不同優(yōu)株花椒甲醇提取物麻味素、總多酚、總黃酮含量測定及抗氧化能力研究

孟昭偉,宋 云

(1. 三門峽市林業(yè)工作總站,河南三門峽 472000;2. 陜西師范大學(xué),陜西西安 710062)

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不同優(yōu)株花椒甲醇提取物麻味素、總多酚、總黃酮含量測定及抗氧化能力研究

孟昭偉1,宋 云2

(1. 三門峽市林業(yè)工作總站,河南三門峽 472000;2. 陜西師范大學(xué),陜西西安 710062)

為了從17種不同品種的花椒中篩選出最佳的優(yōu)良品種,本研究以17種不同豐產(chǎn)優(yōu)株花椒果皮為原材料,測定了花椒中麻味素、總多酚和總黃酮含量及抗氧化能力,并進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明在17種不同花椒優(yōu)株椒皮中,花椒果皮中總多酚、總黃酮和麻味素含量最高的樣品分別是來自繩池的M37、M1和來自陜縣的S1,而M31樣品中總黃酮和總多酚含量最低,M4樣品中麻味素含量最低。不同花椒果皮提取物均具有很好的還原能力和DPPH自由基清除力,且總多酚和總黃酮均與還原能力和DPPH自由基清除力之間呈現(xiàn)良好的相關(guān)性。研究表明,從大田中優(yōu)選出的17株花椒豐產(chǎn)優(yōu)株中,花椒果皮的主要活性成分具有顯著差異,來自澠池的M37、M1和來自陜縣的S1、來自靈寶的L1等豐產(chǎn)優(yōu)株樹可以作為不同花椒良種進(jìn)行培植。

花椒果皮,總多酚,總黃酮,麻味素,抗氧化能力

花椒為蕓香科花椒屬植物,原產(chǎn)于中國。花椒的干燥成熟果皮即椒皮習(xí)慣上也被稱為“花椒”,不僅是一種常用的調(diào)味品,位居“八大調(diào)味品”之首,也是一種傳統(tǒng)的中藥材[1-2]。中醫(yī)認(rèn)為花椒有“溫中止痛、殺蟲止癢”等作用;現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究認(rèn)為,花椒有抑菌、抗炎、抗腫瘤、抗氧化等能力[1,3-5]。有關(guān)研究表明,花椒的上述功能與其所含的麻味素、多酚、黃酮和皂苷類等物質(zhì)成分有關(guān)[6-7]。這些成分基本決定了花椒的內(nèi)在品質(zhì)和食用及醫(yī)藥保健作用的高低[1,8-9]。不同品種花椒中的麻味素、多酚和黃酮等物質(zhì)的含量存在一定的差異,其抗氧化能力也不相同,使其調(diào)味作用或者特定藥用價值、保健價值等功能特性具有顯著差異,從不同花椒品種中選育出內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)異,麻味素、多酚、黃酮等生物活性成分富集、抗氧化能力強的優(yōu)良花椒品種,是花椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。

三門峽市從7～12年生的5000多畝花椒園中,經(jīng)多年大田觀察和優(yōu)株優(yōu)選,選出了17個花椒優(yōu)良單株,對這17株豐產(chǎn)優(yōu)株(來自靈寶的寶丹紅、來自陜縣的小紅袍、來自澠池的大紅袍、獅子頭等)的花椒果皮中麻味素、總多酚、總黃酮等成分的含量進(jìn)行測定和差異分析,并分析了前述有關(guān)成分與DPPH自由基清除能力和總還原能力的相關(guān)性,為從17株花椒優(yōu)樹中選育出內(nèi)在品質(zhì)更好、食用或中藥材價值更高的花椒良種,提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗樣品 采自7～12年生經(jīng)過多年大田觀察被確定為豐產(chǎn)優(yōu)株的花椒優(yōu)樹,優(yōu)樹分布于河南澠池縣坡頭鄉(xiāng)、英豪鎮(zhèn),陜縣菜園鄉(xiāng)、靈寶市陽平鎮(zhèn)等地,品種以來自于陜西韓城的大紅袍實生苗為主,兼有小紅袍(S1)和寶丹紅(L1)等,采樣時間為8月中下旬花椒開始成熟前(未完全成熟,由于收購商上門搶購,采摘時間比往年提前)采樣后單獨晾曬、包裝,共選采了17種不同的花椒樣品,來自不同優(yōu)株的花椒的情況如表1所示;甲醇、無水乙醇、碳酸鈉、氫氧化鈉 天津市天力化學(xué)試劑有限公司;麻味素標(biāo)品 西南大學(xué);沒食子酸 上海國藥試劑有限公司;福林酚 上海古朵生物科技有限公司;蘆丁 天津一方生物科技有限公司;亞硝酸鈉 天津市福晨化學(xué)試劑廠;硝酸鋁 天津永晟精細(xì)化工有限公司;DPPH試劑 Alfa Aesar;磷酸氫二鈉 天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠;磷酸二氫鈉 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;鐵氰化鉀 天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠;三氯乙酸 上海山湳化工有限公司;三氯化鐵 北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠;以上實驗試劑 均為分析純;甲醇 色譜純,Fisher Scientific;娃哈哈純凈水 成都娃哈哈昌盛飲料有限公司;其他實驗用水 為學(xué)院自制雙蒸水。

