解曉芬，呂永博，葛黎明，李德富，穆暢道

(四川大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，四川 成都 610065)

姜黃素是一種黃色脂溶性酚類物質(zhì)，作為天然色素被廣泛用作食品添加劑。近年來(lái)，相關(guān)研究表明姜黃素具有抗菌、抗炎、抗氧化和抗腫瘤等多種生物活性[1-2],而且，姜黃素有促進(jìn)血管生成、改善生物體內(nèi)膠原蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白合成的作用，并可以加快體內(nèi)傷口的愈合[3]。不過(guò)，姜黃素不溶于水，極強(qiáng)的疏水性使其難以在人體內(nèi)被有效吸收,生物利用度低，大大限制了其臨床應(yīng)用[4]。為了提高姜黃素在人體中的生物利用度，多種方法被用來(lái)改善其水溶性。目前，微乳液法、固體分散法、微球或微囊包裹法和環(huán)糊精包合法等常被用來(lái)提高姜黃素的水溶性[5]。

直鏈淀粉是自然界植物體內(nèi)與支鏈淀粉共同存在的一種天然線性多糖，已被廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域[6]。直鏈淀粉分子在水中可以形成“腔內(nèi)疏水、外鏈親水”的特殊結(jié)構(gòu)，使直鏈淀粉可作為一種主體分子與不同性質(zhì)分子通過(guò)疏水相互作用形成包合物[7]。近年來(lái)，以直鏈淀粉作為主體分子的包合技術(shù)受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。如使用直鏈淀粉包合薄荷酮、芳樟醇、檸檬烯、茶樹(shù)油和水楊酸等以提高其水溶性和穩(wěn)定性[8-10]。不過(guò)，直鏈淀粉由于具有較高的螺旋度以及分子內(nèi)較強(qiáng)的氫鍵作用，導(dǎo)致其在水中的溶解度較低，形成包合物后很容易發(fā)生聚沉，嚴(yán)重影響了直鏈淀粉包合物在水環(huán)境中的應(yīng)用[11]。氧化改性是淀粉化學(xué)改性中一種十分普遍的方法[12]。直鏈淀粉經(jīng)過(guò)氧化改性后制得的氧化產(chǎn)物具有很高的水溶性，并且仍然具備包合能力，與一些天然活性成分形成包合物后可以在水中保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定[13-14]。

本文中，筆者重點(diǎn)研究氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素在水中的增溶作用。首先通過(guò)H2O2氧化法制備高羧基含量的氧化直鏈淀粉，然后制備氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物。對(duì)氧化直鏈淀粉和包合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并對(duì)氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素的包合能力、包合物水溶液的穩(wěn)定性和包合物的抗氧化活性進(jìn)行系統(tǒng)研究。

1 材料與方法

1.1 氧化直鏈淀粉的制備

氧化直鏈淀粉采用先干法-后濕法的兩步氧化法制備[13]。第一步反應(yīng)為直鏈淀粉的干法氧化：將60 g直鏈淀粉與不同體積的30% H2O2在500 mL燒杯中混合均勻，再加入2 mL為0.05%的硫酸銅溶液并繼續(xù)混勻。將上述混合物轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，在45 ℃的水浴鍋中預(yù)熱15 min。預(yù)熱后的反應(yīng)物在75 ℃的水浴鍋中繼續(xù)連續(xù)攪拌反應(yīng)15 min，得到初步氧化直鏈淀粉產(chǎn)物。第二步反應(yīng)為氧化直鏈淀粉的濕法氧化：將初步氧化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到400 mL的去離子水中，然后在100 ℃條件下連續(xù)攪拌反應(yīng)30 min。反應(yīng)混合物冷卻至室溫后，在3 000 r/min離心分離20 min，上清液用無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀。將沉淀物用體積分?jǐn)?shù)80%的乙醇溶液反復(fù)洗滌，冷凍干燥后得到氧化直鏈淀粉產(chǎn)品。上述步驟中，所添加的30% H2O2的體積分別為10、15、20和25 mL時(shí)，所制備的氧化直鏈淀粉分別標(biāo)記為OA1、OA2、OA3和OA4。

