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        天然蘇打水體外清除自由基的因素探討

        2015-03-02 02:03:12王培培張宏緒楊東霞哈爾濱市綠巖水研究所
        中國(guó)食品工業(yè) 2015年6期

        文 / 王培培,張宏緒,楊東霞(哈爾濱市綠巖水研究所)

        天然蘇打水體外清除自由基的因素探討

        文 / 王培培,張宏緒,楊東霞(哈爾濱市綠巖水研究所)

        既往研究證明天然蘇打水有體外抗氧化作用,本文進(jìn)一步探討天然蘇打水中具有抗氧化作用為何種成分,以及其有關(guān)的因素是什么,本研究以世罕泉天然蘇打水為例,對(duì)主要成分為NaHCO3的不同濃度及其分解的Na+與HCO3-為主要對(duì)象進(jìn)行探討對(duì)抗氧化的貢獻(xiàn)。

        一、實(shí)驗(yàn)材料與試劑儀器

        1、實(shí)驗(yàn)材料:

        (1)瓶裝世罕泉天然蘇打水(NaHCO3含量大約在600mg/L);(2)375mg/L NaHCO3溶液;(3)600mg/L NaHCO3溶液;(4)2500mg/L NaHCO3溶液;(5)自來(lái)水;(6)世罕泉天然蘇打蒸餾水;(7)世罕泉天然蘇打去離子水;(8)5mg/L—10g/L NaHCO3溶液。

        2、試劑與儀器:

        9mmol/L硫酸亞鐵溶液,8mmol/L雙氧水溶液,9mmol/L 水楊酸—乙醇液, 均為市售分析純。

        FA2004N—電子分析天平,PHS—3C pH計(jì),722s可見(jiàn)分光光度計(jì),均為上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)。

        二、實(shí)驗(yàn)原理與方法

        1、實(shí)驗(yàn)原理

        清除自由基(·OH—羥自由基)的測(cè)定原理

        參照f(shuō)enton反應(yīng)的方法,利用H2O2與Fe2

        +反應(yīng)產(chǎn)生·OH羥自由基,但由于·OH具有很高的反應(yīng)活性,存活時(shí)間短,不易測(cè)得,若在反應(yīng)體系中加入水楊酸,以有效地捕捉·OH,并產(chǎn)生有色產(chǎn)物。該產(chǎn)物在510nm處有強(qiáng)吸收,若在此反應(yīng)體系中加入具有清除·OH功能的被測(cè)物,便會(huì)與水楊酸競(jìng)爭(zhēng)·OH,其褪色程度與清除自由基能力成比例。采用固定反應(yīng)時(shí)間法,在相同體積的反應(yīng)體系加入一系列不同濃度的各水樣(具有清除功能·OH),并以蒸餾水為參比,同時(shí)做試劑空白。在510nm處測(cè)定各濃度下的吸光度,依據(jù)其褪色程度測(cè)定被測(cè)物對(duì)·OH的清除作用,其清除率計(jì)算公式如:

        2、清除自由基·OH的測(cè)定方法

        (1)于4支10ml比色管中分別加入(1)(2)(3)(5)水樣4.0ml、3.2ml、2.4ml、1.6ml、0.8ml、0ml加蒸餾水至4.0ml。各管水樣濃度為100%(原液)、80%、60%、40%、20%、空白;

        (2)于3支10ml比色管中分別加入(4)(6)(7)水樣4.0ml、3.2ml加蒸餾水至4.0ml。各管水樣濃度為100%(原液)、80%。

        (3)向上述各管中依次加入9mmol/L硫酸亞鐵溶液、8.8mmol/L雙氧水溶液各1ml混勻,再加入9mmol/L水楊酸-乙醇1ml溶液混勻。

        (4)靜止24小時(shí)后,離心取上清液分別測(cè)定其吸光度值。

        三、結(jié)果與討論

        1、試驗(yàn)結(jié)果與認(rèn)識(shí)

        結(jié)果見(jiàn)表1。

        表1 幾種溶液清除羥自由基的效果 (%)

        由表1可得如下認(rèn)識(shí)

        (1)表1中,溶液3與溶液1(世罕泉天然蘇打水)NaHCO3含量相同,其兩者抗氧化性相同;溶液6和溶液7為經(jīng)過(guò)去除離子處理后的天然蘇打水,離子含量為0,當(dāng)然不含NaHCO3,沒(méi)有抗氧化能力。

