板栗黄芪饮料活性物质及抗氧化活性研究

聂万虹，代瀚哲，冯子瑶，张平平，王艺颖

（天津农学院 食品科学与生物工程学院，天津 300392）

板栗为壳斗科植物，我国是世界上种植板栗面积最大的国家，南北方皆有，品种繁多，有板栗、矛栗、锥栗和日本栗[1]。板栗营养丰富，不仅可以为人体生命活动提供基本营养物质，还含有多种维生素、无机盐、多酚、黄酮类物质和不饱和脂肪酸[2]。板栗主要以鲜板栗销售为主，深加工产品较少，主要有板栗饮料、板栗糕、板栗酒、板栗花生牛奶、板栗脆片和板栗罐头等[3-5]。板栗饮料主要分为板栗复合饮料和纯板栗饮料[6]。复合板栗饮料是以板栗为主，其他食物为辅，共同制作而成的饮料。纯板栗饮料又可分为两种，一种是板栗清汁饮料，另一种是浊汁饮料[7]。板栗饮料易发生分层，影响外观[8-9]。

黄芪属豆科植物，以干燥根入药，是一种常用滋补药材，属药食同源食物[10]，有蒙古黄芪和膜荚黄芪两种。黄芪含有皂苷、黄酮、多糖等活性物质，具有抗氧化、抗肿瘤、双向调节血糖、保肝护肾、增强免疫力等作用[11-12]，但在食品加工中的应用并不多见。本研究以板栗和黄芪为原料，制备具有抗氧化活性的板栗黄芪饮料，测定其活性物质含量和抗氧化能力，以期为板栗黄芪饮料的大规模生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

筑波栗、蒙山魁栗，山东省日照市黄墩镇；黄芪片，甘肃省定西市岷县；乙酸钠，洛阳市化学试剂厂；芦丁、人参皂苷，北京索莱宝科技有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH），梯希爱（上海）化成工业发展有限公司；过氧化氢、浓硫酸、磷酸氢二钠等，天津市风船化学试剂科技有限公司，以上试剂均为分析纯；α淀粉酶（2 000 U）、柠檬酸、维生素C（Vc）、乙二胺四乙酸二钠（Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt，EDTA-2 Na）、蔗糖脂肪酸酯、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素钠（Carboxymethylcellulose sodium，CMC-Na）、白砂糖，河南优宝嘉食品有限公司，均为食品级。

1.1.2 仪器

HWS28型电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；UV-1200型紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；VORTEX-5旋涡混合器，海门市其林贝尔仪器制造有限公司；KQ3200B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；高压均质机，上海申鹿均质机有限公司。

1.2 方法

1.2.1 板栗黄芪饮料的制备

将过10目筛的黄芪粉与水以1∶20的比例混匀，90 ℃提取2.5 h，过滤后浓缩至1/3体积制成黄芪提取液。以板栗为原料，与黄芪提取液复配，制备复合饮料。将板栗去壳、清洗后添加护色剂（柠檬酸 0.1%、Vc 0.02%，乙二胺四乙酸二钠0.03%），料水比为1∶7，打浆。α淀粉酶按7 U/g加入，55 ℃酶解 60 min，然后加入复配稳定剂（CMC-Na含量为0.15%，蔗糖脂肪酸酯0.05%，六偏磷酸钠0.04%）、6%白砂糖、6%黄芪提取液，90 ℃下糊化20 min。高压均质机20 MPa均质2次，将其装入250 mL玻璃瓶中沸水煮15 min，进行杀菌。经测定，以筑波栗为原料的板栗黄芪饮料（简称Z饮料）可溶性固形物含量为9.4%，以蒙山魁栗（简称M饮料）为原料的板栗黄芪饮料可溶性固形物含量为9.9%。

1.2.2 板栗黄芪饮料活性物质含量的测定

粗多糖含量的测定，参照《出口植物源食品中粗多糖》的测定方法[13]进行。总黄酮含量的测定，参照王婷等[14]的方法进行。总皂苷含量的测定，参照《食品中总皂苷含量的测定 分光光度法》[15]进行。

1.2.3 板栗黄芪饮料抗氧化能力体外试验

1.2.3.1 样品前处理

由于板栗黄芪饮料是浊汁饮料，因此，分别取Z饮料和M饮料各35 mL于50 mL离心管中，6 000 r/min冷冻离心10 min，取上清液制备待测样液，备用。

1.2.3.2 总抗氧化能力测定

参照赵云蛟等[16]的方法，略有改动，测定时待测液加样量为0.2 mL。

配制1 mg/mL Vc储备液，取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL储备液，加磷酸缓冲液补至2.0 mL，其余步骤与样品测定相同，以吸光度为纵坐标、Vc质量浓度为横坐标制作标准曲线。

1.2.3.3 还原能力测定

参照沈晨等[17]的方法，略有改动，测定时待测液加样量为0.2 mL。

配制0.1 mg/mL Vc储备液，取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL储备液，加蒸馏水补至2.0 mL，其余步骤与样品测定相同，以吸光度为纵坐标、Vc质量浓度为横坐标制作标准曲线。

1.2.3.4 DPPH自由基清除能力测定

参照陈晨等[18]的方法，略有改动，用浓度为0.05 mmol/L的DPPH进行测定。

配制 0.01 mg/mL Vc储备液，取 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL储备液，加水补至2.0 mL，其余步骤与样品测定相同，以吸光度为纵坐标、Vc质量浓度为横坐标制作标准曲线。

