糜子皮中多酚抗氧化活性研究

王振，褚敏哲，薛雅榮，王桂林，趙二勞

（忻州師范學(xué)院化學(xué)系，山西忻州034000）

糜子皮中多酚抗氧化活性研究

王振，褚敏哲，薛雅榮，王桂林，趙二勞*

（忻州師范學(xué)院化學(xué)系，山西忻州034000）

以乙醇為提取劑，通過(guò)超聲輔助法提取糜子皮中多酚，并采用清除DPPH·和·OH法評(píng)價(jià)了其抗氧化活性。結(jié)果表明，試驗(yàn)條件下，測(cè)得糜子皮中多酚含量為9.85 mg/g，糜子皮多酚具有較強(qiáng)的DPPH·和·OH清除能力即抗氧化活性，其對(duì)DPPH·和·OH的清除能力與濃度具有明顯的量效關(guān)系。

糜子皮；多酚；抗氧化活性

糜子為禾本科黍?qū)僮魑?，在我?guó)西北、西南、華北和東北等地山區(qū)均有種植，資源豐富。糜子耐旱、耐貧瘠，具有較強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性，是干旱，半干旱地區(qū)的主要糧食作物。糜子果實(shí)為穎果，脫皮后食用。糜子皮是糜子加工中的副產(chǎn)品，約為糜子果實(shí)質(zhì)量的20%［1］。糜子皮中含有多酚類(lèi)活性成分［2］，但目前開(kāi)發(fā)應(yīng)用不夠，產(chǎn)品附加值不高，除部分用作飼料外，大部廢棄，既浪費(fèi)了資源，又造成環(huán)境污染。因此，研究糜子皮高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，有效延長(zhǎng)糜子產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)我國(guó)糜子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要實(shí)際意義。

植物多酚是分子中含有多個(gè)羥基的酚類(lèi)化合物的總稱(chēng)，是植物體內(nèi)通過(guò)光合作用產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物。植物多酚具有抗氧化、抗衰老、降血脂、降血壓、防輻射、抑菌和調(diào)節(jié)免疫功能等多種生理和藥理活性［3-6］，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域。糜子皮多酚作為植物多酚之一，同樣具有以上多種生理和藥理活性，但目前對(duì)糜子皮多酚的研究鮮有報(bào)道。因此，本試驗(yàn)采用超聲輔助提取糜子皮中多酚，研究其抗氧化活性，旨在為糜子皮資源的綜合開(kāi)發(fā)和高值化利用提供試驗(yàn)參考。

1材料與方法

1.1材料與試劑

糜子皮：收集于當(dāng)?shù)丶Z食加工廠。

1-1二苯基-2-苦肼基（DPPH·）：Sigma公司；Folin-Ciocalteu試劑：上海海聚生物科技有限公司；沒(méi)食子酸、硫酸亞鐵、水楊酸、過(guò)氧化氫、無(wú)水碳酸鈉、石油醚（60℃～90℃）和95%乙醇等試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。試驗(yàn)用水為二次去離子水。

1.2儀器與設(shè)備

AL204型電子天平：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；SP-723分光光度計(jì)：上海光譜儀器有限公司；KQ-400KDE型高功率數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；SHD-DⅢ型循環(huán)水真空泵：鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。

1.3方法

1.3.1原料處理

將糜子皮經(jīng)石油醚脫脂后，在烘箱中50℃下烘干，取出粉碎機(jī)粉碎并過(guò)60目篩，備用。

1.3.2糜子皮多酚的提取

基于超聲輔助提取法在天然產(chǎn)物活性成分提取中具有溶劑用量少、提取時(shí)間短、產(chǎn)品得率高等諸多優(yōu)點(diǎn)［7］，采用超聲輔助提取糜子皮中多酚。試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果，在室溫下，準(zhǔn)確稱(chēng)取2.0 g糜子皮粉于錐形瓶中，按料液比為1∶25（g/mL）加入體積分?jǐn)?shù)40%乙醇溶液，浸泡5 min后，在超聲功率320 W的條件下，提取40 min。提取液過(guò)濾后定容為100 mL，冰箱中保存待測(cè)。

1.3.3糜子皮中多酚的測(cè)定

［8-9］方法稍作改動(dòng)，建立沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線回歸方程。準(zhǔn)確稱(chēng)取沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品10.0 mg，用水溶解并定容于100 mL容量瓶中，配成質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL的沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確吸取沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7和0.8 mL，分別置于10 mL比色管中，依次都加入約5 mL水、0.5 mL Folin-Ciocalteu試劑和1.5 mL質(zhì)量濃度為80 mg/mL的Na2CO3溶液，然后用水定容至刻度，搖勻。置于50℃水浴中反應(yīng)30 min，冷卻后以試劑空白為參比，在波長(zhǎng)760 nm處測(cè)定其吸光度。以吸光度A為縱坐標(biāo)，沒(méi)食子酸質(zhì)量濃度C（μg/mL）為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程。

