蘆薈白酒功能性成分及體外抗氧化性研究

王麗娟，李再貴*

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083）

蘆薈白酒功能性成分及體外抗氧化性研究

王麗娟，李再貴*

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083）

以38%vol蘆薈白酒為實(shí)驗(yàn)材料，對其功能性成分蘆薈多糖、蘆薈多酚、蘆薈大黃素、維生素C和氨基酸進(jìn)行了全面檢測與分析。通過金屬螯合力、羥基自由基清除力、超氧陰離子自由基清除力對蘆薈白酒的體外抗氧化效果進(jìn)行了評價。結(jié)果表明，蘆薈白酒中蘆薈多糖的含量高達(dá)（523.24±14.95）μg/mL，同時還含有氨基酸（63.4±4.3）μg/mL、維生素C（42.2±5.1）μg/mL和蘆薈多酚（4.67±0.10）μg/mL等功能性成分，蘆薈大黃素則未檢出。研究表明，蘆薈白酒具有較強(qiáng)金屬鰲和能力、羥基自由基清除能力和一定程度的超氧陰離子自由基清除能力，且抗氧化能力與功能性成分的含量存在明顯的量效關(guān)系。

蘆薈；白酒；功能性；抗氧化

白酒是我國的傳統(tǒng)消費(fèi)品，有幾千年的悠久歷史，飲酒是商務(wù)洽談、人際交往、情感交流等社會活動中非常常見的一種消費(fèi)行為[1-2]。但是長期或大量飲酒，乙醇及其代謝產(chǎn)生的有毒物質(zhì)會對肝臟、胃腸道等造成一定的損傷并產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物[3-4]。近年來，我國酒精性肝損傷的病率明顯增加，日益引起社會的廣泛關(guān)注。氧化應(yīng)激和自由基的產(chǎn)生被認(rèn)為是酒精性肝損傷最重要的發(fā)病機(jī)制之一[5-6]。

蘆薈中含有多糖、多酚、氨基酸、維生素、酶等多種功效成分，使其具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎抑菌、增加免疫力及抗胃粘膜及肝臟損傷等多種生理活性功能[7-9]。蘆薈作為一種具有較高經(jīng)濟(jì)價值、藥用價值和食用價值的綠色植物資源，被廣泛用于醫(yī)藥、保健、美容、食品等各行業(yè)。目前，國內(nèi)外的研究主要集中在蘆薈多糖、蒽醌類物質(zhì)等活性成分的提取與生理功能等，而對蘆薈保健產(chǎn)品的功能性研究較少，尤其對其體外抗氧化活性鮮見報道。因此采用普通白酒浸提蘆薈葉肉凝膠制成蘆薈白酒，使其既保留傳統(tǒng)白酒的風(fēng)格特征，又能通過蘆薈多糖等功能成分的作用減輕酒精對人體的損傷。本研究對蘆薈白酒的功能性成分進(jìn)行了全面的分析檢測，并對其體外抗氧化效果進(jìn)行綜合評價，以評價蘆薈添加到白酒中后其抗氧化活性變化以及蘆薈白酒的健康作用，為健康白酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展做貢獻(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

38%vol蘆薈白酒：北京八達(dá)嶺酒業(yè)有限公司。

菲洛嗪（Ferrozine）（3-（2-吡啶基）-5，6-雙（4-苯磺酸）-1，2，4-三嗪）、蘆薈大黃素標(biāo)準(zhǔn)品、福林酚（Folin-Ciocalteu）試劑：美國Sigma公司；葡萄糖、VC等其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2100型紫外分光光度儀：日本島津上海有限公司；DKB-510A型超級恒溫水槽：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；WZ-511酒精度計：北京陽光億事達(dá)有限公司；AY220島津托盤電子分析天平：島津香港有限公司；LD42A離心機(jī)：北京醫(yī)用離心機(jī)廠；LABOROTA400旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：德國Heidolph公司；Agilent 1100高效液相色譜儀：美國Agilent公司；L-8900型高速氨基酸分析儀：日本HITACHI日立集團(tuán)。

