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不同产地红枣的组成成分与抗氧化能力的分析

2019-07-17王小媛王爽爽王文静纵伟

食品研究与开发 2019年14期
关键词:稷山总酚红枣

王小媛,王爽爽,王文静,纵伟,*

(1.郑州轻工业学院食品与生物工程学院,河南 郑州 450002;2.食品生产与安全河南省协同创新中心,河南 郑州 450002)

红枣别名干枣、大枣、红枣、良枣等,是鼠李科枣属果实[1]。其原产于中国,种植历史悠久,集中分布于我国的新疆、河南、山西、山东以及河北等地区[2-3]。红枣含有大量的营养物质,如矿物质、氨基酸、膳食纤维、维生素、多糖、黄铜和多酚等[4-7],且具有护肝治肝、消炎镇静、抗肿瘤、抗衰老、补血、健脾胃,提高机体免疫力,防治心血管疾病等药用价值[8-11]。

近年来,红枣越来越被大众喜爱,红枣的深加工成为重要的课题,红枣具有较高的营养价值,但因生产的地域,气候与环境等因素,其品质与成分会受到一定的影响。目前,国内外对于红枣的研究只停留在红枣成分分析,红枣营养特性、红枣抗氧化能力或同一地区不同种类的研究。如Aneta 等[12]研究红枣的化学成分、抗氧化能力与感官品质。范会平等[13]对红枣枣皮与枣渣多糖含量进行对比研究。王毕妮等[14]对红枣不同部位抗氧化活性研究。Xue Ziping 等[15]将果皮与果肉中的抗氧化活性及总酚作出对比研究。杨璐等[16]将新疆的几种红枣总酚含量与抗氧化能力做出对比研究,但对中国不同地区红枣的成分分析与抗氧化能力的对比研究却鲜有报道。

本研究选取5 种红枣,分别为新疆、河南、山西、山东以及河北地区的红枣作为研究对象,在相同的提取工艺下,对其理化性质、色泽、多糖、总酚、总黄酮以及抗氧化能力进行对比分析,为红枣的功能开发与利用提供一定的理论依据,促进红枣产业的进一步发展。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

河南红枣(新郑大枣),新疆红枣(若羌灰枣):郑州丹尼斯超市;山西红枣(稷山板枣):山西天之润枣业有限公司;山东红枣(乐陵金丝小枣):乐陵市乐飞枣制品有限公司;河北红枣(沧州红枣):沧州程氏永兴枣业有限公司,所用红枣均为干枣。

葡萄糖(纯度98%):源叶生物有限公司;芦丁、没食子酸(gallic acid equivalent,GAE)、6-羟基-2,5,7,8-四甲基色烷-2-羧酸(Trolox)(纯度:98%):上海阿拉丁生化科技股份有限公司;DPPH、ABTS:上海宝曼生物技术有限公司;福林酚试剂:北京索莱宝科技有限公司;其他常规试剂均为国产分析纯。

1.1.2 仪器与设备

DHG-9070A 电热恒温鼓风干燥箱:上海鸿都电子科技有限公司;WK-800A 小型高速粉碎机:青州市精诚医药装备制药有限公司;KDN-103F 凯氏定氮仪:上海纤检仪器有限公司;HH-S4 数字恒温水浴锅:金坛市医疗仪器厂;HC-3618R 高速冷冻离心机:安徽中科中佳科学仪器有限公司;T6 型紫外-可见分光光度计:北京普析通用仪器有限公司;F3042010 型膳食纤维测定仪:欧洲VELP SCIENTIFICA 公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品的制备

将5 种红枣样品去核后放置烘箱中烘干(50 ℃,12 h)至恒重,磨粉后较易成粉状且无发黏现象,即过80 目筛,真空密封后置于冰箱中冷藏(-18 ℃),即为5个待测枣粉试样,此试样进行理化指标的测定。称取不同红枣粉2.5 g,加60%乙醇20 mL,60 ℃水浴2 h,在4 000 r/min 离心10 min,收集滤液,用60%乙醇20 mL对残渣再次提取并离心,合并滤液,将其45 ℃旋转蒸发后将其定容至10 mL,放置4 ℃冰箱备用[17],此试样进行营养成分的测定。

