陳蓬鳳，梅新，黃師榮，蔡芳，王少華，何建軍，施建斌，隋勇，蔡沙，熊添，陳學(xué)玲，范傳會

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北武漢 430064）

（2.湘潭大學(xué)化工學(xué)院，湖南湘潭 411105）

抗氧化劑能有效降低食品氧化，穩(wěn)定食品品質(zhì)，延長貨架期等。近年來，抗氧化食品越來越引起人們的重視，而天然抗氧化劑因其無毒、安全、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，日益受到越來越多的專家和消費(fèi)者的關(guān)注。植物多酚、黃酮類物質(zhì)作為天然抗氧化劑的重要來源，廣泛存在于果蔬中，具有抗氧化、預(yù)防心血管疾病、抗衰老等多種生理功效[1-3]。

甘薯（Ipomoea batatasL.）屬于旋花科（Convolvulaceae）甘薯屬，又名甜薯、地瓜、番薯、白薯、紅薯等，是我國主要栽培種植農(nóng)作物之一。薯尖又稱苕尖，是紅薯幼莖的一部分，可分為葉、柄、莖、尖四部分，主要化學(xué)成分有纖維、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì),脂肪酸、花色素苷、黃酮、多酚、咖啡氯原酸等。正是因為具有花色苷、黃酮、多酚等這些功能性成分，所以使得薯尖具有抗氧化活性、預(yù)防心血管病和糖尿病、抗癌等多種生理保健功能[4]。有研究顯示[5,6]，甘薯總酚含量大約為常見蔬菜如菠菜、油菜、卷心菜等的2~3 倍，亞洲蔬菜研究中心將薯尖列為高營養(yǎng)蔬菜品種，美稱其為“蔬菜皇后”，在日本、美國，它被列為“長壽食品”。而在國內(nèi)甘薯莖葉的利用程度普遍較低，少部分用作蔬菜和飼料外，大部分被隨意丟棄，造成資源浪費(fèi)[7]。并且近年來，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，薯尖作為一種時興的蔬菜越來越受到國內(nèi)外人們的青睞，同時我國農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)在菜用型甘薯品種選育方面取得了較大的發(fā)展，培育出許多菜用甘薯品種，如福菜薯、廣菜薯、寧菜薯、魯薯等等。菜用甘薯易種植，生長速度快，生產(chǎn)成本低，且天然無公害。因此，改良型菜用甘薯薯尖的開發(fā)利用具有很好的價值和廣闊的市場前景[8]。而目前類似的甘薯體外抗氧化活性等研究多以葉片、莖等單一部位為主，而以薯尖為研究對象，關(guān)于不同品種、不同部位之間的比較研究較少，目前薯尖或莖尖研究更多集中于其營養(yǎng)物質(zhì)的測定及比較[4,8]、栽培技術(shù)[9-11]、產(chǎn)品加工[12-15]等，且現(xiàn)有的類似研究一般只有1~2 個抗氧化評價指標(biāo)，往往不足夠以全面詳細(xì)地評價篩選某個品種。

本文通過測定福薯7-6、福薯18、寧菜、7001 四種不同葉菜型薯尖品種的葉、莖尖、柄、莖4 個部位的總酚、總黃酮含量，以DPPH·清除率、總還原力、·OH 清除能力、超氧陰離子自由基清除能力為抗氧化活性衡量指標(biāo)，從而篩選出抗氧化活性較高、品質(zhì)較好的甘薯品種。這一方面可為甘薯薯尖資源的利用，以及進(jìn)一步促進(jìn)甘薯薯尖等功能性或保健食品及其它深加工產(chǎn)品的開發(fā)提供一定理論依據(jù)，另一方面通過篩選優(yōu)良品種，可促進(jìn)其甘薯的大面積培育、種植、推廣，且高品質(zhì)的薯尖品種有利于某些薯尖或甘薯加工產(chǎn)品的工藝改良，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

4 種葉菜型甘薯尖品種幼苗（福薯7-6、福薯18、寧菜、7001）于湖北省農(nóng)科院7 月份采摘；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、沒食子酸（Gallic acid，GA）、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，上海源葉生物科技有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

