6 種東北地區(qū)紅樹莓果渣提取物的抗氧化活性差異

曠 慧，王金玲，姚麗敏，寧瑋鈺

6 種東北地區(qū)紅樹莓果渣提取物的抗氧化活性差異

曠 慧，王金玲*，姚麗敏，寧瑋鈺

（東北林業(yè)大學林學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

以東北地區(qū)6 種紅樹莓果實加工后的果渣提取物為實驗材料，研究其總酚、總黃酮、原花青素、花色苷含量和體外抗氧化活性的差異。結(jié)果表明：寶石紅果渣提取物中總酚、總黃酮和原花青素含量最高，分別為14.18、3.71、15.28 mg/g；哈瑞太茲果渣提取物中花色苷含量最高，為0.68 mg/g；菲爾杜德和野生果果渣提取物的總還原能力與VC接近；除哈瑞太茲外，其他品種紅樹莓果渣提取物對（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基和2,2’-二氮-雙（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽自由基（2,2’-azino-bis (3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) radical，ABTS+·）的清除率均大于VC。相關性分析結(jié)果表明紅樹莓果渣提取物的總還原能力與總黃酮、原花青素含量的相關性較大；對DPPH自由基的清除率與原花青素、花色苷含量的相關性較大；而對ABTS+·的清除率與總酚和總黃酮含量的相關性較大。在6 個紅樹莓品種中，菲爾杜德和野生果果渣提取物具有較強的抗氧化活性。

紅樹莓果渣；提取物；活性成分；抗氧化活性

紅樹莓（Rubus ideaus L.）為薔薇科漿果，俗名托盤、覆盆子、馬林等，它作為第三代保健型水果，在世界上享有“黃金水果”的聲譽[1]。紅樹莓成熟后極易腐爛，貯藏、運輸困難，據(jù)統(tǒng)計95%以上的紅樹莓果實用于加工成果汁、果醬、果酒等，而加工后的殘渣僅見制成飼料[2]，或直接廢棄，并未得到充分利用。研究表明水果加工后的果渣中除了含有油脂、有機酸、水分、纖維素、粗蛋白之外，還含有活性成分如黃酮、原花青素、花色苷（anthocyanin）等[3]，這些活性成分具有抑制脂質(zhì)過氧化、清除體內(nèi)氧自由基、提高免疫力、抗腫瘤、保護肝臟等醫(yī)療和保健功能[4]，應進一步綜合開發(fā)利用。

但目前國內(nèi)外對紅樹莓果渣的研究較少，Cetojevic-Simin等[5]研究結(jié)果表明Meeker和Willamette紅樹莓（美國）果渣提取物具有較強的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率（IC50值分別為0.072、0.042 mg/mL），能抑制癌細胞的增殖、促進腫瘤細胞凋亡、抗菌等作用。為進一步利用與開發(fā)樹莓資源，本研究對東北地區(qū)不同品種紅樹莓加工后的果渣提取物的抗氧化活性進行系統(tǒng)研究，旨在促進樹莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高樹莓產(chǎn)品的附加值，延長樹莓產(chǎn)業(yè)鏈。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菲爾杜德（Fertod Zamatos）、歐洲紅（European red raspberry）、寶石紅（U.S. Raspberry）、哈瑞太茲（Heritage）、秋福（Autumn Bliss）、野生果（Wild red raspberry）6 種紅樹莓采自黑龍江省尚志市，速凍處理后運回東北林業(yè)大學食品科學與工程實驗室凍藏。通過直接干燥法[6]測定6 種紅樹莓果實和果渣中的水分含量分別為：84.97%、85.58%、83.04%、83.66%、87.64%、84.73%和70.57%、69.71%、71.97%、70.40%、72.63%、69.35%。

蘆丁、兒茶素、2,4,6-三（2-吡啶）-1,3,5-三嗪（2,4,6-Tri(2-pyridyl)-1,3,5-triazine，TPTZ）、2,2’-二氮-雙（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid)，ABTS） 上海源葉生物科技有限公司；沒食子酸、Folin-酚試劑、DPPH美國Sigma公司；水楊酸鈉、硫酸亞鐵、磷酸氫二鈉、三氯化鐵等 天津市東麗區(qū)天大化學試劑廠；抗壞血酸、酒石酸鉀鈉、甲醇、硝酸鋁、香草醛、過硫酸鉀等 天津市天力化學試劑有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