糜子皮中多酚的測(cè)定：以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品，采用Folin-Ciocalteu法測(cè)定。試驗(yàn)時(shí)，準(zhǔn)確吸取稀釋為適宜濃度的糜子皮提取液1.0 mL，置于10 mL比色管中，按標(biāo)準(zhǔn)曲線方法操作測(cè)定吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線回歸方程計(jì)算糜子皮提取液中多酚的濃度，并按下式計(jì)算糜子皮中多酚含量：

1.3.4抗氧化性的測(cè)定

采用清除DPPH·法和·OH評(píng)價(jià)糜子皮提取物的抗氧化性，并以常用抗氧化劑抗壞血酸（VC）為陽(yáng)性對(duì)照。

1.3.4.1糜子皮對(duì)DPPH·的清除率

DPPH·是一種穩(wěn)定的芳香族自由基，其乙醇溶液為深紫色，在波長(zhǎng)517 nm處有特征峰。加入抗氧化劑時(shí)，抗氧化劑提供氫原子或電子中和DPPH·，使DPPH·溶液顏色變淺，在517 nm處吸光度值降低，DPPH·溶液吸光度降低的程度與抗氧化劑的活性成計(jì)量關(guān)系。因此，可通過(guò)測(cè)定DPPH·溶液在517 nm處吸光度的變化來(lái)評(píng)價(jià)供試樣品對(duì)DPPH·的清除能力及抗氧化活性［10］。目前該方法因操作簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好，已被廣泛用于物質(zhì)抗氧化活性的評(píng)價(jià)中。試驗(yàn)參照文獻(xiàn)［11］方法稍作改動(dòng)，準(zhǔn)確吸取一定量的糜子皮多酚溶液或VC溶液于10 mL比色管中，然后加入2.0 mL質(zhì)量濃度為0.2 mg/mL的DPPH·溶液，以水定容至刻度，室溫下避光反應(yīng)30 min，在517 nm處測(cè)定吸光度，按下式計(jì)算清除率：

式中：A0為未加糜子皮多酚溶液或VC溶液時(shí)體系的吸光度；Ai為加入糜子皮多酚溶液或VC溶液后體系的吸光度；Aj為只加糜子皮多酚溶液或VC溶液體系吸光度。

同時(shí)利用半清除率（IC50）定量比較糜子皮多酚與VC對(duì)DPPH·的清除能力即抗氧化活性。

1.3.4.2糜子皮對(duì)·OH的清除率

·OH是最活潑也是毒性最大的一類(lèi)自由基，它可與生命機(jī)體內(nèi)所有細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)，氧化損傷機(jī)體細(xì)胞，導(dǎo)致機(jī)體衰老和各種疾病的發(fā)生、發(fā)展。因此清除·OH法也被廣泛用于評(píng)價(jià)物質(zhì)抗氧化活性［12］。試驗(yàn)根據(jù)Fenton反應(yīng)原理建立試驗(yàn)體系模型。H2O2與Fe2+反應(yīng)會(huì)生成·OH，加入水楊酸就會(huì)與·OH反應(yīng)生成在波長(zhǎng)510 nm處有特征峰的紫紅色產(chǎn)物，當(dāng)反應(yīng)體系中加入能清除·OH的待測(cè)試樣時(shí)，就會(huì)與水楊酸競(jìng)爭(zhēng)·OH，與水楊酸反應(yīng)的·OH就減少，導(dǎo)致生成紫紅色產(chǎn)物生成量減少，吸收度也變小。測(cè)定加入與未加入待測(cè)試樣反應(yīng)體系的吸光度，就可測(cè)定試樣對(duì)·OH的清除率［10］。試驗(yàn)參考文獻(xiàn)［10］的方法進(jìn)行，在10 mL比色管中，依次加入1.0 mL濃度為7.50×10-3mol/L的硫酸亞鐵溶液，1.0 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的H2O2溶液，1.0 mL濃度為7.50×10-3mol/L的水楊酸，水定容至刻度，搖勻后，于37℃恒溫水浴中反應(yīng)40 min，在510 nm處測(cè)定其吸光度為A0。上述溶液體系中不同量的糜子皮多酚溶液或VC溶液測(cè)定其吸光度為Ai，并按下式計(jì)算清除率：

同時(shí)利用半清除率（IC50）定量比較糜子皮多酚或VC對(duì)·OH的清除能力即抗氧化活性。

2結(jié)果與討論

2.1沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

按試驗(yàn)方法建立沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線如圖1所示。

圖1　沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig.1Gallic acid standard working curve

