高壓均質(zhì)對(duì)桑葚汁中抗氧化成分與抗氧化活性的影響

決登偉 桑雪蓮

摘 要 以新鮮桑葚汁為原料，分析高壓均質(zhì)處理對(duì)桑葚汁中抗氧化成分（總酚、總黃酮、花色苷）及其抗氧化活性的影響。結(jié)果表明，隨著高壓均質(zhì)處理壓力的增加，與桑葚原汁相比，其總酚、總黃酮和花色苷含量均降低，且經(jīng)過(guò)160 MPa均質(zhì)處理后降低得最為顯著（p<0.05），分別減少了39.91%、27.35%、24.41%。經(jīng)過(guò)不同壓力均質(zhì)處理后的桑葚汁的ABTS、DPPH自由基清除能力和FRAP抗氧化活性與桑葚原汁相比均下降，且隨著處理壓力的增加，桑葚汁的ABTS、DPPH自由基清除能力和FRAP抗氧化活性逐漸降低，說(shuō)明高壓均質(zhì)處理對(duì)桑葚汁中抗氧化成分造成了一定降解，進(jìn)而影響其抗氧化能力。

關(guān)鍵詞 桑葚汁；高壓均質(zhì)；總酚；總黃酮；花色苷；抗氧化活性

中圖分類號(hào) S663 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract The effect of high-pressure homogenization treatment on the total antioxidants content（polyphenol， flavonoids， anthocyanin）and the antioxidant activity of fresh mulberry juice were studied. The research results indicated that the total polyphenol， the flavonoids and the anthocyanin content were decreased compared to the raw mulberry juice after high-pressure homogenization treatment. Under the pressure of 160 MPa， they were the most significant， which were decreased by 39.91%， 27.35%， 24.41%， respectively. The antioxidant activity of mulberry juice decreased after the different high-pressure homogenization pressure treatment compared to the raw mulberry juice by ABTS， DPPH radical scavenging mothod and ferric reducing antioxidant power assay， and with the increase of high-pressure homogenization pressure， the ABTS， DPPH radical scavenging ability and FRAP antioxidant activity of mulberry juice were gradually reduced. It is shown that the antioxidant composition of mulberry juice is degraded by high-pressure homogenization， so its antioxidant capacity is affected.

Key words Mulberry juice； high-pressure homogenization； total polyphenol； flavonoids； anthocyanin； antioxidant activity

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.12.011

桑葚（Fructus Mori）別名桑椹、桑果、桑棗等，為?？粕僦参颷1]。桑葚營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，富含花色苷、類黃酮、鞣酸、蘋果酸、亞油酸、多種維生素、人體必需氨基酸及鋅、鉀、鎂、磷等元素，中國(guó)衛(wèi)生部把桑葚列為“藥食兼用”的農(nóng)產(chǎn)品之一[2-4]。同時(shí)，由于桑葚中含有大量的花色苷、黃酮等多酚類活性物質(zhì)，具有增強(qiáng)免疫力、抗衰老、降低血糖血脂、抗腫瘤、抗突變等多種藥理作用[3-7]。

桑葚屬于熱敏性水果，其果實(shí)成熟期短，極易腐壞，不耐儲(chǔ)運(yùn)和貯存，采后損失現(xiàn)象非常嚴(yán)重。因此，發(fā)展桑葚的深加工對(duì)桑葚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義，桑葚汁作為一種天然富含多種功能成分的健康飲品，越來(lái)越受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。然而，壓榨果汁中含有少量的纖維、果膠等大分子物質(zhì)，儲(chǔ)藏過(guò)程中極不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生沉淀而影響果汁的貨架期和品質(zhì)，因此果汁生產(chǎn)中均質(zhì)處理是不可缺少的，這樣既可以改善果汁的口感，又可增加產(chǎn)品的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性和貨架期。