表1 不同花椒樣品名稱和編號匯總表Table 1 Name and number of different test samples ofZanthoxylum bungeanum pericarp

注:表1中產(chǎn)自澠池的花椒均為大紅袍。

P230II分析型高效液相色譜儀 大連依利特分析儀器有限公司;TU-1810紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司;KQ-300VDE型三頻數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;HH-S4型電熱恒溫水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司;HANGPING JA 2003電子天平 上海儀器儀表廠;移液槍 大龍醫(yī)療設(shè)備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 分別取不同品種花椒干燥樣品適量,粉碎,過20目篩,各稱取2.000 g花椒粉末,加入40 mL甲醇,超聲2.5 h,過濾,收集濾液,即為花椒的甲醇提取液,將其儲存于4 ℃冰箱,用于后期測定。

1.2.2 花椒有效成分測定 多酚的測定:參考福林酚試劑比色法測定[8],以吸光值A(chǔ)(y)對沒食子酸濃度C(x)作標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到方程:y=0.0092x+0.013(R2=0.9991),用上述方法測定不同花椒樣品提取液的吸光值,并計算多酚含量。

總黃酮的測定:參考改進(jìn)的硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法測定[1],以吸光值A(chǔ)(y)對蘆丁濃度C(x)作標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到方程:y=0.0085x+0.0158(R2=0.9993),用上述方法測定不同花椒樣品提取液的吸光值,并計算黃酮含量。

麻味素的測定:采用高效液相色譜法測定[9]。分別取適量1.2.1中所得提取液,用甲醇稀釋100倍,過0.45 μm濾膜,用于色譜測定,進(jìn)樣10 μL。色譜條件:TC-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)型反相液相色譜柱;流動相組成為在0～15 min內(nèi)由50%甲醇-50%水逐步變?yōu)?0%甲醇-10%水,保持10 min;檢測波長254 nm,柱溫40 ℃;流速1.00 mL/min。以峰面積S(y)對麻味素標(biāo)準(zhǔn)品濃度C(x)作標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到方程:y=114.7x+18.707(R2=0.9984),用上述方法測定不同花椒樣品提取液的峰面積,并計算麻味素含量。

1.2.3 抗氧化能力的測定 DPPH自由基清除率的測定[8]:分別取1.2.1中所得提取液1 mL,稀釋適當(dāng)?shù)谋稊?shù)后,再取1 mL稀釋后的樣品,采用分光光度法測定。

總還原能力的測定[1]:分別取1.2.1中所得提取液0.1 mL,稀釋適當(dāng)?shù)谋稊?shù)后,再取0.1 mL稀釋后的樣品,采用分光光度法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同花椒果皮提取物中有效成分含量分析

