不同品種甘薯汁抗氧化活性的研究

張啟貴，魏梓芳，楊婷婷，薛 靜，周曉敏，陸國權，成紀予

（浙江農(nóng)林大學農(nóng)業(yè)與食品科學學院，浙江臨安 311300）

不同品種甘薯汁抗氧化活性的研究

張啟貴，魏梓芳，楊婷婷，薛 靜，周曉敏，陸國權，成紀予*

（浙江農(nóng)林大學農(nóng)業(yè)與食品科學學院，浙江臨安 311300）

研究了9個品種甘薯汁的酚類物質(zhì)及其抗氧化活性，旨在為甘薯汁的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。分別采用Folin-酚法、亞硝酸鈉法、pH示差法測定了甘薯汁的總酚、總黃酮、總花色苷含量。結(jié)果表明，甘薯汁中含有豐富的酚類物質(zhì)，不同品種甘薯汁的總酚、總黃酮和總花色苷含量存在差異。通過4個體外抗氧化體系（FRAP法、DPPH自由基法、ABTS＋自由基法、OH自由基法）評價了甘薯汁的抗氧化能力。結(jié)果顯示，不同品種甘薯汁所呈現(xiàn)的抗氧化能力不同，酚類物質(zhì)含量較高的甘薯汁其抗氧化能力較強。從抗氧化能力方面考慮，杭引薯1號、杭引薯3號、浙紫薯1、13號這4個抗氧化能力較強的品種較適合用于果汁加工以及功能性飲品的開發(fā)。

甘薯汁，酚類物質(zhì)，抗氧化活性

甘薯又名地瓜、紅薯、白薯、番薯、紅苕等，根據(jù)品種不同，薯皮顏色分白、黃、粉紅、紅和紫色等，薯肉顏色分白、黃、橙、紅和紫色等。甘薯的營養(yǎng)價值很高，但是新鮮甘薯塊根體積大，含水量高，在貯藏期間容易出現(xiàn)萌芽、鮮重損失、脫水、腐爛及食味改變等劣變癥狀，尤其是在亞熱帶和熱帶地區(qū)，要長期貯藏高品質(zhì)的鮮薯較為困難。甘薯含有豐富的淀粉、膳食纖維、胡蘿卜素、維生素A、B、C、E以及鉀、鐵、銅、硒、鈣等10余種微量元素和亞油酸等，不僅營養(yǎng)價值豐富，還具有抗癌、延緩衰老的作用，藥食俱佳。因此，近年來國外掀起了甘薯食品熱，一些較大的食品廠競相開發(fā)甘薯食品，使甘薯成為了人們喜好的新潮食品。在中國，甘薯的品種多樣，種植面積大且產(chǎn)量高，將甘薯制汁后加工成保健類飲料，不僅可以大大提高甘薯的商品價值，而且可以豐富居民的食品消費結(jié)構。此外，制汁后的甘薯殘渣還可進一步用來制取淀粉、膳食纖維、低聚寡糖等產(chǎn)品。甘薯中含有類黃酮、花色苷、酚酸等天然抗氧化成分[1]，這些物質(zhì)對人體健康的作用正日益受到人們的重視，因此抗氧化活性的大小也是衡量甘薯品質(zhì)的一項重要指標。本實驗從抗氧化的角度來評價不同品種甘薯汁的品質(zhì)，為進一步研究和開發(fā)甘薯汁功能性飲料及其他制品提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

本實驗收集了9個甘薯品種 包括：杭引薯1號、杭引薯3號、浙紫薯1號、杭引薯2號、林薯15號、林薯18號、心香、福薯09Y1、以及浙13，所有原料均選用無機械傷害、無病蟲害的甘薯塊根，甘薯品種及薯肉顏色如表1所示；2，4，6-三（2-吡啶基）-1，3，5-三嗪（TPTZ）、2，2′-聯(lián)氨-雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二胺鹽（ABTS）、1，1-二苯基-2-苦基苯肼（DPPH）、Folin-酚試劑（Folin-Ciocalteu reagent） 均購自Sigma公司；沒食子酸、蘆丁 購于浙江省藥檢所提供；其他試劑 均為分析純。

XB323電子分析天平 上海精科天美科學儀器有限公司；JYL-C051打漿機 九陽股份有限公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司；TGL-16G離心機 上海安亭科學儀器廠；T6系列紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 甘薯汁的制備 甘薯→清洗→去皮→切丁→打漿（甘薯∶水=1∶3，w∶w）→離心（3600r/m in，15m in）→過濾→甘薯汁

