盛占武,唐艷平,陳昱潔,張偉敏,馬蔚紅,金志強(qiáng),3,*
(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院??趯?shí)驗(yàn)站,海南 ???570102; 2.海南大學(xué)食品學(xué)院,海南 海口 570228;3.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所,海南 ???571107)
巴西蕉花蕾不同部位提取物的抗氧化活性研究
盛占武1,唐艷平2,陳昱潔2,張偉敏2,馬蔚紅1,金志強(qiáng)1,3,*
(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院海口實(shí)驗(yàn)站,海南 ???570102; 2.海南大學(xué)食品學(xué)院,海南 ???570228;3.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所,海南 海口 571107)
評(píng)價(jià)巴西蕉花蕾不同部位的化學(xué)組成和乙醇提取物的抗氧化活性。結(jié)果表明:3個(gè)部位中花的總黃酮含量最高(5.9mg/100g),苞片的總酚含量最高(14.91mg/g),生長(zhǎng)點(diǎn)的皂苷含量最高(14.77mg/100g)。3部位提取物均具有一定的清除DPPH自由基、ABTS+自由基、還原力和脂質(zhì)過(guò)氧化抑制作用,且清除率和質(zhì)量濃度間存在劑量依賴關(guān)系。其中,苞片具有最強(qiáng)的清除DPPH自由基、ABTS+·、還原力和抑制脂質(zhì)過(guò)氧化的作用,生長(zhǎng)點(diǎn)次之;3部位乙醇提取物的還原力均比沒(méi)食子酸強(qiáng)。
巴西蕉;花蕾;化學(xué)組成;提取物;抗氧化
Abstract:The 70% ethanol extracts from three different tissues of banana (MusaAAA Cavendish subgroup cv. Brazil)inflorescence including petal, bract and growth point were assessed for their free radical scavenging and anti-lipid peroxidation activities and reducing power. Among the three tissues of banana inflorescence, the highest contents of total flavonoids (5.9 mg/100 g), total phenolics (14.91 mg/g) and saponins (14.77 mg/100 g) were found in petals, bracts and growth points, respectively.All the extracts from them could scavenge DPPH and ABTS+free radicals and protect against lipid peroxidation and had pronounced reducing power in a concentration-dependent fashion and the extract from banana bracts had the strongest ability to scavenge DPPH and ABTS+free radicals and reducing power and anti-lipid peroxidation activity, followed by that from banana growth points. Furthermore, compared with galic acid, all the extracts from banana petal, bract and growth point presented higher reducing power.
Key words:MusaAAA Cavendish subgroup cv. Brazil;inflorescence;chemical composition;extract;antioxidation中圖分類號(hào):TS201.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-6630(2010)17-0098-05
