◎ 成宏斌,李曉波,賈笑英,潘曉翠,王代軍,王帆林
(海南省農(nóng)墾科學(xué)院,海南 ???571000)
研究表明,人體的細(xì)胞和組織在正常的氧化代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生自由基及活性氧等物質(zhì),正常情況下,自由基可促進(jìn)膠原蛋白的合成、提高抗菌能力和調(diào)控基因的表達(dá)等。但是,當(dāng)機(jī)體受到外界刺激,如環(huán)境污染、飲食過(guò)量和煙酒等因素影響時(shí),易引起氧化應(yīng)激反應(yīng),細(xì)胞及組織釋放大量的自由基,導(dǎo)致氧化損傷[1-2],從而誘導(dǎo)心腦血管、癌癥、帕金森和腫瘤等疾病的發(fā)生[3-4]。因此,開(kāi)發(fā)安全、有效的抗氧化劑就顯得尤為重要,目前市場(chǎng)的抗氧化劑以人工合成和天然產(chǎn)物提取為主,但人工合成的抗氧化劑有毒副作用、穩(wěn)定性差和存在安全隱患,所以,來(lái)自植物安全無(wú)毒和穩(wěn)定性強(qiáng)的天然抗氧化劑成為人們研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)[5]。
野菠蘿(Pandanus tectorius Sol.)也稱(chēng)露兜樹(shù)、露兜簕和山菠蘿等,分布于東半球熱帶和亞熱帶地區(qū),海南擁有較為豐富的露兜樹(shù)資源,但常作為綠化和觀(guān)賞的樹(shù)種。在民間可作為野果食用,同時(shí)也具有重要的藥用價(jià)值,有平肝清熱、去濕利尿的功效,可治療感冒發(fā)熱、肝火頭疼、痢疾等癥狀[6-7]。研究發(fā)現(xiàn),野菠蘿果中含有多糖、黃酮、多酚和生物堿等多種天然活性成分,對(duì)其研究主要集中在降血糖、降血脂和降血壓等方面,但是關(guān)于野菠蘿果中多糖、黃酮和多酚的抗氧化研究較少[8-11]。
本研究以野菠蘿果為原料,采用索式提取法提取黃酮、溶劑浸提法提取多糖和多酚3 種天然活性成分,并以DPPH 自由基清除能力和·OH 自由基清除能力為指標(biāo),進(jìn)行多糖、多酚和黃酮的抗氧化活性檢測(cè)及比較研究,以期為野菠蘿果的綜合利用提供理論依據(jù),促進(jìn)相關(guān)抗氧化功效食品的研發(fā)。
野菠蘿果實(shí),產(chǎn)于海南省??谑型筒h。
蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%)、沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%)、D(+)-無(wú)水葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%),均為分析純,購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司;L(+)-抗壞血酸、六水合三氯化鐵、氫氧化鈉、硝酸鋁、亞硝酸鈉、30%過(guò)氧化氫和二水合草酸,均為分析純,購(gòu)自西隴科學(xué)股份有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、硫酸亞鐵七水合物、水楊酸和福林酚,均為分析純,購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司;苯酚,分析純,購(gòu)自廣州化學(xué)試劑廠(chǎng);無(wú)水乙醇,分析純,購(gòu)自廣東光華科技股份有限公司;碳酸鈉,分析純,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
UV-7502PC 紫外分光光度計(jì),上海欣茂儀器有限公司;電熱鼓風(fēng)干燥箱,上海一恒科技有限公司;KE52AA 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、SHI-Ⅲ型循環(huán)水真空泵,上海亞榮生化儀器廠(chǎng);SXT-06 型索式提取器,上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司;20B 風(fēng)冷式萬(wàn)能粉碎機(jī),河南晟峰瑞樺機(jī)械設(shè)備有限公司;ME2002E 電子分析天平、ME204E 精密電子分析天平,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;DF-101T 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,鄭州予華儀器制造有限公司。
1.3.1 黃酮的提取