高壓均質(zhì)技術(shù)作為一種新興的物理非熱加工技術(shù)[8-9]，具有短時(shí)、快速、高效的特點(diǎn)。該技術(shù)通過(guò)將物料的料液在擠壓、強(qiáng)沖擊與失壓膨脹的三重作用下使物料細(xì)化，從而使物料能更均勻的相互混合，從而使整個(gè)產(chǎn)品體系更加穩(wěn)定[10]。目前，該技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于飲料加工，但加工過(guò)程會(huì)對(duì)食品品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。李俊芳[11]研究超高壓殺菌處理桑葚發(fā)酵飲料發(fā)現(xiàn)，超高壓殺菌處理對(duì)其總酚含量變化不存在差異顯著性；Chen等[12]研究高壓均質(zhì)和熱處理蘆筍汁發(fā)現(xiàn)，高壓均質(zhì)處理比熱處理可以較好的保持蘆筍汁中的抗氧化物質(zhì)含量和抗氧化活性；Ferrari等[13]研究發(fā)現(xiàn)利用400 MPa靜高壓處理石榴汁可以提高其總酚含量。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于高壓均質(zhì)處理對(duì)果汁中生物活性物質(zhì)影響的研究報(bào)道已經(jīng)很多，但關(guān)于高壓均質(zhì)處理對(duì)桑葚汁中生物活性物質(zhì)的影響的研究卻很少，本研究主要對(duì)高壓均質(zhì)處理對(duì)桑葚汁中總酚、總黃酮、花色苷含量及其抗氧化活性的影響進(jìn)行相關(guān)研究，以期為桑葚汁生產(chǎn)加工過(guò)程中的均質(zhì)工序提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑 桑葚由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所桑蠶基地提供；沒(méi)食子酸、DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼）、蘆丁、生育酚標(biāo)準(zhǔn)品等試劑購(gòu)買于阿拉丁化學(xué)試劑有限公司；福林酚、碳酸鈉、ABTS（2，2'-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽）、TPTZ（2，4，6-三吡啶基三嗪）、氯化鐵、過(guò)硫酸鉀、亞硝酸鈉、氯化鋁、氫氧化鈉、無(wú)水乙醇、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉均為分析純購(gòu)買于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備 SE03.0V型碟式離心機(jī)（意大利斯脫爾公司）；APV-2000高壓破碎儀（德國(guó)APV公司）；10-1000 μL手動(dòng)可調(diào)量程單道移液器 （德國(guó)Eppendorf公司）；ST40高速冷凍離心機(jī)（賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司）；UV2700型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（島津企業(yè)管理（中國(guó)）有限公司）；S210 Seven Compact pH計(jì)（梅特勒-托利多國(guó)際股份有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 樣品的制備 將桑葚鮮果在流動(dòng)水中清洗、去萼、打漿、紗布過(guò)濾去除果渣，濾液采用碟式離心機(jī)進(jìn)行澄清處理，冷藏于4 ℃下備用。果汁飲料通常的均質(zhì)壓力在50～80 MPa，但不同的水果種類因其所含的物質(zhì)不同，所需的壓力也各不相同，本試驗(yàn)將澄清后的桑葚汁用APV-2000高壓破碎儀分別在20、40、80、120、160 MPa壓力下均質(zhì)處理3次，收集處理后的桑葚汁貯藏于4 ℃冰箱中，備用。

1.2.2 桑葚汁中總酚含量的測(cè)定 沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：參照總酚測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 8313-2008）和鄭欣等[14]報(bào)道的方法略作修改。修改如下：精密稱取0.100 0 g沒(méi)食子酸，用10.00 mL無(wú)水乙醇溶解，用去離子水定容至100 mL，備用。分別移取上述溶液1.00、0.50、0.20、0.10、0.05 mL到10 mL容量瓶中，用去離子水定容。從上述不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液中分別移取0.20 mL加到10.00 mL比色管中，再分別加入1.00 mL福林酚試劑（0.1 N）和0.80 mL去離子水，混勻，室溫下靜置5 min，然后加入1.00 mL碳酸鈉溶液（7.5%），混勻。將上述溶液室溫下避光反應(yīng)1 h后，以去離子水為空白參比，在760 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以沒(méi)食子酸質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

桑葚汁樣品測(cè)定：準(zhǔn)確吸取0.10 mL經(jīng)不同均質(zhì)壓力處理的桑葚汁于25 mL容量瓶中，用去離子水定容。準(zhǔn)確吸取0.20 mL上述稀釋溶液于10.00 mL比色管中，按上述方法操作，在760 nm處測(cè)定吸光值，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算桑葚汁中總酚的含量（以沒(méi)食子酸計(jì)）。

