加熱和光照對黑加侖花色苷清除自由基能力的影響

賈 娜，孔保華，劉 騫，馬振龍

(東北農業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030)

加熱和光照對黑加侖花色苷清除自由基能力的影響

賈 娜，孔保華*，劉 騫，馬振龍

(東北農業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030)

研究了加熱和光照對黑加侖花色苷抗氧化活性的影響，探討了黑加侖花色苷抗氧化能力的穩(wěn)定性。通過測定不同加熱溫度和加熱時間、不同光照方式和光照時間，黑加侖花色苷的羥基自由基和超氧自由基清除率，發(fā)現(xiàn)花色苷清除兩種自由基的能力隨著加熱溫度的增加、加熱時間的延長而逐漸降低，光照方式對清除自由基能力的降低順序為:室外自然光＞室內自然光＞避光，且放置時間越長，清除自由基能力降低的越多。在加工存儲過程中，應避免高溫或者光照放置，以保存花色苷的抗氧化活性。

黑加侖，花色苷，加熱，光照，抗氧化

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑加侖凍果 購自哈爾濱高泰食品公司，－18℃保存。

UT－1800紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司;DK－8B電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司;AL－104精密電子天平 上海梅特勒－托利多儀器設備有限公司;pHS－25型pH計上海精科雷磁儀器廠;N1000－系列旋轉蒸發(fā)儀 日本Rikakikai公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 黑加侖花色苷的提取 按照文獻［9］所述方法提取黑加侖花色苷。提取液于40℃旋轉蒸發(fā)，所得濃縮液用pH 3.0的磷酸鹽緩沖液稀釋至花色苷含量約為100mg/L。取5mL花色苷稀釋液于試管中，蓋緊塞子分別于20、40、60、80、100℃水浴中加熱5h，每隔1h取出一支試管，立即用自來水冷卻，測定所得試樣的抗氧化指標。另取300mL稀釋液分裝成100mL/瓶，分別于室溫放置于室外光照、室內光照和室內避光，每隔一段時間取樣測定超氧自由基和羥基自由基清除率。

1.2.2 超氧自由基清除能力的測定 參照 Xiang等［10］的方法并稍加修改。0.1mL待測液與2.85mL Tris－鹽酸(pH 8.2，50mmol/L)混合，25℃保溫10min后，加入0.1mL 25℃預熱的6mmol/L鄰苯三酚，迅速搖勻，于320nm每隔30s測定吸光值，按照下式計算清除率:

式中:Ac為鄰苯三酚自氧化速率，即每分鐘增加的吸光值;As為加入樣品后，每分鐘增加的吸光值。1.2.3 羥基自由基清除能力的測定 參照Lee等［11］的方法。0.1mL待測液與1mL反應緩沖液混合(含0.1mmol/LFeCl3，0.104mmol/L EDTA，1.5mmol/L H2O2，2.5mmol/L脫氧核糖，0.1mmol/L抗壞血酸，pH 7.4)，對照以0.1mL水代替樣品，37℃水浴保溫1h后，加入 1mL 2.8%TCA溶液和 1mL 0.5%TBA (0.025mol/L NaOH溶解)，80℃水浴保溫30min。冷卻后，于532nm測定吸光值，按下式計算清除率:

式中:Ac為對照的吸光值;As為樣品的吸光值。1.2.4 統(tǒng)計分析 每個實驗重復3次，結果表示為M ±SD。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Statistix8.1(分析軟件，St Paul，MN)利用軟件包中Linear Models程序進行，差異顯著性(P＜0.05)分析使用Tukey HSD程序。

2 結果與分析

2.1 光照方式和光照時間對花色苷清除超氧自由基能力的影響

從圖1可以看出，在三種不同光照條件下，黑加侖花色苷的超氧自由基清除率隨著放置時間的增加而逐漸降低，且光照方式不同，下降程度不同。室外自然光直射，花色苷超氧自由基清除率降低的最快，在放置25d時，由最初的57.35%降為25.20%。室內自然光放置時，超氧自由基清除率比室外自然光時下降的慢，25d后為28.57%。在室內避光條件下，花色苷清除超氧自由基的能力相對保存的最好，在25d時為29.12%。因此，在提取、加工過程中，應該盡量避光，以防止其抗氧化能力降低。

