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        糜子皮中多酚抗氧化活性研究

        2016-10-26 10:50:03王振褚敏哲薛雅榮王桂林趙二勞
        食品研究與開發(fā) 2016年19期
        關(guān)鍵詞:糜子回歸方程清除率

        王振,褚敏哲,薛雅榮,王桂林,趙二勞

        (忻州師范學(xué)院化學(xué)系,山西忻州034000)

        糜子皮中多酚抗氧化活性研究

        王振,褚敏哲,薛雅榮,王桂林,趙二勞*

        (忻州師范學(xué)院化學(xué)系,山西忻州034000)

        以乙醇為提取劑,通過超聲輔助法提取糜子皮中多酚,并采用清除DPPH·和·OH法評價了其抗氧化活性。結(jié)果表明,試驗條件下,測得糜子皮中多酚含量為9.85 mg/g,糜子皮多酚具有較強的DPPH·和·OH清除能力即抗氧化活性,其對DPPH·和·OH的清除能力與濃度具有明顯的量效關(guān)系。

        糜子皮;多酚;抗氧化活性

        糜子為禾本科黍?qū)僮魑?,在我國西北、西南、華北和東北等地山區(qū)均有種植,資源豐富。糜子耐旱、耐貧瘠,具有較強的生態(tài)適應(yīng)性,是干旱,半干旱地區(qū)的主要糧食作物。糜子果實為穎果,脫皮后食用。糜子皮是糜子加工中的副產(chǎn)品,約為糜子果實質(zhì)量的20%[1]。糜子皮中含有多酚類活性成分[2],但目前開發(fā)應(yīng)用不夠,產(chǎn)品附加值不高,除部分用作飼料外,大部廢棄,既浪費了資源,又造成環(huán)境污染。因此,研究糜子皮高附加值產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用,有效延長糜子產(chǎn)業(yè)鏈,對我國糜子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要實際意義。

        植物多酚是分子中含有多個羥基的酚類化合物的總稱,是植物體內(nèi)通過光合作用產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物。植物多酚具有抗氧化、抗衰老、降血脂、降血壓、防輻射、抑菌和調(diào)節(jié)免疫功能等多種生理和藥理活性[3-6],被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域。糜子皮多酚作為植物多酚之一,同樣具有以上多種生理和藥理活性,但目前對糜子皮多酚的研究鮮有報道。因此,本試驗采用超聲輔助提取糜子皮中多酚,研究其抗氧化活性,旨在為糜子皮資源的綜合開發(fā)和高值化利用提供試驗參考。

        1材料與方法

        1.1材料與試劑

        糜子皮:收集于當(dāng)?shù)丶Z食加工廠。

        1-1二苯基-2-苦肼基(DPPH·):Sigma公司;Folin-Ciocalteu試劑:上海海聚生物科技有限公司;沒食子酸、硫酸亞鐵、水楊酸、過氧化氫、無水碳酸鈉、石油醚(60℃~90℃)和95%乙醇等試劑均為國產(chǎn)分析純。試驗用水為二次去離子水。

        1.2儀器與設(shè)備

        AL204型電子天平:梅特勒-托利多儀器上海有限公司;SP-723分光光度計:上海光譜儀器有限公司;KQ-400KDE型高功率數(shù)控超聲波清洗器:昆山市超聲儀器有限公司;SHD-DⅢ型循環(huán)水真空泵:鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。

        1.3方法

        1.3.1原料處理

        將糜子皮經(jīng)石油醚脫脂后,在烘箱中50℃下烘干,取出粉碎機粉碎并過60目篩,備用。

        1.3.2糜子皮多酚的提取

        基于超聲輔助提取法在天然產(chǎn)物活性成分提取中具有溶劑用量少、提取時間短、產(chǎn)品得率高等諸多優(yōu)點[7],采用超聲輔助提取糜子皮中多酚。試驗時,根據(jù)前期試驗結(jié)果,在室溫下,準(zhǔn)確稱取2.0 g糜子皮粉于錐形瓶中,按料液比為1∶25(g/mL)加入體積分?jǐn)?shù)40%乙醇溶液,浸泡5 min后,在超聲功率320 W的條件下,提取40 min。提取液過濾后定容為100 mL,冰箱中保存待測。

        1.3.3糜子皮中多酚的測定

        [8-9]方法稍作改動,建立沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線回歸方程。準(zhǔn)確稱取沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品10.0 mg,用水溶解并定容于100 mL容量瓶中,配成質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確吸取沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7和0.8 mL,分別置于10 mL比色管中,依次都加入約5 mL水、0.5 mL Folin-Ciocalteu試劑和1.5 mL質(zhì)量濃度為80 mg/mL的Na2CO3溶液,然后用水定容至刻度,搖勻。置于50℃水浴中反應(yīng)30 min,冷卻后以試劑空白為參比,在波長760 nm處測定其吸光度。以吸光度A為縱坐標(biāo),沒食子酸質(zhì)量濃度C(μg/mL)為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計算回歸方程。

