維吾爾傳統(tǒng)手工藝品和田(桑皮)紙的抗氧化性能研究

阿不都克熱木·阿不都熱依木，穆赫塔爾·伊米爾艾山 ，薩提瓦力地·赫力力

1新疆大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;2 新疆大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，烏魯木齊830046

桑樹在植物分類學(xué)上屬桑科，桑屬，多年生木植物［1］，其樹葉、樹枝內(nèi)皮和成熟的果穗［2-7］是我區(qū)養(yǎng)蠶造絲、造紙和藥物保健價值最高的一種植物。和田紙以桑樹枝內(nèi)皮為原料，以維吾爾傳統(tǒng)手工藝法，經(jīng)剝削、浸泡、鍋煮、發(fā)酵、過濾、入模、晾曬，粗精磨等程序手工制造。和田紙又稱之為(桑皮紙Mulberry Paper)。桑枝內(nèi)皮有粘性，纖維光滑細(xì)膩，易于加工，以其為原料造成的和田紙的最大特點(diǎn)是柔嫩，彈性力強(qiáng)，不退色，不會被蟲蝕，主要用于書畫裝裱，其作品具有很高的收藏價值。在《維吾爾醫(yī)學(xué)常用草藥》中早有記載，在民間用和田紙包傷口止血、防治感染和消腫，另外用和田紙做鞋底兒吸汗和祛臭［8-10］。近年的研究發(fā)現(xiàn)自由基與人的衰老和各種疾病有著密切關(guān)系，由于黃酮類化合物、維生素和微量元素具有良好的保健作用［11，12］，從植物中尋找高效無毒的天然抗氧化劑越來越受到人們的關(guān)注［13，14］。雖然和田紙?jiān)诰S吾爾民間已有幾千年的使用歷史，但是至今對其未進(jìn)行綜合的研究。文中以和田紙為研究對象，其總黃酮、維生素A、維生素C、總糖、總纖維、總脂肪、總酸和微量元素等成分的含量進(jìn)行了系統(tǒng)的測定［15］，并對和田紙的乙醇提取物進(jìn)行抗氧化性實(shí)驗(yàn)，探討其對油脂過氧化反應(yīng)的抑制作用［16，17］和按Smirnoff［18］方法，使Fe2+-H2O2體系產(chǎn)生的羥自由基(·OH)的清除效果。和田紙的化學(xué)成分為進(jìn)一步了解和田紙的藥理作用，用和田紙制造綠色的食品包裝、保鮮制品及綠色手寫材料提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

和田紙制造于新疆和田;和田紙‘維吾爾傳統(tǒng)手工藝’繼承家族提供;標(biāo)準(zhǔn)樣品蘆丁、維生素A(all-trans-Retinol 95%)、維生素C (Ascorbic acid 99%)均為優(yōu)級純(ACROS-百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司)，鹽酸小檗堿片(陜西永壽制藥有限責(zé)任公司)，葡萄糖(國產(chǎn))其余試劑均為分析純，棉籽油和羊尾油(市售，羊尾油經(jīng)小火熔化、過濾處理)。

日本島津UV-2450 型紫外分光光度計(jì)，日立Z2000 型原子吸收光譜儀及其配套設(shè)備。

1.2 樣品處理與成分分析方法

1.2.1 樣品處理

準(zhǔn)確稱取20 g 和田紙樣品，剪碎，置于索氏提取器中，加入80 mL CH3OH，加熱回流提取4 h，冷卻后將提取液轉(zhuǎn)移到100 mL 的容量瓶中，加CH3OH 定容至100 mL，搖勻，在室溫下存放，待測總黃酮。

稱取20 g 和田紙樣品，剪碎，置于250 mL 錐形瓶中，加入20 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)20% KOH 溶液，再加入40 mL 體積分?jǐn)?shù)95%乙醇，在80 ℃水浴上回流皂化4 h，將皂化液多次用乙醚萃取，合并乙醚萃取液，乙醚萃取液用去離子水洗滌多次，然后依次用20 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)20% KOH 溶液，50 mL 水洗滌，用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮，取5 mL 濃縮液置于25 mL 棕色容量瓶中，用CHCl3稀釋至刻度，在室溫下，壁光處存放，待測維生素A。

