紫薯多酚類物質(zhì)的提取及抗氧化研究

孫海燕（1.陜西理工學(xué)院陜西省資源生物重點實驗室，陜西漢中723000；2.陜西理工學(xué)院生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西漢中723000；3.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心秦巴地區(qū)保鮮工作站，陜西漢中723000）

紫薯多酚類物質(zhì)的提取及抗氧化研究

孫海燕1，2，3
（1.陜西理工學(xué)院陜西省資源生物重點實驗室，陜西漢中723000；2.陜西理工學(xué)院生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西漢中723000；3.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心秦巴地區(qū)保鮮工作站，陜西漢中723000）

摘要：以楊凌地區(qū)的秦紫一號、紫羅蘭紫薯為原料，對其多酚物質(zhì)的含量和抗氧化能力進行研究，結(jié)果顯示：秦紫一號中的總酚、單寧、花色苷和總黃酮含量較紫羅蘭高，分別為11.3、1.5、5.1、3.7 mg/g；秦紫一號紫薯的抗氧化能力較強，其中總抗氧化能力為305.5單位/mL；DPPH自由基清除率為80.5%，F(xiàn)e2+螯合率72.1%。

關(guān)鍵詞：紫薯；酚類物質(zhì)；抗氧化能力

紫薯因其內(nèi)部呈深紫色，又稱“紫黑薯”、“紫芯紅薯”和“紫肉甘薯”。紫薯營養(yǎng)成分高，富含花青素等多酚類物質(zhì)，是開發(fā)營養(yǎng)保健食品和提取植物色素的生產(chǎn)原料[1]。

紫薯在我國種植廣泛，產(chǎn)量高、價格低、花色素等酚類物質(zhì)含量豐富，但在我國引進種植較晚[2]，目前有關(guān)紫薯酚類物質(zhì)和抗氧化活性的研究報道較少且不全面。因此，該論文以楊凌地區(qū)秦紫一號和紫羅蘭兩種紫薯為研究對象，對其總酚、單寧、花色苷和總黃酮含量進行測定并對其抗氧化活性進行較為系統(tǒng)的研究，以期為紫薯的酚類物質(zhì)的提取測定及保健食品的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1原料

紫薯：秦紫一號、紫羅蘭，產(chǎn)地楊凌，陜西甘薯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供。

1.1.2儀器

Sb-5200 DFD超聲波清洗儀、DZF真空干燥冷凍機：均購自中國寧波新芝生物科技股份有限公司；L5紫外分光光度計、PHS-3C酸度計：均購自上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；H1850R高速離心機：中國湘儀公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；BAC2245萬分之一天平：賽多利斯科技儀器（北京）有限公司。

1.1.3試劑

1.1.3.1基本理化指標所用試劑

鎢酸鈉、鉬酸鈉、碳酸鈉、甲基纖維素、硫酸銨、甲醇、無水乙醇、三氯化鋁、亞硝酸鈉、對二甲氨基肉桂醛（ρ-DMACA）、氫氧化鈉、鹽酸、氯化鉀、醋酸鈉（均為分析純）：購自天津科密歐化學(xué)試劑有限公司；沒食子酸（Gallic acid）、兒茶素（catechins）、蘆?。╮utin）（均為標品）：購自中國食品藥品檢定研究院。

1.1.3. 2抗氧化檢驗所用試劑

1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、鐵氰化鉀、三氯乙酸、維生素C、氯化亞鐵：購自廣東光華科技有限公司。總抗氧化能力（TAOC）試劑盒：均購自南京建成科技有限公司。

1.2方法

1.2.1超聲波輔助提取紫薯中的酚類物質(zhì)

1.2.1.1樣品預(yù)處理

紫薯清洗晾干后避光快速切碎，置于液氮中凍結(jié)，榨汁機中攪碎，于-80℃冷凍后，凍干機中凍干24 h，取出裝于自封袋中，存放于-80℃冰箱中備用。

1.2.1.2紫薯樣液的提取

稱取0.5 g干粉于10 mL離心管中（離心管要用黑膠帶或錫箔紙包裹），加入5 mL0.1%鹽酸乙醇溶液，于超聲提取器中水溫30℃，40 kHz下提取30 min，接著在4℃下10 000 r/min下離心10 min，收集上清液于絲口瓶中。殘渣繼續(xù)加入5 mL 0.1%鹽酸乙醇溶液重復(fù)以上提取步驟2次，合并3次上清液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（35℃）蒸餾濃縮至體積≤5%，定容至10 mL備用（以上操作均要避光操作）。

1.2.2多酚類的測定方法

1.2.2.1總酚含量的測定

紫薯中總酚的測定用福林-消卡法[3]。結(jié)果以沒食子酸計。沒食子酸標準曲線方程（圖1）為：y=1.062A+ 0.001，相關(guān)系數(shù)R=0.999 7。