1.3 方法

1.3.1 蘆薈白酒多糖含量測定

取均質(zhì)后的蘆薈白酒15mL，加入9倍體積的無水乙醇，在83℃回流提取1h，趁熱過濾，濾渣連同濾紙一起轉(zhuǎn)入燒瓶中，加水100mL，在80℃熱水浸提1h，并不時攪拌，趁熱過濾，濾液用蒸餾水最終定容至250mL，得到的蘆薈多糖提取液備用[10]。多糖含量測定參照QB/T 2489—2000《食品用蘆薈制品》中苯酚-硫酸法[11]。蘆薈多糖含量計算公式如下：

式中：A1為從濃度-吸光度曲線上查得樣品溶液的葡萄糖質(zhì)量濃度，μg/mL；V1為待測樣本溶液總體積，mL；V3為移取的液體樣品的體積，mL。

1.3.2 蘆薈白酒多酚含量測定

蘆薈多酚含量測定采用Folin-Ciocalteu法[12-13]，以沒食子酸為標(biāo)樣。取1mL酒液，加入1mL Folin-Ciocalteu試劑混勻，加入3mL 2%Na2CO3溶液，避光室溫反應(yīng)2h，在波長為760nm條件下，以蒸餾水調(diào)零測定吸光度值，平行操作3次。另以1mL蒸餾水作空白。蘆薈多酚含量計算公式如下：

式中：A2為從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得樣品溶液的沒食子酸質(zhì)量濃度，μg/mL；V2為待測樣本溶液總體積，mL；V3為移取的液體樣品的體積，mL）。

1.3.3 蘆薈白酒蘆薈大黃素含量測定

蘆薈大黃素的提取：取蘆薈白酒100mL，真空濃縮至1～2mL，加入40mL甲醇超聲波萃取1h，取出轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶，定容至50mL，過濾棄初濾液，用0.45μm有機(jī)濾膜過濾備測。蘆薈大黃素檢測高效液相色譜條件：采用C18色譜柱（5μm，4.6mm×200mm），流動相為甲醇/水（80∶20），流速1.0mL/min，檢測波長254nm，進(jìn)樣量20μL。以保留時間定性，外標(biāo)法定量。

1.3.4 蘆薈白酒維生素C含量測定

參照GB/T5009.86—2003《蔬菜、水果及其制品中總抗壞血酸的測定》中的熒光法進(jìn)行測定。

1.3.5 蘆薈白酒氨基酸含量測定

參照GB/T5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》中的方法測定。

1.3.6 蘆薈白酒的金屬螯合能力測定

參考涂璐等[14]的方法并加以修改：在5.7mL含有0.7mL、1.7mL、2.7mL、3.7mL、4.7mL、5.7mL酒液的水溶液中加入0.1mL 2mmol/L FeCl2，30s后再加入0.2mL 5 mmol/L菲洛嗪（Ferrozine）于室溫避光反應(yīng)20min，于波長562nm處測定吸光度值（A試驗(yàn)），對照組以0.3mL蒸餾水代替反應(yīng)液（A對照），空白組為5.7mL蒸餾水代替樣品（A空白），各組平行3次測定。計算不同質(zhì)量濃度樣品螯合亞鐵離子百分?jǐn)?shù)，同時以1mmol/L EDTA-2Na作為陽性對照。蘆薈白酒的金屬螯合能力計算公式如下：

1.3.7 蘆薈白酒對羥基自由基的清除作用

取不同體積酒液0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL，分別用蒸餾水補(bǔ)足至2.5mL，加入1.0mL 9mmol/L FeSO4和0.5mL 9mmol/L的水楊酸-乙醇溶液，最后加入1.0mL 8.8mmol/L的H2O2啟動反應(yīng)，于37℃反應(yīng)0.5h。在波長510nm處測定吸光度值得A試驗(yàn)。對照組以0.5mL蒸餾水代替水楊酸測得吸光度值為A對照，空白組為2.5mL蒸餾水代替樣品（A空白），各組平行3次測定。同時以5mmol/LVC作為陽性對照。蘆薈白酒對羥基自由基清除率計算公式如下：