稱取20 g 和田紙樣品，剪碎，置于250 mL 錐形瓶中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%草酸和8%醋酸的混合溶液50 mL，攪拌，室溫下浸提30 min.，過濾，濾餅再用等量溶劑同法浸提兩次，合并濾液，取濾液50 mL，加1 g 處理過的活性炭，攪拌，過濾，取用活性炭氧化處理過的濾液10 mL，置于25 mL 容量瓶中，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%硫脲稀釋至刻度，混合均勻，在室溫下，壁光處存放，待測維生素C。

精確稱取20 g 和田紙樣品，剪碎，置于平底蒸發(fā)孟中，在電爐上80～150 ℃下加熱燃燒至無冒煙，放進(jìn)馬福爐加熱至800～900 ℃進(jìn)行灰化處理。冷卻后，已灰化的樣品均分兩份，分別放入兩個50 mL的燒杯中，各加入10 mL 的硝酸，過夜，加熱至溶液透明，令卻，過濾，用去離子水定容50 mL 的容量瓶中，在室溫下存放，待測微量元素。

1.2.2 分析方法

分別采用灼燒法、費(fèi)林氏法、堿滴定法、索氏抽提法，參照文獻(xiàn)［11，12］測定了和田紙中一般營養(yǎng)素的含量;分別采用紫外分光光度法、原子吸收分光光度法，參照文獻(xiàn)［13-15］測定了和田紙中的總黃酮、維生素A、維生素C、微量元素的含量和清除羥自由基(·OH)的能力;采用Na2S2O3—I2滴定法，參照文獻(xiàn)［16-18］測定了和田紙乙醇提取物、維生素C 和蘆丁對油脂的過氧化(POV)值。

2 結(jié)果與討論

2.1 和田紙中營養(yǎng)素成分的分析

由表1 和表2 可看出，和田紙中膳食纖維含量最高，微量元素中Na 和Ca 含量最高，鐿含量最低。

表2 和田紙中的微量元素含量Table 2 10 trace elements in the Hotan(Mulberry)Paper content

2.2 和田紙對油脂的抗氧化作用

2.2.1 過氧化值(POV 值)的測定

分別稱取1.00 g 經(jīng)過處理的棉籽油和羊油脂，置于2 個250 mL 錐形瓶中，各依次加入25 mL V(氯仿)∶V(冰乙酸)=2∶3 混合溶液和1 mL 飽和KI溶液，密塞，搖均避光放置30 min。然后加入50 mL去離子水，以10 g/L 的淀粉溶液做指示劑，用0.01 mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至為終點(diǎn)，記錄消耗的Na2S2O3容量數(shù)(V)，按下式計(jì)算過氧化值(POV)。POV=N×V/G×1000 (meq/kg)，計(jì)算結(jié)果表明，棉籽油和羊油脂的過氧化值(POV)分別為107. 4 meq/kg，RSD 為0.005 (n =6)和19.2 meq/kg，RSD為0.092 (n =6)。

2.2.2 和田紙乙醇提取物的制備

稱取125 g 的和田紙，放入索氏提取器中，加入100 mL 石油醚，在恒溫水浴中回流12 h，脫色，脫脂后，將提取液換成體積比為60%乙醇，繼續(xù)回流15 h，提取抗氧化成分，濃縮，得到淡黃色油狀物，真空抽干，得淡黃色稠狀物，置于冰箱保存，待用。