1.2 氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的制備

首先在55 ℃下制備氧化直鏈淀粉水溶液，然后將過(guò)量的姜黃素加入到溶液中，在連續(xù)攪拌下將混合物冷卻至室溫。冷卻至室溫后，將溶液以2 000 r/min離心15 min，得到上層穩(wěn)定的包合物溶液，經(jīng)冷凍干燥后得到氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物產(chǎn)品。根據(jù)所選擇的氧化直鏈淀粉的不同，將包合物分別標(biāo)記為OA1-C、OA2-C、OA3-C、OA4-C。直鏈淀粉和姜黃素包合物標(biāo)記為AMY-C。

1.3 氧化直鏈淀粉的表征

1.3.1 羧基含量測(cè)定

羧基含量的測(cè)定采用NaOH滴定法。將樣品置于真空干燥箱內(nèi)干燥48 h，然后將1 g樣品加入到100 mL煮沸的去離子水中，在100 ℃下攪拌10 min，隨后將溶液冷卻至室溫并轉(zhuǎn)移至100 mL的容量瓶中，定容至100 mL。樣品中羧基含量通過(guò)NaOH進(jìn)行滴定，以酚酞作指示劑，將樣品溶液從無(wú)色滴定到粉紅色，并且保持30 s內(nèi)不褪色作為滴定終點(diǎn)。直鏈淀粉分子不含羧基，將其作為空白對(duì)照。氧化直鏈淀粉的羧基含量可由式(1)計(jì)算。

COOH含量=45c(V1-V0)×100%

(1)

式中：c是NaOH的濃度；V0是滴定直鏈淀粉時(shí)所消耗的NaOH溶液體積,L；V1是滴定氧化直鏈淀粉時(shí)所消耗的NaOH溶液體積,L；45是羧基的分子量。

1.3.2 醛基含量測(cè)定

將12.5 g的鹽酸羥胺溶解于50 mL的0.5 mol/L的NaOH溶液中，然后用去離子水將溶液定容至250 mL，制備得到鹽酸羥胺溶液。將1 g樣品溶于100 mL 100 ℃的去離子水中，然后冷卻至室溫并用0.1 mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)至pH 3.2。向上述溶液中加入60 mL鹽酸羥胺溶液，在40 ℃下攪拌4 h，再添加0.1 mol/L的鹽酸溶液將pH滴定至3.2。直鏈淀粉分子不含醛基，將其作為空白對(duì)照。氧化直鏈淀粉中的醛基含量計(jì)算見(jiàn)式(2)。

CHO含量=29(V0-V1)×0.1×100%

(2)

式中：0.1是滴定用鹽酸的濃度，mol/L；V1是滴定氧化直鏈淀粉時(shí)所消耗的鹽酸的體積,L；V0是滴定直鏈淀粉時(shí)所消耗的鹽酸的體積,L；29是醛基的分子量。

1.3.3 溶解度測(cè)定

將10 g樣品加到10 mL去離子水中，在20 ℃下持續(xù)攪拌12 h，然后用漏斗過(guò)濾懸濁液，將濾液冷凍干燥并稱質(zhì)量。氧化直鏈淀粉溶解度可由式(3)計(jì)算。

S=Mx×10

(3)

式中：Mx是濾液冷凍干燥后的質(zhì)量，g；S為樣品在水中的溶解度(g,以溶解于100 mL水計(jì)算)。

1.4 包合物中姜黃素的含量測(cè)定

采用紫外可見(jiàn)分光光度法檢測(cè)包合物中姜黃素的含量，具體方法如下：將0.1 g包合物粉末加到乙醇溶液(體積分?jǐn)?shù)80%)中，超聲波處理30 min。然后將懸濁液在8 000 r/min下離心30 min，收集上清液進(jìn)行紫外可見(jiàn)分光光度分析，并參照標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算上清液中的姜黃素含量。

1.5 傅里葉變換紅外光譜測(cè)試

將樣品置于真空干燥箱內(nèi),在40 ℃的條件下干燥48 h，然后將1 mg樣品和200 mg KBr研勻并壓片。將所壓片用傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行測(cè)試，掃描波數(shù)范圍為4 000～400 cm-1，分辨率為4 cm-1。

1.6 X線衍射測(cè)試

將樣品置于真空干燥箱內(nèi),在40 ℃的條件下干燥48 h，隨后將樣品用X線衍射儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的角度范圍為5°～80°，旋轉(zhuǎn)速率為2 (°)/min。