1.2.2 理化指标的测定

1.2.2.1 水分含量的测定

采用GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中挥发方法测定枣粉试样中干燥减失的重量,再通过干燥前后的称量数值计算出水分的含量。

1.2.2.2 蛋白质含量的测定

采用GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮的方法对5 种枣粉中的蛋白质进行测定,根据滴定酸溶液的消耗量计算氮含量,乘以换算系数后得出蛋白质含量。

1.2.2.3 脂肪含量的测定

采用GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中索氏抽提的方法对5 种枣粉中的脂肪进行测定,用无水乙醚或石油醚等溶剂抽提后,蒸发除去溶剂,干燥,得到游离态脂肪的含量。

1.2.2.4 灰分含量的测定

参照GB 5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》中食品总灰分的方法对5 种枣粉中的灰分进行测定。灰分数值系用灼烧、称重后计算得出。

1.2.2.5 膳食纤维含量的测定

参照GB 5009.88-2014《食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定》测定5 种枣粉中的膳食纤维,干燥枣粉经热稳定α-淀粉酶、蛋白酶和葡萄糖苷酶酶解消化去除蛋白质和淀粉后,经乙醇沉淀、抽滤,残渣用乙醇和丙酮洗涤,干燥称量,即为总膳食纤维残渣。

1.2.2.6 色泽指标的测定

参照杜双奎等[18]方法略作修改。采用色差仪测定色泽,以 L*、a*、b*值为校准值,L0、a0、b0值为样品测量值。总色差(△E)的计算公式如下:

注:L*为亮度指数;a*为红绿指数;b*我黄蓝指数。

1.2.3 营养成分的测定

1.2.3.1 多糖含量测定

采用-硫酸法测定多糖含量,并以葡萄糖为标准品[19]。

1.2.3.2 多酚含量测定

采用福林酚试剂法测定总酚含量,并以芦丁为标准品[14]。

1.2.3.3 总黄酮含量测定

采用硝酸铝-亚硝酸铝比色法测定总黄酮含量,并以没食子酸为标准品[14]。

1.2.4 抗氧化能力的测定

1.2.4.1 铁离子还原抗氧化能力(ferricion reducing atioxidant power,FRAP)

参考杨璐的方法略作修改[16]。取适量稀释样品于离心管中,加入2.5 mL 的磷酸盐缓冲液(0.2 mol/L,pH6.6),再加入 2.5 mL 的铁氰化钾混合液(1%),摇均并置于50 ℃恒温条件下加热,反应20 min 后冷却,加入 2.5 mL 三氯乙酸(10%),4 000 r/min 离心 10 min,取上清液2.5 mL 于试管中,加入2.5 mL 的蒸馏水与0.5 mL 的三氯化铁溶液(0.1%),摇匀并静置5 min,在700 nm 波长处测定吸光度值。

1.2.4.2 DPPH·清除能力

参考Li 与梁红敏的方法略作修改[20-21]。取3 mL DPPH 乙醇溶液(0.05 mg/mL)于 519 nm 测试吸光度值(0.8~0.9 为佳)。取适量稀释样品与2 mLDPPH 溶液混合,避光静置 30 min,在 519 nm 处测吸光度值(A1)。蒸馏水为空白对照,Trolox(维生素E)为标准品,以Trolox 浓度与清除率作标准曲线,计算样品对Trolox的等值抗氧化活性,结果用mg Trolox/g DW 表示。

1.2.4.3 ABTS+自由基清除能力

参考Li 与梁红敏的方法略作修改[20-21]。配置ABTS储备液 (7.4 mmol/L),K2S2O8储备液 (2.6 mmol/L),Trolox 标准液(0.1 mg/mL),将ABTS 储备液与K2S2O8储备液以1∶1 的体积比混合,于暗处存放12 h,稀释50 倍,调配其于 734 nm 测试吸光度值(0.7±0.02 为佳)即为ABTS+工作液。取适量稀释样品与3 mL ABTS 工作液混合,振荡10 s,静置6 min。蒸馏水为空白对照,Trolox(维生素E)为标准品,以Trolox 浓度与清除率作标准曲线,计算样品对Trolox 的等值抗氧化活性,结果用mg Trolox/g DW 表示。