        糜子皮中多酚的測定:以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)對照品,采用Folin-Ciocalteu法測定。試驗時,準(zhǔn)確吸取稀釋為適宜濃度的糜子皮提取液1.0 mL,置于10 mL比色管中,按標(biāo)準(zhǔn)曲線方法操作測定吸光度,由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線回歸方程計算糜子皮提取液中多酚的濃度,并按下式計算糜子皮中多酚含量:

        1.3.4抗氧化性的測定

        采用清除DPPH·法和·OH評價糜子皮提取物的抗氧化性,并以常用抗氧化劑抗壞血酸(VC)為陽性對照。

        1.3.4.1糜子皮對DPPH·的清除率

        DPPH·是一種穩(wěn)定的芳香族自由基,其乙醇溶液為深紫色,在波長517 nm處有特征峰。加入抗氧化劑時,抗氧化劑提供氫原子或電子中和DPPH·,使DPPH·溶液顏色變淺,在517 nm處吸光度值降低,DPPH·溶液吸光度降低的程度與抗氧化劑的活性成計量關(guān)系。因此,可通過測定DPPH·溶液在517 nm處吸光度的變化來評價供試樣品對DPPH·的清除能力及抗氧化活性[10]。目前該方法因操作簡單、重現(xiàn)性好,已被廣泛用于物質(zhì)抗氧化活性的評價中。試驗參照文獻[11]方法稍作改動,準(zhǔn)確吸取一定量的糜子皮多酚溶液或VC溶液于10 mL比色管中,然后加入2.0 mL質(zhì)量濃度為0.2 mg/mL的DPPH·溶液,以水定容至刻度,室溫下避光反應(yīng)30 min,在517 nm處測定吸光度,按下式計算清除率:

        式中:A0為未加糜子皮多酚溶液或VC溶液時體系的吸光度;Ai為加入糜子皮多酚溶液或VC溶液后體系的吸光度;Aj為只加糜子皮多酚溶液或VC溶液體系吸光度。

        同時利用半清除率(IC50)定量比較糜子皮多酚與VC對DPPH·的清除能力即抗氧化活性。

        1.3.4.2糜子皮對·OH的清除率

        ·OH是最活潑也是毒性最大的一類自由基,它可與生命機體內(nèi)所有細(xì)胞發(fā)生反應(yīng),氧化損傷機體細(xì)胞,導(dǎo)致機體衰老和各種疾病的發(fā)生、發(fā)展。因此清除·OH法也被廣泛用于評價物質(zhì)抗氧化活性[12]。試驗根據(jù)Fenton反應(yīng)原理建立試驗體系模型。H2O2與Fe2+反應(yīng)會生成·OH,加入水楊酸就會與·OH反應(yīng)生成在波長510 nm處有特征峰的紫紅色產(chǎn)物,當(dāng)反應(yīng)體系中加入能清除·OH的待測試樣時,就會與水楊酸競爭·OH,與水楊酸反應(yīng)的·OH就減少,導(dǎo)致生成紫紅色產(chǎn)物生成量減少,吸收度也變小。測定加入與未加入待測試樣反應(yīng)體系的吸光度,就可測定試樣對·OH的清除率[10]。試驗參考文獻[10]的方法進行,在10 mL比色管中,依次加入1.0 mL濃度為7.50×10-3mol/L的硫酸亞鐵溶液,1.0 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的H2O2溶液,1.0 mL濃度為7.50×10-3mol/L的水楊酸,水定容至刻度,搖勻后,于37℃恒溫水浴中反應(yīng)40 min,在510 nm處測定其吸光度為A0。上述溶液體系中不同量的糜子皮多酚溶液或VC溶液測定其吸光度為Ai,并按下式計算清除率:

        同時利用半清除率(IC50)定量比較糜子皮多酚或VC對·OH的清除能力即抗氧化活性。

        2結(jié)果與討論

        2.1沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

        按試驗方法建立沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線如圖1所示。

        圖1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig.1Gallic acid standard working curve

        由圖1可知,在1.0 μg/mL~8.0 μg/mL范圍內(nèi),沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液與其吸光度值成良好的線性關(guān)系。沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線回歸方程為:A=0.114 7C-0.022,R2=0.999 1。

