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龙眼/荔枝组织中活性成分含量与抗氧化性的相关性分析

2020-03-13牛改改覃媚游刚张自然郭德军覃敏敏

食品工业 2020年2期
关键词:荔枝核龙眼总酚

牛改改 ,覃媚 ,游刚 *,张自然 ,郭德军 ,覃敏敏

1. 北部湾大学食品工程学院(钦州 535011);2. 广西高校北部湾特色海产品资源开发与高值化利用重点实验室,北部湾大学(钦州 535011)

龙眼(Dimocarpus longan Lour.)/荔枝(Litchi chinensis Sonn.)均是无患子科植物,是中国特色水果,主要生长在热带亚热带地区[1-2]。《本草纲目》中记载“食品以荔枝为贵,而资益以龙眼为良”,认为荔枝肉具有“通神、益智、健气、治瘰疬、瘤赘”的功效;龙眼肉可“开胃健脾,补虚益智”[3],两者均是药食兼用的滋补佳品。龙眼/荔枝肉已被加工成干制品、罐头、果汁、酒类等产品,在加工和消费过程中产生的果核与果壳富含多酚、黄酮等活性物质[4-5],且具有一定药用价值,这部分资源通常作为废弃物处理,未得到有效利用,深度开发利用该资源具有重要意义。

现代研究报道龙眼/荔枝组织(核、肉、壳)具有抗氧化、抗衰老、抗癌和增强记忆等功效,而这些生理活性与其组织中所含多酚、黄酮类物质相关[6-7]。Gong等[8]从荔枝果皮提取物中分离得到B型和复合物A/B型表儿茶素三聚体其具有较高抗氧化和抗癌活性;Su等[9]的研究显示提取溶剂影响荔枝果肉提取物中总酚含量及细胞抗氧化活性;Prasad等[10]研究荔枝核抗氧化及抗酪氨酸酶活性,发现其可以作为天然抗氧化剂的来源;Prasad等[11]发现龙眼壳提取物中的多酚含量较高,且其抗氧化性较强;Zhang等[12]对比分析24个品种龙眼果肉的总酚、类黄酮含量及其抗氧化活性,并发现总酚和类黄酮含量与抗氧化性呈显著正相关;国内外研究集中在单一原料活性成分测定及抗氧化活性研究,而将龙眼/荔枝核、肉、壳中活性成分(总酚、总黄酮)含量、清除自由基能力和还原能力系统地对比分析,各指标间相关性的研究均未见报道。

皮尔森(Person)相关性分析可分析不同指标间相关性[13],主成分分析(PCA)可从大量数据中提取出最重要信息[14]。试验以龙眼/荔枝核、肉、壳为原料,分别测定其提取物中总酚、总黄酮的含量,通过DPPH·清除率、·OH清除率和还原能力3种方法研究其体外抗氧化活性,并利用Person相关性和PCA法对活性成分含量与抗氧化性间相关性进行分析。系统性地对比分析龙眼/荔枝组织中活性成分含量与抗氧化活性,以期为综合利用龙眼/荔枝资源,避免龙眼/荔枝核、壳浪费,开发新型抗氧化抗衰老保健品奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

龙眼(产地:广西平南县大新镇;品种:石硖);荔枝(产地:广西灵山县,品种:妃子笑)。采购后迅速运入实验室,选择大小一致、无机械损伤、无病害的全果为原料,将皮、肉、核分离后于50℃低温下烘至恒重,粉碎过40目筛待用。

福林酚(分析纯)、芦丁(优级纯)和1, 1-苯基-2-三硝基苯肼(DPPH,分析纯)(合肥博美生物科技有限责任公司);焦性没食子酸(优级纯,广州新建精细化工厂);氢氧化钠、无水碳酸钠、硫酸亚铁和水杨酸等(均为分析纯,天津市致远化学试剂有限公司)。

H 1850离心机(长沙高新技术产业开发区湘仪离心机仪器有限公司);HH-S2数显恒温水浴锅(江苏金怡仪器科技有限公司);UV-1800紫外可见分光光度计(岛津仪器(苏州)有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 样品制备