抗氧化與人類健康密切相關(guān),正常人體的抗氧化系統(tǒng)處于一種平衡狀態(tài)[1],但是隨著營(yíng)養(yǎng)缺失、環(huán)境污染及抽煙、吸毒等行為,導(dǎo)致了人體自由基增加,抗氧化平衡狀態(tài)被破壞,出現(xiàn)脂質(zhì)過(guò)氧化、抗氧化酶活力降低等現(xiàn)象,致使體細(xì)胞損傷,從而引發(fā)心臟病、癌癥、衰老等多種疾病[2]。抗氧化劑是食品、醫(yī)藥和日化行業(yè)不可缺少的物質(zhì)。研究表明,一些人工合成的抗氧化劑,如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)和丁基羥基茴香醚(BHA)等,能夠抑制人體的呼吸酶活性,使用過(guò)量甚至可致畸、致癌[3-4]。因此,高效、安全的天然抗氧化劑日益成為研究熱點(diǎn)。
香蕉(Musa accminataCoLLa)是重要的熱帶水果,然而在香蕉生產(chǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生了諸如香蕉花、莖葉等大量的廢棄物,其產(chǎn)量與果實(shí)幾乎等量,如何開(kāi)展香蕉廢棄物的綜合利用是目前香蕉產(chǎn)業(yè)亟待解決的問(wèn)題之一[5]。香蕉花是香蕉生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物,在許多亞洲國(guó)家如:斯里蘭卡、馬來(lái)群島、印尼、菲律賓、老撾、緬甸等國(guó)將香蕉花作為蔬菜,通常以煮食和油炸方式食用[3]。除鮮食外,香蕉花可加工成脫水蔬菜,泡菜和罐藏食品[6-7]。在印度,香蕉花被作為提高女性母乳和減緩?fù)唇?jīng)的藥材食用已有上千的歷史。此外,香蕉花均有一定的降血糖功效[8-9]。經(jīng)前期的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),巴西蕉花蕾不同部位具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[10],具備開(kāi)發(fā)的潛質(zhì),然而針對(duì)其抗氧化方面的研究國(guó)內(nèi)外鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究以香蕉花蕾為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)其不同部位提取物的抗氧化活性研究,旨在充實(shí)香蕉花蕾營(yíng)養(yǎng)學(xué)資料,為香蕉花蕾食品及其飼料的開(kāi)發(fā)參考。
選用海南省大面積種植的巴西蕉花蕾作為實(shí)驗(yàn)材料。
二苯代苦味?;杂苫?DPPH)、ABTS(2,2'-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)、兒茶素、薯蕷皂素 Sigma公司;鐵氰化鉀、三氯化鐵、磷酸氫二鈉、碳酸鈉、抗壞血酸、巴比妥酸(Tris)均為國(guó)產(chǎn)分析純;其余試劑均為國(guó)產(chǎn)化學(xué)純。
2022V1恒溫干燥箱 上海實(shí)驗(yàn)總廠;冷凍干燥機(jī)北京四環(huán)科學(xué)儀器廠;FW177型中草藥粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器有限公司;RF-UV1240紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司;所用試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
新鮮香蕉花蕾采摘后,手工剝離花、苞片和生長(zhǎng)點(diǎn),清洗瀝干、冷凍干燥、粉碎至25目,料液比(1:10),用70%的乙醇在75℃的條件下回流提取2.5h,濃縮干燥。然后用70%的乙醇配制成不同濃度的粗提物溶液。
多酚含量采用Folin-Ciocalteus[11]法測(cè)定,根據(jù)酚類化合物在堿性條件下可以將鎢鉬酸還原,生成藍(lán)色的化合物,顏色的深淺與酚含量呈正相關(guān),在760nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度。
標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:精確稱取0.100g沒(méi)食子酸,用蒸餾水溶解、定容至100mL,溶液質(zhì)量濃度為1000mg/L。分別吸取0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL 至100mL容量瓶中,用蒸餾水定容,所得沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度分別為0、10、20、30、40、50mg/L。分別吸取1mL上述質(zhì)量濃度的沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液于25mL比色管中,加入5.0mL水、1mL Folin-酚顯色劑和3mL 7.5%碳酸鈉溶液,搖勻,室溫下避光顯色反應(yīng)1h,用紫外分光光度計(jì)在760nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度[12]。以吸光度為縱坐標(biāo),沒(méi)食子酸的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