        (2)溶液2與溶液3 中NaHCO3含量之比為63%,而兩溶液清除率的百分比也為63%。溶液4中NaHCO3含量遠(yuǎn)大于600mg/L,但不同梯度濃度的清除率無(wú)變化均為100%,可見(jiàn),600mg/L NaHCO3溶液的抗氧化性已達(dá)到100%,其濃度再增加抗氧化性也不增加了。

        (3)溶液1和溶液5比較,所取自來(lái)水中的離子含量少,其中的NaHCO3含量更少,pH值呈中性,在不同梯度下的清除率幾乎為0,可知所取自來(lái)水無(wú)抗氧化(清除·OH)能力。

        由此可知,天然蘇打水中的抗氧化能力與其NaHCO3含量密切相關(guān)。

        2、不同濃度NaHCO3溶液的pH值與抗氧化

        以蒸餾水為溶劑,配制一系列由低濃度(5mg/L)到高濃度(10g/L)的NaHCO3溶液系列,分別測(cè)定其pH值情況(見(jiàn)表2、3)。

        表2

        表3

        由上述系列可見(jiàn),NaHCO3溶液在一定濃度范圍內(nèi),隨濃度增加,pH值也增加,濃度為600mg/L NaHCO3溶液的pH值為最大值,此時(shí)的抗氧化能力也最大(100%見(jiàn)表1)。由上可見(jiàn),NaHCO3溶液濃度在600mg/L以下時(shí),隨著溶液中NaHCO3量增多,溶液的pH值增大,抗氧化性也增強(qiáng);但超過(guò)600mg/L后,抗氧化性、pH值不隨溶液中NaHCO3含量的增加而增加,抗氧化性不再增加。

        3、抗氧化性與溶液離子種類pH值的關(guān)系。

        (1)Na+和HCO3-清除自由基的作用

        前述表明NaHCO3有抗氧化作用,此作用是Na+還是HCO3-的作用?做了如下試驗(yàn):

        表4 Na+、HCO3-作用比較

        按照NaHCO3模擬溶液,配制Na+與HCO3-呈一定摩爾比的NaCl溶液和KHCO3溶液,觀察其抗氧化性(·OH清除率),由表4可見(jiàn),NaHCO溶液中起抗氧化作用的是堿性離子HCO-33(清除率為93.6%),而非Na+作用。

        (2)pH值與清除自由基的關(guān)系

        前述可見(jiàn),弱堿性的有抗氧化作用,抗氧化作用是否與堿性物質(zhì)都有關(guān)?于是做了如下探討(表4):

        表5 pH值與抗氧化能力

        表5為取相同濃度(300mg/L)的NaHCO3、Na2CO3、NaOH三種堿性溶液,分別測(cè)定其pH值和抗氧化(·OH清除率)結(jié)果。

        由表5可見(jiàn),并非僅HCO3-有抗氧化性,堿性離子CO3-、OH-均有抗氧化性,在相同濃度下,其pH值NaOH>Na2CO3>NaHCO3,抗氧化性也是OH->CO3->HCO3

        -。而生活中的NaOH與Na2CO3屬于強(qiáng)堿,不能食用,NaHCO3可以食用,且應(yīng)用廣泛。天然蘇打水中的HCO3-在一定濃度范圍內(nèi),pH值會(huì)隨溶液濃度的升高而升高??寡趸砸蚕鄳?yīng)提升??梢?jiàn),抗氧化性(·OH清除率)與溶液的pH值有一定的關(guān)系,但并非隨溶液中堿性離子濃度的升高抗氧化性就會(huì)增強(qiáng)。

        4、從本研究得到的印象

        (1)世罕泉天然蘇打水抗氧化性最強(qiáng)

        由上引申可知,人體對(duì)·OH自由基的清除能力,在一定范圍內(nèi)會(huì)隨體液的pH值的升高而增強(qiáng),當(dāng)NaHCO3溶液含量為600mg/L時(shí),抗氧化性達(dá)到最大值。而世罕泉天然蘇打水中的NaHCO3量恰在600mg/L左右,即NaHCO3含量為600mg/L以上的天然蘇打水抗氧化能力最強(qiáng)。由此可見(jiàn),常飲天然蘇打水,可以清除容易引起人體疾病的·OH自由基,非常有益于健康。

        (2)本研究認(rèn)定了天然蘇打水抗氧化能力強(qiáng)的機(jī)制,這是本文的重要意義。

        (略)

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