2.2.3 和田紙乙醇提取物濃度對油脂抗氧化性的影響

準(zhǔn)確稱取和田紙乙醇提取物5.0000 g 置于500 mL 容量瓶中，用體積比為60%乙醇稀釋至刻度，此時濃度為0. 01 g/mL 或1. 0%。由此溶液配制成0.01%，0.05%，0.1%，0.5%，1.0%的乙醇提取物系列溶液。分別吸取各系列溶液5 mL，分別加入盛有1 g 棉籽油的6 個錐形瓶中(其中一個只加5 mL，體積比為60%的乙醇作空白對照);同樣各系列溶液5 mL，分別加入盛有1 g 羊油脂的6 個錐形瓶中(其中一個只加5 mL，體積比為60%的乙醇作空白對照)，劇烈攪拌混均，將所有樣品放入(60 ±1)℃，恒溫干燥箱中保存，定時攪拌，通入空氣。定時取各種平衡樣，按2.2.1 方法測定并計(jì)算乙醇提取物的過氧化(POV)值，以油脂的過氧化(POV)值為縱坐標(biāo)，以時間(d)為橫坐標(biāo)，繪制乙醇提取物對棉籽油和羊油脂的抗氧化作用POV-t 變化曲線，見圖1 和圖2，并以POV 值的大小表示油脂的氧化速度，POV 值高，說明油脂的自動氧化速度快;POV 值低，說明油脂的自動氧化速度漫，以此來衡量乙醇提取物的抗氧化活性。由圖1 和圖2 可見，空白油脂和分別添加了乙醇提取物系列溶液的棉籽油和羊油脂，隨時間POV 值逐漸增高，但空白油脂的POV 值的增高較明顯，添加了濃度為0.01%的乙醇提取物溶液的棉籽油和羊油脂的POV 值最高，添加了濃度為1%的乙醇提取物溶液的棉籽油和羊油脂POV 值最低，該和田紙乙醇提取物系列溶液對油脂的抗氧化效果由高到低為:1.0% ＞0.5% ＞0.1% ＞0.05%＞0.01%，這說明棉籽油和羊油脂中被添加的天然抗氧化成分的濃度越增，越能減慢油脂的自動氧化速度。故我們選取對油脂抗氧化效果較好的1.0%乙醇提取物溶液與0. 02% 維生素C 標(biāo)準(zhǔn)溶液和0.02%蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液分別添加到棉籽油和羊油脂做抗氧化性能的比較實(shí)驗(yàn):

2.2.4 和田紙乙醇提取物、維生素C 和蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品對油脂抗氧化性能的比較

精確稱取20.0 mg 維生素C 的標(biāo)準(zhǔn)品和20.0 mg 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，分別置于100 mL 容量瓶中，用體積比為60% 的乙醇溶解，并稀釋至刻度，配制成0.02% (0. 2 mg/mL)的維生素C 和0. 02%(0. 2 mg/mL)蘆丁的標(biāo)準(zhǔn)溶液。按2.2.1 方法分別測定并計(jì)算添加了0.02%Vc 標(biāo)準(zhǔn)液和0.02%蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液對油脂的過氧化(POV)值，并其與對油脂抗氧化效果較好的1.0%乙醇提取物溶液的抗氧化作用進(jìn)行比較和分析，分別繪制其對棉籽油和羊油脂的抗氧化作用POV-t 變化曲線。由圖1 可見，空白棉籽油、分別添加了1.0%乙醇提取物溶液、0.02%Vc標(biāo)準(zhǔn)品溶液和0.02%蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品溶液的棉子油的抗氧化作用曲線變化可知，其對棉子油的抗氧化效果由高到低為:0.02%蘆?。?.02%維生素C ＞1.0%的乙醇提取物。由圖2 可見，空白羊油脂、分別添加了1.0%乙醇提取物溶液、0.02%維生素C 標(biāo)準(zhǔn)品溶液和0.02%蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品溶液的羊油脂的抗氧化作用曲線變化可知，其對羊油脂的抗氧化效果由高到低為:1.0%的乙醇提取物＞0.02%蘆?。?.02%維生素C。在現(xiàn)實(shí)生活中也能看到，室溫下，不加任何防腐劑的情況下，經(jīng)熔化、過濾處理的羊油脂至少1 年內(nèi)不變質(zhì)，這是由于羊油脂(除羊肚子內(nèi)的脂肪外)本身具有抗氧化性。

2.2.5 和田紙乙醇提取物、VC 和蘆丁清除羥基自由基能力的測定和比較

按Smirnoff 方法［18］，用FeSO4和H2O2混合產(chǎn)生羥自由基(·OH)，即:H2O2+ Fe2+→· OH +H2O+ Fe3+，在體系中加入水楊酸鈉時，其被(·OH)氧化而捕捉羥自由基并產(chǎn)生有色物質(zhì)，該物質(zhì)在287 nm 處有最大吸收峰。所得產(chǎn)物的吸光值表示(·OH)多少，吸光值越小，則(·OH)越少，清除效果越好。

