不同产地及品种花生红衣白藜芦醇的差异化分析

王 娜宁灿灿张双双余秋颖李小云任红涛*

(1.河南农业大学食品科学技术学院,河南 郑州 450002;2.郑州市营养与健康食品重点实验室,河南 郑州 450002;3.农业农村部大宗粮食加工重点实验室,河南 郑州 450002)

白藜芦醇(Resveratrol)是一种天然多酚类抗氧化合物[1-2],广泛存在于虎杖、葡萄、桑葚、花生等植物中,具有抗癌、抑菌、预防心血管疾病及延缓衰老的作用[3-7],具有较大的潜在社会效益与经济效益,在食品、医药、化妆品等行业发展前景广阔[8]。

花生在我国种植广泛,年产量高达1750万t,居世界第一位[9]。花生中含有丰富的营养物质,常作为植物油、花生饮料、花生糕等制品加工的原料[10],花生红衣占花生籽仁的3.0%~3.6%[11],因其食用品质较差,口感带有轻微的苦涩味,在我国每年有上千吨花生红衣被废弃,仅有极少部分用于饲料加工,经济价值很低。

近几年,有研究人员对花生不同部位的白藜芦醇进行分析,发现花生红衣中的白藜芦醇含量丰富且仅次于花生根茎[12],是葡萄白藜芦醇含量的908倍[13],这为花生红衣变废为宝提供了理论依据。然而,关于不同品种、不同产地花生红衣中白藜芦醇差异化研究方面的报道较少。本试验以28个花生产地品种为研究对象,通过差异化分析,筛选高含量、高活性的白藜芦醇,为花生红衣白藜芦醇的进一步研究与应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

花生产地与品种信息见表1,由郑州市营养与健康食品重点实验室提供。

表1 试验样品信息Table 1 Test sample information

1.2 试 剂

白藜芦醇标准品(北京索莱宝科技有限公司);石油醚、无水乙醇、乙酸乙酯(分析纯,天津市富宇精细化工有限公司);30%双氧水(分析纯,烟台市双双化工有限公司);水杨酸、硫酸亚铁、维生素C(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);DPPH(飞净生物有限公司)。

1.3 主要仪器设备

SCIIIIDM微波光波超声波萃取仪(宁波新芝生物科技股份有限公司);RE-52AA旋转蒸发器、SHZ-III循环水真空泵(上海亚荣生化仪器厂);FA2004A电子分析天平(上海精天电子仪器厂);UV2000紫外分光光度计(尤尼柯仪器公司);200T高速多功能粉碎机(永康市铂欧五金制品有限公司);SN-NS-1磁力搅拌器(上海尚普仪器设备有限公司)。

1.4 试验方法

1.4.1 花生红衣的制备

参照Xiong等的方法并略作修改[14]。将花生红衣碎片用高速粉碎机粉碎,过80目筛,按照1:5的石油醚脱脂24 h,45℃烘箱烘干后,得到花生红衣粉末。

1.4.2 白藜芦醇的提取

参照周焕霞等的方法并略作修改[15-19]。工艺流程:花生红衣粉末→脱脂→超声-微波协同提取→抽滤→浓缩(35℃)→脱蛋白(浓缩液:无水乙醇=1:4)→浓缩(35℃)→萃取除杂(浓缩液:水:乙酸乙酯=1:1:2,萃取5次)→浓缩(35℃)→粗提液。

其中料液比1:30,提取液为65%乙醇,超声功率290 w,时间3 min,微波功率380 w,时间120 s。

1.4.3 白藜芦醇标准曲线的绘制

参照李贵文等的方法并略作修改[20]。将20 mg白藜芦醇标准品用1 mL无水乙醇溶解,吸取125μL溶液于棕色容量瓶中,用乙醇定容至刻度线为储备液,将储备液分别吸取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 m L,通过梯度稀释定容于25 m L容量瓶中,配成2、4、6、8、10μg/m L的标准对照品溶液,以无水乙醇作空白对照,306 nm为检测波长,测定吸光度,再以吸光度(Y)对浓度(X)进行线性回归,得到回归方程Y=0.1443X-0.008,其中R2=0.9996,该方程在2~10μg/m L范围内有良好的线性关系,从而计算白藜芦醇含量。