参考王蓉蓉等[15]的方法,并稍作修改。准确称取5 g样品于50 mL离心管中,加入25 mL体积分数80%甲醇水溶液,在60 ℃下浸提2 h,以6 000 r/min离心10 min,收集上清液,沉淀用同样方法重复提取2次,合并上清液后于45 ℃旋转浓缩蒸干,用80%甲醇水溶液定容至25 mL,用于总酚、总黄酮及抗氧化能力的测定。

1.2.2 总酚含量的测定

采用Folin-Ciocalteu法[16]测定总酚含量。取1 mL待测液,依次添加1 mL福林酚试剂和2 mL 10 g/100 mL Na2CO3溶液,定容至25 mL后于室温黑暗处反应2 h,以80%甲醇水溶液代替样品溶液作为空白对照,在765 nm处测定吸光度。以焦性没食子酸为标准品,结果以每克样品中所含焦性没食子酸当量毫克数计(mg GAE/g)。

1.2.3 总黄酮含量的测定

采用硝酸铝-亚硝酸钠比色法[17]测定总黄酮含量。取1 mL已稀释5倍的待测溶液,加入0.4 mL 5 g/100 mL NaNO2溶液,摇匀静置5 min后加入0.4 mL 10 g/100 mL的Al(NO3)3溶液,摇匀静置5 min,加入5 mL 1 mol/L NaOH,定容至10 mL,摇匀,静置15 min,以80%甲醇水溶液代替样品溶液作为空白对照,在510 nm处测定吸光度。以芦丁为标准品,结果以每克样品中所含芦丁当量毫克数计(mg RE/g)。

1.2.4 抗氧化能力的测定

1.2.4.1 DPPH·清除能力的测定

参考Vol[18]的方法,并稍作修改。取2 mL待测溶液,加入2 mL 0.1 mmol/L DPPH溶液(80%甲醇溶解),摇匀后于暗处反应30 min,在517 nm下测定吸光度(Ai);分别吸取2 mL DPPH溶液和80%甲醇于试管中,摇匀后于暗处反应30 min,在517 nm下测定吸光度(A0);取2 mL待测溶液,加入2 mL 80%甲醇摇匀后于暗处反应30 min,在517 nm下测定吸光度(Aj)。结果以DPPH·清除率表示。

1.2.4.2 ·OH清除能力的测定

采用水杨酸法[19]测定。分别吸取1 mL FeSO4(3 mmol/L)和水杨酸-乙醇溶液(3 mmol/L)于试管中,加入3 mL待测溶液,摇匀后加入1 mL 3 mmol/L H2O2,于37 ℃反应30 min,于510 nm处测定吸光度(Ai);以去离子水代替待测液,重复上述步骤测定吸光度(A0);不加显色剂H2O2,重复上述步骤测定样品溶液的吸光度(Aj)。结果以·OH清除率表示。

1.2.4.3 还原能力的测定

采用铁氰化钾还原法[20]测定。取2 mL待测液,依次加入0.2 mol/L磷酸缓冲液(pH 6.6)和1 g/100 mL K3[Fe(CN)6]溶液各2 mL,摇匀后于50 ℃水浴20 min,再加入2 mL体积分数10%三氯乙酸,振荡混匀,以6 000 r/min 离心10 min;取2 mL上清液,加2 mL去离子水和0.5 mL 0.1 g/100 mL FeCl3,摇匀后于700 nm测吸光度(A1);以2 mL去离子水代替1% K3[Fe(CN)6]溶液,按照上述步骤测吸光度(A0)。还原能力=A1-A0,吸光度越大,还原能力越强。

1.3 数据统计与分析

采用SPSS 19.0进行统计学分析,显著性水平为p<0.05,结果使用平均值±标准差(x±s)表示;采用Origin 9.0作图;相关性分析采用Pearson法。

2 结果与分析

2.1 总酚、总黄酮含量对比分析

龙眼/荔枝核、肉、壳总酚含量见图1(a)。龙眼/荔枝核、肉、壳总酚含量差异显著(p<0.05)。龙眼核总酚含量(15.11±0.12 mg/g)显著高于龙眼肉(14.17±0.05 mg/g)和龙眼壳(8.17±0.13 mg/g)(p<0.05),表现为:核>肉>壳。荔枝肉(16.36±0.08 mg/g)总酚含量显著高于荔枝核(15.48±0.15 mg/g)和荔枝壳(9.21±0.16 mg/g)(p<0.05),表现为:肉>核>壳。对比分析表明,荔枝核、肉、壳中总酚含量均显著高于龙眼对应部位(p<0.05),其中荔枝肉中总酚含量最高,龙眼壳中总酚含量最低。