1.7 熱穩(wěn)定性測(cè)試

將樣品置于真空干燥箱內(nèi),在40 ℃的條件下干燥48 h，然后取4～5 mg的樣品放入熱重分析儀中進(jìn)行測(cè)試，在N2的保護(hù)下以10 ℃/min的速率升溫，測(cè)試的溫度范圍為40～600 ℃。

1.8 包合物水溶液穩(wěn)定性測(cè)試

采用文獻(xiàn)[13]報(bào)道的紫外可見(jiàn)分光光度法檢測(cè)包合物水溶液的穩(wěn)定性。將1 g樣品添加到100 mL去離子水中，在90 ℃攪拌溶解20 min，然后冷卻至室溫得到包合物溶液。之后拍照記錄包合物溶液隨時(shí)間的變化，并采用紫外可見(jiàn)分光光度法檢測(cè)包合物溶液中姜黃素的含量隨時(shí)間的變化。

1.9 包合物抗氧化活性測(cè)試

將2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)溶液(7 mmol/L)與過(guò)硫酸鉀溶液(2.45 mmol/L)等體積混合，并在室溫下避光保存12 h得到ABTS·+溶液。ABTS·+溶液用磷酸鈉緩沖液(4 mmol/L，pH 7.4)稀釋，使其在734 nm處具有約0.700±0.002的初始吸光度。然后將0.1 mL 2.5 mg/mL樣品與1.9 mL稀釋的ABTS·+溶液混合，在室溫下反應(yīng)5 min后，在734 nm處測(cè)定混合物的吸光度A734。ABTS·+自由基清除率由式(4)計(jì)算。

ABTS·+自由基清除率=(AC-AS)/AC×100%

(4)

式中：AS是樣品的吸光度；AC是不加任何樣品的對(duì)照組的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 氧化直鏈淀粉的制備

采用H2O2為氧化劑和CuSO4為催化劑進(jìn)行直鏈淀粉的氧化。H2O2氧化是一個(gè)復(fù)雜的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在Cu2+的參與下，H2O2迅速分解產(chǎn)生自由基，如HO·、HO2·和O2·，這些高活性的自由基容易與直鏈淀粉的羥基反應(yīng)，生成醛基和羧基[15]。

表1為直鏈淀粉和氧化直鏈淀粉的醛基含量、羧基含量和溶解度。由表1可知，直鏈淀粉被成功氧化成高羧基含量的氧化直鏈淀粉，醛基和羧基的含量隨著H2O2用量的增加而增加。氧化直鏈淀粉醛基含量的增速慢于羧基含量，這是因?yàn)樵谘趸^(guò)程中羥基首先被氧化成醛基，然后進(jìn)一步被氧化成羧基。隨著H2O2用量的增加，許多醛基被氧化成羧基。羧基是一種典型的親水性基團(tuán)，在水中電離后會(huì)產(chǎn)生排斥力,減弱直鏈淀粉分子間的締合作用，從而可以提高氧化直鏈淀粉在水中的溶解度。氧化直鏈淀粉在水中的溶解度隨氧化度增加不斷提高，最高達(dá)到直鏈淀粉的79倍。高水溶性可以拓寬氧化直鏈淀粉在水環(huán)境中的應(yīng)用范圍[16]。通過(guò)優(yōu)化工藝的直鏈淀粉兩步氧化法，成功制備出高水溶性的氧化直鏈淀粉[17]。

表1 直鏈淀粉和氧化直鏈淀粉的醛基含量、羧基含量和溶解度

注:溶解度以淀粉溶解于100 mL水計(jì)算。

2.2 氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的制備與表征

a為姜黃素；b為直鏈淀粉-姜黃素包合物；c為OA1-C；d為OA2-C；e為OA3-C；f為OA4-C圖1 姜黃素(a)、直鏈淀粉-姜黃素包合物(b)和不同氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的紅外光譜圖Fig.1 FT-IR spectra of the curcumin(a),amylose-curcumin inclusion complex(b) and oxidized amylose-curcumin inclusion complexes(c-f)