DHG-9240型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科技有限公司；ALC-1104電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；TDL-5-W臺式低速離心機 湖南星科科學儀器有限公司；FA2004電子天平 上海天平儀器廠；722S可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 紅樹莓果渣中活性成分的提取

工藝流程為：速凍紅樹莓→室溫解凍→打漿→紗布過濾→離心濾渣→果渣計量→60%乙醇密封振蕩提取（40 ℃，4 h）→抽濾→重復浸提濾渣→合并濾液→真空旋轉(zhuǎn)濃縮（40 ℃，0.1 MPa）→提取液→蒸餾水定容→4 ℃保存[7]。

1.3.2 紅樹莓果渣中活性成分含量的測定

1.3.2.1 Folin-酚法測定總酚的含量

參考Pantelidis等[8]方法測定。以沒食子酸標準溶液質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標，溶液吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，得到回歸方程為：y＝8.348 7x+0.038 3（R2＝0.997 1）。紅樹莓果渣中總酚含量根據(jù)果渣含水量折算成每克紅樹莓果渣（干質(zhì)量）中總酚的毫克數(shù)。

1.3.2.2 硝酸鋁比色法測定總黃酮的含量

參考Zhang等[9]方法測定。以蘆丁的標準溶液質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標，溶液吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，得到回歸方程為：y＝1.955 1x+0.011 8（R2＝0.995 2）。紅樹莓果渣中總黃酮含量根據(jù)果渣含水量折算成每克紅樹莓果渣（干質(zhì)量）中總黃酮的毫克數(shù)。

1.3.2.3 香草醛-濃硫酸法測定原花青素的含量

參考王新偉等[10]方法測定。以兒茶素的標準溶液質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標，溶液吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，得到回歸方程為：y＝0.895 3x+0.001 1（R2＝0.996 4）。紅樹莓果渣中原花青素含量根據(jù)果渣含水量折算成每克紅樹莓果渣（干質(zhì)量）中原花青素的毫克數(shù)。

1.3.2.4 pH值示差法測定花色苷的含量

參考陳亮等[11]方法測定?；ㄉ蘸浚ㄒ允杠嚲丈?3-葡萄糖苷計）按式（1）計算。

式中：C為花色苷含量/（mg/g）；A =（A510nm－A700nm）pH1.0－（A510nm－A700nm）pH4.5； Mw為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的相對分子質(zhì)量；DF為稀釋倍數(shù)；V為樣液總體積/mL；26 900為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的消光系數(shù)/（mL/（cm·mg））；L為光程，此處為1 cm；m為樣品質(zhì)量（根據(jù)果渣含水量折算成干質(zhì)量）/g。

1.3.3 紅樹莓果渣提取物的抗氧化活性測定

1.3.3.1 鐵還原力（ferric reducing antioxidant potential assay，F(xiàn)RAP）法測定提取物的總還原能力

參考Lu等[12]方法測定，以VC作為陽性對照。果渣提取物采用恒質(zhì)量法確定樣品的質(zhì)量濃度并進行適當稀釋（下同）。通過比較不同品種紅樹莓果渣提取物中加入FRAP工作液反應后的吸光度大小，分析其總還原能力的強弱。

1.3.3.2 提取物清除DPPH自由基能力的測定

參考高暢等[13]方法，反應體系中試劑體積略作改動。在96 孔板中依次加入不同質(zhì)量濃度的樣液100 μL、1×10－4mo1/L DPPH溶液100 μL，避光放置30 min后，在517 nm波長處分別測定其吸光度（A1）。以等體積的蒸餾水代替DPPH溶液，其他操作相同，測定吸光度（A2）。以等體積的無水乙醇代替樣液，其他操作相同，測定吸光度（A3）。VC為陽性對照。根據(jù)式（2）計算DPPH自由基清除率。

1.3.3.3 提取物清除ABTS+·能力的測定

參考王振宇等[14]方法，反應體系中試劑體積略作改動。在96 孔板中依次加入不同質(zhì)量濃度的樣液250 μL及ABTS溶液50 μL，避光放置6 min后，在734 nm波長處分別測定其吸光度（Ai）。以等體積的蒸餾水代替ABTS溶液，其他操作相同，測定吸光度（Aj）。以等體積的無水乙醇代替樣液，其他操作相同，測定吸光度（A0）。VC為陽性對照。根據(jù)式（3）計算ABTS+·清除率。