圖1 光照方式和光照時間對花色苷清除超氧自由基能力的影響Fig.1 Effect of light and time on superoxide radical scavenging activity

2.2 光照方式和光照時間對花色苷清除羥基自由基能力的影響

由圖2可知，羥基自由基清除率的變化規(guī)律與超氧自由基的相似，都是隨著放置時間的延長而逐漸降低，且光照方式不同，降低幅度不同。室外自然光直射，羥基自由基清除率降低的最快，放置25d時，由最初的80.45%降為12.66%，室內自然光和避光放置25d時，清除率相對較高，分別為21.82%和23.22%。三種放置方式在放置初期，即2d時，清除率變化較小，而到5d時，清除率顯著降低，隨后隨著時間增加到25d的過程中，清除率變化相對緩慢。

圖2 光照方式和光照時間對花色苷清除羥基自由基能力的影響Fig.2 Effect of light and time on hydroxyl radical scavenging activity

2.3 加熱溫度和加熱時間對花色苷清除超氧自由基能力的影響

從圖3中可以看出，加熱溫度為20℃和40℃時，清除率變化較平穩(wěn)，而溫度升高到60、80、100℃以后，清除率降低幅度增加。加熱5h后，20℃和40℃的清除率由原來的 57.26%分別變?yōu)?55.14%和52.40%，而 60、80、100℃的清除率只有 50.71%、50.40%和45.92%，可見，黑加侖花色苷在40℃以內時，超氧自由基清除率保存的較好。

2.4 加熱溫度和加熱時間對花色苷清除羥基自由基能力的影響

從圖4可以看出，加熱溫度越高、加熱時間越長，羥基自由基清除率下降程度越大。加熱溫度為20℃，清除率變化較小，而40、60、80、100℃加熱1h后，清除率就已經顯著下降，隨后隨著加熱時間的增加，清除率均有不同程度的降低，加熱5h后，分別由80.32%降為77.76%、72.72%、70.78%、69.61%和66. 88%?？梢姼邷貙αu基自由基的清除能力造成破壞，這可能是由于高溫導致黑加侖花色苷降解，抗氧化活性也隨之降低，因此，加工時最好采取較低溫度。

圖3 加熱溫度和加熱時間對花色苷清除超氧自由基能力的影響Fig.3 Effect of heating temperature and time on superoxide radical scavenging activity

圖4 加熱溫度和加熱時間對花色苷清除羥基自由基能力的影響Fig.4 Effect of heating temperature and time on hydroxyl radical scavenging activity

3 討論

目前關于加熱和光照方式對花色苷抗氧化能力的影響鮮有報道，大部分研究只測定了花色苷含量的變化。本研究測定了黑加侖花色苷對超氧自由基和羥基自由基這兩種重要自由基的清除率，結果顯示，加熱以后，兩種自由基的清除率均有不同程度的下降，且溫度越高，加熱時間越長，降低幅度越大，而光照也導致清除率降低，降低順序為:室外光照＞室內光照＞室內避光，因此在加工貯藏過程中，應盡量避免高溫和采用避光保存。張鏡等［12］發(fā)現(xiàn)60、70、80℃處理1～8h后，陰香花色苷的DPPH自由基清除率無顯著變化，而110～130℃高溫處理30min反而導致清除率增加。史海英等［13］在100℃加熱紫玉米花色苷20min，發(fā)現(xiàn)超氧自由基清除能力和過氧化氫清除能力均無顯著變化。而本研究發(fā)現(xiàn)，加熱使黑加侖花色苷的抗氧化能力具有不同程度的降低，由此可見，不同來源花色苷的抗氧化能力穩(wěn)定性不盡相同，這可能是由于所含的花色苷種類不同所致。此外，雖然光照和加熱均使花色苷清除自由基能力降低，但加熱過程中，清除率的變化相對平穩(wěn)，這可能是由于花色苷粗提物是一個相對復雜的體系，加熱導致諸如縮合反應之類化學反應的發(fā)生［14］，而這些反應可能對抗氧化能力產生的影響較小，而光照可以直接導致抗氧化成分降解，因此清除率隨放置時間的增加逐漸降低。

