菊属花茶活性物质含量及体外抗氧化活性的比较研究

黎侠, 童健全, 叶立红, 张薇, 郭方其, 付曼曼, 林森洪, 吴超*

(1.浙江省农业科学院 园艺研究所, 浙江 杭州 310021; 2.淳安县农业技术推广中心, 浙江 杭州 311700;3.淳安县威坪镇综合服务中心, 浙江 杭州 311715; 4.淳安县农业发展服务中心, 浙江 杭州 311700)

菊属植物头状花序是我国传统花茶, 隶属于菊科菊属, 长期以来, 菊属植物在我国除作为观赏栽培外, 在作为花茶和药用植物方面也有广泛的应用。《神农本草经》 认为 “久饮菊花茶能够利血气, 使身体轻盈, 能耐老而延寿”; 又云, 白菊花茶 “主诸风头眩、肿痛、目欲脱、恶风湿痹, 久服利气、轻身延年”。菊属花茶含有较高的营养成分, 如 氨 基 酸、花 青 素、生 物 碱、多 糖、多 酚等[1-3]。现代医学研究表明, 丰富的黄酮、多糖和酚类化合物是主要的抗氧化活性成分。此外, 菊属花茶在抗炎消肿、抗衰老耐疲、保护心血管、调血脂、抗肿瘤等方面都有显著作用[4-8]。

我国作为菊属植物的发源地, 品种资源十分丰富, 尤其近年来, 花茶产业传统结构发生了极大的转变, 菊属花茶的品种和类型逐年增多, 菊属花茶作为饮品原料进行功能开发是未来菊属花茶产业研究的重点, 也是提高菊属花茶商品化销售水平的必要途径。余欣珂等[9]以4 种菊花为原料真空冷冻干燥后, 菊花总酚含量显著增加, 其中雏菊的总酚含量增加率最高 (增加了2.525 倍); 真空冷冻干燥后, 除清除ABTS 能力差异不显著外, 其清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼 (DPPH) 能力、铁还原能力以及氧化自由基吸收能力 (ORAC) 变化显著。宋佳慧对8 种菊花茶汤的感官品质和活性成分进行比较, 利用偏最小二乘回归分析, 确定了中药味与4-萜烯醇等6 种物质相关, 甜菜味与 (e) -泰烯酮等13 种物质相关, 菜腥味与桃金娘烯醇等14 种物质相关。对总黄酮含量的分析表明, 有机种植杭白菊中总黄酮含量最高, 祁白菊中总黄酮含量最低。鲍忠定等[11]采用水蒸气蒸馏法从杭白菊中提取挥发油, 用气相色谱-质谱对挥发油化学成分进行分析, 分离出126 个峰, 鉴定出50 种化合物。杭白菊挥发性成分主要为单萜烯类、倍半萜烯类及其含氧衍生物等。虽然中国菊属花茶的年产量已达6 000～7 000 t, 但其研究力量十分薄弱。为了科学合理利用菊属花茶品种资源, 以浙江省主栽的菊属花茶品种为材料, 对各品种的活性成分和抗氧化能力等相关指标进行检测, 以筛选出不同菊属花茶更适合的开发方向。

本研究拟对浙江省主栽培的菊属茶品种水提物中含有活性成分进行分析, 进一步验证菊属茶具有食药用兼具的特性, 并通过对不同品种的体外抗氧化活性的测定分析, 为浙江菊属花茶品种开发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

6 个试验菊花茶品种分别为贡菊、杭白菊、紫花野菊、金丝皇菊、雏菊、寿菊。各品种花茶特性详见表1。

表1 6 个品种菊花茶主要特性

1.2 花茶水提物提取方法

样品经炮制处理后, 粉碎过0.125 mm (120目) 筛, 取 粉 末50 g 加 入1 500 mL 去 离 子 水,95 ℃回流提取1 h, 提取结束后, 8 000g离心, 残渣再重复提取一次, 合并上清液, 真空旋转蒸发浓缩后, 冷冻干燥得到水提物。

1.3 活性成分含量测定

多酚含量: 根据Singleton 等[12]的方法略加改动。具 体 步 骤: 准 确 移 取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mL 五倍子酸溶液于离心管中, 用蒸馏水定容至1 mL, 再加入0.5 mL 的福林酚试剂, 摇匀, 反应8 min, 再加入2 mL 10%碳酸钠溶液, 摇匀, 避光反应60 min, 于750 nm 处测定吸光度, 以五倍子酸浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标, 绘制标准曲线。准确移取0.5 mL 样品溶液, 按上述方法在760 nm 处测花茶的吸光度, 计算样品中多酚的含量。