1.3.8 蘆薈白酒對超氧陰離子自由基的清除作用

取不同體積0.4mL、0.8mL、1.2mL、1.6mL、2.0mL酒液分別用50mmol/L Tris-HCl緩沖液（pH8.2，實(shí)驗(yàn)前置25℃水浴中保溫20min）補(bǔ)足至4.0mL，加入0.1mL 25mmol/L的鄰苯三酚溶液，混勻后于25℃水浴反應(yīng)5min，加入8mol/L的HCl 0.1mL終止反應(yīng)，在波長325nm處測定體系的吸光度值得A試驗(yàn)，空白對照組以相同體積蒸餾水代替樣品（A空白），同時以1mmol/L VC作對照。蘆薈白酒對超氧陰離子自由基清除率計算公式如下：

1.3.9 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)中所有的數(shù)據(jù)均為3次平行測定結(jié)果，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。用DPS7.5統(tǒng)計軟件和Excel2003分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘆薈白酒中功能性成分測定結(jié)果

對蘆薈白酒按上述各項(xiàng)分析方法測定蘆薈多糖、蘆薈多酚、蘆薈大黃素、維生素C和氨基酸含量，結(jié)果如表1所示。

表1 蘆薈白酒中功能性成分含量Table 1 Functional ingredients content in aloe liquor

由表1可知，在所檢測的功能性成分中，蘆薈白酒的蘆薈多糖含量最高，達(dá)到523.24μg/mL。同時，蘆薈白酒中還含有氨基酸總量63.4μg/mL，特別是脯氨酸24.1μg/mL和蛋氨酸39.3μg/mL等。蘆薈白酒中的多酚含量較低4.67μg/mL，可能因?yàn)槎喾宇愇镔|(zhì)穩(wěn)定性差，遇光、氧、高溫易發(fā)生氧化。

蘆薈大黃素標(biāo)準(zhǔn)品及蘆薈白酒中蘆薈大黃素含量色譜圖如圖1、圖2所示。由圖1可知，蘆薈大黃素（10μg/mL）標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間為3.276min，峰面積為861.567。由圖2可知，蘆薈白酒在保留時間3min左右時未出現(xiàn)色譜峰，表明蘆薈白酒中沒有檢測出蘆薈大黃素。

圖1 蘆薈大黃素標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.1 Chromatogram of aloe-emodin standards

圖2 蘆薈白酒中蘆薈大黃素含量色譜圖Fig.2 Chromatogram of aloe-emodin in aloe liquor

2.2 蘆薈白酒的體外抗氧化活性

2.2.1 蘆薈白酒的金屬螯合能力

亞鐵離子是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的催化劑，菲洛嗪能夠與亞鐵離子形成紫色的絡(luò)合物，當(dāng)反應(yīng)體系中其他有競爭力的絡(luò)合劑存在時，紫紅色會變淺。因此通過絡(luò)合物顏色的變化，可以評價物質(zhì)對亞鐵離子的絡(luò)合能力。蘆薈白酒的金屬螯合力測定結(jié)果如圖3所示。

圖3 蘆薈白酒的金屬螯合力Fig.3 Metal chelating capacity of aloe liquor

由圖3可知，蘆薈白酒體積在0.7～2.7mL范圍，蘆薈白酒對亞鐵離子的螯合能力明顯低于乙二胺四乙酸二鈉鹽（ethylenediaminetetraaceticaciddisodiumsalt，EDTA-2Na），當(dāng)反應(yīng)體系中EDTA-2Na體積在2.7mL（相當(dāng)于2.7μmmol）時，其螯合亞鐵離子能力達(dá)最大，最大螯合力為99%。在2.7～5.7mL范圍，隨著蘆薈白酒中蘆薈多糖、多酚等功能性成分的增加，其金屬鰲合能力顯著上升，當(dāng)蘆薈白酒體積≥5.7mL時，蘆薈白酒與EDTA-2Na螯合亞鐵離子的能力相當(dāng)。且當(dāng)反應(yīng)體系中蘆薈白酒體積（x）在0.7～5.7mL范圍內(nèi)時，其螯合亞鐵離子的能力（y）為4%～80%，兩者間有顯著的正相關(guān)性，其線性回歸方程為y=15.843x-14.137，相關(guān)系數(shù)R2為0.995。表明蘆薈白酒具有較強(qiáng)的金屬螯合能力。