1.3 数据处理

根据样品的制备要求,每份枣粉试样均提取3 次且每份样品均重复测定3 次。采用origin 8.5 和SPSS 16.0 软件进行数据统计分析。测定结果以平均值±标准偏差表示,p<0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 理化指标

表1为5 种红枣粉的理化特性测定结果。

表1 5 种红枣粉的理化特性Table 1 The physical and chemical properties of five jujube powder %

由表1可知,不同的红枣粉的基本组成成分含量差异显著,蛋白质含量与刘杰超等[22]研究结果一致。新疆若羌灰枣的水分、蛋白质与灰分含量最高,其蛋白含量与张艳红等研究结果一致[23],比赵满兴等研究的略高[24]。山东金丝小枣的脂肪含量最高,其次为河北沧州红枣,河南新郑红枣、新疆若羌红枣与山西稷山板枣基本趋于一致(0.48%~0.55%)。河北沧州红枣的膳食纤维高达29.35%,其次为河南新郑大枣(28.03%)。

5 种红枣粉的色泽结果见表2。

由表2可知,红枣粉的色泽随着红枣品种的不同而存在显著差异。红枣粉的亮度指数L*、红绿指数a*、黄蓝指数b*和ΔE 变化范围分别在73.58~78.08、9.86~411.64、21.93~25.29 和 33.95~45.82 之间。 新疆若羌灰枣L*值最大,a*值最小,说明其红枣粉亮度最高但红色值较低;河北金丝小枣的a*值与ΔE 值最大,说明其红枣粉红色值最高且总体颜色值水平较高。山西稷山板枣的ΔE 值与b*值最小,说明其红枣总体颜色值较低。河南新郑大枣的b*值最高,可知其黄色值最高,相对其他红枣颜色偏黄。

表2 5 种红枣粉的色泽Table 2 The color values of five jujube powder

2.2 功能性成分含量

2.2.1 多糖含量

5 种红枣粉的多糖含量见图1。

图1 5 种红枣粉的多糖含量Fig.1 Polysaccharide content of five jujube powder

由图1可知,山东金丝小枣和新疆若羌灰枣的多糖含量显著高于其他红枣,分别为36.75 g 葡萄糖/100 g DW 和29.36 g 葡萄糖/100 g DW,而河北沧州红枣、河南新郑大枣和山西的稷山板枣中的多糖含量相近且没有显著性差异,分别为28.62、25.84、25.53 g 葡萄糖/100 g DW。5 种红枣的多糖含量略高于牛林茹和冯新光等的研究[25-26]。

2.2.2 总酚含量

5 种红枣粉的多酚含量见图2。

图2 5 种红枣粉的多酚含量Fig.2 Total phenolic content of five jujube powder

由图2可知,总酚含量最多的是新疆若羌灰枣,为16.34 mg GAE/g DW,显著高于其他4 个品种的枣;而总酚含量最低的为河北金丝小枣,为11.9 mg GAE/g DW,5 种红枣的总酚含量略低于刘聪等测量结果[19]。结果表明,5 种红枣的总酚含量差异显著,可根据红枣品种进行综合利用。

2.2.3 总黄酮含量

5 种红枣粉的总黄酮含量见图3。

图3 5 种红枣粉的总黄酮含量Fig.3 Total flavone content of five jujube powder

由图3可知,山西稷山板枣的总黄酮含量最高,显著高于其他4 种枣,为3.08 mg rutin/g DW,新疆若羌灰枣、山东金丝小枣与河北沧州红枣总黄酮含量没有显著差异,分别为2.4、2.2 mg rutin/g DW 和2.1 mg rutin/g DW,而河南新郑大枣含量最低,其含量为1.28 mg rutin/g DW。其中,山西稷山板枣,河北沧州红枣与新疆若羌灰枣的总黄酮遇黄庆瑗研究结果基本一致[27];河北沧州红枣,山东金丝小枣与新疆若羌灰枣测量结果与刘聪测量结果趋于一致[19]。