參照文獻(xiàn)[13]方法,液相色譜測(cè)定的VE含量為α、γ、δ型V E量的總和。
參照文獻(xiàn)[14]方法,準(zhǔn)確稱量0.5g的香蕉花樣品,添加10mL 80%的甲醇,磁力攪拌24h,離心,上清液置于25mL容量瓶中 ,殘?jiān)?0mL 80%的甲醇洗滌兩遍,合并洗滌液后定容,以薯蕷皂素作為標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行測(cè)定。
參照文獻(xiàn)[15]方法 ,以兒茶素作為標(biāo)準(zhǔn)物,在波長(zhǎng)510nm處用紫外分光光度計(jì)測(cè)定。
參照參考文獻(xiàn)[16]方法,移取3mL濃度為60 μmol/L 的DPPH溶液于多個(gè)比色管中,然后分別加入1mL質(zhì)量濃度分別為4、8、12、16、20μg/mL的提取液溶液,使其充分混勻,室溫靜置15min,在波長(zhǎng)517nm處測(cè)定其吸光度,記為樣品吸光度A1。以3mL DPPH溶液與1mL 70%乙醇溶液混合,在波長(zhǎng)517nm處測(cè)定其吸光度,記為空白吸光度A0。自由基的清除率按式(1)計(jì)算。
參照參考文獻(xiàn)[17]方法,將ABTS用去離子水稀釋成 7mmol/L。將 5mL 的 7mmol/L ABTS 和 500μL 的2.45mmol/L 過(guò)硫酸鉀混合,在室溫、避光靜置過(guò)夜,形成ABTS+·儲(chǔ)備液,使用前用70%乙醇稀釋成工作液,使其在室溫下于734nm 波長(zhǎng)處的吸光度為0.70±0.02,記為空白吸光度A0。分別取3mL ABTS+·儲(chǔ)備液移至比色管中,然后分別加入100μL質(zhì)量濃度分別為1、2、3、4、5μg/mL的粗提物溶液,使其充分混勻,室溫靜置10min,在波長(zhǎng)517nm處測(cè)定其吸光度,記為樣品吸光度A1。自由基的清除率按式(2)計(jì)算。
參照參考文獻(xiàn)[18]方法,移取200μL 不同質(zhì)量濃度(4、8、12、16、20μg/mL)樣品液于試管中,加入1mL磷酸鹽緩沖溶液(0.2moL/L,pH6.6),1mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的鐵氰化鉀溶液,混合后50℃水浴20min,加入體積分?jǐn)?shù)為10%的三氯乙酸1mL,4000r/min 常溫離心10min, 取上清夜2mL,加入2mL 蒸餾水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的三氯化鐵400μL,混勻后在700nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以沒(méi)食子酸作對(duì)照。
參照參考文獻(xiàn)[19]方法,脂質(zhì)體的制備:稱取20mg卵磷脂溶入5mL 0.05moL/L(pH7.4)的磷酸緩沖液中,充氮封口,在超聲發(fā)生器中超聲處理30min,所得液體為單層小體積脂質(zhì)體,置于0℃條件下保存。
過(guò)氧化脂質(zhì)的測(cè)定:移取100μL脂質(zhì)體液于試管中,與100μL不同質(zhì)量濃度(20、30、40、50、60μg/mL)的樣品液混合后,加入50μL 50 mmol/L亞硫酸鐵溶液,再加入3mL磷酸鹽緩沖溶液(0.05moL/L,pH7.4)后為樣品管,模型管為樣品管的制備過(guò)程中不加樣品溶液,模型和樣品空白管為模型和樣品管制備過(guò)程中不加亞硫酸鐵溶液,然后將空白管、模型管、樣品管37℃水浴40min,每5min振搖一次,然后加1mL 10%三氯乙酸和1mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%巴比妥酸,混合置100℃水浴15min,冷卻后以轉(zhuǎn)速5000r/min離心10min,取上清液在波長(zhǎng)532nm處測(cè)定吸光度,抑制率按式(3)計(jì)算。
圖1 沒(méi)食子酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of galic acid
準(zhǔn)確稱取一定量的沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品,配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液。在760nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),以其吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,并求出相應(yīng)的回歸方程,其標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。由圖1可知,求得沒(méi)食子酸的線性回歸方程為y=0.1419x+0.0079,R2=0.9994,表明本方法在沒(méi)食子酸質(zhì)量濃度為0~5mg/L時(shí)具有良好的線性關(guān)系。
