劉亞美,陳瓊,吳菲菲,李化強

(邵陽學院 食品與化學工程學院,湖南 邵陽,422000)

柑橘皮(citruspeel)是一種寶貴的生物資源,目前研究人員對柑橘皮含有的化學成分進行了研究。柑橘皮中有許多對人體健康有好處的成分[1],并且含有大量的活性成分,比如黃酮類化合物、色素、類檸檬苦素、香精油等[2-3]。自21世紀以來,柑橘的栽培面積以及生產(chǎn)規(guī)?？焖贁U展,使得柑橘加工過程中果皮量急劇增加,因得不到有效利用給生產(chǎn)商造成了巨大的經(jīng)濟虧損[4-5],所以，尋求柑橘皮渣的綜合利用存在著一定的經(jīng)濟效益,其化學成分的重新開發(fā)在藥理、食品加工行業(yè)、抑菌抗菌和農(nóng)業(yè)等方面都具有極高的應(yīng)用價值[6-8]。本實驗利用微切助互作技術(shù)處理原料,已成為近年來輔助物料粉碎的一種極佳方式和創(chuàng)新點[9-10]。微切助互作技術(shù)是將本實驗所需要的原料和研磨助劑氯化鈣按照一定的比例混合在一起,再利用高強度研磨,使它們產(chǎn)生機械化學效應(yīng),從而提取出需要的有效成分。微切助互作技術(shù)的原理是在研磨過程中,通過研磨助劑讓粗粉更加容易發(fā)生相互作用從而改變柑橘皮有效成分的微觀性能,進而改變其溶解性,本技術(shù)被應(yīng)用于辣椒和鹿角盤等物料的前處理[11-12]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試柑橘皮采集于邵陽學院果蔬清潔加工實驗室,將其干燥、粉碎、微切助互作技術(shù)研磨后備用。

試劑:DPPH(合肥博美生物科技有限責任公司)，硫代巴比妥酸(2-thiobarbituric acid,TBA)(合肥巴斯夫生物科技公司)，三羥甲基氨基甲烷(Tris)(上海如吉生物科技公司)，鄰苯三酚(上海伊卡生物技術(shù)公司)等試劑為優(yōu)級純；三氯乙酸，VC，無水乙醇，F(xiàn)eSO4，水楊酸等試劑為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1780紫外分光光度計(島津公司)；H2-16K高速冷凍離心機(重慶市松朗電子儀器有限公司)；RE-5299旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(鞏義市予華儀器有限責任公司)；萬能高速粉碎機(北京科偉永興儀器有限公司)；SZM-20超微粉碎機(安徽皖南電機有限公司)；SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵(鞏義市予華儀器有限責任公司)；DLSB-10低溫冷卻循環(huán)泵(鞏義市予華儀器有限責任公司)；HC-51R遠紅外快速干燥箱(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)等。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品預(yù)處理

柑橘皮晾干水分,放入鼓風干燥箱中60 ℃干燥后用萬能高速粉碎機粉碎過140目篩(0.106 mm),重復多次,得到橘皮粗粉,將1.5 kg柑橘皮粗粉混合3%大顆粒氯化鈣助劑裝入超微粉碎機,粉碎40 min,密封備用。

1.3.2 樣品的制備

水提物制備:稱取10 g柑橘皮微切助粉放入500 mL錐形瓶中,料液比為1∶15,加入150 mL蒸餾水進行提取,充分搖勻,將錐形瓶擱置黑暗處浸提12 h。取出放入50 ℃恒溫水浴0.5 h,4 800 r/min離心5 min,取上清液,余下的樣品重復上述操作2次。收集全部上清液,50 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)3～4 h后放入50 ℃干燥箱中恒重5 h。稱取1 g冷卻后的樣品置于100 mL容量瓶,用蒸餾水定容至刻度,制得初始質(zhì)量濃度為10 g/L的柑橘皮水提物溶液,用10 g/L的柑橘皮水提物溶液稀釋適宜倍數(shù)制得5.0，2.0，1.5，1.0，0.5，0.3，0.2和0.1 g/L的水提物溶液。