研究表明蘆薈凝膠具有較強(qiáng)的金屬螯合能力，且化合物分子結(jié)構(gòu)中含有OH，-SH，-COOH，-PO3H2，CO，-NR2，-S-和-O-中兩個或兩個以上官能團(tuán)，官能團(tuán)在良好的功能與結(jié)構(gòu)構(gòu)型下可以表現(xiàn)出較強(qiáng)的金屬螯合能力[15]。此外通過紅外光譜以及核磁共振對蘆薈多糖和酚類化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其含有大量的酚羥基結(jié)構(gòu)，酚羥基可與自由基反應(yīng)形成穩(wěn)定的半酮式自由基，從而終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；同時酚羥基結(jié)構(gòu)還能螯合Fe2+、Cu2+等金屬離子，阻止·OH的產(chǎn)生，且苯環(huán)上羥基官能團(tuán)的數(shù)量、羥基在鄰位間的置換和乙?；某潭鹊纫蛩貙饘衮夏芰Χ紩a(chǎn)生關(guān)鍵的影響[16-18]。

2.2.2 蘆薈白酒清除羥基自由基效果

亞鐵離子可以與過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基（·OH），此反應(yīng)被稱為Fenton反應(yīng)。·OH能選擇性攻擊水楊酸，產(chǎn)生二羥基苯甲酸，遇鐵離子會形成有色物質(zhì)，在波長510nm處有強(qiáng)烈的光吸收。因此，應(yīng)用紫外可見分光光度法能對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行定量檢測。

圖4 蘆薈白酒對·OH的清除作用Fig.4 Hydroxyl radical scavenging activity of aloe liquor

蘆薈白酒對·OH清除作用如圖4所示。由圖4可知，蘆薈白酒體積在0.5～2.5mL范圍，VC對·OH的清除能力高于蘆薈白酒，在2.5mL時，VC的·OH的清除能力達(dá)最大值95%。隨著蘆薈白酒體積增加，反應(yīng)體系中蘆薈多糖、多酚等功能性成分的含量逐漸增大，當(dāng)蘆薈白酒體積≥2.5mL時，其對·OH的清除效果與VC相當(dāng)。且當(dāng)反應(yīng)體系中蘆薈白酒體積（x）在0.5～2.5mL范圍內(nèi)時，其對·OH的清除率（y）為20%～80%，兩者之間存在顯著的正相關(guān)，其線性回歸方程為y=15.091x+5.506，相關(guān)系數(shù)R2為0.999。表明蘆薈白酒有較強(qiáng)的·OH清除作用。

研究表明·OH是所有自由基中危害最大的一種自由基，人體內(nèi)·OH的生成與清除失去平衡，就會導(dǎo)致機(jī)體損傷，還可能引發(fā)老齡化、癌癥等多種疾病[19]。此外，·OH可以從活細(xì)胞的組成成分不飽和脂肪酸中搶奪氫原子，快速誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化過程的發(fā)生。吳廣楓等[20]在研究中指出某些含有-SH的氨基酸是羥基自由基的清除劑。KANG M C等[21]從蘆薈凝膠中提純蘆薈多糖，證明其在體外具有較好的清除二苯基苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazy1，DPPH）、·OH、烷基等自由基能力，在體內(nèi)能抑制2，2'-鹽酸脒基丙烷（2,2-azobis（2-amidinopropane）hydrochloride，AAPH）誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡。

