王 瑩,鄧 慧,黃大川,曾祥輝,張 欽,賀秋平
(邵陽學(xué)院 食品與化學(xué)工程學(xué)院, 湖南 邵陽 422000)
迷迭香(RosmarinusofficinalisL.)屬唇形科迷迭香屬小灌木,是一種名貴的天然香料植物,原產(chǎn)于歐洲、地中海沿岸[1-2],目前在我國海南、云南、廣西、貴州、新疆、浙江等多省份(自治區(qū))都有大面積種植。迷迭香中含有酚類、黃酮類與萜類化合物[3-4],具有抑菌、抗腫瘤、抗氧化、抗衰老和提高免疫力等作用[5-8]。
迷迭香抗氧化物質(zhì)分為脂溶性抗氧化物質(zhì)和水溶性抗氧化物質(zhì),水溶性抗氧化物質(zhì)主要是迷迭香酸,脂溶性抗氧化物質(zhì)主要為鼠尾草酸、鼠尾草酚和熊果酸。目前大部分研究僅關(guān)注迷迭香活性成分的提取方法,針對迷迭香葉干燥方式的研究較少,綜合比較不同干燥方式對迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)活性影響的研究鮮見報道。
常用的干燥方式主要有曬干、陰干、凍干、烘干、微波干燥和噴霧干燥等[9-14]。本研究考慮實際情況,首先篩選出迷迭香的最佳生長期,在此基礎(chǔ)上對迷迭香葉進行自然陰干、烘干和晾曬3種不同干燥方式處理,通過測定鼠尾草酸、鼠尾草酚和熊果酸得率以及迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)的ABTS+自由基、DPPH自由基、羥自由基清除率和鐵還原力,探討不同干燥方式對迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)得率及抗氧化活性的影響,以期選出最佳生長期及適宜干燥方法,最大限度地保留脂溶性抗氧化物質(zhì),旨在為迷迭香綜合開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
鮮迷迭香葉,采摘于湖南省邵東市迷迭香種植基地。乙腈、甲醇、磷酸均為色譜純;鼠尾草酸標準品(HPLC級,純度≥98%),大連美侖生物技術(shù)有限公司;熊果酸標準品(純度≥98%),成都普菲德生物技術(shù)有限公司;DPPH(純度≥97%),酷爾化學(xué)科技有限公司;ABTS(純度≥98%),如吉科技有限公司;TBHQ,阿拉丁試劑有限公司;乙醇、過硫酸鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、三氯化鐵、鐵氰化鉀、三氯乙酸等,均為分析純。
FW高速萬能粉碎機;CP114分析天平;TD4臺式離心機;U3000高效液相色譜儀,Thermo Fisher公司;SB-700DTY超聲波清洗機;RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;H2-16K真空冷凍干燥器;DZKW-4恒溫水浴鍋;UV-1780紫外可見分光光度計,日本島津儀器有限公司。
1.2.1 原料處理及迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)提取
選取生長期分別為6、8、10、12、24個月的鮮迷迭香葉,采用回流法對不同生長期迷迭香葉脂溶性抗氧化物質(zhì)進行提取[15];將篩選出的最優(yōu)生長期的迷迭香葉分別采用陰干、晾曬、45℃低溫烘干3種方式干燥至恒重,粉碎后過篩,采用超聲波輔助法對不同干燥方式的迷迭香葉脂溶性抗氧化物質(zhì)進行提取[16],備用。
1.2.2 鼠尾草酸、鼠尾草酚和熊果酸得率的測定
參照文獻[17-18],采用高效液相色譜法分別測定1.2.1所得迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)中鼠尾草酸、鼠尾草酚和熊果酸質(zhì)量濃度,按公式(1)計算得率(Y)。
(1)
式中:C為提取物的質(zhì)量濃度,mg/mL;V為提取液體積,mL;m為試樣質(zhì)量,mg。
1.2.3 迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)的分離
1.2.1所得脂溶性抗氧化物質(zhì)中含有少量水溶性抗氧化物質(zhì),通過水溶解法將迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)和水溶性抗氧化物質(zhì)分離[19],將得到的迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)進行抗氧化活性試驗。
1.2.4 迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)抗氧化活性的測定
1.2.4.1 DPPH自由基清除率測定
參考Tian等[20]的方法測定DPPH自由基清除率。取2 mL 不同質(zhì)量濃度的迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)樣液,加入2 mL DPPH無水乙醇溶液,避光靜置30 min,在波長517 mm處測定吸光度,根據(jù)公式(2)計算DPPH自由基清除率(R1)。
R1=[1-(Ai-A0)/Aj]×100%