        2.2糜子皮多酚含量

        按1.3.3中試驗方法,進行3次平行試驗,測得試驗條件下,糜子皮提取液中多酚質(zhì)量濃度為0.197 mg/mL,由此求得糜子皮中多酚含量為9.85 mg/g。

        2.3糜子皮多酚對DPPH·的清除率

        糜子皮多酚與VC對DPPH·的清除率測定結(jié)果如圖2。

        圖2 糜子皮多酚和VC對DPPH·的清除率Fig.2Scavenging rate of polyphenols from prosomillet pericarp and VCon DPPH·

        由圖2可知,糜子皮多酚與VC對DPPH·的清除率隨其濃度的增加而增大,呈較好的量效關(guān)系。對圖2中糜子皮多酚和VC清除率曲線進行線性擬合,得線性方程分別為:Y(多酚)=3.587 4C+16.225,R2=0.9596;Y(VC)= 3.641 1C+26.271,R2=0.919 2。由回歸方程求得糜子多酚與VC對DPPH·的半清除率IC50分別為9.41 μg/mL和6.52 μg/mL。顯見,雖然糜子多酚對DPPH·的清除能力稍弱于VC,但也表明糜子多酚具有較強的DPPH·清除能力即抗氧化活性。

        2.4糜子皮多酚對·OH的清除率

        糜子皮多酚與VC對·OH的清除率測定結(jié)果如圖3。

        圖3 糜子皮多酚和VC對·OH的清除率Fig.3Scavenging rate of polyphenols from prosomillet pericarp and VCon·OH

        由圖3可知,糜子皮多酚與VC對·OH的清除率隨其濃度的增加而增大,呈明顯的量效關(guān)系。對圖3中糜子皮多酚和VC清除率曲線進行線性擬合,得線性方程分別為:Y(多酚)=1.617 1C-20.514,R2=0.993 8;Y(VC)= 1.646 4C-15.85,R2=0.989 8。由回歸方程求得糜子多酚與VC對·OH的半清除率IC50分別為43.6 μg/mL和40.0 μg/mL。顯見,糜子多酚對·OH的清除能力稍弱于VC,表明糜子多酚具有較強的·OH清除能力即抗氧化活性。

        3結(jié)論

        以40%乙醇為提取劑,通過超聲輔助法提取糜子皮中多酚,并采用清除DPPH·和·OH法評價了糜子皮多酚的抗氧化活性。結(jié)果表明,試驗條件下,測得糜子皮中多酚含量為9.85 mg/g。糜子皮多酚具有較強的DPPH·和·OH清除能力即抗氧化活性,且呈明顯的量效關(guān)系。其與VC對DPPH·的半清除率IC50分別為9.41 μg/mL和6.52 μg/mL,對·OH的半清除率IC50分別為43.6 μg/mL和40.0 μg/mL。綜上,糜子皮含有較為豐富的多酚,具有較強的抗氧化活性,試驗不僅為糜子皮的開發(fā)利用提供了參考,同時也表明糜子皮是一種有前途的天然抗氧化劑新資源,值得進一步深入研究。

        參考文獻:

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        [11]武宇芳,袁一柯,朱旭輝,等.洋蔥多酚抗氧化和抑菌活性研究[J].食品工業(yè),2013,34(12):134-136

        [12]王征帆.大紅袍花椒抗氧化活性測定[J].食品工業(yè),2014,35(7):65-66

        Study on Antioxidant Activities of Polyphenol from Prosomillet Pericarp

        WANG Zhen,CHU Min-zhe,XUE Ya-rong,WANG Gui-lin,ZHAO Er-lao*
        (Department of Chemistry,Xinzhou Teachers University,Xinzhou 034000,Shanxi,China)

        Ethanol was employed as extracting agent to perform the ultrasonic-assisted extraction of polyphenol from prosomillet pericarp.The antioxidant activity of polyphenol was evaluated by DPPH·and·OH scavenging method.The results showed that the Polyphenol content of prosomillet pericarp was 9.85 mg/g,and the scavenging ability also antioxidant activity to DPPH·and·OH was significantly strong.Moreover,there were obvious dose-effect relationships between scavenging ability and the concentration of polyphenol.

        prosomilletpericarp;polyphenol;antioxidantactivity

        10.3969/j.issn.1005-6521.2016.19.002

        2016-04-05

        國家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目(No.201310124003);忻州師院青年科研基金項目(QN201523);山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目(2016381);忻州師院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目(2015)

        王振(1987—),男(漢),助教,碩士,主要從事農(nóng)副產(chǎn)品深加工與開發(fā)研究。

        趙二勞(1952—),男(漢),教授,本科,主要從事天然產(chǎn)物研究與開發(fā)。

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