由图1(b)可知,龙眼/荔枝核、肉、壳总黄酮含量差异显著(p<0.05)。龙眼核中的总黄酮含量(3.07±0.06 mg/g)显著高于龙眼肉(2.57±0.06 mg/g)和龙眼壳(1.91±0.01 mg/g)(p<0.05),表现为:核>肉>壳。荔枝核中的总黄酮含量(4.08±0.08 mg/g)显著高于荔枝肉(3.28±0.09 mg/g)和荔枝壳(1.86±0.07 mg/g)(p<0.05),表现为:核>肉>壳。对比分析表明,荔枝的核、肉、壳中的总黄酮含量均显著高于龙眼对应部位(p<0.05),其中荔枝核中总黄酮含量最高,龙眼壳中总黄酮含量最低。

图1 龙眼/荔枝核、肉、壳的总酚(a)、总黄酮(b)含量

2.2 DPPH·、·OH清除能力和还原能力对比分析

龙眼/荔枝核、肉、壳提取液对DPPH·清除率如图2(a)所示。龙眼核、荔枝核和荔枝肉提取液对DPPH·清除率最高,且无显著性差异(p>0.05);龙眼肉的次之;龙眼壳和荔枝壳的最小,且差异不显著(p>0.05)。龙眼核对DPPH·清除率(62.11%±1.71%)显著高于龙眼肉(56.59%±0.90%)和龙眼壳(35.18%±0.88%)(p<0.05),表现为:核>肉>壳。荔枝核对DPPH·清除率(64.42%±2.29%)高于荔枝肉(63.49%±1.11%)和荔枝壳(37.58%±1.10%),表现为:核>肉>壳。对比分析表明,荔枝肉对DPPH·清除率显著高于龙眼肉(p<0.05),而荔枝核、壳对DPPH·清除率与龙眼对应部位相当。

龙眼/荔枝核、肉、壳对·OH清除率如图2(b)所示。荔枝核、龙眼肉、龙眼壳和荔枝壳提取液对·OH清除率差异显著(p<0.05);龙眼核和荔枝肉提取液对·OH清除率差异不显著(p>0.05)。龙眼核对·OH清除率(55.77%±0.72%)显著大于龙眼肉(54.27%±0.46%)和龙眼壳(28.06%±0.43%)(p<0.05),表现为:核>肉>壳。荔枝核对·OH清除率(61.42%±0.79%)显著大于荔枝肉(55.90%±0.86%)和荔枝壳(22.25%±0.93%)(p<0.05),表现为:核>肉>壳。对比分析表明,荔枝核、肉对·OH清除率均显著高于龙眼对应部位(p<0.05),而荔枝壳对·OH的清除能力显著小于龙眼壳(p<0.05)。

龙眼/荔枝核、肉、壳提取液的还原能力如图2(c)所示。荔枝/荔枝核、壳提取液的还原能力差异显著(p<0.05);龙眼肉和荔枝肉提取液的还原能力差异不显著(p>0.05)。龙眼核的还原能力(A700nm=0.445±0.025)显著高于龙眼肉(A700nm=0.414±0.010)与龙眼壳(A700nm=0.176±0.012)(p<0.05),表现为:核>肉>壳。荔枝核的还原能力(A700nm=0.504±0.007)显著大于荔枝肉(A700nm=0.416±0.008)与荔枝壳(A700nm=0.221±0.115)(p<0.05),表现为:核>肉>壳。对比分析表明,荔枝的核和壳的还原能力均显著高于龙眼对应部位(p<0.05),龙眼/荔枝肉的还原能力无显著性差异(p>0.05)。