(2)
式中:A0為陰性對照吸光度;Ai為樣液吸光度;Aj為空白對照吸光度。
1.2.4.2 ABTS+自由基清除率測定
參考李娜等[21]的方法測定ABTS+自由基清除率。吸取0.3 mL不同質(zhì)量濃度的迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)樣液,加入2.7 mL ABTS+工作液,混合搖勻,室溫避光條件下反應(yīng)30 min,并測定其在734 nm處的吸光度,根據(jù)公式(3)計算ABTS+自由基清除率(R2)。
R2=(1-As/A0)×100%
(3)
式中:A0為空白對照吸光度;As為樣液吸光度。
1.2.4.3 鐵還原力測定
參考Yen等[22]的方法測定鐵還原力。取1 mL不同質(zhì)量濃度的迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)樣液,加入2.5 mL磷酸鹽緩沖液和2.5 mL鐵氰化鉀溶液混合均勻,在50℃水浴中反應(yīng)20 min后加入2.5 mL三氯乙酸溶液中止反應(yīng),靜置10 min,取上清液2.5 mL,依次加入2.5 mL蒸餾水、0.5 mL三氯化鐵溶液,混勻后室溫放置10 min,在700 nm波長處測定吸光度。
1.2.4.4 羥自由基清除率測定
參考Smirnoff等[23]的方法稍作改動。取2 mL不同質(zhì)量濃度的迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)樣液,加入0.25 mL 9 mmol/L FeSO4溶液、0.25 mL 9 mmol/L水楊酸溶液和0.25 mL 8.8 mmol/L H2O2溶液,搖勻,室溫下反應(yīng)10 min,于510 nm波長處測定吸光度,根據(jù)公式(4)計算羥自由基清除率(R3)。
R3=[1-(As-Ab)/Ac]×100%
(4)
式中:Ac為空白對照吸光度;As為樣液吸光度;Ab為陰性對照吸光度。
1.2.5 數(shù)據(jù)處理
所有試驗均重復(fù)3次,結(jié)果以“平均值±標準差”表示,并利用Prism 8.0數(shù)據(jù)軟件進行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析。
6、8、10、12、24個月生長期迷迭香中鼠尾草酸、鼠尾草酚和熊果酸得率如圖1所示。
注:相同指標柱子上的不同字母代表差異顯著(P<0.05)。下同
從圖1可以看出:迷迭香生長期為6~10個月時,鼠尾草酸得率變化不顯著,但到生長期10個月后,鼠尾草酸得率迅速下降;鼠尾草酚得率隨著生長期的延長先增加后降低,在生長期10個月時,鼠尾草酚得率最高,達到0.334 7%;熊果酸得率先隨著生長期延長不斷增加,到生長期10個月得率達到最大值,隨后趨于穩(wěn)定。由此可見,迷迭香生長期越長,所提脂溶性抗氧化物質(zhì)得率不一定越高。綜合考慮,迷迭香最優(yōu)生長期為10個月。
陰干、晾曬、烘干處理迷迭香中鼠尾草酸、鼠尾草酚和熊果酸得率如圖2所示。
圖2 干燥方式對迷迭香鼠尾草酸、鼠尾草酚和熊果酸得率的影響
由圖2可知,經(jīng)3種不同干燥方式處理,烘干迷迭香中鼠尾草酸得率最高,達到4.285%,然后依次為陰干和晾曬。烘干迷迭香中鼠尾草酚得率最高,達到1.895%,其次為晾曬、陰干。烘干迷迭香中熊果酸得率最高,其次為陰干、晾曬。烘干迷迭香中3種脂溶性抗氧化物質(zhì)得率與陰干、晾曬的相比差異顯著,說明烘干處理對迷迭香中脂溶性抗氧化物質(zhì)的影響最小。因此,烘干能有效降低迷迭香抗氧化物質(zhì)的損失。
2.3.1 DPPH自由基清除能力
3種不同干燥方式迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的DPPH自由基清除能力測定結(jié)果如圖3所示。
圖3 不同干燥方式對迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)DPPH自由基清除能力的影響
由圖3可知,DPPH自由基清除能力隨著脂溶性抗氧化物質(zhì)質(zhì)量濃度的升高而增強,當質(zhì)量濃度為0.64 mg/mL時,烘干、陰干與晾曬迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)對DPPH自由基清除率分別為95.18%、92.48%和89.59%。烘干、陰干和晾曬迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的DPPH自由基清除率的半抑制濃度(IC50)分別為0.034、0.040、0.047 mg/mL。因此,不同干燥方式迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的DPPH自由基清除能力強弱順序為烘干>陰干>晾曬。結(jié)果表明烘干處理可更好地保留迷迭香葉中脂溶性抗氧化物質(zhì)。
2.3.2 ABTS+自由基清除能力
3種不同干燥方式迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的ABTS+自由基清除能力測定結(jié)果如圖4所示。