2.3 抗氧化能力

2.3.1 铁还原能力

5 种红枣粉的铁还原能力见图4。

图4 5 种红枣粉的铁还原能力Fig.4 FRAP activity of five jujube powder

由图4可知,5 个红枣粉中的总抗氧化能力均有一定的抗氧化能力。其中最强的是新疆的若羌灰枣和河北沧州红枣,其铁还原能力显著高于其他3 个品种枣,分别为3.62 mg rutin/g DW 和3.59mg rutin/g DW,最低的为山西稷山板枣(2.84 mg rutin/g DW)和河南新郑大枣(2.82 mg rutin/g DW),二者的抗氧化能力没有显著差异。5 种红枣的铁还原能力略低于黄庆瑗的测定结果[27]。

2.3.2 DPPH·清除能力

DPPH·属于比较稳定的有机物自由基,广泛应用于测定抗氧化剂或植物提取物的体外抗氧化活性研究[16]。5 种红枣粉的DPPH·清除能力见图5。

图5 5 种红枣粉的DPPH·清除能力Fig.5 DPPH·radical scavenging rate of five jujube powder

由图5可知,DPPH·清除能力最强的是山西稷山板枣(4.88 Trolox/g DW),最低的为河南新郑大枣(3.59 mg Trolox/g DW)。山东金丝小枣(4.58 mg Trolox/g DW)与河北沧州红枣(4.48 mg Trolox/g DW)基本趋于一致。

2.3.3 ABTS+自由基清除率

ABST+清除法广泛用于亲水、亲脂类物质抗氧化能力的测定[28]。5 种红枣粉的ABTS+自由基清除能力见图6。

图6 5 种红枣粉的ABTS+自由基清除能力Fig.6 ABTS+radical scavenging rate of five jujube powder

由图6可知,5 种红枣粉对ABTS+清除能力存在显著性差异。其中山西稷山板枣的清除能力最高,为8.16 mg Trolox/g DW,而河南新郑大枣最低,为3.56 mg Trolox/g DW。

2.4 相关性分析

红枣粉中总酚、总黄酮含量与抗氧化活性相关性分析见表3。

表3 红枣粉中总酚、总黄酮含量与抗氧化活性相关性分析Table 3 Pearson correlation analysis

由表3相关性分析显示:总酚与总黄酮含量、总酚与DPPH·清除能力与ABTS+自由基清除能力、总黄酮与铁离子还原能力与黄酮之间呈负相关,可知各地的红枣粉中黄总酚与总黄酮的组成成分存在一定的差异,从而影响抗氧化能力的大小,对此有待进一步研究。另外,总黄酮与DPPH·清除能力与ABTS+自由基清除能力呈正相关关系,且相关性较高(p<0.05);DPPH·清除能力与ABTS+自由基清除能力也存在较强的相关性(p<0.01),说明总黄酮能够较好的反应五种红枣粉中DPPH·清除能力与ABTS+自由基清除能力,且可能具有相同的反应机理,这与梁红敏等[21]研究葡萄籽的DPPH·与ABTS+自由基清除能力的相关性一致。

3 结论

通过对不同产地红枣粉理化指标、主要成分及抗氧化能力的综合分析,为红枣的综合利用提供依据依据。不同地区红枣因温度、湿度、光照与品种的差异,其理化性质、营养物质与抗氧化能力也会有差别。根据试验可得,山西稷山板枣的抗氧化能力相对较强,总黄酮含量最高(3.08 mg GAE/g DW),且DPPH·与ABTS+自由基清除能力最强(4.88 mg Trolox/g DW,8.16 mg Trolox/g DW);河北沧州红枣的L*值、a*值、b*值均较高,抗体氧化能力相对较高,·OH 清除能力最高(19.41 mg Trolox/g DW);新疆若羌灰枣的蛋白质(6.27%)、总酚(16.34 mg rutin/g DW)与铁离子还原能力(3.62 mg rutin/100 g DW)等多种指标均为最高;相比之下,河南新郑大枣、山东金丝小枣各方面指标稍显弱势。因此,需根据不同红枣的特性对其进行合理的开发和利用。

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