1.3.4 紅樹莓果渣提取物的抗氧化活性與活性成分含量的相關性分析

采用Pearson’s相關系數(shù)進行相關性分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每個實驗3 次重復，數(shù)據(jù)以±s顯示，數(shù)據(jù)采用Excel、SPSS軟件進行分析處理并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅樹莓果渣提取物中活性成分分析

2.1.1 總酚含量分析

圖1 紅樹莓果渣提取物的總酚含量Fig.1 Contents of total phenols in red raspberry pomace extracts

由圖1可知，6 種紅樹莓果渣提取物中總酚含量在8.91～14.18 mg/g。野生果和寶石紅果渣提取物中總酚含量最高，差異不顯著，分別為14.18、13.85 mg/g，是藍莓果實中總酚含量的1.46～1.50 倍[15]；總酚含量最低的是哈瑞太茲和菲爾杜德果渣，分別為8.91、9.11 mg/g。

2.1.2 總黃酮含量分析

圖2 紅樹莓果渣提取物的總黃酮含量Fig.2 Contents of flavonoids in red raspberry pomace extracts

由圖2可知，6 種紅樹莓果渣提取物中總黃酮含量在2.11～3.71 mg/g之間。寶石紅和野生果果渣提取物中總黃酮含量無顯著差異，分別為3.71、3.50 mg/g。菲爾杜德和哈瑞太茲果渣提取物中總黃酮含量較低，分別為2.11、2.34 mg/g，與其他4 個品種存在極顯著差異。

2.1.3 原花青素含量分析

圖3 紅樹莓果渣提取物的原花青素含量Fig.3 Contents of proanthocyanidins in red raspberry pomace extracts

由圖3可知，6 種紅樹莓果渣提取物中原花青素含量在4.66～15.28 mg/g之間。寶石紅果渣提取物中原花青素含量最高，為15.28 mg/g。哈瑞太茲與歐洲紅果渣提取物中原花青素含量無顯著差異，分別為12.64、12.38 mg/g。菲爾杜德果渣提取物中原花青素含量最低，為4.66 mg/g，與枸杞中原花青素含量一致[16]。

2.1.4 花色苷含量分析

由圖4可知，6 種紅樹莓果渣提取物中花色苷含量在0.05～0.68 mg/g之間，品種間差異較大。菲爾杜德果渣提取物中花色苷含量最低，哈瑞太茲果渣提取物中花色苷含量最高，是菲爾杜德的13.6 倍，差異極顯著。

圖4 紅樹莓果渣提取物的花色苷含量Fig.4 Contents of anthocyanins in red raspberry pomace extracts

2.2 紅樹莓果渣提取物的抗氧化活性分析

2.2.1 總還原能力分析

圖5 紅樹莓果渣提取物的總還原能力Fig.5 Total reducing capacity of red raspberry pomace extracts

由圖5可知，紅樹莓果渣提取物的總還原能力與樣品質(zhì)量濃度呈良好的量效關系。當質(zhì)量濃度大于25 mg/mL時，野生果果渣提取物的總還原能力大于栽培紅樹莓。與VC對照組相比，野生果和菲爾杜德果渣提取物的總還原能力較強，而寶石紅和哈瑞太茲果渣提取物的總還原能力較弱。以不同濃度（mmol/L）FeSO4溶液為橫坐標，吸光度為縱坐標，得到曲線方程為：y＝6.927 9x+ 0.126 9（R2=0.999 2），樣品的FRAP值見表1。

表1 紅樹莓果渣提取物的總還原能力Table 1 FRAP values for evaluating the total reducing capacity of red raspberry pomace extracts

由表1可知，野生果和菲爾杜德果渣提取物的FRAP值稍低于VC，其抗氧化活性與VC接近。6 種紅樹莓果渣提取物的總還原能力大小為：野生果＞菲爾杜德＞歐洲紅＞秋福＞寶石紅＞哈瑞太茲。

2.2.2 清除DPPH自由基能力分析

由圖6可知，當樣品質(zhì)量濃度在1～10 mg/mL之間時，紅樹莓果渣提取物清除DPPH自由基的能力隨著其質(zhì)量濃度的增大而增強；當質(zhì)量濃度大于10 mg/mL時，變化趨勢平緩。在質(zhì)量濃度為20 mg/mL時，菲爾杜德和野生果果渣提取物對DPPH自由基的清除率分別達到92.22%、93.53%，顯著高于哈瑞太茲果渣和VC處理組。不同品種紅樹莓果渣提取物清除DPPH自由基的IC50值見表2。