1.2.3.5 O2-自由基清除能力测定

参照裴斐等[19]的方法，略有改动，测定样品时待测液体积改为0.4 mL，Tris-HCl缓冲液体积为4.0 mL。

配制0.1 mg/mL Vc储备液，取0、0.2、0.3、0.4、0.6、0.8 mL储备液，加蒸馏水补至2.0 mL，其余步骤与样品测定相同，以不同质量浓度储备液每组吸光度斜率为纵坐标、Vc质量浓度为横坐标制作标准曲线。

1.2.3.6 羟自由基清除能力测定

参照田成[20]和李海春[21]的方法，略有改动，测定时待测液加样量为0.4 mL。

配制1 mg/mL Vc储备液，取0.2、0.4、0.6、0.8 mL储备液，加蒸馏水补至2.0 mL，其余步骤与样品测定相同，以吸光度为纵坐标、Vc质量浓度为横坐标制作标准曲线。

2 结果与分析

2.1 板栗黄芪饮料及黄芪提取液活性物质含量分析

Z饮料和M饮料中粗多糖、总黄酮和总皂苷的含量如表1所示。由表1可知，1 mL Z饮料中粗多糖含量比M饮料多11 mg/mL，而总黄酮含量比之少13 mg/100mL，总皂苷含量少1.7 mg/mL。经显著性检验，两种饮料中3种活性物质之间差异极显著（P＜0.01），饮料中的总黄酮大部分来源于黄芪提取液，粗多糖和总皂苷则反之。

表1 板栗黄芪饮料及黄芪提取液活性物质含量

2.2 体外抗氧化能力比较

2.2.1 总抗氧化能力的比较

两种饮料的总抗氧化能力如表2所示。由表2可知，当饮料稀释液添加量为1.0 mL时，Z饮料的抗氧化能力高于M饮料（P＜0.01），这是由于饮料中的活性成分可提供电子与 Fe3+-TPTZ结合，使其还原成Fe2+-TPTZ，结合饮料中活性成分含量来看，饮料中粗多糖在此条件下供电子能力强于总黄酮和总皂苷[22]。结果表明，Z饮料总抗氧化能力和质量浓度为15.8 μg/mL的Vc溶液相同，M饮料总抗氧化能力和质量浓度为13.9 μg/mL的Vc溶液相同。

表2 两种板栗黄芪饮料总抗氧化能力比较

2.2.2 还原力的比较

两种饮料的还原力如表3所示。由表3可知，当饮料稀释液添加量为1.0 mL时，Z饮料的还原力高于M饮料（P＜0.01），可能是由于Z饮料中粗多糖含量高于M饮料，而粗多糖是一种良好的电子供体，易提供电子给Fe3+，使其还原成Fe2+[23]。由表3还可知，Z饮料的还原力与质量浓度为61.5 μg/mL的Vc溶液相同，M饮料的还原力与质量浓度为51.7 μg/mL的Vc溶液相同。

表3 两种板栗黄芪饮料的还原力

2.2.3 对DPPH自由基清除能力的比较

抗氧化剂可与DPPH反应，生成无色物质，减小其在溶液中的浓度，使A517值降低[24]。由表4可知，当饮料稀释液添加量为0.5 mL时，Z饮料对DPPH自由基的清除能力高于M饮料（P＜0.01），这也与饮料中粗多糖含量较高有关。结果表明，Z饮料对 DPPH自由基的清除能力与质量浓度为103.6 μg/mL的Vc溶液相同，M饮料对DPPH自由基的清除能力与质量浓度为75.9 μg/mL的Vc溶液相同。

表4 两种板栗黄芪饮料对DPPH自由基清除能力比较

2.2.4 对O2-自由基清除能力的比较

O2-自由基可使不饱和脂肪酸氧化为类脂过氧化物，进而诱发消化系统病变、心血管疾病、癌症等[25]。由表5可知，当饮料稀释液添加量为2.0 mL时，Z饮料对O2-自由基的清除能力低于M饮料（P＜0.01），这可能是Z饮料中总黄酮和总皂苷含量较高的缘故。结果表明，Z饮料对 O2-自由基的清除能力与质量浓度为415.3 μg/mL的Vc溶液相同，M饮料对O2-自由基的清除能力与质量浓度为555.6 μg/mL的Vc溶液相同。

表5 两种板栗黄芪饮料对O2-自由基清除率比较

2.2.5 对羟自由基清除能力的比较

两种板栗黄芪饮料对羟自由基的清除能力如表6所示。由表6可知，当饮料稀释液添加量为2.0 mL时，Z饮料对羟自由基的清除能力低于M饮料（P＜0.01），这可能是由于 Z饮料能提供较多的抗氧化剂与自由基结合，被氧化的水杨酸减少致使溶液颜色变浅[26]。结果表明，Z饮料对羟自由基的清除能力与质量浓度为1 646.5 µg/mL的Vc溶液相同，M饮料对羟自由基的清除能力与质量浓度为2 790 µg/mL的Vc溶液相同。

表6 两种板栗黄芪饮料对羟自由基清除能力比较

3 结论

以筑波栗为原料的板栗黄芪饮料中粗多糖含量为（163.43±0.5）mg/mL，总黄酮为（23±0.02）mg/100 mL，总皂苷为（7.89±0.05）mg/mL；以蒙山魁栗为原料的板栗黄芪饮料中粗多糖含量为（152.05±0.65）mg/mL，总黄酮为（36±0.02）mg/100 mL，总皂苷为（9.67±0.06）mg/mL。两种饮料均具有一定的抗氧化能力，但由于两种饮料中的活性成分含量有所差异，导致其抗氧化活性有所不同。筑波栗黄芪饮料对DPPH自由基的清除能力、Fe3+还原力及总抗氧化能力均高于蒙山魁栗黄芪饮料，而对羟自由基清除能力和超氧阴离子清除能力则反之。