1.2.3 桑葚汁中花色苷含量的測(cè)定 參照柳青等[15]和霍琳琳等[16]的測(cè)定方法，采用pH示差法，并略作修改。取上述制備的桑葚汁用蒸餾水稀釋100倍，然后取稀釋液在400～700 nm范圍內(nèi)掃描，確定花色苷的最大吸收波長(zhǎng)，然后按照其花色苷的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4 桑葚汁中總黃酮的測(cè)定 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：參照總黃酮測(cè)定的農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 2010-2011）和馮瀚報(bào)道的方法[1]略作修改。修改如下：精密稱取0.100 0 g三水蘆丁，用30%無(wú)水乙醇溶解并定容至50 mL，備用。分別移取上述溶液5.00、2.50、1.25、0.60、0.30 mL到10 mL容量瓶中，用去30%無(wú)水乙醇定容。從上述不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液中分別移取0.30 mL加到10.00 mL比色管中，再分別加入3.40 mL 30%無(wú)水乙醇和0.15 mL 0.50 mol/L NaNO2溶液，混勻，然后再加入0.15 mL 0.30 mol/L AlCl3溶液，搖勻，室溫下靜置5 min，最后加入1.00 mL 1.00 mol/L NaOH溶液，搖勻，以30%無(wú)水乙醇為空白參比，在506 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以蘆丁質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

桑葚汁樣品測(cè)定：準(zhǔn)確吸取0.10 mL經(jīng)不同均質(zhì)壓力處理的桑葚汁于25 mL容量瓶中，用去離子水定容。準(zhǔn)確吸取0.30 mL上述稀釋溶液于10.00 mL比色管中，按上述方法操作，在506 nm處測(cè)定吸光值，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算桑葚汁中總黃酮的含量（以蘆丁計(jì)）。

1.2.5 桑葚汁抗氧化活性的測(cè)定

（1）鐵離子還原能力（FRAP法）。參照Xu等[17]報(bào)道的方法測(cè)定經(jīng)不同壓力均質(zhì)處理后桑葚汁的總抗氧化能力，以mmol/L VE當(dāng)量表示。

（2）對(duì)ABTS+自由基的清除能力。參照李奕星等[18]報(bào)道的方法測(cè)定，并略做修改，修改如下：

樣品測(cè)定：取0.20 mL經(jīng)不同壓力均質(zhì)處理后桑葚汁，加入4.00 mL ABTS+自由基工作液，室溫下靜置反應(yīng)30 min，在734 nm下測(cè)定其吸光值，以不加桑葚汁的試樣為空白，用無(wú)水乙醇調(diào)零。按下列公式計(jì)算樣品對(duì)ABTS+自由基的清除率[ABTS+自由基清除率=（A空白-A樣品）/A空白×100%]。

（3）對(duì)DPPH自由基的清除能力。參照李奕星等[18]報(bào)道的方法測(cè)定，并略做修改，修改如下：

樣品測(cè)定：取0.10 mL經(jīng)不同壓力均質(zhì)處理后桑葚汁，加入2.90 mL 0.20 mmol/L DPPH工作液，搖勻，室溫下靜置反應(yīng)30 min，在517 nm下測(cè)定其吸光值，以不加桑葚汁的試樣為空白，用無(wú)水乙醇作參比。按下列公式計(jì)算樣品對(duì)DPPH自由基的清除率[DPPH自由基清除率=（A空白-A樣品）/A空白×100%]。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行3次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行分析，結(jié)果表示為均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差，作圖采用Origin 8.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 高壓均質(zhì)對(duì)桑葚汁中總酚含量的影響