采用索式提取法提取野菠蘿果中的黃酮。精密稱(chēng)取野菠蘿果粉末4.000 g,以80%乙醇為溶媒,固液比為1 ∶25,提取溫度為90 ℃,提取4 h,最后將提取液定容至100 mL 容量瓶中,搖勻,即得[12-13]。
1.3.2 多糖的提取
采用溶劑浸提法提取野菠蘿果中的多糖。精密稱(chēng)取野菠蘿果粉末5.000 g 并置于250 mL 的三角瓶中,以200 mL 的蒸餾水為溶劑,80 ℃水浴浸提2 h,抽濾得澄清液,50 ℃真空旋蒸濃縮后定容至100 mL 容量瓶中,搖勻,即得[14-15]。
1.3.3 多酚的提取
采用溶劑浸提法提取野菠蘿果中的多酚。精密稱(chēng)取野菠蘿果粉末2.500 g 并置于250 mL 的三角瓶中,量取100 mL 60%乙醇溶液,60 ℃水浴攪拌2 h,抽濾得上清液并定容至100 mL 容量瓶中,搖勻,即得[16]。
1.4.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制
采用硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法繪制黃酮的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)[17],精密稱(chēng)取蘆丁10.8 mg 用80%乙醇溶解并定容至50.0 mL,其終濃度為0.216 mg·mL-1,冷藏備用。分別精取標(biāo)準(zhǔn)液0.8 mL、1.0 mL、1.2 mL、1.4 mL、1.6 mL和1.8 mL 于10.0 mL 的容量瓶,依次加入80%的乙醇至2.0 mL,再加入0.4 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的亞硝酸鈉溶液和0.4 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硝酸鋁溶液,搖勻靜置10 min,再加入4.0 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉溶液,最后加80%的乙醇定容至10.0 mL。用無(wú)水乙醇做空白對(duì)照,于510 nm 處測(cè)定吸光度,用最小二乘法進(jìn)行線(xiàn)性擬合,得出回歸方程及相關(guān)系數(shù)R2。
1.4.2 黃酮含量的測(cè)定
準(zhǔn)確量取野菠蘿果黃酮提取液2 mL,參照1.3.1蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制方法處理,測(cè)得吸光值并帶入回歸方程,求出野菠蘿果中黃酮的含量。
1.5.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制
采用苯酚硫酸法繪制多糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)[18],精密稱(chēng)取葡萄糖粉末11.0 mg 置于棕色的容量瓶中,加蒸餾水定容至100 mL,其終濃度為0.11 mg·mL-1。分別量取標(biāo)準(zhǔn)液0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL、0.6 mL和0.7 mL 于10 mL 的棕色容量瓶中,依次加入蒸餾水至1.0 mL,再加入5%苯酚溶液2 mL,搖勻,迅速加入濃硫酸7.0 mL,迅速搖勻,放置10 min,沸水浴加熱20 min,放于陰涼處至室溫,用蒸餾水做空白對(duì)照,于488 nm 處測(cè)定吸光度,以多糖濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),進(jìn)行線(xiàn)性回歸,得出回歸方程及相關(guān)系數(shù)R2。
1.5.2 多糖含量的測(cè)定
準(zhǔn)確量取野菠蘿果多糖提取液1 mL,參照1.4.1葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制方法處理,測(cè)得吸光值并帶入回歸方程,求出野菠蘿果中多糖的含量。
1.6.1 沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制
采用福林-酚比色法繪制多酚的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)[19],精確稱(chēng)量沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品10.0 mg,去離子水超聲溶解并定容至100 mL,其終濃度為0.1 mg·mL-1,冷藏備用。分別移取0 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL和1.0 mL沒(méi)食子酸溶液,去離子水補(bǔ)充至1 mL,分別加入1 N福林酚試劑1 mL,室溫反應(yīng)3 min,在分別加入10%碳酸鈉溶液1.0 mL,30 ℃條件下反應(yīng)30 min,于760 nm處測(cè)定吸光度,用最小二乘法進(jìn)行線(xiàn)性擬合,得出回歸方程及相關(guān)系數(shù)R2。