1.2.2 總酚含量的測定 采用Folin-酚法，測定方法參考文獻[2]，并略做修改。取0.5m L甘薯汁，加入1m L Folin-酚試劑及5m L 5%的Na2CO3，蒸餾水定容至25m L，充分搖勻，室溫靜置30m in，在760nm波長下測定吸光值。以沒食子酸為標準物，制作標準曲線，得到線性回歸方程：y=3.5112x+0.0031（R2=0.9990）。總酚含量表示為沒食子酸當量。

1.2.3 總黃酮含量的測定 采用亞硝酸鈉法，測定方法參考文獻[3]，并略做修改。取0.5m L甘薯汁，用30%的乙醇定容至5m L，混合均勻，加入0.3m L 5% NaNO2，混合后靜置5min，加入0.3m L 10%的Al（NO3）3，混合后靜置6m in，加入4m L 1mol/L的NaOH，再加入0.4m L 30%的乙醇使總體積為10m L，在510nm波長下測定吸光值。以蘆丁為標準物，制作標準曲線，得到線性回歸方程：y=0.722x+0.0168（R2=0.9943）?？傸S酮含量表示為蘆丁當量。

1.2.4 總花色苷含量的測定 采用pH示差法，測定方法參考文獻[4]。將紫甘薯汁分別用0.025mol/L鹽酸－氯化鉀緩沖試液（pH1.0）和0.4mol/L醋酸-醋酸鈉緩沖試液（pH 4.5）稀釋10倍，混勻，在暗處放置30m in后，分別在510、700nm波長下測定吸光值。

式中，C為甘薯汁中總花色苷的含量，mg/L；A＝（A510－A700）pH=1.0－（A510－A700）pH=4.5；MW為矢車菊-3-葡萄糖苷的分子量，449.2g/mol；DF為稀釋因子；ε為矢車菊-3-葡萄糖苷的摩爾吸收度，26900；1為比色杯寬度，1cm。

1.2.5 FRAP體系測定總還原力 根據(jù)參考文獻[5]的方法并略有改動。該法原理為Fe3+-三吡啶三吖嗪可被樣品中還原物質(zhì)還原成二價鐵形式。FRAP試劑是將0.1mol/L的醋酸緩沖試劑（pH 3.6），10mmol/L TPTZ，以及20mmol/L氯化鐵按10∶1∶1的體積比混合得到。取3.9m L FRAP試劑與0.1m L甘薯汁混合均勻，置于37℃水浴10m in，然后在593nm波長下測定吸光值。

1.2.6 DPPH自由基清除實驗 測定方法參考文獻[6]并略有改動。取2.7m L 0.2mmol/L的DPPH試劑與0.3m L甘薯汁混合均勻，在暗處反應0.5h，在517nm波長下測定吸光值。以0.3m L的甲醇溶液加2.7m L DPPH試劑作為空白對照，測定A0。

式中，A0為空白對照的吸光值；A1是樣品的吸光值。

1.2.7 ABTS+自由基清除實驗 測定方法參考文獻[7]并略有改動。ABTS+自由基儲備液的制備：取440μL濃度為140mmol/L的過硫酸鉀溶液加入到25m L濃度為7mmol/L的ABTS+自由基溶液中混合，避光反應12～16h。測定前用無水乙醇將ABTS自由基儲備液溶液稀釋吸光值為0.700±0.002（734nm）。取2.7m L ABTS+自由基稀釋液與0.3m L甘薯汁混合均勻，在室溫下反應10m in后，在734nm波長下測定吸光值?？瞻讓φ諛悠窞?.3m L蒸餾水加2.7m L ABTS+自由基稀釋液。

ABTS+自由基清除率計算按式（1）。

1.2.8 羥自由基清除實驗 測定方法參考文獻[8]并略有改動，取1m L甘薯汁與1m L 8.8mmo1/L H2O2、1m L 9mmol/L FeSO4、1m L 9mmo1/L水楊酸-乙醇溶液混合，靜置30m in，以蒸餾水為空白對照，在510nm波長下測定吸光值。

羥基自由基清除率按式（1）計算。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel和SPSS 15.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。每組實驗均作三次重復，測定結(jié)果用平均值±標準偏差（±SD）表示，實驗數(shù)據(jù)采用ANOVA分析并進行鄧肯（Dunkan）差異分析，p＜0.05為顯著，p＜0.01為極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種甘薯汁酚類物質(zhì)的含量