2.2.3 蘆薈白酒清除超氧陰離子自由基效果

清除超氧陰離子自由基（O2-·）能力的測定方法主要利用某些體系在氧化過程中有O2-·生成，用分光光度計測定O2-·與某些化合物作用而產(chǎn)生的有特定波長的有色物質(zhì)，若能清除O2-·，則吸光度值發(fā)生變化。通常采用鄰苯三酚自氧化法，鄰苯三酚可以在堿性條件下迅速氧化產(chǎn)生O2-·，同時O2-·又加速鄰苯三酚的自氧化速率，產(chǎn)生有色中間物質(zhì)，這些有色中間產(chǎn)物在波長325nm處具有最大吸光度值。

圖5 蘆薈白酒對O2-·的清除作用Fig.5 Superoxide anion free radical scavenging capacity of aloe liquor

蘆薈白酒對O2-·的清除作用如圖5所示。由圖5可知，當(dāng)反應(yīng)體系中加入0.2～1.8mL蘆薈白酒時，隨著蘆薈白酒體積的加大，O2-·清除率逐漸增大，在實(shí)驗(yàn)體積范圍內(nèi)，蘆薈白酒對O2-·清除率最大為61%，顯著低于VC對O2-·的清除率。說明蘆薈白酒對O2-·有一定的清除能力但其能力稍弱。

在人體內(nèi)O2-·是形成其他自由基的重要來源，可以通過Haber-Weiss反應(yīng)形成·OH，并能通過歧化反應(yīng)生成H2O2，因此蘆薈白酒對O2-·的清除能力研究具有重要意義。吳廣楓等[20]對醇沉得到的蘆薈多糖進(jìn)行純化，得到蘆薈AP-A-2中性多糖成分，證明其有較高的清除O2-·和H2O2的能力；同時指出一些含有多個羥基自由基的化合物如VC有清除O2-·的能力。LIU C H等[22]的研究同樣表明分級純化的蘆薈多糖具有潛在的O2-·猝滅作用。

3 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)蘆薈白酒具有較好的金屬鰲和能力、羥基自由基清除能力和一定程度的超氧陰離子自由基清除能力，且抗氧化能力與白酒的劑量存在明顯的量效關(guān)系。這說明將蘆薈添加到白酒中后，白酒的抗氧化能力與其所含有的多種抗氧化活性物質(zhì)密切相關(guān)。蘆薈白酒中的功能性成分分析發(fā)現(xiàn)，蘆薈多糖較高，是蘆薈白酒中主要有效成分。此外蘆薈白酒中還含有氨基酸、維生素C、蘆薈多酚等多種抗氧化活性物質(zhì)。這說明蘆薈白酒能夠降低白酒對細(xì)胞氧化的作用，有利于飲酒者的健康。

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Functional ingredients andin vitroantioxidative activity of aloe liquor

WANG Lijuan,LI Zaigui*
(College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China)

The functional ingredients of aloe-polysaccharide,aloe-polyphenol,aloe-emodin,vitamin C and amino acids in 38%vol aloe liquor were measured.Meanwhile,the in vitro antioxidant activity of aloe liquor was evaluated by metal chelating ability,hydroxyl radical scavenging ability and superoxide anion radical scavenging ability.The result showed that the polysaccharide in aloe liquor reached up to(523.24±14.95)μg/ml,and the content of other functional components,such as amino acid,vitamin C in aloe liquor was(63.4±4.3)μg/ml,(42.2±5.1)μg/ml and(4.67±0.10)μg/ml, respectively.But aloe emodin was not detected.Aloe liquor showed strong metal chelating capability,hydroxyl radical scavenging capacity and a certain degree of superoxide anion radical scavenging capacity.There were obvious dose-effect relationship between antioxidant capacity and the content of functional components.

aloe;liquor;function;antioxidant

TS207.3

A

0254-5071（2014）03-0057-05

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.03.015

2014-01-23

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助項(xiàng)目（CARS-08-D-3）

王麗娟（1988-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代谷物加工理論與技術(shù)。

*通訊作者：李再貴（1964-），教授，博士，研究方向?yàn)楣任锟茖W(xué)與利用。