桑葚中活性物質(zhì)豐富，主要包括多酚、多糖、揮發(fā)油等多種化合物。多酚類物質(zhì)具有抗腫瘤、抗突變、抗衰老等藥理作用[3-7]。桑葚中的多酚類物質(zhì)主要有蘆丁、白藜蘆醇和花色苷類化合物[3-4]。通過(guò)沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，得出其線性回歸方程為y=0.006 7x+0.009 4（x為沒(méi)食子酸含量μg/mL，y為吸光度，R2=0.998 0）。圖1為高壓均質(zhì)處理對(duì)桑葚汁總酚含量的影響，可以看出，桑葚汁中總酚含量隨著高壓均質(zhì)處理壓力的增加而逐漸減少。桑葚原汁中總酚含量為150.6 mg/100 g，當(dāng)經(jīng)過(guò)20、40、80、120、160 MPa壓力處理后，桑葚汁中總酚含量分別為149.7、143.8、132.5、120.3、90.5 mg/100 g，與桑葚原汁相比，其總酚含量分別降低了0.60%、4.52%、12.02%、20.12%、39.91%。由方差分析知，經(jīng)過(guò)20和40 MPa處理的桑葚汁與桑葚原汁中總酚含量不存在差異顯著性（p>0.05），而經(jīng)過(guò)80、120、160 MPa處理對(duì)桑葚汁中總酚含量存在差異顯著性（p<0.05）。這可能是由于高壓均質(zhì)處理激活了桑葚原汁中多酚氧化酶和糖苷酶的活性，使桑葚汁中的部分多酚類物質(zhì)降解[19]；另外，高壓均質(zhì)處理可能使得桑葚原汁溶解氧濃度升高，體系內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)速率加快，導(dǎo)致了多酚類物質(zhì)的氧化分解[20]，進(jìn)而使多酚的含量發(fā)生減少。然而，與李俊芳[11]、Chen等[12]、Ferrari等[13]等研究結(jié)果存在一定的差異，這主要與原料的種類和品種存在較大的關(guān)系。

2.2 高壓均質(zhì)對(duì)桑葚汁中總黃酮含量的影響

桑葚中黃酮主要為蘆丁和榭皮素，蘆丁有涼血止血，清肝瀉火，具抗炎，抗病毒作用，在臨床上可用于防治腦溢血、高血壓、視網(wǎng)膜出血、急性出血腎炎、治療慢性氣管炎，對(duì)糖尿病型、白內(nèi)障有較好的治療[3-5]。通過(guò)蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，得出其線性回歸方程為y=0.000 7x+0.009 1（x為蘆丁含量μg/mL，y為吸光度，R2=0.999 7）。圖2為高壓均質(zhì)處理對(duì)桑葚汁總黃酮含量的影響，可以看出，桑葚汁中總黃酮含量隨著高壓均質(zhì)處理壓力的增加而逐漸降低，這可能與桑葚汁中含有的酶類有關(guān)。桑葚原汁中總黃酮含量為271.3 mg/100 g，當(dāng)經(jīng)過(guò)20、40、80、120、160 MPa壓力處理后，桑葚汁中總黃酮含量分別為267.2、264.6、260.0、221.3、197.1 mg/100 g，與桑葚原汁相比，其總黃酮含量分別降低了1.51%、2.47%、4.17%、18.43%、27.35%。由方差分析知，經(jīng)過(guò)高壓均質(zhì)處理的桑葚汁與桑葚原汁中總黃酮含量存在差異顯著性（p<0.05）。這與吳瓊等[20]對(duì)不同殺菌方法對(duì)桑葚汁中類黃酮含量的研究結(jié)果是一致的，即經(jīng)過(guò)高壓和超高壓處理，桑葚汁中總黃酮含量減少。

2.3 高壓均質(zhì)對(duì)桑葚汁中花色苷含量的影響

花色苷是桑葚所含的重要生理活性物質(zhì)之一，具有抗氧化、抗癌、神經(jīng)保護(hù)、心腦血管保護(hù)和抑制體重增加等功效，但在桑葚加工與貯藏過(guò)程中，花色苷極不穩(wěn)定，易發(fā)生降解[21-22]。圖3為高壓均質(zhì)處理對(duì)桑葚汁中花色苷含量的影響，可以看出，桑葚汁中花色苷含量隨著高壓均質(zhì)壓力的增加而逐漸減少，這與前面總酚和總黃酮含量的變化是相似的。桑葚原汁中花色苷含量為91.24 mg/100 g，當(dāng)經(jīng)過(guò)20、40、80、120、160 MPa壓力處理后，桑葚汁中花色苷含量分別為86.53、82.89、74.23、70.21、68.97 mg/100 g，與桑葚原汁相比，其花色苷含量分別降低了5.16%、9.15%、18.64%、23.05%、24.41%?？梢?jiàn)，高壓均質(zhì)對(duì)桑甚汁中花色苷含量具有較大的影響，由方差分析知，經(jīng)過(guò)高壓均質(zhì)處理的桑葚汁與桑葚原汁中花色苷含量存在差異顯著性（p<0.05）。吳瓊等[20]采用超高壓殺菌處理桑葚汁發(fā)現(xiàn)，與桑葚原汁相比，其花色苷含量降低；Corrales等[23]研究發(fā)現(xiàn)花色苷在超高壓處理下與丙酮酸發(fā)生縮合反應(yīng)，導(dǎo)致花色苷含量減少，且隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng)花色苷含量減少越顯著；Zabetakis等[24]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)400 MPa處理后的草莓汁，在不同條件下貯藏，其花色苷的含量均比未處理樣品的損失大，這是因?yàn)樵诖藯l件下草莓中的葡萄糖苷酶被激活，導(dǎo)致花色苷降解而被降低。