表2為不同花椒樣品中總多酚、總黃酮和麻味素等的物質(zhì)成分含量表。由表2可知,17株不同花椒優(yōu)樹的干燥椒皮中的總多酚、總黃酮和麻味素等物質(zhì)成分的含量存在差異。總多酚含量范圍為44.97～78.73 mg/g,以M37的多酚含量最高,比張艷軍研究的泰安1號花椒的總多酚含量稍低[10];總黃酮的含量范圍為71.21～154.42 mg/g,以M1總黃酮含量最高;作為花椒呈味物即內(nèi)在品質(zhì)的特征指標(biāo)——麻味素含量的差異在17個優(yōu)樹中最為顯著,17個優(yōu)樹的麻味素含量范圍在13.96～65.04 mg/g之間,以S1的麻味素含量最高,為65.04 mg/g,比余曉琴和李菲菲等人研究中花椒麻味素含量高出很多[9,11],比麻味素含量最低的M4高3.6倍以上,麻味極濃,17株不同花椒優(yōu)樹椒皮樣品中的有效成分含量不同,一方面可能與花椒的品種有關(guān),花椒的品種不同,花椒中的有效成分含量存在很大的差異[9-10],另一方面花椒的產(chǎn)地對其成分的含量也有顯著影響。但若從有效成分的總含量來選育良種優(yōu)樹,初步可以判斷出M31、M17最不適宜,而M37優(yōu)樹為最佳,其他較佳選擇由高到低則是M1、L1、M40。另外,麻味素含量排名第一的S1也具有麻味濃郁的獨特優(yōu)勢,可以作為專門提取麻味素的風(fēng)味“麻椒”品種主體種質(zhì)資源適合進(jìn)一步開展區(qū)域研究。

表2 不同花椒果皮中總多酚、總黃酮和麻味素含量差異表(mg/g)Table 2 Difference of total polyphenols,total flavonoids and hemp flavor substance in different Zanthoxylum bungeanum pericarp(mg/g)

注:用Tukey法進(jìn)行多重比較,同列標(biāo)有不同字母者表示組間差異顯著(p<0.05),標(biāo)有相同字母者表示組間差異不顯著(p>0.05)。麻味素標(biāo)準(zhǔn)溶液和S1樣品提取物的色譜圖見圖1和圖2。從以上三種物質(zhì)成分的總含量來看,總含量最高的是M37,最低的是M31,其中,M31優(yōu)樹中總多酚和總黃酮的含量最低,且其麻味素的含量也很低,只有18.10 mg/g,僅比M4的麻味素含量高。

圖1 麻味素標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.1 Chromatogram of hemp flavor substance standard

圖2 S1花椒果皮提取物色譜圖Fig.2 Chromatogram of extracts from pericarp of S1

2.2 不同花椒果皮提取物抗氧化能力測定

2.2.1 不同花椒果皮提取物DPPH自由基清除率的測定 由圖3可見,不同花椒果皮提取物對DPPH自由基具有一定的清除能力,且存在差異。由圖3可知,M1樣品的花椒果皮提取物對DPPH自由基的清除率最高,達(dá)54.3%,其次為M40和M37樣品,M31樣品的DPPH自由基清除能力最差,清除率為22.2%。多酚、黃酮和麻味素等物質(zhì)都具有一定的抗氧化能力,因此,不同花椒果皮提取物對DPPH自由基清除率差異可能是由總多酚、總黃酮和麻味素的含量差異而引起的。

圖3 不同花椒果皮提取物DPPH清除率Fig.3 Effect of DPPH free radical scavenging rate of extract from different Zanthoxylum bungeanum pericarp

2.2.2 不同花椒果皮提取物總還原能力的測定 不同花椒果皮提取物總還原能力的測定結(jié)果見圖4。由圖4可知,17種花椒果皮樣品中,總還原能力最高的是M37樣品,其次為M1樣品,且這兩種樣品的總還原能力差異不顯著;M31樣品總還原能力最低,與其他樣品之間存在顯著差異(p<0.05)。導(dǎo)致該結(jié)果的原因可能是樣品中總多酚、總黃酮和麻味素含量之間的差異,且總多酚和總黃酮的含量差異為主要影響因素。

圖4 不同花椒果皮提取物總還原能力Fig.4 Total reducing power of extracts from different Zanthoxylum bungeanum pericarp

2.3 不同花椒果皮中總多酚和總黃酮含量與抗氧化能力之間相關(guān)性分析

2.3.1 不同花椒果皮的總多酚和總黃酮含量與DPPH自由基清除率相關(guān)性分析 研究表明多酚、黃酮都有一定的抗氧化能力[7-8,10],本研究通過對不同花椒果品中總多酚和總黃酮含量與DPPH自由基清除率之間的相關(guān)性分析可知,總多酚和總黃酮的含量與DPPH自由基清除率的相關(guān)性較高。由圖5可知,總多酚和總黃酮含量與DPPH自由基清除率之間的相關(guān)系數(shù)均為0.7239,回歸方程分別為y=0.0079x-0.1284和y=0.0031x+0.0134(y為因變量DPPH自由基清除率,x為自變量總多酚或總黃酮含量)。