722N 可見分光光度計，上海儀電分析儀器公司；LGJ-25C 冷凍干燥機(jī)、SB-5200D 超聲波清洗機(jī)，寧波新芝生物科技公司。

1.2 實(shí)驗方法

1.2.1 樣品制備

將采摘后的新鮮甘薯幼苗分為葉、莖尖、柄、莖四個部位的不同樣品，經(jīng)冷凍干燥后，用粉碎機(jī)粉碎并過60 目篩，將制得的粉末裝入密封袋中，-20 ℃以下冷藏備用。稱取2 g（準(zhǔn)確至0.001 g）左右樣品粉末，按1:40（m/V）加入70%乙醇提取，于50 ℃水浴中浸提60 min，4000 r/min 離心10 min，濾紙過濾后于4 ℃避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 總多酚含量測定

總多酚含量采用福林酚法[16]，稍作修改：取樣品各0.1 mL 于10 mL 比色管中，加入0.5 mL 福林酚試劑，混勻反應(yīng)5 min。加入1.5 mL 20% Na2CO3，加蒸餾水定容至10 mL，搖勻。室溫下避光放置60 min 后765 nm 測定吸光度。同樣方法以系列濃度梯度的沒食子酸制得標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線計算多酚含量（mg GAE/g DW）。

1.2.3 總黃酮含量測定

總黃酮含量采用硝酸鋁顯色法[17]：分別取1 mL樣品溶液、5%亞硝酸鈉溶液于25 mL 刻度試管中，搖勻放置6 min 后加10%硝酸鋁溶液1 mL，混勻，靜置6 min，加入1 mol/L 氫氧化鈉溶液4 mL，再用蒸餾水稀釋至刻度線，15 min 后分別在510 nm 處測定其吸光度。以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線計算總黃酮含量(mg RE/g DW)。

1.2.4 DPPH·清除率測定

參照何禮等人[18]的方法測定，稍作改動。分別量取不同提取物2 mL 及2 mL DPPH·乙醇溶液（0.2 mmol/L，避光4 ℃保存，現(xiàn)用現(xiàn)配）混合搖勻，室溫避光放置30 min，以乙醇為調(diào)零空白，517 nm 波長處測定吸光度A1，同時測定2 mL 樣品及2 mL 無水乙醇混合液的吸光度A2，2 mL 乙醇及DPPH 溶液混合液的吸光度A0。按照公式（1）計算DPPH 自由基清除率。以Trolox 作為抗氧化能力參考標(biāo)準(zhǔn),表示為Trolox 當(dāng)量（Trolox mg/g）。

1.2.5 總還原力的測定

參照劉冉等人[7]的方法測定。分別吸取2.5 mL 不同濃度樣品溶液，依次加入0.2 mol/L 磷酸鹽緩沖溶液（pH 6.6）、1%鐵氰化鉀溶液各2.5 mL，混勻，50 ℃水浴20 min 后快速冷卻，加入2.5 mL 10%三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）終止反應(yīng)，3000 r/min 離心10 min，取2.5 mL 上清液，加入2.5 mL 蒸餾水、0.5 mL 0.1% FeCl3溶液，混勻，10 min 后于700 nm 下比色，還原能力以吸光值表示。Vc 作陽性對照，并以Vc 當(dāng)量（mg Vc E/g DW）表示。

1.2.6 ·OH 清除能力測定

參照王萍等人[19]的方法測定。在比色管中依次加入10 mmol/L 的FeSO41 mL、10 mmol/L 水楊酸1 mL，再分別1 mL 加入不同樣品溶液，最后加8.8 mmol/L H2O21 mL，37 ℃反應(yīng)0.5 h，以蒸餾水作參比，在510 nm 波長處測吸光度，并同時做不加顯色劑的樣品空白；以同樣的方法測定Vc 的·OH 清除能力，作為對照。按公式（2）計算·OH 清除率。