4 結論

通過測定不同加熱溫度和加熱時間，以及不同光照方式和光照時間下，黑加侖花色苷的超氧自由基清除率和羥基自由基清除率的測定，發(fā)現(xiàn)加熱使黑加侖花色苷清除超氧自由基和羥基自由基的能力降低，且加熱時間越長、加熱溫度越高，降低的越多，而光照方式對清除兩種自由基能力的降低順序為:室外光照＞室內光照＞室內避光，光照時間越長，清除率降低幅度越大。

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Influence of heat treatment and illumination on the radical scavenging activities of anthocyanins from blackcurrant

JIA Na，KONG Bao－h(huán)ua*，LIU Qian，MA Zhen－long
(College of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China)

The effects of heat treatment and light on the antioxidant activities of anthocyanins from blackcurrant were investigated and its antioxidant stability was analyzed.The hydroxyl radical and superoxide radical scavenging activities were determined at different heating temperature/time and illumination method/time.The results showed that the antioxidant activities of anthocyanins from blackcurrant decreased with the increasing temperature and heating time.The illumination decreased antioxidant activities followed as:outdoor light＞indoor light＞avoid light，and the antioxidant activities decreased more with the prolonged illumination time.The results revealed that high temperature and illumination should be avoided during blackcurrant process and storage to protect the antioxidant activities of anthocyanins.

black currant;anthocyanins;heat treatment;illumination;antioxidant activity

TS201.2

A

1002－0306(2012)08－0143－04

花色苷是一種在植物中普遍存在的酚類物質，是植物的葉、花和果實呈現(xiàn)鮮艷顏色的原因。很多研究表明，小漿果中的花色苷含量尤為豐富，在小漿果的多酚物質中占有重要地位［1－2］?；ㄉ盏囊粋€重要特性是具有很強的抗氧化活性，具有預防心血管類疾病、糖尿病和抗腫瘤等醫(yī)療價值［3］，近年來引起了廣泛的關注。但是，花色苷是一類不穩(wěn)定的化合物，易于降解，pH、存儲溫度、光照、氧氣、金屬離子等諸多因素都可影響到花色苷的穩(wěn)定性［4］，因此，有必要對花色苷的穩(wěn)定性進行研究，以提高其應用價值。黑加侖花色苷含量豐富，其含量可達250mg/100g鮮果［5］，四種主要的花色苷分別為飛燕草素－3－葡糖苷，飛燕草素－3－蕓香糖苷，矢車菊素－3－葡糖苷，矢車菊素－3－蕓香糖苷［6］。目前，關于光照對黑加侖花色苷影響的研究還未見報道，而對于黑加侖花色苷的熱穩(wěn)定性已有一些報道，但大部分只測定了花色苷的含量，對熱降解動力學進行分析［7－8］，而沒有對抗氧化活性的變化情況進行研究。因此，本文對生產加工和存儲過程中常見的兩種處理方式，即加熱和光照對花色苷抗氧化活性的影響進行了研究，通過測定不同加熱溫度和加熱時間下，以及不同光照方式和光照時間下，花色苷清除羥基自由基和超氧自由基能力的變化情況，來探討這兩種處理方式對花色苷抗氧化活性產生哪些影響，為黑加侖花色苷在加工和貯藏過程中質量控制和抗氧化活性保存提供理論依據(jù)和方法指導。

2011－06－14 *通訊聯(lián)系人

賈娜(1982－)，女，博士研究生，研究方向:農產品加工與貯藏工程。

黑龍江省青年科學基金項目(QC2011C001);國家公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項經費項目(200903012－02)。