表1 巴西蕉花蕾不同部位化學(xué)成分分析Table 1 Chemical composition of different tissues of Brazilian banana inflorescence
由表1可知,花中的總黃酮含量明顯高于生長(zhǎng)點(diǎn)和苞片(P<0.05),VE的含量和生長(zhǎng)點(diǎn)相同,而總皂苷的含量明顯低于生長(zhǎng)點(diǎn)和苞片(P<0.05)。巴西蕉花蕾3個(gè)部位提取物中總酚含量存在明顯的差異(P<0.05),其中以苞片中的總酚含量最高(14.91mg/g),生長(zhǎng)點(diǎn)次之(13.3mg/g),花的含量最低(10.20mg/g)。
圖2 提取物對(duì)DPPH自由基的清除能力Fig.2 DPPH radical scavenging capacities of the extracts from different tissues of Brazilian banana inflorescence
為了評(píng)價(jià)抗氧化劑的抗氧化性能和自由基的清除能力,也常選擇清除率為50%或吸光度為0.5時(shí)抗氧化劑的質(zhì)量濃度(EC50)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),EC50越小,抗氧化劑清除自由基的能力越強(qiáng)[16]。根據(jù)清除率與抗氧化劑質(zhì)量濃度的線性關(guān)系:花為y=7.268x+14.80,R2=0.999;生長(zhǎng)點(diǎn)y=11.54x+10.99,R2=0.930;苞片y=8.747x+30.55,R2=0.968;沒(méi)食子酸y=12.33x+4.943,R2=0.995;通過(guò)線性方程計(jì)算得出花、生長(zhǎng)點(diǎn)、苞片和沒(méi)食子酸的EC50分別為:4.84、3.38、2.22、3.65μg/mL。由圖2可知巴西蕉花蕾不同部位乙醇提取物對(duì)DPPH自由基均有一定的清除能力,在實(shí)驗(yàn)質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈明顯量效關(guān)系。3個(gè)部位中以苞片對(duì)DPPH自由基的清除能力最強(qiáng),生長(zhǎng)點(diǎn)次之,花最弱。
根據(jù)清除率與抗氧化劑質(zhì)量濃度的線性關(guān)系:花為y=10.21x+7.567,R2=0.994;生長(zhǎng)點(diǎn)y=17.27x+11.77,R2=0.980;苞片y=16.67x+15.37,R2=0.974;沒(méi)食子酸y=15.84x+10.95,R2=0.989;通過(guò)線性方程計(jì)算得出花、生長(zhǎng)點(diǎn)、苞片和沒(méi)食子酸的EC50分別為:4.16、2.21、2.08、2.47μg/mL,從而可以得出:巴西蕉花蕾的不同部位和沒(méi)食子酸都具有一定的清除ABTS+·的能力,且隨著質(zhì)量濃度的增加其清除能力不斷增強(qiáng)。3個(gè)部位中以苞片的清除能力最強(qiáng)、生長(zhǎng)點(diǎn)次之、花最弱,苞片和生長(zhǎng)點(diǎn)提取物對(duì)ABTS+·的清除能力比沒(méi)食子酸強(qiáng)。
圖3 提取物對(duì)ABTS+·的清除能力Fig.3 ABTS+radical scavenging capacities of the extracts fromdifferent tissues of Brazilian banana inflorescence
圖4 提取物總還原力Fig.4 Reducing powers of the extracts from different tissues of Brazilian banana inflorescence
還原力測(cè)定可以檢驗(yàn)樣品是否為良好的電子供體。通常還原力強(qiáng)的物質(zhì),可以提供更多的電子,其供應(yīng)的電子除了可使Fe3+還原為Fe2+外,還可以參與自由基反應(yīng),使自由基形成穩(wěn)定的物質(zhì)[18]。以沒(méi)食子酸為參照測(cè)定巴西蕉花蕾不同部位醇提物的總還原力(圖4)。根據(jù)700nm波長(zhǎng)處的吸光度與抗氧化劑質(zhì)量濃度的線性關(guān)系:花為y=0.108x+0.269,R2=0.995;生長(zhǎng)點(diǎn)y=0.122x+0.277,R2=0.997;苞片y=0.075x+0.365,R2=0.960;沒(méi)食子酸y=0.045x+0.138,R2=0.997;通過(guò)線性方程計(jì)算得出花、生長(zhǎng)點(diǎn)、苞片和沒(méi)食子酸的EC50分別為:2.14、1.83、1.8、8.04μg/mL。還原力隨著提取物質(zhì)量濃度的增加而升高,且在相同質(zhì)量濃度下,3個(gè)部位的還原力均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于沒(méi)食子酸。3個(gè)部位中以苞片的還原能力最強(qiáng),生長(zhǎng)點(diǎn)次之,花最弱。