1.4.4 白藜芦醇含量的测定

根据线性回归方程计算其含量。

式中:C为提取液物质量浓度/(mg·L-1);V为提取液总体积/m L;m为花生红衣粉末质量/g。

1.4.5 清除DPPH自由基实验

参照乔晓月等的方法并略作修改[21]。

式中:Ai为样品加DPPH无水乙醇溶液;Aj为样品加无水乙醇溶液;Ao为无水乙醇加DPPH溶液。

1.4.6 清除羟基自由基实验

参照乔晓月等的方法并略作修改[21]。

式中:Ax为样品、水杨酸、硫酸亚铁、过氧化氢;Axo为硫酸亚铁、水杨酸、样品和去离子水混合液;Ao为去离子水、水杨酸、硫酸亚铁、过氧化氢。

1.5 数据分析

采用Excel分析数据,绘制柱形图,并用SPSS 16.0数据分析软件对样品进行显著性分析。

2 结果与讨论

2.1 不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇含量的差异化分析

2.1.1 不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇含量的差异化分析

由图1可知,不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇含量有较大差异。其中“豫南阳鲁花8号”中白藜芦醇含量最高,为2.207 mg/g,“鲁青岛四粒红”次之,含量为2.205 mg/g,二者间差异极小,均可以作为后续研究提取白藜芦醇的优先备选原料;“鲁济南四粒彩”白藜芦醇含量最低,为0.851 mg/g,该品种花生红衣中白藜芦醇含量远低于其他样品,可能是与其品种、产地或者生长环境等有关。

图1 不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇含量Fig.1 Resveratrol content in skin of peanut from different producing areas and varieties

2.1.2 同一产地不同品种花生红衣白藜芦醇含量的差异化分析

由表2可知,同一产地不同品种花生红衣中白藜芦醇含量存在较大差异。

表2 同一产地不同品种花生红衣中白藜芦醇含量Table 2 Resveratrol content in skin of different varieties of peanut from the same province

2.1.3 同一品种不同产地花生红衣白藜芦醇含量的差异化分析

由表3可知,同一品种不同产地花生红衣中白藜芦醇含量有显著性差异(P<0.05)。

表3 同一品种不同产地花生红衣中白藜芦醇含量Table 3 Resveratrol content in skin of peanut from the same variety and different producing areas

2.2 不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇抗氧化活性的差异化分析

2.2.1 DPPH自由基清除能力

①不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇清除DPPH自由基能力的差异性分析。图2可知,该试验所有品种花生红衣中白藜芦醇DPPH自由基清除率均较好(介于91.937%~98.684%,VC清除率为95.545%);同一浓度下,不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇DPPH自由基清除能力存在差异。其中,鄂襄阳四粒红DPPH自由基清除效果最好,清除率为98.684%;“鲁潍花8号”次之,清除率为98.631%,且二者间差异很小。

图2 不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇DPPH自由基清除率Fig.2 DPPH free radical scavenging rate of resveratrol in skin of peanut from different producing areas and varieties

该试验中,白藜芦醇与原花青素、黄酮类等抗氧化物质的提取工艺类似,所以,粗提液中可能存在原花青素等其他多酚类物质,从而使不同样品中白藜芦醇的纯度不同,影响其抗氧化活性的测定。

②同一产地不同品种花生红衣中白藜芦醇清除DPPH自由基能力的差异性分析。表4可看出,同一产地不同品种花生红衣中白藜芦醇DPPH清除率存在差异。抗氧化活性较强的品种分别为四粒红、潍花8号、罗汉果、小白沙、黑花8号,造成品种间抗氧化活性存在差异的原因可能是因为品种本身差异或者样品中含有其他抗氧化类化合物,从而导致白藜芦醇呈现出不同的活性。研究也发现,山东省花生品种白藜芦醇不仅抗氧化活性较强,平均含量还高于其他产地,可以为白藜芦醇工业化提取应用提供优质原料来源,有利于资源的充分利用。

表4 同一产地不同品种花生红衣中白藜芦醇DPPH自由基清除率Table 4 DPPH free radical scavenging rate of resveratrol in skin of different varieties of peanut from the same area