傅里葉變換紅外光譜是研究物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的有力工具。圖1是姜黃素、直鏈淀粉-姜黃素包合物和氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的紅外光譜圖。由圖1可以看出：包合物在3 400 cm-1處均有較強(qiáng)的O—H伸縮振動(dòng)峰，2 915 cm-1處出現(xiàn)C—H的伸縮振動(dòng)峰[18]。直鏈淀粉-姜黃素包合物和氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的紅外光譜圖基本一致，并沒(méi)有出現(xiàn)姜黃素的特征吸收峰，呈現(xiàn)與直鏈淀粉相似的紅外光譜特征[13-14]。直鏈淀粉與客體分子形成包合物后會(huì)掩蓋客體分子的紅外光譜特征峰，呈現(xiàn)直鏈淀粉的紅外光譜吸收特征[13-14]。此外，圖1顯示包合物的O—H伸縮振動(dòng)峰隨著姜黃素的包合發(fā)生了偏移，這主要是被包合的姜黃素與直鏈淀粉和氧化直鏈淀粉的羥基之間的相互作用引起的[19]。因此，紅外光譜的結(jié)果說(shuō)明直鏈淀粉、氧化直鏈淀粉與姜黃素均成功形成了包合物。

熱重分析常用于檢測(cè)基于直鏈淀粉的包合物的形成[20]。圖2是姜黃素、直鏈淀粉-姜黃素包合物和氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的TG和DTG圖譜。由圖2可以看出，姜黃素的最大熱分解溫度約為370 ℃，明顯高于包合物的熱分解溫度。不過(guò)，包合物圖譜中姜黃素的熱分解峰完全消失，說(shuō)明姜黃素與直鏈淀粉和氧化直鏈淀粉不是簡(jiǎn)單的共混，而是形成了包合物[20]。從圖2還可以看出，直鏈淀粉-姜黃素包合物的最大熱分解溫度約為293.5 ℃，氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的最大熱分解溫度分別為290.3(OA1-C)、289.9(OA2-C)、289.1(OA3-C)和285.7 ℃(OA4-C)。結(jié)果表明直鏈淀粉-姜黃素包合物的熱穩(wěn)定性最好，氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的熱穩(wěn)定性隨著氧化直鏈淀粉氧化度的增加而逐漸降低。這主要是因?yàn)檠趸瘯?huì)導(dǎo)致直鏈淀粉分子的降解，造成熱穩(wěn)定性降低，與已有結(jié)果相符[13]。

圖3(a)是直鏈淀粉和不同氧化直鏈淀粉的X線衍射圖譜(XRD)圖譜。直鏈淀粉的晶型主要有A、B和C這3種類型，在XRD圖譜上A型結(jié)晶在15°和23°兩處有較強(qiáng)的衍射峰，B型結(jié)晶在17°處有較強(qiáng)的衍射峰，而C型結(jié)晶為A型和B型的混合[21]。由圖3(a)可以看出，直鏈淀粉在15°、17°、20°和23°處具有衍射峰，說(shuō)明本研究使用的直鏈淀粉晶型為C型。另外，氧化直鏈淀粉的結(jié)晶峰消失，出現(xiàn)了一個(gè)彌散的非結(jié)晶峰，這說(shuō)明氧化后直鏈淀粉結(jié)晶能力大大降低，僅有部分短程有序結(jié)構(gòu)存在以形成彌散型的吸收峰。圖3(b)為姜黃素、直鏈淀粉、姜黃素和直鏈淀粉物理混合物(AMY/C)及包合物(AMY-C)的XRD圖譜。由圖3(b)可以看出，姜黃素具有很多結(jié)晶峰，具有很強(qiáng)的結(jié)晶能力。而姜黃素與直鏈淀粉物理共混物的XRD圖譜與直鏈淀粉的基本一致，這主要是因?yàn)榻S素的添加量較少，其衍射峰被直鏈淀粉的衍射峰所掩蓋。值得注意的是，直鏈淀粉與姜黃素形成包合物后，直鏈淀粉和姜黃素的衍射峰均消失，取而代之的是彌散的非結(jié)晶峰。這說(shuō)明姜黃素與直鏈淀粉形成包合物后，直鏈淀粉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，形成了一種新的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。圖3(c)為不同氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的XRD圖譜。由圖3(c)可知，氧化直鏈淀粉與姜黃素形成包合物后，氧化直鏈淀粉和姜黃素的衍射峰消失，同樣形成了新的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。

a為姜黃素；b為直鏈淀粉-姜黃素包合物；c為OA1-C；d為OA2-C；e為OA3-C；f為OA4-C圖2 姜黃素(a)、直鏈淀粉-姜黃素包合物(b)和不同氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的的TG和DTG圖譜Fig.2 TG and DTG spectra of the curcumin(a),amylose-curcumin inclusion complex(b) and oxidized amylose-curcumin inclusion complexes (c-f)