龙眼/荔枝组织的3个抗氧化指标(DPPH·清除率、·OH清除率和还原能力)均表现为核>肉>壳,说明龙眼/荔枝核在抗氧化方面具有较强的应用价值,其中荔枝核抗氧化能力强于龙眼核,荔枝肉强于龙眼肉,龙眼/荔枝壳的抗氧化能力较弱。

2.3 活性成分含量与抗氧化能力的相关性分析

为了解荔枝/龙眼组织中活性物质含量与抗氧化能力的关系,对荔枝/龙眼核、肉、壳中总酚、总黄酮含量与DPPH·清除率、·OH清除率、还原能力进行Pearson相关性分析,结果见表1。由表1可知,总黄酮含量与DPPH·清除率和还原能力呈极显著正相关关系(p<0.01),与·OH清除率呈显著正相关关系(p<0.05);总酚含量与3个抗氧化指标(DPPH·清除率、·OH清除率和还原能力)均呈极显著正相关关系(p<0.01);说明荔枝/龙眼组织的抗氧化活性与总酚和总黄酮含量相关,多酚和黄酮可能是龙眼/荔枝组织抗氧化活性的物质基础,其结构中的邻位酚羟基易被氧化,且可捕捉活性氧等自由基,进而具有较强的抗氧化性,其含量越高,抗氧化性越强[21-22]。王友升等[23]的研究发现桃果实中酚类、黄酮类物质与抗氧化能力呈显著正相关性效应,与试验结果一致。

图2 龙眼/荔枝核、肉、壳对DPPH·(a)、·OH(b)清除率和还原能力(c)

表1 活性成分含量与抗氧化能力的相关性分析

2.4 主成分分析

图3 活性成分含量与抗氧化能力的主成分分析

主成分分析(PCA)可分析解释多维样品之间差异,进一步获取样品的主要影响因素及其相似变量[24]。由图3可知,第一主成分PC1、第二主成分PC2的贡献率分别为96.13%和2.52%,累计贡献率为98.65%,可代表原始数据的信息特征[25]。根据6种样品和相关指标在PCA分析图上的位置可知,荔枝/龙眼肉、核与总酚、总黄酮含量和3个抗氧化指标位置相近,分布在第一、第四象限,而荔枝/龙眼壳与活性物质含量和3个抗氧化指标的位置分布较远,表明荔枝/龙眼肉、核与总酚、总黄酮含量和抗氧化性之间具有较强的相关性,龙眼/荔枝壳与总酚、总黄酮含量和抗氧化性之间相关性低,这与2.1和2.2研究得出的龙眼/荔枝肉、核的总酚、总黄酮含量较高,抗氧化性较强,龙眼/荔枝壳的总酚、总黄酮含量较低,抗氧化性较差的结果一致。另外,总酚和总黄酮与抗3个抗氧化性指标位置相近,说明样品中的总酚和总黄酮含量与抗氧化性之间具有较高相关性,这与Pearson相关性分析结果一致。

3 结论

龙眼/荔枝组织中总酚、总黄酮含量差异显著(p<0.05)。龙眼组织的总酚含量表现为核>肉>壳,荔枝组织的总酚含量表现为肉>核>壳,其总酚含量顺序为荔枝肉>荔枝核>龙眼核>龙眼肉>荔枝壳>龙眼壳。龙眼/荔枝组织的总黄酮含量均表现为核>肉>壳,其中荔枝核总黄酮含量最高,荔枝肉和龙眼核次之,龙眼壳最低。龙眼/荔枝组织的3个抗氧化指标(DPPH·清除率、·OH清除率和还原能力)均表现为核>肉>壳,其中荔枝核、肉、壳的抗氧化能力均高于龙眼对应部位。总酚/总黄酮含量与3个抗氧化指标均呈显著正相关关系(p<0.05),说明多酚和黄酮可能是龙眼/荔枝组织抗氧化活性的物质基础。

龙眼/荔枝核、肉中总酚、总黄酮含量较高,且具有较强的抗氧化能力,龙眼/荔枝壳亦具有一定的抗氧化活性。为综合利用龙眼/荔枝资源,可向以龙眼/荔枝核、肉、壳为原料生产抗氧化抗衰老的保健品方向拓展,为龙眼/荔枝核、壳大量浪费,果肉开发渠道单一的现状提供思路。

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