針對螞蟻在返程路徑上對食物源及遭遇的6種信息反饋情況，假設：（1）螞蟻A和螞蟻B視為無差異性的單位螞蟻，亦可認定為單一組團螞蟻（無離散情況且每一組團數(shù)量相同）；（2）螞蟻在尋覓發(fā)現(xiàn)食物源后，基于螞蟻物種生物思維特性——即時反饋信息（具有尋覓食物源任務的先鋒螞蟻），返程途中發(fā)現(xiàn)其它螞蟻后概率性選擇返程或繼續(xù)前行（不存在靜止狀態(tài)，且可以任意路徑探索新食物源）；（3）同質(zhì)螞蟻巢穴個體間不存在因食物存量問題發(fā)生爭斗而折損情況；（4）螞蟻A（組團A）和B（組團B）的ATA觸角傳遞時間無損耗；（5）信息素的跡在理想模式下不揮發(fā)；（6）食物源包含２種類型，即利于攜帶和不利于攜帶．

圖6 紅樹莓果渣提取物清除DPPH自由基的能力Fig.6 DPPH radical scavenging capacity of red raspberry pomace extracts

表2 紅樹莓果渣提取物清除DPPH自由基的IC50值Table 2 IC50 values for DPPH radical scavenging capacity of red raspberry pomace extracts

由表2可知，除哈瑞太茲外，其他品種紅樹莓果渣提取物清除DPPH自由基的IC50值均小于VC，表明它們具有較強的清除DPPH自由基能力。6 種紅樹莓果渣提取物對DPPH自由基的清除能力由大到小依次為：菲爾杜德＞野生果＞寶石紅＞歐洲紅＞秋福＞哈瑞太茲。

2.2.3 清除ABTS+·能力分析

圖7 紅樹莓果渣提取物清除ABBTTSS+·的能力Fig.7 ABTS+radical scavenging capacity of red raspberry pomace extracts

由圖7可知，當樣品質(zhì)量濃度在0.25～4 mg/mL之間時，紅樹莓果渣提取物清除ABTS+·的能力隨著其質(zhì)量濃度的增大而增強；當質(zhì)量濃度大于4 mg/mL時，變化趨勢平緩。當質(zhì)量濃度大于2 mg/mL時，6 種紅樹莓果渣提取物清除ABTS+·的能力均大于VC。當質(zhì)量濃度大于4 mg/mL時，除寶石紅外，其他品種紅樹莓果渣提取物對ABTS+·的清除率均大于96%，顯著高于VC。不同品種紅樹莓果渣提取物清除ABTS+·的IC50值見表3。

表3 紅樹莓果渣提取物清除ABTS+的IC50Table 3 IC50 values for ABTS+radical scavenging capacity of red raspberry pomace extracts

由表3可知，不同品種紅樹莓果渣提取物清除ABTS+·的IC50值都小于VC，即紅樹莓果渣提取物對ABTS+·的清除能力大于VC。6 種紅樹莓果渣提取物對ABTS+·的清除能力由大到小依次為：秋福＞哈瑞太茲＞菲爾杜德＞野生果＞歐洲紅＞寶石紅。

2.3 紅樹莓果渣提取物的抗氧化活性與活性成分含量的相關性分析

表4 紅樹莓果渣提取物的抗氧化活性與活性成分含量的相關性Table 4 Correlation analysis between antioxidant activities and contents of active components in red raspberry pomace extracts