圖1　沒食子酸標準曲線Fig.1　The standard curve of gallic acid

1.2.2.2單寧含量的測定

紫薯中單寧的測定用甲基纖維素沉淀法[4]。結(jié)果以兒茶素表示。兒茶素標準曲線方程（圖2）為：y= 13.054A+0.026，相關(guān)系數(shù)R=0.999 2。

圖2　兒茶素標準曲線Fig.2　The standard curve of the catechin

1.2.2.3花色苷含量的測定

pH示差法[5]。

吸光值計算公式如下：

式中：A520表示pH為1.0時波長520 nm處測得的吸光值；A700表示pH為1.0時波長700 nm處測得的吸光值；A′520表示pH為4.5時波長520 nm處測得的吸光值；A′700表示pH為4.5時波長700 nm處測得的吸光值。

提取液花色苷含量計算公式如下：

紫薯干粉中花色苷含量公式為：

式中：MW為二甲花翠素葡萄糖苷分子量（493.5）；DF為稀釋倍數(shù)（本試驗為20倍）；ε為二甲花翠素葡萄糖苷的消光系數(shù)28 000；1為消光系數(shù)；V1為提取液體積，mL；0.5為干粉質(zhì)量，g。

1.2.2.4總類黃酮含量的測定

紫薯中總類黃酮采用NaNO2-AlCl3法[6]來測定。結(jié)果以蘆丁等價表示。蘆丁標準曲線方程（圖3）為：y= 0.090A+0.001，相關(guān)系數(shù)R=0.999 5。

圖3 蘆丁標準曲線Fig.3　The standard curve of rutin

1.2.3抗氧化能力的測定方法

1.2.3.1DPPH自由基清除能力的測定

測定方法參考孟江飛的方法稍微調(diào)整后進行[7]。100 μL稀釋10倍紫薯液樣品，加入4mL6.25×10-5mol/L DPPH乙醇液，反應(yīng)30 min，517 nm測吸光度，乙醇代替紫薯液樣品，進行空白試驗。DPPH自由基清除率的公式如下：

1.2.3.2Fe2+螯合能力的測定

按照蔣寶的方法[8]。

Fe2+螯合率計算公式如下：式中：AS為樣品測定值；A為用等體積乙醇代替樣品后的測定值。

式中：AS為樣品吸光值測定值；A0為95%乙醇代替紫薯液樣品時的空白吸光值。

1.2.3.3總抗氧化能力的測定

用總抗氧化能力試劑盒法測定總抗氧化能力。在37℃時，每分鐘每毫升血清（漿）使反應(yīng)體系的吸光度（OD）值每增加0.01時，為一個總抗氧化能力單位。按照下面公式進行計算：

式中：ODU為測定管吸光度值；ODC對照管吸光度值；N為反應(yīng)體系稀釋倍數(shù)（反應(yīng)液總體積/取樣量）；n為樣本測試前稀釋倍數(shù)。

2　結(jié)果與分析

2.1紫薯中酚類物質(zhì)含量測定結(jié)果

測定了2種紫薯的總酚、單寧、花色苷和總黃酮的含量，測定結(jié)果如下表1所示。

表1　紫薯中總酚、單寧、花色苷、總黃酮的含量Table 1　Content of total phenol，tannin，anthocyanin and total flavonoids in purple potato

如上表1可以看出，測定的2個品種紫薯中均含有較高的總酚含量。其中秦紫一號紫薯的總酚、花色苷、總黃酮含量均高于紫羅蘭紫薯，其中總酚含量達到了11.3 mg/g，遠高于普通甘薯[9]中總酚含量，也高于蔡湛[1]等測定的海南省寧紫4號紫薯的（7.69±0.03）mg/g干重。秦紫一號花色苷含量為5.1 mg/g，比紫羅蘭紫薯高出1.4 mg/g，但遠低于藍莓[1，10]（17.8±0.3）mg/g花色苷含量，但與葡萄皮（5 mg/g）[11]中花色苷含量基本一致。秦紫一號紫薯中總黃酮含量較紫羅蘭高0.9 mg/g，與葡萄皮（3.743 mg/g）[12]中總黃酮含量偏差不大。

2.2紫薯抗氧化能力結(jié)果

2.2.1不同品種紫薯DDPH自由基清除能力比較

測定了2種紫薯DPPH自由基清除能力，測定結(jié)果如圖4。

圖4不同品種紫薯DPPH自由基清除能力比較Fig.4　Comparison of the DPPH radical scavenging capacity ofdifferent varieties purple sweet potato