圖5 不同花椒果皮提取物的總多酚(a)和總黃酮(b)含量與DPPH清除率的線性關(guān)系Fig.5 Correlations between the contents of total polyphenols(a),total flavonoids(b)of extracts from different Zanthoxylum bungeanum pericarp and scavenging effect on DPPH free radical

2.3.2 不同花椒果皮中總多酚和總黃酮含量與總還原能力之間相關(guān)性分析 分別以總多酚和總黃酮含量為自變量x,以總還原力為因變量y分別進(jìn)行相關(guān)回歸分析,可知,總多酚和總黃酮含量與總還原力之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.8285和0.7864,回歸方程分別為y=0.0090x-0.0217和y=0.0035x+0.1519。由相關(guān)系數(shù)可知,總多酚含量與總還原力的相關(guān)性比總黃酮更強。

圖6 不同花椒果皮提取物的總多酚(a)和總黃酮(b)含量與總還原力的線性關(guān)系Fig.6 Correlations between the contents of total polyphenols(a),total flavonoids(b)of extracts from different Zanthoxylum bungeanum pericarp and total reducing power

3 結(jié)論

不同花椒優(yōu)樹(可能是新品種)中總多酚、總黃酮和麻味素的含量具有顯著的差異性,其中,總多酚和總黃酮的含量與花椒的DPPH清除率和總還原力等抗氧化能力具有較好的相關(guān)性,因此,選育出麻味素、總多酚和總黃酮等生物活性成分含量較高的花椒良種,是提高花椒的內(nèi)在品質(zhì)、充分開發(fā)利用良種花椒資源的關(guān)鍵。就本研究所測定的17種花椒優(yōu)樹的測定結(jié)果可知:不同品種的花椒中麻味素、總多酚和總黃酮的含量存在顯著差異;不同產(chǎn)地的花椒中麻味素、總多酚和總黃酮的含量差異顯著;根據(jù)這17種花椒中麻味素、總多酚和總黃酮的含量差異可初步確定,在花椒優(yōu)樹選育時,M37花椒為最好的選擇,其次是M1、L1、M40,而花椒優(yōu)樹M31、M17不宜用于進(jìn)一步培育,陜縣的小紅袍(S1)可作為專門制作麻味調(diào)料和制備麻味物質(zhì)的風(fēng)味“麻椒”品種的主體種質(zhì)資源，適合進(jìn)一步開展區(qū)域研究。但若要精準(zhǔn)選育,還需對初選后余下的其他優(yōu)樹品種的花椒中的揮發(fā)油、花椒蛋白和花椒生物堿等花椒化學(xué)成分進(jìn)行測定,同時結(jié)合區(qū)域中試結(jié)果,才能通過進(jìn)一步的比較來選育出綜合評價最佳的優(yōu)良品種。

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Determination of hemp flavoring,total polyphenols and total flavonoids extracted by methanol and antioxidant capacity of differentZanthoxylumbungeanumpericarp

MENG Zhao-wei1,SONG Yun2

(1.Sanmenxia Forestry Work Station,Sanmenxia 472000,China;2.Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China)

In order to screen out the best variety from 17 kind of differentZanthoxylunbungeanumpericarp,the contents of total polyphenols,total flavonoids,hemp flavor substance and the antioxidant ability of the extracts of 17 different varieties of high yieldZanthoxylumbungeanumpericarp were studied in this paper,and the correlation analysis was also conducted. The results showed that the content of total polyphenols,total flavonoids and hemp flavor substances were the highest in the sample of M37,M1 originated from Mianchi and S1 obtained from Shanxian,respectively. And the sample of M31 had the lowest content of total polyphenols and total flavonoids. The lowest content of hemp flavoring was sample of M4. The extracts of differentZanthoxylumbungeanumpericarp presented favorable reducing power and DPPH scavenging ability. And the total polyphenols and total flavonoids showed highly correlation with the reducing power and DPPH scavening capacity. The study showed that the main active ingredients of differentZanthoxylunbugeanumpericaip present significant difference,and the M37,M1,L1 and S1 originated from Mianchi,Mianchi,Lingbao,Shanxian,respectively,could be used to further cultivate.

Zanthoxylumbungeanumpericarp;total polyphenols;total flavonoids;hemp flavor substance;antioxidant ability

2016-03-30

孟昭偉(1966-), 男，大學(xué)本科，主要從事林業(yè)技術(shù)推廣方面的研究，E-mail:smxmzw8363@126.com。

TS255.1

A

1002-0306(2017)10-0114-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.10.014