由表4可知，紅樹莓果渣提取物的總還原能力與總黃酮含量有較大的正相關關系（r＝0.727，P＞0.05），與總酚的相關性較?。╮＝0.361，P＞0.05），而原花青素和花色苷含量與總還原能力成負相關。紅樹莓果渣提取物對DPPH自由基的清除率與原花青素、花色苷含量的相關性較大（相關系數(shù)分別為r＝0.713，P＞0.05；r＝0.755，P＞0.05），但總酚和總黃酮含量對其清除DPPH自由基的貢獻率很?。籄BTS+·的清除率與總酚、總黃酮含量的相關性相對較大（相關系數(shù)分別為r＝0.669，P＞0.05；r＝0.686，P＞0.05），其次與原花青素含量也有一定的正相關關系，但花色苷含量對其清除ABTS+·的貢獻率很?。╮＝0.149，P＞0.05）。目前國內(nèi)外對紅樹莓的抗氧化活性研究有不同的報道。王睿婷[17]和王友升[18]等研究發(fā)現(xiàn)紅樹莓果對DPPH自由基和ABTS+·的清除率與總多酚和總黃酮含量成顯著相關，與花色苷含量的相關性較小。Golmohamadi等[19]研究結(jié)果表明紅樹莓果中花色苷含量越高，對DPPH自由基的清除率越高，兩者相關性顯著；花色苷是影響樹莓色澤的重要因素，色澤較深的樹莓品種（如Heritage）抗氧化活性更強。Maksimovic等[20]發(fā)現(xiàn)秋福果實的抗氧化活性（對ABTS+·的清除能力）與總酚含量和原花青素含量成極顯著相關（相關系數(shù)分別為r＝0.999 9，P＜0.01；r＝0.993 9，P＜0.05），同時多酚氧化酶和過氧化物酶的活性與樹莓的抗氧化活性也有一定的聯(lián)系。紅樹莓提取物表現(xiàn)出復雜的抗氧化活性，具有抗氧化活性的主要物質(zhì)還需進一步研究。

3 討 論

在本研究中，6 種紅樹莓果渣中各種活性成分平均含量由大到小的排列順序為：總酚＞原花青素＞總黃酮＞花色苷，與Fu等[21]對紅樹莓果實中活性成分的研究結(jié)果一致。樣品的總還原能力越強、對自由基的清除率越高，其抗氧化性越強。綜合比較發(fā)現(xiàn)，菲爾杜德和野生果果渣提取物的抗氧化活性較強，寶石紅和哈瑞太茲的抗氧化活性相對較弱。

國內(nèi)外對紅樹莓果渣提取物的抗氧化活性研究較少，其復雜的抗氧化活性可能與活性成分之間的相互協(xié)同或拮抗作用的相關性更大。同時本實驗所用的紅樹莓果渣是由果皮、果肉和樹莓籽構(gòu)成的混合體系，多組分成分使其抗氧化的機理更加復雜。因此，需要對紅樹莓果渣中組分成分進行深入研究，以期明確其活性成分的組成和結(jié)構(gòu)、抗氧化機理、抗氧化活性與活性成分及其含量的關系。

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Antioxidant Capacities of Six Varieties of Red Raspberry Pomace Extracts in Northeast China

KUANG Hui, WANG Jinling*, YAO Limin, NING Weiyu
(School of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

The antioxidant capacities of ethanolic extracts from six different varieties of red raspberry pomace in Northeast China were evaluated. Results showed that the highest contents of total phenols, flavonoids and proanthocyanidins were determined in red raspberry pomace extracts from the U.S. Raspberry variety, which were up to 14.18, 3.71, and 15.28 mg/g, respectively. The highest content (0.68 mg/g) of anthocyanins was detected in Heritage red raspberry pomace extracts. The total reducing capacities of pomace extracts from the Fertod Zamatos variety and wild red raspberry were close to that of VC. Pomace extracts from all varieties except Heritage had stronger scavenging capacities against DPPH and ABTS+radicals than VC. The results of correlation analysis showed that there were significant correlations between the contents of flavonoids or proanthocyanidins and total reducing capacity, between the contents of proanthocyanidins or anthocyanins and DPPH scavenging capacity, and between the contents of total phenols or flavonoids and ABTS+radical scavenging capacity in red raspberry pomace extracts. The results of this study implied that red raspberry pomace extracts from the Fertod Zamatos variety and wild red raspberry have stronger antioxidant activities.

red raspberry pomace; extracts; active components; antioxidant capacities

10.7506/spkx1002-6630-201601012

S663.2；TS201.2

A

1002-6630（2016）01-0063-06

曠慧, 王金玲, 姚麗敏, 等. 6 種東北地區(qū)紅樹莓果渣提取物的抗氧化活性差異[J]. 食品科學, 2016, 37(1): 63-68.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601012. http://www.spkx.net.cn

KUANG Hui, WANG Jinling, YAO Limin, et al. Antioxidant capacities of six varieties of red raspberry pomace extracts in Northeast China[J]. Food Science, 2016, 37(1): 63-68. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601012. http://www.spkx.net.cn

2015-01-26

中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金項目（2572014CA14）

曠慧（1992—），女，碩士研究生，主要從事植物源活性物質(zhì)研究。E-mail：belonghui2010@163.com

*通信作者：王金玲（1975—），女，副教授，博士，主要從事植物源活性物質(zhì)研究。E-mail：wangjinling08@163.com