多酚、花色苷、黃酮類物質(zhì)具有抗氧化、清除自由基、預防腫瘤等生物活性，對維持和促進人體健康具有積極的作用。從表2可知，不同品種甘薯汁中總酚、總黃酮和總花色苷的含量都存在著顯著差異（p＜0.05）。其中，總酚含量最高的是杭引薯2號，其余依次是杭引薯1號、杭引薯3號、浙13、浙紫薯1號、林薯15號、福薯09Y1、心香、林薯18號；總黃酮含量最高的是杭引薯3號，其余依次是杭引薯1號、杭引薯2號、浙13、浙紫薯1號、林薯15號、福薯09Y1、林薯18號、心香；總花色苷含量最高的是杭引薯1號，其余依次是杭引薯3號、浙紫薯1號，在其余品種甘薯汁中則沒有檢測出花色苷的存在。

2.2 不同品種甘薯汁的總還原力

FRAP抗氧化體系可以反映樣品的總還原力，通?？捎脕矸从硺悠返目偪寡趸钚訹9-10]。不同品種甘薯汁的總還原力大小如圖1所示。吸光度越大，總還原力也越大，表明抗氧化能力越強。不同品種甘薯汁的總還原力存在著較大差異，杭引薯1號總還原力最強，其次是杭引薯3號、浙13、浙紫薯1號、杭引薯2號、林薯15號、林薯18號、心香、福薯09Y 1。統(tǒng)計分析結(jié)果表明，杭引薯1號和杭引薯3號的總還原力沒有顯著差異（p＞0.05），但它們的總還原力顯著高于其他品種（p＜0.05）。

表1 甘薯品種及其薯肉顏色Table 1 Varieties and flesh color of sweet potato

表2 不同品種甘薯汁的酚類物質(zhì)（mg/L）Table 2 Phenolic compounds of different cultivars of sweet potato juice（mg/L）

圖1 不同品種甘薯汁的總還原力Fig.1 Total reducing force of different cultivars of sweet potato juice

2.3 不同品種甘薯汁的DPPH·清除能力

DPPH自由基由于其結(jié)構中苯環(huán)的共軛、位阻及硝基的吸電子作用，在517nm處有強吸收，當樣品中存在自由基清除劑，孤對電子配對，使其在517nm處的吸光值減少[11]，吸光值的變化與其所接受的電子數(shù)呈定量關系，因而可以對樣品的抗氧化活性進行定量分析。不同品種甘薯汁的DPPH·清除率如圖2所示。品種不同，甘薯汁對DPPH·清除能力也不同，清除率在9%～55%范圍內(nèi)。其中，杭引薯3號對DPPH·的清除率最高，心香對DPPH·的清除率最弱。統(tǒng)計分析結(jié)果表明，杭引薯1號、浙紫薯1號和浙13之間的DPPH·清除率無顯著差異（p＞0.05），杭引薯3號和杭引薯1號之間存在顯著差異（p＜0.05），這4個品種甘薯汁的DPPH·清除率都較高，顯著優(yōu)于其他品種（p＜ 0.05）。

圖2 不同品種甘薯汁的DPPH·清除能力Fig.2 DPPH·scavenging capability of different cultivars of sweet potato juice

2.4 不同品種甘薯汁的ABTS+自由基清除能力

ABTS經(jīng)活性氧氧化后生成穩(wěn)定的藍綠色陽離子ABTS+·，在734nm處吸收最強。當樣品中存在自由基清除劑時，溶液顏色變淺，在734nm處的吸光值變小[12]，吸光值越小，表明樣品對ABTS+·的清除能力越強。不同品種甘薯汁的ABTS+·清除率如圖3所示。品種不同，甘薯汁對ABTS+·清除能力也不同，清除率在25%～66%范圍內(nèi)。其中，浙紫薯1號的清除能力最強，杭引薯2號的清除能力最弱。統(tǒng)計分析結(jié)果表明，浙紫薯1號和浙13的ABTS+·清除率存在顯著差異（p＜0.05），但這2個品種甘薯汁清除ABTS+·的能力均顯著高于其他品種（p＜0.05）。

圖3 不同品種甘薯汁的ABTS+·清除能力Fig.3 ABTS+·scavenging capability of different varieties of sweet potato juice

