山楂紅色素抗氧化作用的研究

李 敏，李拖平，李 巍，王淑華，賈友峰，王麗萍，王 娜

(1.沈陽紅梅生物科技有限公司，遼寧沈陽110026;2.遼寧大學(xué)食品科學(xué)系，遼寧沈陽110036;3.沈陽產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，遼寧沈陽110022;4.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)系，天津300384)

山楂紅色素抗氧化作用的研究

李 敏1，李拖平2，*，李 巍3，王淑華2，賈友峰2，王麗萍4，王 娜4

(1.沈陽紅梅生物科技有限公司，遼寧沈陽110026;2.遼寧大學(xué)食品科學(xué)系，遼寧沈陽110036;3.沈陽產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，遼寧沈陽110022;4.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)系，天津300384)

以山楂果實的綜合加工利用為目的，用有機溶劑和水提取山楂果粉中的脂溶性和水溶性色素(HP1～HP5)，對其色素的抗氧化性進行考察的結(jié)果表明，各山楂色素對超氧陰離子自由基、羥自由基和DPPH自由基均具有顯著的清除效果。此實驗結(jié)果也預(yù)示著山楂果實紅色素在食品抗氧化劑或抗氧化功能食品的開發(fā)領(lǐng)域可期待很好的應(yīng)用前景。

山楂，山楂色素，抗氧化

山楂在我國具有悠久的栽培歷史，在藥、食用領(lǐng)域具有重要的利用價值，是我國北方地區(qū)重要的栽培水果之一。但山楂果實由于獨特的酸味以及單調(diào)的加工模式使得其加工利用的效率與經(jīng)濟轉(zhuǎn)換價值一直比較低。我們在探求山楂果實新的利用途徑與高附加值加工模式的系列研究工作中發(fā)現(xiàn)，山楂果實中的果膠具有優(yōu)于其他果實中果膠的高粘性［1］，同時其果膠的水解產(chǎn)物也具有很強的抗菌性［2］。相應(yīng)于此，我們在以山楂果膠為原料制作系列食品添加劑產(chǎn)品的過程中，派生出許多作為副產(chǎn)物的山楂紅色素。在此，我們主要就山楂果實中這些色素的抗氧化性能進行了研究，以期實現(xiàn)山楂果實高附加值的綜合利用。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

山楂果實 經(jīng)切片，干燥，粉碎后備用;DPPH、氯化硝基四氮唑藍(NBT) Acros Organi(美國);其他試劑 均為分析純。

1.2 山楂色素的制備

干燥的山楂果粉首先用石油醚加熱環(huán)流提取數(shù)次，直到提取液的顏色近于無色，合并回收液并經(jīng)濃縮干燥得色素HP1;同樣的操作，經(jīng)石油醚提取后的殘渣用甲醇加熱環(huán)流提取數(shù)次得色素HP2;殘渣再用70%乙醇提取數(shù)次得色素HP3;所得殘渣進一步用90℃熱水提取數(shù)次，提取液經(jīng)濃縮后用70%乙醇沉淀其中的果膠等物質(zhì)，上清液經(jīng)濃縮干燥后得色素HP4;參照山楂果膠的提取工藝［1］，將干燥的山楂粉直接用90℃熱水提取數(shù)次，提取液經(jīng)濃縮后用70%乙醇沉淀其中的果膠等物質(zhì)，上清液經(jīng)濃縮干燥后得色素HP5。

1.3 山楂色素抗氧化性能的測定

1.3.2 DPPH·清除能力測定 參照楊寧［4］等的方法，樣品液0.5mL加入2.0mL DPPH－乙醇(0.2mmol/L－60%)溶液中，充分搖勻，反應(yīng)30min后測定517nm處的吸光度(A樣品)。同時以相同比例的樣品液與60%乙醇的混合液為對照(A對照)、以DPPH溶液與60%乙醇的混合液為空白(A空白)，按下式計算DPPH·的清除率。

1.3.3 羥自由基(·OH)清除能力的測定 采用H2O2/Fe體系，通過Fenton反應(yīng)進行測定［5］。在樣品管中加入0.75mmol/L的FeSO4溶液2mL和樣品溶液0.5mL，混合均勻后，加入1.0mL H2O2(0.01%)啟動反應(yīng)。損傷管和未損傷管不加樣品溶液，未損傷管不加H2O2。各混合液于37℃恒溫反應(yīng)1h后在536nm處測定各反應(yīng)液的吸光度。羥自由基的清除率表示為:

2 結(jié)果與分析

2.1 山楂色素對·的清除效果

不同濃度(10～1000ppm)的山楂色素對?·的清除效果如，表1所示。山楂色素對?·具有較強的清除作用并且隨著濃度的上升其清除能力逐漸增強。同時由表1的結(jié)果可以看出，與水(或醇)溶性的色素相比，脂溶性色素(HP1)在低濃度時具有相對較強的消除超氧自由基的能力，但隨著濃度的升高，其抗氧化能力的增強幅度較低，在高濃度(1000ppm)條件下HP2、HP4和HP5清除超氧自由基的能力明顯高于HP1。