醇提物制備:稱取10 g柑橘皮微切助粉放入500 mL錐形瓶中,料液比1∶15,加入150 mL 70%無水乙醇進行提取,步驟同上，制備醇提物,制得初始質(zhì)量濃度為10 g/L的柑橘皮醇提物溶液,用10 g/L的柑橘皮醇提物溶液稀釋適宜倍數(shù)制得質(zhì)量濃度為5.0，2.0，1.5，1.0，0.5，0.3，0.2和0.1 g/L的醇提物溶液。

注：本實驗橘皮提取物的標準溶液的1 g橘皮粉用溶液稀釋而成，采用質(zhì)量濃度進行表達。

1.3.3 抗氧化測定

1)DPPH自由基清除能力的測定。參照霍艷榮等[13-15]的試驗方法:

清除率=[A0-(Ai-Aj)]/A0×100%

式中：Ai為DPPH溶液與柑橘皮提取物或VC的平均吸光度；Aj為柑橘皮提取物或VC與溶劑的平均吸光度；A0為DPPH溶液與溶劑的平均吸光度。

2)羥基自由基清除能力的測定。參照刁小琴等[16-18]的試驗方法:

清除率=(A-Ai)/A×100%

式中：A為空白組的平均吸光度；Ai為柑橘皮提取物或VC的平均吸光度。

3)超氧陰離子自由基清除能力的測定。參照刁小琴等[16-18]的試驗方法:

清除率=(A-Ai)/A×100%

式中：A為空白組的平均吸光度；Ai為柑橘皮提取物或VC的平均吸光度。

4)抗脂質(zhì)過氧化清除能力的測定。參照韓婭婷等[19-20]的試驗方法:

抑制率=(A-Ai)/A×100%

式中：A為空白組的吸光度；Ai為柑橘皮提取物或VC的平均吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

選取Excel計算樣品的平均值并繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 DPPH自由基清除能力分析

由圖1可知:在0.2～5.0 g/L范圍內(nèi),柑橘皮水提物和VC對DPPH都具有較強的清除能力,在質(zhì)量濃度為0.2 g/L時VC就達到96.40%左右的高清除率,水提物的清除率遠遠低于VC的清除率,而當質(zhì)量濃度達到2.0 g/L時,兩者的清除率幾乎接近。而柑橘皮醇提物的清除率整體趨勢平緩,在質(zhì)量濃度低于2.0 g/L的時候,醇提物的清除率隨著質(zhì)量濃度的升高而增加,當質(zhì)量濃度大于2.0 g/L時，清除率趨于平穩(wěn)狀態(tài)。從整體趨勢上看,VC和柑橘皮水提物對DPPH的清除能力要強。

圖1 不同溶劑提取物和 VC 對 DPPH 自由基清除作用的對照

2.2 羥基自由基清除能力分析

由圖2可知:在質(zhì)量濃度低于1.0 g/L時,柑橘皮提取物和VC的清除率上升趨勢比較明顯；當質(zhì)量濃度高于2.0 g/L時，三者的清除率變化平緩。從整體趨勢上看,柑橘皮醇提物比柑橘皮水提物的清除能力要更強。

圖2 不同溶劑提取物和VC對羥基自由基清除作用的對照

2.3 超氧陰離子自由基清除能力分析

由圖3可知:在質(zhì)量濃度為0.2～5.0 g/L范圍內(nèi),柑橘皮提取物隨著質(zhì)量濃度的變化上升趨勢比較明顯,在質(zhì)量濃度為0.2 g/L時,VC的超氧自由基清除率就已經(jīng)達到了72.41%,而柑橘皮提取物的清除率只有30%左右,當質(zhì)量濃度達2.0 g/L時，柑橘皮醇提物和VC的清除率逐漸平緩。在清除超氧陰離子方面,柑橘皮醇提物和柑橘皮水提物相差很小。