2.5 不同品種甘薯汁的·OH清除能力

圖4 不同品種甘薯汁的·OH清除能力Fig.4 Hydroxyl free radical scavenging capability of different varieties of sweet potato juice

羥基自由基可導致生物體組織脂質(zhì)過氧化，蛋白質(zhì)解聚、聚合，核酸斷裂，多糖解聚，破壞細胞膜的結(jié)構與功能，引發(fā)細胞凋亡[13]。不同品種甘薯汁對·OH的清除率如圖4所示。不同品種甘薯汁對·OH的清除能力存在著較大差異，清除率在34%～65%范圍內(nèi)。其中，杭引薯2號的清除能力最強，浙紫薯1號的清除能力最弱。統(tǒng)計分析結(jié)果表明，杭引薯1號、浙紫薯1號與林薯15號，杭引薯3號、福薯09Y1與浙13，心香、福薯09Y 1與浙13這三組甘薯汁分別對·OH的清除率無顯著性差異（p＞0.05）。杭引薯2號與其他品種的·OH清除率之間存在顯著差異，且顯著高于其他品種（p＜0.05）。

2.6 甘薯汁總酚、總黃酮與抗氧化能力的相關性

甘薯汁總酚、總黃酮含量與抗氧化能力的相關性如表3所示?？偡印⒖傸S酮與總還原力、DPPH·清除率相關性極顯著（p＜0.01）。但是，總酚、總黃酮與ABTS+·清除率、·OH清除率相關性不顯著，這可能是因為甘薯汁中存在其他的抗氧化活性成分，在這兩種體系（ABTS＋自由基法、OH自由基法）中發(fā)揮更強的抗氧化作用所致。

表3 甘薯汁總酚、總黃酮含量與抗氧化能力的相關性Table 3 Correlation between total phenolics，flavonoids content and antioxidant capacity of sweet potato juice

3 結(jié)論

本實驗測定了不同品種甘薯汁中的總酚、總黃酮、總花色苷含量和體外抗氧化能力。結(jié)果表明，不同品種甘薯汁的酚類物質(zhì)含量及其抗氧化能力存在較大差異。酚類物質(zhì)在甘薯汁抗氧化能力中起重要作用。從抗氧化能力方面考慮，在這9個甘薯品種中，杭引薯1號、杭引薯3號、浙紫薯1號和浙13這4個抗氧化能力較強的品種更適合于果汁加工以及功能性飲品的開發(fā)。從抗氧化能力與酚類物質(zhì)含量來看，這些特性將使這些品種具有良好的市場推廣價值。

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Study on antioxidant activity of different varieties sweet potato juice

ZHANG Qi-gui，WEIZi-fang，YANG Ting-ting，XUE Jing，ZHOU Xiao-m in，LU Guo-quan，CHENG Ji-yu*
（School of Agriculture and Food Science，Zhejiang A&FUniversity，Lin’an 311300，China）

Phenolic com pouds and antioxidant ac tivity of 9 cultivars sweet potato juice were investigated to p rovide reference for the utilization of sweet potato juice.The amount of flavonoids，total phenolics content and total anthocyanins content of sweet potato juice were determ ined using Folin-Ciocalteu method，Sodium nitrite method and pH d ifferentialmethod respectively.The result showed that phenolic compouds were rich in sweet potato juice and amount of flavonoids，total phenolics and anthocyanins were variant in different cultivar of sweet potato juice.The antioxidant activity of sweet potato juice was evaluated by means of four vitro antioxidant system s（FRAP，DPPH，ABTS+and OH radical scavenging method）.Results indicated that different cultivars of sweet potato juice had d ifferent antioxidant activities and cultivars containing higher amount of total phenolics had higher antioxidantactivities.Cultivars of Hangyinshu 1，Hangyinshu 3，Zhezishu 1 and Zheshu 13，which had higher antioxidant activitiy were more app rop riate for juice p rocessing and functional beverage development in terms of antioxidantac tivity.

sweet potato juice；phenolic com pounds；antioxidantactivity

TS215

A

1002-0306（2012）20-0119-04

2012－05－07 *通訊聯(lián)系人

張啟貴（1991-），男，本科，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品的貯藏與加工。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項資金資助（CARS-11-B-18）；浙江農(nóng)林大學大學生科技創(chuàng)新活動項目（201100111）；浙江農(nóng)林大學科研發(fā)展基金（2010FR092）。