圖3 直鏈淀粉和氧化直鏈淀粉(a)，姜黃素、直鏈淀粉、直鏈淀粉與姜黃素物理混合物(AMY/C)(b)和 包合物(AMY-C)，不同氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物(c)的XRD圖譜Fig.3 X-ray diffraction patterns of amylose and oxidized amylose(a),curcumin,amylose,amylose curcumin blend and amylose-curcumin inclusion complex(b), curcumin and oxidized amylose-curcumin inclusion complexes(c-f)

2.3 氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素的包合作用

表2是直鏈淀粉和氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素的單位包合量和增溶能力。由表2可知，隨著氧化度的增加，氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素的單位包合量逐漸降低。這是因?yàn)檠趸^(guò)程中直鏈淀粉葡萄糖殘基上C-2、C-3和C-6位上的羥基被氧化，破壞了氧化直鏈淀粉在水中的螺旋結(jié)構(gòu)；同時(shí)，氧化伴隨著直鏈淀粉分子的降解，減少了氧化直鏈淀粉在水中的螺旋結(jié)構(gòu)，從而降低了氧化直鏈淀粉包合疏水性活性物質(zhì)的能力[13]。不過(guò)，由表2可以看出，氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素在水中的增溶能力和增溶倍數(shù)顯著高于直鏈淀粉，而且呈先增大后減小的趨勢(shì)。這是因?yàn)檠趸辨湹矸垭S著氧化度的升高溶解度不斷升高，形成包合物后變相地增加了姜黃素在水中的溶解度。然而，隨著氧化程度的增加，氧化直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)被破壞得越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)姜黃素的增溶能力開(kāi)始下降[14,17]。

表2 直鏈淀粉和氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素的包合量和增溶能力

Table 2 Content of curcumin in amylose and oxidized amylose and solubility of curcumin in saturated amylose and oxidized amyloses aqueous solutions

樣品包合量/(mg·g-1)增溶能力*/mg增溶倍數(shù)AMYC2.6±0.0030.5±0.033620OA1C0.53±0.0043.0±0.0272 720OA2C0.44±0.0014.1±0.0763 720OA3C0.14±0.0041.6±0.0981 460OA4C0.06±0.0020.9±0.0551 116

注：*姜黃素樣品在飽和水溶液(100 g)中的溶解度。

由表2可以看出，直鏈淀粉和氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素均具有顯著的增溶作用。直鏈淀粉對(duì)姜黃素的增溶倍數(shù)達(dá)到620倍，氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素的增溶倍數(shù)最高可以達(dá)到3 720倍。

a—AMY-C；b—OA1-C；c—OA2-C；d— OA3-C；e—OA4-C圖4 不同包合物水溶液隨時(shí)間的沉降現(xiàn)象(a)和對(duì)應(yīng)上層溶液中姜黃素含量(b)變化圖Fig.4 Photographs of saturated aqueous solutions of AMY-C,OA1-C,OA2-C,OA3-C and OA4-C under differnet time (a) and the corresponding content of curcumin in supernatant (b)

表3是部分代表性增溶方法對(duì)姜黃素在水中的增溶效果。

表3 部分代表性增溶方法對(duì)姜黃素在水中的增溶效果

由表3可知，很多載體或方法被用來(lái)提高姜黃素的水溶性，均表現(xiàn)出一定的效果。例如，在水溶液中通過(guò)自乳化作用可將姜黃素增溶150倍[22]，使用大豆分離蛋白為載體可使姜黃素增溶2 000倍[23]，通過(guò)β-環(huán)糊精包合姜黃素可使姜黃素增溶1 700倍[24]，通過(guò)β-酪蛋白膠束可使姜黃素的溶解度增加2 500倍[25]。與已有結(jié)果相比，氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素在水中的增溶作用非常顯著，姜黃素在水中的溶解度得到了很大程度的提高。而且，氧化直鏈淀粉的制備工藝簡(jiǎn)單，材料廉價(jià)，以氧化直鏈淀粉增溶姜黃素具有應(yīng)用前景。