总黄酮含量: 根据柴建新等[13]的方法, 具体步骤: 准确移取0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mL芦丁标准溶液于离心管中。用70%乙醇补足至1 mL。首先加入0.3 mL 5%亚硝酸钠溶液, 摇匀,反应5 min; 再加入0.3 mL 10%硝酸铝溶液, 摇匀, 反应5 min; 最后加入1 mol·L-1氢氧化钠溶液4.0 mL, 摇匀, 反应10 min。在波长510 nm 下测量吸光度, 以芦丁浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标, 绘制标准曲线, 得到回归方程。准确移取1 mL 样品溶液, 按上述方法在510 nm 处测量吸光度值, 计算总黄酮含量。

多糖含量: 根据刘晓涵等[14]的方法, 分别精密量 取 葡 萄 糖 标 准 溶 液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL, 置10 mL 具塞玻璃试管中, 用蒸馏水补足至0.5 mL, 向试液中加入5%苯酚溶液0.5 mL,然后快速加入2.5 mL 浓硫酸, 静置10 min。涡旋振荡器混匀后, 30 ℃水浴中反应20 min, 490 nm下测吸光度, 以相应的试剂为空白, 以吸光度为纵坐标, 浓度为横坐标, 绘制标准曲线。

1.4 抗氧化活性分析

ABTS 清除能力: 根据Sarikurkcu 等[15]的方法, 配制ABTS+储备液: 称量0.031 8 g ABTS+放入10 mL 容量瓶, 用去离子水定容。称取0.013 4 g 过硫酸钾放入另一个10 mL 容量瓶中, 用去离子水定容。将定容好的ABTS+溶液和过硫酸钾溶液按照1 ∶1 的比例混合后, 避光保存12～16 h。

ABTS+测定液: 用磷酸缓冲溶液稀释ABTS+储备液, 使其在734 nm 波长处测定的吸光度值为0.7± 0.02。提 取 物 溶 液0.5 mL +ABTS+测 定 液2.0 mL, 准确振荡30 s, 测定在734 nm 波长处的吸光度值。

还原能力测定: 根据陈晨等[16]的方法, 在1 mL 磷酸缓冲溶液 (pH 值 6.6) 中加入0.4 mL提取物溶液, 1 mL 1% 铁氰化钾, 混合物在50 ℃水浴保温20 min, 急速冷却, 加1 mL 10%三氯乙酸, 5 000 r·min-1离 心10 min。取 上 层 清 液2 mL, 加0.2 mL 0.1% FeCl3, 混合均匀, 在波长700 nm 下测吸光度。

2 结果与分析

2.1 菊花茶活性成分含量测定

根据供试菊花茶水提物总黄酮、多酚和总多糖含量测定结果 (图1), 不同的菊花茶活性物质含量具有显著性差异, 有些品种间还有极显著差异(P<0.01)。试验雏菊的总黄酮和多酚含量均高于其他样品, 寿菊的总黄酮和多酚含量也较高, 而紫花野菊和杭白菊的总黄酮和多酚含量较低; 金丝皇菊总多糖含量最高, 含量最低的为杭白菊, 见图1。样品中总黄酮含量范围为2.48% ～8.92%, 多酚含量范围为4.90% ～11.36%, 总多糖含量范围为9.89% ～13.50%。测定的标准曲线为黄酮Y=1.972 7X+0.117,R2=0.999 7, 多糖Y=9.681 4X-0.001 2R2=0.998 2, 多酚Y=7.792 5X+0.011 5,R2=0.992 8。

图1 不同菊属花茶水提物活性成分含量

2.2 不同花茶水提物对ABTS 自由基的清除作用

ABTS 自由基的清除原理是电子转移过程,ABTS 自由基经活性氧氧化后生成稳定的蓝绿色阳离子ABTS+·, 这种自由基在734 nm 处有最强吸收, 当加入抗氧化剂时, 储备液颜色变浅, 测得吸光度的减少幅度, 从而表现出抗氧化剂对自由基的清除率[17]。实验样品对ABTS 自由基清除能力如图2 所示, 随着样液的浓度增大, 各抗氧化剂对ABTS 自由基清除率增大。当样品质量浓度为0.50 mg·mL-1时, 杭白菊和紫花野菊对ABTS 清除率没有显著差异 (P>0.05), 与其他样品之间存在显著差异 (P<0.05)。当试样质量浓度>0.50 mg·mL-1时, 雏菊、贡菊和寿菊的清除能力均大于其他三者 (P<0.05); 当样品质量浓度为1.00 mg·mL-1时, 雏菊和贡菊对ABTS 自由基清除能力均达到80%以上, 样品之间的差异存在显著差异。因此, 整体清除能力: 雏菊>贡菊>寿菊>金丝皇菊>紫花野菊>杭白菊。