DPPH自由基是另外一種非常穩(wěn)定的人工合成自由基，其甲醇溶液顯紫色，在520 nm處有最大吸收。當(dāng)有供氫能力的抗氧化劑存在時（如葡萄皮提取液），DPPH溶液的顏色變淺，吸光度值變小。根據(jù)吸光度的變化可測得葡萄皮的自由基清除活性[13]。由圖4可以得出，測試的2種紫薯均具有比較高的DPPH·清除能力。其中秦紫一號DPPH·清除能力較高，DPPH·清除能力達到80.5%，紫羅蘭DPPH·清除能力稍低，達到了69.95%。

2.2.2不同品種紫薯Fe2+螯合能力比較

測試了2種紫薯Fe2+螯合能力，測定結(jié)果如圖5。

圖5　不同品種紫薯Fe2+螯合能力比較Fig.5 Comparison of Fe2+chelatingability of differentpurple sweetpotato

由圖5可以看出秦紫一號、紫羅蘭2種紫薯Fe2+鰲合能力分別為72.1%和67.8%，秦紫一號Fe2+螯合能力最高，比紫羅蘭高出4.3%，說明秦紫一號紫薯的抗氧化能力更強。

2.2.3不同品種紫薯總抗氧化能力比較

用試劑盒法測總抗氧化能力，測定結(jié)果如圖6。

圖6　不同品種紫薯總抗氧化能力比較Fig.6　Comparisonof total antioxidant capacity ofdifferentpurplesweetpotato

自由基是人體組織中眾多生化反應(yīng)的中間代謝產(chǎn)物。氧自由基為其中的一個類型。除氧自由基之外，在機體的生化反應(yīng)中還會產(chǎn)生許多極易失去一個電子而轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫暮趸衔?，如過氧化氫、次氯酸、三氧化二氮等。機體在正常情況下會產(chǎn)生少量自由基參與正常新陳代謝，但產(chǎn)生的多余的自由基中僅有大約2%～5%可以被自身存在的自由基清除體系清除。如果機體受到外部或內(nèi)部的影響，導(dǎo)致機體自由基代謝失衡，就會引發(fā)疾病[14]。因此，物質(zhì)的總抗氧化能力更能全面的反映其對維持人體身體健康所發(fā)揮的作用。從圖6可以看出，秦紫一號、紫羅蘭2種紫薯的總抗氧化能力分別為305.5單位/mL和285.8單位/ mL，秦紫一號總抗氧化能力最高，比紫羅蘭高出19.7單位/mL，通過與表1中紫薯總酚、花色苷、總黃酮含量進行比較發(fā)現(xiàn)，總酚含量高的秦紫一號的總抗氧化能力也高，這與時磊的結(jié)論一致[14]。

3　結(jié)論

通過對2種紫薯進行全面的抗氧化能力和主要成分分析，得出主要結(jié)論如下：

1）在紫薯酚類物質(zhì)的分析中，秦紫一號紫薯的總酚、花色苷和總類黃酮含量較紫羅蘭高，單寧含量略低于紫羅蘭。

2）在紫薯抗氧化能力檢測中，秦紫一號紫薯的DPPH清除能力、Fe2+鰲合能力、總抗氧化能力均高于紫羅蘭品種。

3）酚類物質(zhì)與抗氧化能力的相關(guān)性研究結(jié)果顯示：紫薯的總酚、花色苷、總黃酮等酚類物質(zhì)含量與其抗氧化能力有著正相關(guān)的關(guān)系，總酚等酚類物質(zhì)含量越高，抗氧化性越高。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.23.006

收稿日期：2015-10-26

基金項目：省級重點實驗室訪問學(xué)者項目（14JS019）

作者簡介：孫海燕（1979—），女（漢），講師，碩士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究與開發(fā)工作。

Study on Extraction and Antioxidant Activities of Polyphenols from Purple Sweet potato

SUN Hai-yan1，2，3
（1.Shaanxi Key Laboratory of Resource Biology，Hanzhong 723000，Shaanxi，China；2.School of Biological Science and Engineering，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi，China；3.National engineering Research Center for Preservation of Agricultural Products in Qinba Area Preservation Workstation，Hanzhong 723000，Shaanxi，China）

Abstract：In Yangling region Qin Zi 1 purple sweet potato as raw material，the content of polyphenols and antioxidant capacity were studied，the results showed：Qin Zi 1 purple potato of total phenols，tannins，anthocyanins and flavonoids content were 11.3，1.5，5.1，3.7 mg/g.Qin Zi 1 purple potato had certain antioxidant capacity，including total antioxidant capacity of 305.5 units/mL.DPPH free radical clearance rate was 80.5%，the rate of Fe2+chelating 72.1%.

Key words：purple sweet potato；polyphenols；antioxidant capacity