圖3 不同溶劑提取物和VC對超氧陰離子自由基清除作用的對照

2.4 抗脂質(zhì)過氧化能力分析

由圖4可知:不同質(zhì)量濃度柑橘皮提取物和VC的抗脂質(zhì)過氧化的能力都不是很理想,在最低質(zhì)量濃度時,柑橘皮醇提物和VC的抗脂質(zhì)過氧化能力相近,柑橘皮水提物偏高；在高質(zhì)量濃度時,三者的抑制能力趨于平緩。原因是柑橘皮提取物對卵黃脂蛋白的脂質(zhì)過氧化具有一定的抑制作用,因為卵黃磷脂的第二位碳上含有的多不飽和脂肪酸容易在二價鐵離子的催化下發(fā)生脂質(zhì)過氧化,而柑橘皮皮提取物中的酚類物質(zhì)能夠釋放氫離子,破壞產(chǎn)生的過氧化物,將其分解為其他物質(zhì)而抑制脂質(zhì)的過氧化。

圖4 不同溶劑提取物和VC對抗脂質(zhì)過氧化能力的對照

3 結(jié)論與討論

柑橘皮提取物對DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥基自由基和抗脂質(zhì)過氧化都具備了一定的清除能力。DPPH自由基清除能力的測定是評價天然產(chǎn)物抗氧化活性的重要方法,本實驗柑橘皮水提物的DPPH自由基清除能力強于柑橘皮醇提物,在質(zhì)量濃度為2.0 g/L時,柑橘皮水提物的清除率與VC的清除率幾乎一致,其原因是柑橘皮本身的顏色對測定結(jié)果造成較大的影響[21],醇溶劑提取柑橘皮色素的能力顯著強于水溶劑,而柑橘皮醇提物的顏色過深,最終造成測定結(jié)果的偏差。對清除超氧陰離子自由基和羥基自由基而言,柑橘皮水提物和柑橘皮醇提物的清除能力差距很小,VC的清除能力顯著,造成此現(xiàn)象的原因是前者測定時間控制不當,導致產(chǎn)生的超氧陰離子進一步氧化,后者實驗體系對柑橘皮自身的pH要求很高,從而使得兩者整體的清除效果不佳。在抗脂質(zhì)過氧化這方面的能力柑橘皮提取物相對較弱,原因是柑橘皮提取物對卵黃脂蛋白的脂質(zhì)過氧化具有一定的抑制作用,因為卵黃磷脂的第二位碳上含有的多種不飽和脂肪酸容易在二價鐵離子的催化下發(fā)生脂質(zhì)過氧化[21],而柑橘皮提取物中的酚類物質(zhì)能夠釋放氫離子,破壞所產(chǎn)生的過氧化物,將其分解為其他物質(zhì)而抑制脂質(zhì)的過氧化,故比較不同實驗結(jié)果時也要考慮實驗對象。綜合上述測定分析,當柑橘皮提取物質(zhì)量濃度達到2.0 g/L左右時,清除率的變化趨勢逐漸平緩,這可能是柑橘皮粗提物中的某些成分對抗氧化性能進行了干擾,如果將柑橘皮提取物純化再進行抗氧化活性研究,其抗氧化能力會更強。本實驗采用微切助互作技術(shù)提取天然產(chǎn)物的抗氧化成分顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方式,不僅成本低,還具有高效和環(huán)保的屬性[22-24],微切助互作技術(shù)粉碎柑橘皮,極大程度地使柑橘皮中活性成分浸提出來,極大地促進了有效物質(zhì)的釋放。隨著公眾對合成抗氧化劑潛在危害的認知,從天然產(chǎn)物中提取安全、高效的抗氧化物質(zhì)成為了研究者們研究的熱點。本課題結(jié)合當?shù)刭Y源反復篩選,使用富含多種抗氧化成分的柑橘皮為研究對象,更好地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展這一理念,從應(yīng)用價值來看柑橘皮水提物優(yōu)于醇提物,可以在功能食品、醫(yī)藥或化妝品等方面得到應(yīng)用。