图2 不同菊属花茶对ABTS 的清除力

2.3 不同菊属花茶水提物还原力

还原能力是潜在抗氧化活性的一个重要指标,还原力强的样品同时也是良好的电子供应者, 其供应的电子除了可使Fe3+还原为Fe2+外, 也可参与自由基反应, 与自由基结合生成稳定的物质。抗氧化物在酸性条件下, 将Fe3+还原成蓝色的Fe2+, 测定其吸光度, 就可得到被测液体的还原力[18]。

由图3 可知, 不同浓度的提取物均具有一定的还原能力, 吸光度的高低反映提取物的还原能力。随着样品浓度升高, 在700 nm 处的吸光度增大,说明样品浓度越高, 能够把越多的铁氰化钾还原成亚铁氰化钾。在样品质量浓度为1.00 mg·mL-1时, 雏菊的还原能力最强, 与贡菊、杭白菊、紫花野菊和金丝皇菊之间存在极显著差异 (P<0.01),与寿菊差异不显著。由此可知, 样品间的还原能力强弱顺序为: 雏菊>寿菊>贡菊>紫花野菊>金丝皇菊>杭白菊。

图3 不同菊属花茶的还原力

3 结论

菊属植物作为中草药及茶饮应用历史悠久, 具有消暑、生津、祛风、润喉、养目等多重保健功能, 随着花茶的需求增加, 对茶用菊的要求也日渐提升。但目前我国茶用菊品种多为传统白色和黄色, 形态、色泽等均较为单一, 难以满足目前市场对多元化、个性化品种的需求, 且传统品种在花期、产量、加工后外观特点等方面常存在部分不足。因而进一步在野生菊属种资源中开展茶用特性的评价, 筛选具有色泽、花型、花期、产量等特异性, 并能够满足饮用口感、药用成分等要求的新品种, 将对茶用菊花的市场开发具有重要意义。

抗氧化活性化合物属植物次生代谢产物, 是广泛存在于植物中具有功效活性的一类化合物, 普遍具有良好的抗氧化、抑菌作用, 能够防治心血管疾病、调节动物激素水平和提高机体免疫力。本试验系统地研究了不同的体外抗茶菊属花茶的活性成分含量, 包括总黄酮、总多糖和总多酚等, 结果表明, 雏菊和寿菊中多酚和总黄酮含量最高。不同类型菊属花茶的活性物质含量有一定差异, 雏菊的总黄酮和多酚含量略高于其他品种, 后期用于药用植物的研究方向更为适合。而金丝皇菊的多糖含量最高, 风味佳, 具有作为饮品的开发潜力较大。

目前为止, 就菊属花茶品种研究的层次和应用领域来说, 还有一定的局限性。比如, 在提取方法上, 对菊属花茶品种的提取工艺仅限于一种或两种常见的提取工艺, 缺乏全面性和选择性。在功能性研究上, 对菊属花茶品种有效成分的功能性研究只有少量报道; 对我国原种的菊属花茶品种抗氧化能力的测定鲜有报道, 对于清除自由基的体外抗氧化实验的研究尚未报道。

通过体外氧化还原能力测定, 包括ABTS 自由基清除能力和还原力等。结果表明, 菊属花茶样品均对自由基具有一定的清除能力, 且清除率随多酚单体浓度的增加而增大, 雏菊和贡菊清除ABTS 自由基能力高于其余4 种菊属花茶样品; 此外, 雏菊和寿菊具有较强的还原能力, 在样品质量浓度为1.00 mg·mL-1时, 雏菊和寿菊的还原力极显著高于贡菊、杭白菊、紫花野菊和金丝皇菊 (P<0.01)。由以上结论可知, 不同类型菊属花茶的抗氧化活性与活性物质的含量有很大关系, 但进一步关系还需要深入研究, 以便更好地发挥菊属花茶中活性物质抗氧化的效果。