1.6.2 多酚含量的測(cè)定
準(zhǔn)確量取野菠蘿果多酚提取液1 mL,參照1.5.1沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制方法處理,測(cè)得吸光值并帶入回歸方程,求出野菠蘿果中多酚的含量。
1.7.1 DPPH 自由基清除率的測(cè)定
參照GONG Jinyan 等的方法[20],將野菠蘿果供試液(黃酮、多糖和多酚)配制成不同濃度的樣品溶液(0.01 mg·mL-1、0.02 mg·mL-1、0.04 mg·mL-1、0.06 mg·mL-1、0.08 mg·mL-1和0.1 mg·mL-1),精密移取2 mL 于試管中,加入0.25 mmol·L-1的DPPH 乙醇溶液2 mL,混勻。室溫靜置30 min,于517 nm 波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度,記為A1,2 mL 樣品溶液與2 mL 無(wú)水乙醇混合均勻,測(cè)量吸光度,記為A2,2 mL DPPH 乙醇溶液與2 mL 無(wú)水乙醇溶液混合均勻,測(cè)量吸光度,記為A3,用維生素C(Vc)作為陽(yáng)性對(duì)照,設(shè)3 個(gè)平行試驗(yàn),按式(1)計(jì)算DPPH 清除率,取均值±標(biāo)準(zhǔn)方差。
1.7.2 ·OH 自由基清除能力的測(cè)定
參照CHEN Ling 等的方法并稍作修改[21],取2.0 mL 不同濃度的野菠蘿果供試液(0.01 mg·mL-1、0.02 mg·mL-1、0.04 mg·mL-1、0.06 mg·mL-1、0.08 mg·mL-1和0.1 mg·mL-1)加入到比色管中,再依次分別加入2.0 mL 濃 度 為8.0 mmol·L-1的FeSO4溶 液,2.0 mL濃 度 為8.0 mmol·L-1的H2O2溶 液 和2.0 mL 濃 度 為8.0 mmol·L-1的水楊酸-乙醇溶液混合均勻,避光在37 ℃水浴30 min,冷卻至室溫后離心,最后在510 nm測(cè)上清液的吸光值,記為Ai,用無(wú)水乙醇替換水楊酸-乙醇溶液測(cè)定其吸光值為Aj,用蒸餾水替換檢測(cè)液測(cè)定其吸光值為A0。以Vc 作為陽(yáng)性對(duì)照,設(shè)3 個(gè)平行試驗(yàn),按式(2)計(jì)算·OH 自由基清除率,取均值±標(biāo)準(zhǔn)方差。
采用SPSS20.0 和Origin8.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、繪圖及分析,每個(gè)試驗(yàn)均在相同水平條件下進(jìn)行3 次。
按照1.3、1.4 和1.5 方法所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制,根據(jù)硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法、苯酚硫酸法和福林-酚比色法分別測(cè)定了野菠蘿果中黃酮、多糖和多酚含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),如圖1 ~圖3 所示。
從上述結(jié)果分析得出,黃酮、多糖和多酚的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性擬合效果較佳,相關(guān)系數(shù)R2均大于0.990。因此,從上述方法得出野菠蘿果中黃酮、多糖和多酚的含量分別為2.30 mg·g-1、4.32 mg·g-1和1.28 mg·g-1。
圖1 黃酮的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)圖
圖2 多糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)圖
圖3 多酚的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)圖
Andriani 等學(xué)者發(fā)現(xiàn),野菠蘿果不同溶劑的提取物均具有較好的抗氧化能力,但是關(guān)于野菠蘿果中黃酮、多糖和多酚的抗氧化功能及綜合對(duì)比的研究還未見(jiàn)報(bào)道[22]。因此,本研究以DPPH 自由基清除能力和·OH 自由基清除能力為參考指標(biāo)對(duì)野菠蘿3 種活性物質(zhì)進(jìn)行抗氧化活性檢測(cè)。