③同一品种不同产地花生红衣中白藜芦醇清除DPPH自由基能力的差异性分析。表5可看出,同一品种不同产地花生红衣中白藜芦醇DPPH自由基清除效果存在一定差异。DPPH自由基清除能力较强的产地分别是“豫南阳”、“豫南阳”、“豫南阳”、“鄂襄阳”、“鲁菏泽”、“豫浚县”,不同产地的气候类型、土壤类型、光照条件等有可能影响花生生长,进而导致白藜芦醇清除DPPH自由基能力产生差异性。其中,四粒红系列花生红衣中,不仅白藜芦醇平均含量相对较高,抗氧化活性也相对较强,可作为后续研究的一个比较理想的品种。

表5 同一品种不同产地花生红衣中白藜芦醇DPPH自由基清除率Table 5 DPPH free radical scavenging rate of resveratrol in skin of peanut from the same variety and different producing areas

2.2.2 羟基自由基清除能力

①不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇清除羟基自由基能力的差异性分析。图3可看出,28个产地品种花生红衣中白藜芦醇羟基自由基清除率均较低,其中“豫浚县花育42号”清除效果最好,清除率可达58.886%;“冀沧州小白沙”羟基自由基清除效果最差,为7.463%,还不到等浓度维生素C的一半。

图3 不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇羟基自由基清除率Fig.3 Resveratrol hydroxyl radical scavenging rate in peanut skin from different producing areas and varieties

②同一产地不同品种花生红衣中白藜芦醇清除羟基自由基能力的差异性分析。由表6可看出,同一产地不同品种花生红衣中白藜芦醇清除羟基自由基能力存在一定的差异。鄂、冀、甘、豫、鲁产地花生红衣中白藜芦醇羟基自由基清除率,依次为鄂>鲁>豫>甘>冀,可见,鄂产地样品清除羟基自由基效果比其他产地更好,这种差异性可能是因为花生品种、湿度、温度及光照条件等不同,使不同产地花生红衣中白藜芦醇存在差异性。

表6 同一产地不同品种花生红衣中白藜芦醇羟基自由基清除率Table 6 Resveratrol hydroxyl radical scavenging rate in peanut skin from different varieties and the same origin

③同一品种不同产地花生红衣中白藜芦醇清除羟基自由基能力的差异性分析。表7可看出,同一品种不同产地花生红衣白藜芦醇清除羟基自由基效果存在显著性差异(P<0.05)。四粒彩系列、罗汉果系列、四粒红系列、花育系列、黑花生系列、白沙系列品种中花生红衣中白藜芦醇清除羟基自由基能力较强的产地分别为“鲁济南”、“甘兰州”、“鄂襄阳”、“豫浚县”、“鲁济南”、“豫浚县”。 造成此差异性的原因可能是不同产地之间的温度、湿度、水分、土壤条件等,使同一系列品种间存在差异性。除此之外,样品中白藜芦醇结构稳定性或者存在其他多酚类抗氧化物质,从而使品种间羟基自由基清除效果产生差异。

表7 同一品种不同产地花生红衣中白藜芦醇羟基自由基清除率Table 7 Resveratrol hydroxyl radical scavenging rate in peanut skin from the same variety and different producing areas

3 结 论

以28个产地品种花生红衣为原料对其白藜芦醇含量进行研究,结果表明:不同产地及品种花生红衣中白藜芦醇差异较大(P<0.05),“豫南阳鲁花8号”白藜芦醇含量最高,为2.207 mg/g,可作为提取白藜芦醇的优先来源;通过评价清除DPPH自由基、清除羟自由基抗氧化活性,结果表明“鄂襄阳四粒红”和“豫南阳黑花8号”对DPPH自由基清除率相对较高,分别为98.684%、98.631%;“豫浚县花育42号”对羟基自由基清除率相对较高,为58.886%;且以上品种花生红衣中白藜芦醇的抗氧化活性均高于等浓度VC,均可作为抗氧化剂的优质来源。综合含量与抗氧化性来看,“鲁青岛四粒红”不仅白藜芦醇含量较高,抗氧化活性也较强,后续可对其进一步研究,在未来它有可能成为白藜芦醇提取的重要来源之一。