由圖1可知，在1.0 μg/mL～8.0 μg/mL范圍內(nèi)，沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液與其吸光度值成良好的線性關(guān)系。沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線回歸方程為：A=0.114 7C-0.022，R2=0.999 1。

2.2糜子皮多酚含量

按1.3.3中試驗(yàn)方法，進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，測(cè)得試驗(yàn)條件下，糜子皮提取液中多酚質(zhì)量濃度為0.197 mg/mL，由此求得糜子皮中多酚含量為9.85 mg/g。

2.3糜子皮多酚對(duì)DPPH·的清除率

糜子皮多酚與VC對(duì)DPPH·的清除率測(cè)定結(jié)果如圖2。

圖2　糜子皮多酚和VC對(duì)DPPH·的清除率Fig.2Scavenging rate of polyphenols from prosomillet pericarp and VCon DPPH·

由圖2可知，糜子皮多酚與VC對(duì)DPPH·的清除率隨其濃度的增加而增大，呈較好的量效關(guān)系。對(duì)圖2中糜子皮多酚和VC清除率曲線進(jìn)行線性擬合，得線性方程分別為：Y（多酚）=3.587 4C+16.225，R2=0.9596；Y（VC）= 3.641 1C+26.271，R2=0.919 2。由回歸方程求得糜子多酚與VC對(duì)DPPH·的半清除率IC50分別為9.41 μg/mL和6.52 μg/mL。顯見(jiàn)，雖然糜子多酚對(duì)DPPH·的清除能力稍弱于VC，但也表明糜子多酚具有較強(qiáng)的DPPH·清除能力即抗氧化活性。

2.4糜子皮多酚對(duì)·OH的清除率

糜子皮多酚與VC對(duì)·OH的清除率測(cè)定結(jié)果如圖3。

圖3　糜子皮多酚和VC對(duì)·OH的清除率Fig.3Scavenging rate of polyphenols from prosomillet pericarp and VCon·OH

由圖3可知，糜子皮多酚與VC對(duì)·OH的清除率隨其濃度的增加而增大，呈明顯的量效關(guān)系。對(duì)圖3中糜子皮多酚和VC清除率曲線進(jìn)行線性擬合，得線性方程分別為：Y（多酚）=1.617 1C-20.514，R2=0.993 8；Y（VC）= 1.646 4C-15.85，R2=0.989 8。由回歸方程求得糜子多酚與VC對(duì)·OH的半清除率IC50分別為43.6 μg/mL和40.0 μg/mL。顯見(jiàn)，糜子多酚對(duì)·OH的清除能力稍弱于VC，表明糜子多酚具有較強(qiáng)的·OH清除能力即抗氧化活性。

3結(jié)論

以40%乙醇為提取劑，通過(guò)超聲輔助法提取糜子皮中多酚，并采用清除DPPH·和·OH法評(píng)價(jià)了糜子皮多酚的抗氧化活性。結(jié)果表明，試驗(yàn)條件下，測(cè)得糜子皮中多酚含量為9.85 mg/g。糜子皮多酚具有較強(qiáng)的DPPH·和·OH清除能力即抗氧化活性，且呈明顯的量效關(guān)系。其與VC對(duì)DPPH·的半清除率IC50分別為9.41 μg/mL和6.52 μg/mL，對(duì)·OH的半清除率IC50分別為43.6 μg/mL和40.0 μg/mL。綜上，糜子皮含有較為豐富的多酚，具有較強(qiáng)的抗氧化活性，試驗(yàn)不僅為糜子皮的開(kāi)發(fā)利用提供了參考，同時(shí)也表明糜子皮是一種有前途的天然抗氧化劑新資源，值得進(jìn)一步深入研究。

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Study on Antioxidant Activities of Polyphenol from Prosomillet Pericarp

WANG Zhen，CHU Min-zhe，XUE Ya-rong，WANG Gui-lin，ZHAO Er-lao*
（Department of Chemistry，Xinzhou Teachers University，Xinzhou 034000，Shanxi，China）

Ethanol was employed as extracting agent to perform the ultrasonic-assisted extraction of polyphenol from prosomillet pericarp.The antioxidant activity of polyphenol was evaluated by DPPH·and·OH scavenging method.The results showed that the Polyphenol content of prosomillet pericarp was 9.85 mg/g，and the scavenging ability also antioxidant activity to DPPH·and·OH was significantly strong.Moreover，there were obvious dose-effect relationships between scavenging ability and the concentration of polyphenol.

prosomilletpericarp；polyphenol；antioxidantactivity

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.19.002

2016-04-05

國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（No.201310124003）；忻州師院青年科研基金項(xiàng)目（QN201523）；山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（2016381）；忻州師院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（2015）

王振（1987—），男（漢），助教，碩士，主要從事農(nóng)副產(chǎn)品深加工與開(kāi)發(fā)研究。

趙二勞（1952—），男（漢），教授，本科，主要從事天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)。