式中：A0為蒸餾水代替樣品的空白對照吸光值；Ai為樣品溶液反應(yīng)后的吸光度值；Aj為不加H2O2的樣品溶液與無水乙醇混合后的吸光度值。

1.2.7 超氧陰離子自由基清除能力測定

參照文獻(xiàn)[20,21]的方法測定，稍作修改。取50 mmol/L Tris-HCl 溶液（pH=8.2）4.5 mL，5 mmol/L 鄰苯三酚溶液0.2 mL,樣品溶液1.0 mL，蒸餾水2.5 mL，迅速搖勻，每隔30 s 進(jìn)行一次全波長掃描（190~400 nm），測得5 min 內(nèi)的吸光值。以Tris-HCl 溶液調(diào)零，蒸餾水代替樣品作空白對照。按公式（3）計算樣品的超氧陰離子清除率。

式中：V0為鄰苯三酚自身氧化每30 s 的吸光值擬合直線取其斜率所得自身氧化速率；V樣為鄰苯三酚與樣品溶液混合反應(yīng)液每30 s 的吸光值擬合直線取其斜率所得的氧化速率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)實(shí)驗結(jié)果平均值，以平均值±SD 表示。采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Origin 8.5 繪圖軟件繪圖，差異顯著性比較使用Duncan 新復(fù)極差法，利用Pearson 進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種薯尖不同部位的總多酚含量比較

表1 不同品種薯尖不同部位的總多酚含量Table 1 The content of total polyphenols in different parts of different varieties of sweet potatoes

總多酚含量以沒食子酸當(dāng)量（mg GAE/g DW）表示。由表1 可知，4 個不同類型品種甘薯中葉、莖尖、柄、莖4 個部位的總多酚含量介于4.42~98.15 mg GAE/g DW，從整體來看，葉、莖尖的多酚含量較高于其他兩個部位，并且不同品種在同一個部位之間的總酚含量均具有顯著性差異（p<0.05）。曹清河[22]等人篩選了包括福薯7-6 在內(nèi)的7 個菜用型甘薯品種，以甘薯莖尖及其幼葉為提取對象，測定含量較高的福薯7-6 與福薯10，分別達(dá)4.47 和3.96 mg/g FW，且與其它品種（系）差異極顯著。劉麗香[23]的研究發(fā)現(xiàn)不同品種紅薯的多酚含量也具有顯著差異，品種間含量相差1.22~3.02 倍。另一方面，同一品種在不同部位的總酚含量也存在顯著性差異（p<0.05），只有7001 品種的柄和莖部位之間的總酚含量無顯著差異。在葉、莖尖、柄、莖4 個部位之間總酚含量最高的品種分別為7001、寧菜、福18、福7-6，其含量對應(yīng)為60.37、98.15、9.34、12.91 mg GAE/g DW。

2.2 不同品種薯尖不同部位的總黃酮含量比較

總黃酮含量以蘆丁當(dāng)量（mg RE/g DW）表示。由表2 可知，4 個不同類型品種甘薯中葉、莖尖、柄、莖4 個部位的總黃酮含量介于0.97~36.17 mg RE/g DW，從整體來看，葉、莖尖的總黃酮含量較高于其他兩個部位，其中葉的總黃酮含量在13.19~23.63 mg RE/g DW 之間，這與孔秀林[24]等人用70%乙醇提取甘薯葉片所得的黃酮含量相接近。同一品種的4 個部位之間的總黃酮含量具有顯著差異（p<0.05），其中只有寧菜的柄、莖部位的總黃酮含量無顯著差異。熊運(yùn)海[25]的研究表明不同甘薯品種葉的總黃酮含量顯著高于莖、葉柄。不同品種在同一部位的總黃酮含量也存在顯著差異，除了福7-6 和福18 的葉部位總黃酮含量差異不明顯。葉、莖尖、柄、莖的總黃酮含量最高的品種分別為：7001、7001、福18、福7-6，其含量對應(yīng)為23.63、36.17、3.09、4.84 mg RE/g DW。

表2 不同品種薯尖不同部位的總黃酮含量Table 2 The content of total flavonoids in different parts of different varieties of sweet potatoes