2.4 高壓均質(zhì)對(duì)桑葚汁抗氧化活性的影響

經(jīng)不同壓力處理后的桑葚汁對(duì)ABTS和DPPH自由基的清除能力如圖4所示?？梢钥闯?，經(jīng)過(guò)高壓均質(zhì)處理，桑葚汁對(duì)ABTS和DPPH自由基清除能力的變化趨勢(shì)是相似的，且隨著高壓均質(zhì)處理壓力的增加，其對(duì)ABTS和DPPH自由基清除能力逐漸降低。桑葚原汁對(duì)ABTS和DPPH自由基的清除率分別為86.71%和29.45%，但經(jīng)過(guò)20、40、80、120、160 MPa壓力均質(zhì)處理后，其對(duì)ABTS自由基清除率分別下降了10.22%、12.37%、16.50%、19.64%、31.23%，對(duì)DPPH自由基清除率分別下降了20.44%、27.40%、29.58%、35.65%、46.08%，說(shuō)明高壓均質(zhì)處理對(duì)桑葚汁抗氧化能力具有差異顯著性。

FRAP法是用來(lái)反映樣品的總抗氧化活性。從圖5可以看出，隨著高壓均質(zhì)處理壓力的增加，桑葚汁對(duì)鐵離子還原能力逐漸降低，桑葚原汁的總抗氧化能力為40.37 mmol VE當(dāng)量/L，但經(jīng)過(guò)20、40、80、120、160 MPa壓力均質(zhì)處理后，其分別為35.03、34.37、32.70、30.37、25.70 mmol VE當(dāng)量/L，分別下降了13.23%、14.86%、19.00%、24.77%、36.34%。這與ABTS和DPPH自由基清除能力的研究結(jié)果是相一致的。這些可能是高壓均質(zhì)后桑葚汁中總酚、總黃酮、花色苷等抗氧化成分發(fā)生氧化降解、水解等反應(yīng)造成的，這與前面的研究結(jié)果是也相一致的，高壓均質(zhì)處理使桑葚汁中的抗氧化成分如總酚、花色苷和總黃酮的含量都發(fā)生一定程度的降低，進(jìn)而其抗氧化能力隨之下降。吳瓊等[20]研究不同殺菌方法處理桑葚汁發(fā)現(xiàn)，與桑葚原汁相比，其抗氧化能力降低；李俶等[25]研究也發(fā)現(xiàn)經(jīng)動(dòng)態(tài)高壓微射流處理后，菠蘿汁的總抗氧化能力減小。

3 結(jié)論

本文研究了高壓均質(zhì)處理對(duì)桑葚汁中抗氧化物質(zhì)含量的影響。研究表明，經(jīng)過(guò)不同壓力均質(zhì)處理后，桑葚汁中總酚、總黃酮和花色苷含量均降低，且經(jīng)過(guò)160 MPa均質(zhì)處理后，桑葚汁中總酚、總黃酮和花色苷含量變化存在差異顯著性（p<0.05），其分別減少了39.91%、27.35%、24.41%。

通過(guò)3種方法（ABTS、DPPH、FRAP）對(duì)桑葚汁的抗氧化活性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)隨著高壓均質(zhì)處理壓力的增加，桑葚汁的ABTS、DPPH自由基清除能力和總抗氧化能力逐漸降低。這可能是高壓均質(zhì)處理后桑葚汁中總酚、總黃酮、花色苷等抗氧化成分發(fā)生氧化降解、水解等反應(yīng)而降低，進(jìn)而其抗氧化能力隨之下降。

在實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程中，為保護(hù)桑葚汁抗氧化活性，可以在達(dá)到均質(zhì)效果的條件下適當(dāng)降低高壓均質(zhì)處理的壓力，以防止抗氧化成分（總酚、總黃酮、花色苷）的降解，以上研究結(jié)果將為桑葚汁的工業(yè)化生產(chǎn)加工過(guò)程提供一定的參考。

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