2.4 氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物水溶液的穩(wěn)定性

圖4(a)為不同包合物水溶液隨時(shí)間的沉降結(jié)果。直鏈淀粉分子在水溶液中具有聚集成大顆粒并形成沉淀的趨勢(shì)，這一現(xiàn)象即是淀粉的老化性質(zhì)[35]。由圖4(a)可知，姜黃素分散在水中后會(huì)迅速沉淀，溶液變成無(wú)色。直鏈淀粉-姜黃素包合物的水溶液隨時(shí)間逐漸分層，發(fā)生老化沉淀，顏色由黃色逐漸變?yōu)闇\黃色。相比而言，氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的水溶液顏色變化較慢，說(shuō)明其穩(wěn)定性得到了提高，這主要是由于氧化直鏈淀粉分子間氫鍵的破壞以及所引入的羧基之間的排斥力作用[14]。圖4(b)為不同包合物水溶液隨著時(shí)間變化上層溶液中姜黃素含量的變化圖。由圖4(b)可知，不同氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素的增溶效果明顯不同，OA2-C溶液具有最高的姜黃素含量，與表2中的數(shù)據(jù)相符。隨著靜置時(shí)間延長(zhǎng)，包合物溶液上層中姜黃素的含量均在逐漸減少，與包合物溶液顏色變化和沉降現(xiàn)象相符。不過(guò)，由圖4(b)可知，氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物溶液中姜黃素的含量在沉降過(guò)程中始終遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直鏈淀粉-姜黃素包合物，OA2對(duì)姜黃素具有最高的增溶能力。

圖5 姜黃素水溶液、直鏈淀粉-姜黃素包合物和氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物水溶液的抗氧化活性Fig.5 Antioxidant activities of inclusion complexes as determined by ABTS·+ radical scavenging

2.5 氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物的抗氧化活性

姜黃素具有良好的抗氧化活性[1-2]，但由于不溶于水的性質(zhì)，其在水環(huán)境中無(wú)法發(fā)揮活性。對(duì)姜黃素水溶液、直鏈淀粉-姜黃素包合物水溶液和氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物水溶液的抗氧化活性進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)一步反映氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素的增溶作用。自由基連鎖反應(yīng)是脂質(zhì)過(guò)氧化的常見(jiàn)機(jī)制，抗氧化劑可通過(guò)消除自由基終止過(guò)氧化反應(yīng)[36]。ABTS·+是極性和非極性樣品抗氧化活性測(cè)定中廣泛使用的合成自由基[37]。通過(guò)檢測(cè)樣品對(duì)ABTS·+的清除能力來(lái)評(píng)價(jià)樣品的抗氧化活性，結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可知，姜黃素由于不溶于水而沒(méi)有表現(xiàn)出抗氧化活性，包合物則表現(xiàn)出明顯的抗氧化活性。樣品水溶液的抗氧化活性與其中姜黃素的含量直接相關(guān)。如氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物水溶液具有明顯高于直鏈淀粉-姜黃素包合物水溶液的抗氧化活性，這主要是由于氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物水溶液中姜黃素的含量高于直鏈淀粉-姜黃素包合物，而且氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物水溶液更穩(wěn)定。此結(jié)果進(jìn)一步表明氧化直鏈淀粉對(duì)姜黃素具有更高效的增溶作用。

3 結(jié)論

采用H2O2為氧化劑和CuSO4為催化劑，通過(guò)調(diào)節(jié)氧化劑的用量制備了具有不同氧化度的氧化直鏈淀粉。通過(guò)氧化改性，氧化直鏈淀粉的水溶性得到了大幅度提升，其水中的溶解度隨著氧化度的升高不斷增大。以氧化直鏈淀粉為載體包合姜黃素，可顯著提高姜黃素在水中的溶解度，增溶倍數(shù)最高可以達(dá)到3 720倍。而且，相比于直鏈淀粉-姜黃素包合物，氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物在水中的沉降速度減緩，溶液穩(wěn)定性得到了提高?；谌芙舛鹊奶岣吆腿芤悍€(wěn)定性的改善，氧化直鏈淀粉-姜黃素包合物水溶液呈現(xiàn)出更高的抗氧化活性。本文的研究結(jié)果表明氧化直鏈淀粉是一種有效的姜黃素增溶劑，具有應(yīng)用前景。