2.3 不同品種薯尖不同部位的抗氧化活性

2.3.1 DPPH·自由基清除能力

結(jié)果如圖1 所示，DPPH·清除率以trolox 當(dāng)量表示。結(jié)果表明，DPPH·清除率介于5.13~53.1 mg trolox/g，整體來看，葉和莖尖的DPPH·清除能力比其他部位高，其中，7001 品種甘薯的葉、莖尖部位DPPH·清除率最高。不同品種甘薯在同一部位之間的DPPH·清除率存在顯著差異（p<0.05），其中福7-6 和福18 的莖尖部位差異不明顯，福18 和寧菜的葉部位也無統(tǒng)計學(xué)差異（p>0.05）。田迪英[26]曾比較紅薯梗、莖、葉的總黃酮含量，發(fā)現(xiàn)其與DPPH·清除率無顯著性差異。傅玉凡[27]等人對不同葉菜型甘薯品種的綠原酸含量研究中同樣發(fā)現(xiàn)莖尖各部位的綠原酸含量和清除DPPH·的能力有顯著差異，特別是葉片含量極顯著高于莖和葉柄。相同品種在不同部位表現(xiàn)出的DPPH·清除率也存在顯著差異，其中福18 和7001 的葉、莖尖部位表現(xiàn)的DPPH·清除力無顯著差異，且福18 的柄和莖在DPPH·清除率的表現(xiàn)也不具有顯著差異。在葉、莖尖、柄、莖四個部位的DPPH·自由基清除力最高的品種分別為：7001、7001、7001、福7-6，其大小對應(yīng)為：52.37、51.83、8.22、8.61 mg trolox/g。

圖1 不同品種薯尖不同部位的DPPH·自由基清除能力Fig.1 DPPH· Free radical scavenging ability of different parts of different varieties of sweet potatoes

2.3.2 總還原能力

圖2 不同品種薯尖不同部位的總還原能力Fig.2 Total reduction capacity of different parts of different varieties of sweet potato

結(jié)果如圖2 所示，總還原力以Vc 當(dāng)量表示。結(jié)果表明，總還原力介于5.65~115.00 mg Vc/g，葉和莖尖的總還原能力整體比其他部位高，其中，7001 品種甘薯的葉、莖尖部位總還原力最高。不同品種甘薯在同一部位之間的總還原力均存在顯著差異（p<0.05）。相同品種在不同部位表現(xiàn)出的DPPH·清除率也存在顯著差異，其中甘薯品種福18 的葉、莖尖部位的總還原力無顯著差異（p>0.05）。在葉、莖尖、柄、莖各個部位的總還原力最高的品種分別為：7001、7001、福18、福7-6，其大小對應(yīng)為：106.06、113.21、13.17、16.16 mg Vc/g。

2.3.3 ·OH 清除能力

圖3 不同品種薯尖不同部位的·OH 清除能力Fig.3 ·OH scavenging ability of different parts of different varieties of sweet potato

結(jié)果如圖3 所示，·OH 清除能力以Vc 當(dāng)量表示。結(jié)果表明，·OH 清除能力介于0.04~0.06 Vc mg/g，葉和莖尖的·OH 清除能力整體均比其他部位高，不同品種在葉和莖部位的·OH 清除能力存在顯著差異（p<0.05），由圖可知，福18 和寧菜的葉部位·OH 清除能力無顯著差異，福18 和福7-6、寧菜和7001 的莖部位無顯著差異。同時，4 個品種甘薯在莖尖和柄部位的·OH 清除能力均無顯著差異。而對于同一品種，其不同部位之間也存在顯著差異，其中，福7-6、7001的葉、莖尖部位，福18 的葉、莖部位，以及寧菜的柄、莖部位均無顯著差異。在葉、莖部位的·OH 清除能力最高的品種分別為：7001、福7-6，其大小對應(yīng)為：0.06、0.05 mg Vc/g。

2.3.4 超氧陰離子自由基清除能力

圖4 不同品種薯尖不同部位的超氧陰離子自由基清除能力Fig.4 Superoxide anion free radical scavenging ability of different parts of different varieties of sweet potatoes