圖4 不同干燥方式對迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)ABTS+自由基清除能力的影響
由圖4可知,3種干燥方式處理的迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)對ABTS+自由基均有較強的清除作用,且隨著質(zhì)量濃度的增加而增強,但弱于TBHQ。當質(zhì)量濃度為0.64 mg/mL時,烘干迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的ABTS+自由基清除能力達到94.72%,強于陰干、晾曬。烘干、陰干及晾曬迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)清除ABTS+自由基的IC50分別為0.068、0.075、0.122 mg/mL,表明烘干處理能減少迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)的損失。
2.3.3 鐵還原力
3種不同干燥方式迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的鐵還原力見圖5。
圖5 不同干燥方式對迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)
從圖5可看出,3種不同干燥方式迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的抗氧化活性均隨著質(zhì)量濃度的增加逐漸增強。當質(zhì)量濃度由0.02 mg/mL增加到0.64 mg/mL,烘干迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的鐵還原力從0.069增加到0.819,陰干迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的鐵還原力由0.044增加到0.663,晾曬迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的鐵還原力由0.055增加到0.733。因此,與陰干、晾曬相比,烘干迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)具有更好的鐵還原力。
2.3.4 羥自由基清除能力
3種不同干燥方式迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的羥自由基清除能力測定結(jié)果如圖6所示。
圖6 不同干燥方式對迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)羥自由基清除能力的影響
從圖6可以看出,當質(zhì)量濃度為0.64 mg/mL時,烘干、陰干和晾曬迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)對羥自由基的清除率分別達到92.00%、87.42%、90.85%,但均弱于TBHQ。烘干、陰干和晾曬迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)對羥自由基的IC50分別為0.067、0.084、0.071 mg/mL。不同干燥方式迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的羥自由基清除能力大小依次為烘干>晾曬>陰干,這與鐵還原力強弱順序一致。
綜上,不同干燥方式迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)對ABTS+自由基、DPPH自由基的清除能力趨勢是一致的,當質(zhì)量濃度為0.64 mg/mL時,其清除能力大小均為烘干>陰干>晾曬,不同干燥方式迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)對羥自由基的清除能力和鐵還原力大小順序為烘干>晾曬>陰干,說明烘干迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的抗氧化活性最強。
本文對迷迭香最佳生長期進行探討,并在此基礎(chǔ)上研究迷迭香經(jīng)過不同干燥方式處理后,對所提脂溶性抗氧化物質(zhì)抗氧化能力的影響。結(jié)果表明:迷迭香最佳生長期為10個月;45℃低溫烘干迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)中鼠尾草酸、鼠尾草酚和熊果酸得率最高,且抗氧化能力最強,能有效保護迷迭香的脂溶性活性物質(zhì)。陰干和晾曬處理的迷迭香可能由于長時間與空氣接觸,干燥過程中也易受溫度、光照等因素的影響,迷迭香中脂溶性抗氧化物質(zhì)發(fā)生氧化或分解,導(dǎo)致迷迭香脂溶性抗氧化物質(zhì)損失較多。因此,采用10個月生長期,經(jīng)烘干處理的迷迭香所提脂溶性抗氧化物質(zhì)的抗氧化能力最強,適于工業(yè)生產(chǎn)。