以沒(méi)食子酸為對(duì)照,測(cè)定巴西蕉花蕾不同部位提取物對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化的抑制作用(圖5)。隨著提取物質(zhì)量濃度的增加,對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化的抑制能力不斷提高。根據(jù)清除率與抗氧化劑質(zhì)量濃度的線性關(guān)系:花為y=9.972x-4.309,R2=0.975;生長(zhǎng)點(diǎn)y=9.062x+25.35,R2=0.998;苞片y=9.162x+37.25,R2=0.973;沒(méi)食子酸y=8.454x+25.63,R2=0.954;通過(guò)線性方程計(jì)算得出花、生長(zhǎng)點(diǎn)、苞片和沒(méi)食子酸的EC50分別為:5.45、2.72、1.39、2.88μg/mL。3個(gè)部位中除花外,苞片和生長(zhǎng)點(diǎn)對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化的抑制能力均比沒(méi)食子酸高,其中以苞片的抑制能力最高。
圖5 提取物抑制脂質(zhì)過(guò)氧化能力Fig.5 Anti-lipid peroxidation activities of the extracts from different tissues of Brazilian banana inflorescence
本研究證明,在巴西蕉花蕾3個(gè)不同的部位中,花的總黃酮含量最高(5.9mg/100g);苞片的總酚含量最高(14.91mg/g),生長(zhǎng)點(diǎn)的皂苷含量最高(14.77mg/100g),花和生長(zhǎng)點(diǎn)的VE含量相等(0.87mg/100g)。巴西蕉花蕾不同部位乙醇提取物的抗氧化實(shí)驗(yàn)表明:苞片具有最強(qiáng)的清除DPPH自由基、ABTS+·、還原力和抑制脂質(zhì)過(guò)氧化的作用,生長(zhǎng)點(diǎn)次之;3部位乙醇提取物的還原力均比沒(méi)食子酸強(qiáng)。本研究對(duì)巴西蕉花蕾的不同部位的抗氧化活性進(jìn)行了研究,但是對(duì)乙醇提取物中的化學(xué)成分及其具體抗氧化機(jī)制尚未明確,而且其他溶劑提取物的抗氧化活性也有待于進(jìn)一步研究。
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Antioxidant Activity of Ethanol Extracts from Different Tissues of Banana (MusaAAA Cavendish subgroup cv.Brazil) Inflorescence
SHENG Zhan-wu1,TANG Yan-ping2,CHEN Yu-jie2,ZHANG Wei-min2,MA Wei-hong1,JIN Zhi-qiang1,3,*
(1. Haikou Experimental Station, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou 570102, China;2. College of Food Sciences, Hainan University, Haikou 570228, China;3. Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Haikou 571107, China)
2010-05-24
海南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(309043);農(nóng)業(yè)部“948”項(xiàng)目(2010-Z7);中央級(jí)科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)重點(diǎn)項(xiàng)目(ITBBKF2008-2);2010年農(nóng)業(yè)部南亞辦熱作專項(xiàng)
盛占武(1981—),男,助理研究員,碩士,研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物。E-mail:shengzhanwu@yahoo.com.cn
*通信作者:金志強(qiáng)(1962—),男,研究員,博士,研究方向?yàn)椴珊蠓肿由飳W(xué)。E-mail:zhiqiangjin2001@yahoo.com.cn