結(jié)果如圖4 所示，超氧陰離子清除能力介于27.11%~54.50%之間，葉、莖尖的清除力也比其他部位要高，且同一品種葉、莖尖部位的超氧陰離子清除力均無顯著差異（p>0.05），而不同品種在同一部位的超氧陰離子清除力具有顯著差異（p<0.05）。其中，只有福7-6 和寧菜在柄部位的自由基清除力無顯著差異；寧菜和7001 薯尖的莖部位的清除力也無統(tǒng)計學(xué)差異。在葉、莖尖、柄、莖各個部位的超氧陰離子清除力最高的品種分別為：7001、7001、福7-6、7001，其大小對應(yīng)為：54.21%、53.90%、34.58%、46.86%。

2.4 相關(guān)性分析

表3 總多酚和總黃酮與抗氧化活性指標(biāo)的相關(guān)性Table 3 Correlation between total polyphenols and total flavonoids and antioxidant activity indicators

不同品種薯尖不同部位的總多酚和總黃酮與抗氧化活性指標(biāo)的相關(guān)性見表3。其總酚、總黃酮與DPPH·清除率、總還原力、·OH 清除能力均呈極顯著正相關(guān)（p<0.01），而總酚含量與超氧陰離子自由基清除能力顯著正相關(guān)（p<0.05），總黃酮含量與超氧陰離子自由基清除能力呈正相關(guān)但不顯著（p>0.05），這種差異性的原因可能是由于多酚、黃酮類物質(zhì)的多樣性及各個樣品中具有抗氧化作用的有效酚類物質(zhì)的種類和含量不同,顯示出的抗氧化活性有一定的差異[28]。結(jié)果表明,多酚和黃酮是甘薯不同部位中重要的抗氧化物質(zhì),其含量高低直接反映其抗氧化能力，是重要的抗氧化劑來源。

3 結(jié)論

3.1 本實(shí)驗對福7-6、福18、寧菜、7001 四種不同類型的甘薯薯尖及其葉、莖尖、柄、莖4 個不同部位的酚類物質(zhì)含量和相關(guān)抗氧化性指標(biāo)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明四種甘薯品種的總多酚含量介于4.42~98.15 mg GAE/g DW，總黃酮含量介于0.97~36.17 mg RE/g DW，DPPH·清除率介于5.13~53.10 mg trolox/g，總還原力介于5.65~115.00 mg Vc/g，·OH 清除能力介于0.04~0.06mg Vc/g，超氧陰離子清除能力介于27.11%~54.50%之間。甘薯不同部位之間的總酚和總黃酮含量，以及其抗氧化活性均存在顯著差異，葉、莖尖的酚類物質(zhì)含量及相關(guān)抗氧化活性總體上顯著高于其他部位。另一方面，不同品種在同一部位的酚類物質(zhì)含量具有顯著差異，只有福7-6 和福18 在葉部位的總黃酮含量無顯著差異。不同品種的同一部位在抗氧化活性的表現(xiàn)上也具有顯著差異，但在莖尖和柄部位的·OH 清除能力均無顯著差異?？傮w而言，4 種薯尖在品種、部位之間的總酚、總黃酮含量和抗氧化活性均存在顯著性差異，且抗氧化活性與總酚總黃酮含量呈正相關(guān)，這與靳艷玲[29]等人的結(jié)果相類似。福薯7001 品種薯尖的總酚、總黃酮含量及其抗氧化能力相對最高，可作為優(yōu)質(zhì)抗氧化劑的資源。

3.2 而目前關(guān)于薯尖的多酚、黃酮組分及其抗氧化機(jī)制等深入研究還比較少，傅玉凡[27]等人曾探討葉菜型甘薯品種莖尖葉片、莖和葉柄的綠原酸在不同時期的含量差異，且有資料顯示[4]，多酚含量有器官依賴性,甘薯葉片最多,劉麗香[23]發(fā)現(xiàn)甘薯葉中的主要多酚組成是綠原酸及其衍生物，鑒于此，本文研究結(jié)果對于甘薯薯尖品種篩選及酚類物質(zhì)含量、抗氧化水平提供一定參考價值，這也為進(jìn)一步的薯尖抗氧化組分測定及相關(guān)深入研究作鋪墊。