表1 山楂色素對超氧陰離子自由基的清除率(%)

2.2 山楂色素對DPPH·的清除效果

山楂色素對DPPH·的清除作用如表2所示。HP1～HP5在本實驗條件(10～1000ppm)下均表現(xiàn)出很強的清除DPPH·的能力，且其清除能力表現(xiàn)出一定的濃度依存性。同時，水(或醇)溶性色素清除DPPH·自由基的能力較脂溶性色素的高。但以DPPH·清除性能為指標(biāo)的抗氧化能力在各水(或醇)溶性色素間(HP2～HP5)沒有明顯的差異。

表2 山楂色素對DPPH自由基的清除率(%)

2.3 山楂色素對·OH的清除效果

山楂色素(10～1000ppm)對羥自由基的清除作用如表3所示。各色素對·OH均具有顯著的清除作用，且其中的脂溶性色素(HP1)不論是在低濃度還是高濃度條件都表現(xiàn)出了很強的清除效果。

表3 山楂色素對羥自由基的清除率(%)

3 討論

本著山楂果實綜合利用的目的，本研究的結(jié)果表明，山楂果膠深加工過程中的副產(chǎn)物山楂色素在抗氧化劑或抗氧化食品的制造領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。關(guān)于山楂的抗氧化作用，目前眾多的研究多注重于山楂葉中的黃酮類化合物［6－7］，而對山楂果實色素成分的研究報道還比較少。本研究中雖然還不能明確各山楂色素的組成與構(gòu)造，但根據(jù)山楂果實色素的相關(guān)報道［8－9］推測其水(或醇)溶性色素的抗氧化作用可能與其中的黃酮類成分有關(guān)。同時HP2～HP5經(jīng)鋅鹽、堿、濃硫酸顯色反應(yīng)也都表現(xiàn)出了黃酮類化合物的顯色特征。當(dāng)然，其詳細(xì)的化學(xué)構(gòu)造及其抗氧化作用機理還有待于進一步的研究。綜合本實驗的結(jié)果同時也可看出，由熱水直接提取、在山楂果膠加工過程中配生出的色素副產(chǎn)物HP5具有與其他方法提取到的色素(HP1～HP4)同等強度的抗氧化性能。也就是說，這一工藝路線可以作為山楂果實高附加值綜合加工利用的簡潔而有效的途徑。

另一方面，眾多的研究表明，機體內(nèi)過量的自由基的產(chǎn)生與積累會造成人體組織與器官的連續(xù)傷害，從而誘發(fā)諸如癌癥、免疫性疾患、炎癥、心腦血管等疾?。?0－11］。在食品體系中，自由基的產(chǎn)生與積累也會誘發(fā)一系列的劣化反應(yīng)從而影響食品的品質(zhì)?？紤]到天然山楂色素的著色性及其所表現(xiàn)出的抗氧化功能，可以認(rèn)為，本實驗的結(jié)果將為山楂果實的高附加值加工提供有效的利用途徑與技術(shù)支撐。

［1］王娜，張陳云，戚雨妲，等.山楂果膠的提取及其食品化學(xué)特性［J］.食品工業(yè)科技，2007，28(11):87－89.

［2］LiT，YamauchiR，Kato K.Antibacterialactivity of enzymolysate of haw pectin［J］.J Appl Glycosci，1997，44:489－495.

［3］Jia Z，Tang M，Wu J.The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide redicals［J］.Food Chem，1999，64:555－559.

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［5］李志洲，陳均志.大棗多糖的抗氧化性研究［J］.食品工業(yè)科技，2007，28(11):15－17.

［6］許瑞波，趙躍強，魯升麗，等.山楂葉黃酮的超聲提取、精制及抗氧化性研究［J］.食品研究與開發(fā)，2007(4):64－69.

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Study on antioxidant activity of red pigments from haw fruit

LI Min1，LI Tuo－ping2，*，LI Wei3，WANG Shu－h(huán)ua2，JIA You－feng2，WANG Li－ping4，WANG Na4
(1.Shenyang Hongmei Bioscience and Biotechnology，Shenyang 110026，China;2.Department of Food Science，Liaoning University，Shenyang 110036，China;3.Shenyang Product Quality Supervision and Inspection Institute，Shenyang 110022，China;4.Department of Food Science，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China;)

The natural hydrophilic and hydrophobic pigments HP1～HP5 were extracted from haw fruit powder，using organic solvents and water.The antioxidant activities of these pigments were investigated and the results showed that all HP1～HP5 had significant scavenging activity on the super oxide(O－2·)，hydroxyl(·OH)and DPPH radicals.The results revealed that the pigments of HP1～HP5 had great potential as food additives for use in development of antioxidants or antioxidant food.

haw;haw pigment;antioxidant activity

TS255.1

A

1002－0306(2011)04－0137－03

2010－01－18 *通訊聯(lián)系人

李敏，女，工程師，碩士，主要從事食品添加劑的研究工作。