分別吸取0.0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 mL 含量為0.02%的乙醇提取液，0.02%維生素C，0.02%蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液，置于離心管中，加體積比為60%的乙醇補(bǔ)足至3 mL，加入0.5 mL 12 mmol/L 水楊酸鈉，0.5 mL 0.9 mmol/L FeSO4，最后加1.0 mL 18 mmol/L H2O2，在37 ℃恒溫水浴反應(yīng)1 h 后，5000 r/min，離心15 min，吸取上層清液，置于10 mL 的容量瓶中，用體積比60%的乙醇稀釋至刻度，在287 nm 波長處分別測定乙醇提取物、維生素C 和蘆丁的吸光值A(chǔ)，并按以下公式計(jì)算和田紙乙醇提取物、維生素C和蘆丁羥自由基(·OH)的清除率:見表3。

清除率% =［{A-(A1-A2)}/A］ ×100%，A—未加待測溶液的空白體系的吸光值;A1—加入待測溶液(提取液、維生素C 和蘆丁)時體系的吸光值;A2—待測溶液的本底吸光值。

表3 待測溶液清除羥自由基(·OH)能力的測定和比較Table 3 Determination and comparative scavenging the hydroxyl free radical (·OH)effects of test solution

3 結(jié)論

本文采用紫外分光光度法對和田紙中總黃酮、維生素A、維生素C、總糖和膳食纖維的含量分別進(jìn)行了測定，每100 g 和田紙中其含量分別為:519.6 μg，1208.9 μg，488.9 μg，4.47 g 和90 g。采用原子吸收法對桑葚紙中鉀、鈉、鋅、鈣、鐵、銅、錳、鎂、鎳、鉻等10 種微量元素的含量進(jìn)行了測定，發(fā)現(xiàn)和田紙中含有較豐富的鈣、鈉、鉀、鎂等必須微量元素。測定結(jié)果表明和田紙中宏量元素鈣的含量最高，特別是必須微量元素鈉的含量最高，必須微量元素中錳、鋅、鐵、銅的含量較高，鎳、鉻的含量較低。有文獻(xiàn)報(bào)道，1A 族元素不僅對于健腦和維持人體酸堿平衡具有重要作用，而且它們參與體內(nèi)某些激素和維生素的合成，從而防止和減輕各種疾病和衰老。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果可知:和田紙中含有一定量的黃酮類、維生素C 及鋅、銅等的天然抗氧化劑，由于以上不同抗氧化性能的物質(zhì)的協(xié)同作用下，和田紙乙醇提取物系列中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的乙醇提取物緩慢油脂自動氧化速度的能力最佳。和田紙乙醇提取物、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品和維生素C 標(biāo)準(zhǔn)品清除羥基自由基能力的比較可知:當(dāng)濃度為0.03 mg/mL 時，0.02%蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液的清除羥基自由基的能力最強(qiáng)，其次是0.02%乙醇提取液和0.02%維生素C 標(biāo)準(zhǔn)液;隨著乙醇提取液濃度的增加清除羥基自由基的能力也增強(qiáng)，當(dāng)濃度為0.05 mg/mL 時，乙醇提取物清除能力較最大?？梢詮暮吞锛埖幕瘜W(xué)成分進(jìn)一步了解和田紙的藥理和保鮮作用。分別用和田紙、普通紙包裝和未包裝的阿克蘇蘋果、庫爾勒香梨和阿圖什穆納克葡萄等水果在室溫保存，定期稱量，檢測其包水量，初步檢測結(jié)果表明，3 個月后蘋果的包水量分別為97.1%，73.3%和71.8%;庫爾勒香梨的包水量分別為98.3%，78.7%和76.5%;阿圖什穆納克葡萄的包水量分別為88.8%，72.3%和70.7%。結(jié)果表明用和田桑樹皮紙包裝保存的水果的包水量不僅比普通紙或未包裝的明顯高，而且其色、香也明顯區(qū)別。桑樹在新疆各地普遍栽培，分布和應(yīng)用相當(dāng)廣泛，由測試證明，與桑葚果一樣桑樹皮中的抗氧化成分則是良好的天然抗氧化劑的來源，以桑樹皮紙為原料進(jìn)一步開發(fā)天然抗氧化作用的綠色保健、保鮮制品是切實(shí)可行的。

從測定和田紙中化學(xué)成分所用的實(shí)驗(yàn)方法來看，在實(shí)驗(yàn)中掌握好測定方法的線性范圍和測定條件，是實(shí)驗(yàn)是否成功的關(guān)鍵。

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