2.2.1 DPPH 自由基清除能力
DPPH 自由基是一種人工合成、比較穩(wěn)定的非生理自由基,在乙醇溶液中呈紫紅色,當(dāng)向DPPH 自由基溶液中加入抗氧化物質(zhì)時(shí),紫紅色的DPPH 自由基溶液被還原成黃色,其DPPH 清除率越大,表明抗氧化能力越強(qiáng),經(jīng)常用于評(píng)價(jià)化學(xué)物質(zhì)或食品的抗氧化能力[23-25]。本研究以Vc 作陽(yáng)性對(duì)照,對(duì)野菠蘿果中黃酮、多糖和多酚3 種活性物質(zhì)對(duì)DPPH 清除能力進(jìn)行綜合測(cè)定并比較,試驗(yàn)結(jié)果如圖4 所示。
圖4 三種活性物質(zhì)對(duì)DPPH 清除能力圖
從圖4 可以看出,野菠蘿果中黃酮、多糖、多酚和Vc 均對(duì)DPPH 有顯著的清除能力,且存在著量效關(guān)系,隨著濃度的逐漸增加,DPPH 清除能力顯著提高。當(dāng)濃度達(dá)到0.02 mg·mL-1時(shí),黃酮、多糖、多酚和Vc 對(duì)DPPH 清除率逐漸開(kāi)始趨于平緩,同時(shí)發(fā)現(xiàn),在相同濃度下,可以看出Vc 清除率高于黃酮、多糖和多酚,且在同一濃度下多糖的清除率顯著高于黃酮和多酚的清除率,初步說(shuō)明野菠蘿果中多糖具有較強(qiáng)的抗氧化能力,黃酮和多酚具有較好的抗氧化能力。其中野菠蘿果多糖的DPPH 自由基清除率的IC50為(0.010±0.288)mg·mL-1,黃酮的DPPH 自由基清除率的IC50為(0.017±0.283)mg·mL-1,多酚的DPPH自由基清除率的IC50為(0.025±0.266)mg·mL-1,進(jìn)一步說(shuō)明野菠蘿果中黃酮、多糖和多酚有著較好的DPPH 清除能力且多糖的清除效果最佳。
2.2.2 ·OH 自由基清除能力
·OH 自由基具有很強(qiáng)的抗氧化能力且十分活躍,能與大多數(shù)物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞失活或壞死,抗氧化劑能夠有效的清除·OH 自由基的產(chǎn)生量,從而抑制氧化的發(fā)生[26-27]。本試驗(yàn)測(cè)定了野菠蘿果中黃酮、多糖和多酚3 種活性物質(zhì)對(duì)·OH 自由基的清除能力并進(jìn)行相互比較,以Vc 作陽(yáng)性對(duì)照,其結(jié)果如圖5 所示。
圖5 3 種活性物質(zhì)對(duì)·OH 自由基清除能力圖
從圖5 結(jié)果表明,在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi),3 種活性物質(zhì)對(duì)·OH 自由基清除能力隨著濃度的增大逐漸增加,Vc 的·OH 自由基清除率高于多糖的清除率、顯著高于黃酮和多酚的清除率。同時(shí),在相同濃度下,黃酮和多酚的清除率效果相差不大,而多糖的清除率顯著高于黃酮和多酚的·OH 自由基清除率,說(shuō)明野菠蘿果中多糖具有較強(qiáng)的抗氧化能力,黃酮和多酚具有較好的抗氧化能力。當(dāng)濃度達(dá)到0.1 mg·mL-1,3 種活性物質(zhì)的清除率均達(dá)到最大值,多糖對(duì)·OH 自由基清除 率 達(dá) 到65.15%,IC50為(0.041±0.229)mg·mL-1,黃 酮 對(duì)·OH 自 由 基 清 除 率 達(dá) 到21.21%,IC50為(0.400±0.032)mg·mL-1,多酚對(duì)·OH 自由基清除率達(dá) 到20.23%,IC50為(0.382±0.039)mg·mL-1。由此可見(jiàn),多糖對(duì)·OH 自由基的清除效果高于多酚和黃酮的清除效果,具很強(qiáng)的抗氧化能力。
本研究對(duì)野菠蘿果中多糖、黃酮和多酚進(jìn)行提取并檢測(cè)其含量,同時(shí)用兩種方法測(cè)定野菠蘿果中多糖、黃酮和多酚的抗氧化活性并進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明,野菠蘿果中多糖、黃酮和多酚均有著較好的抗氧化活性,且多糖的抗氧化活性較高于黃酮和多酚的抗氧化活性。野菠蘿果中多糖清除DPPH 的IC50為(0.010±0.288)mg·mL-1、清 除·OH 的IC50為(0.041±0.229)mg·mL-1,多糖的抗氧化性較高于黃酮和多酚的抗氧化性。綜上所述,野菠蘿果可作為一種安全、綠色的天然抗氧化物的來(lái)源,在食品、化妝品和醫(yī)藥等方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值和較好的市場(chǎng)前景。