high-performance liquid chromatography with photodiode-array detection coupled to electrospray ionization triple quadrupole mass spectrometry[J]. Talanta， 2012， 99（18）： 213-224.

Zhang Q F， Zhang Z R， Honyeung C. Antioxidant activity of Rhizoma Smilacis Glabrae extracts and its key constituent-astilbin[J]. Food Chemistry， 2009， 115（1）： 297-303.

Zhang H， Yang Y， Zhou Z. Phenolic and flavonoid contents of mandarin （Citrus reticulata Blanco） fruit tissues and their antioxidant capacity as evaluated by DPPH and ABTS methods[J]. Journal of Integrative Agriculture， 2018， 17（1）： 256-263.

张  明. 几种体外抗氧化检测方法的评价研究[D]. 西安： 陕西师范大学， 2010.

Zhang H， Yang Y F， Zhou Z Q. Phenolic and flavonoid contents of mandarin （Citrus reticulata Blanco） fruit tissues and their antioxidant capacity as evaluated by DPPH and ABTS methods[J]. Journal of Integrative Agriculture， 2018， 17（1）： 256-263.

Seeram N P， Aviram M， Zhang Y， et al. Comparison of antioxidant potency of commonly consumed polyphenol-rich beverages in the United States[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2008， 56（4）： 1415-1422.

黎  英， 赵亚平， 陈蓓怡， 等. 5种石斛水提物对活性氧的清除作用[J]. 中草药， 2004， 35（11）： 44-46.

罗  娅， 王小蓉， 张  勇， 等. 不同提取条件对草莓果实抗氧化物质和抗氧化活性的影响[J]. 食品科学， 2011， 32（14）： 108-112.

郑殿升， 杨庆文. 中国作物野生近缘植物资源[J]. 植物遗传资源学报， 2014， 15（1）： 1-11.

张元梅， 张桂伟， 席万鹏. 柑桔果实酚类物质及其生物活性研究进展[J]. 中国南方果树， 2015， 44（5）： 135-138.

楊  莹. 五种中国特有柑橘果实生物活性物质鉴定及抗氧化活性研究[D]. 重庆： 西南大学， 2016.