不同品種山藥皮醇提物的抗氧化性能

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(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所,湖北武漢 430064; 2.湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院,湖北武漢 430064)

山藥皮的主要成分與山藥相似,含有較豐富的營養(yǎng)成分以及藥用價(jià)值。山藥皮不僅含有淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)成分,還含有多糖類、黃酮類、皂苷類和多酚類等活性物質(zhì)[1],食用山藥皮有助于其他營養(yǎng)元素吸收,促進(jìn)消化,并具有滋陰補(bǔ)腎的作用[2-3],研究山藥皮活性成分的種類及含量對(duì)于進(jìn)一步研究開發(fā)山藥皮系列產(chǎn)品具有重大的意義。

山藥在鮮食或加工前一般都需進(jìn)行去皮處理,刮除的皮渣約占其山藥質(zhì)量的1/5,其中絕大部分都作為廢料直接丟棄,不僅污染環(huán)境,還浪費(fèi)資源[4]。若將山藥皮中活性成分加以利用,既可優(yōu)化環(huán)境,又可加大原料的利用率,增加經(jīng)濟(jì)效益[5]。皂苷可提高機(jī)體對(duì)自由基損害的清除和防御功能[6],延緩衰老[7]。王彥平等[8]采用纖維素酶和果膠酶輔助提取紫山藥皮薯蕷皂苷并對(duì)其抗氧化活性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,在最佳提取工藝下紫山藥皮薯蕷皂苷表現(xiàn)出明顯的抗氧化能力;山藥皮也富含黃酮化合物,具有降血壓、降血脂等作用,還具有抗氧化、抗菌抗炎、增強(qiáng)免疫等藥理活性[9],劉青等[10]研究表明,隨著提取的黃酮類化合物濃度的增加,羥基自由基和DPPH自由基的清除率均呈增加狀態(tài),由此可見,黃酮類化合物具有較強(qiáng)的清除羥基自由基和DPPH自由基的能力。山藥皮中還含有豐富的多酚類物質(zhì),這些抗氧化物質(zhì)可以延緩脂質(zhì)過氧化或者其他分子氧化[11],目前研究認(rèn)為,山藥皮抗氧化能力與其提取物具有的還原能力和抑制氧化酶活性密切相關(guān),無論在體內(nèi)還是體外,其抗氧化作用均較為明顯。

本研究以菜山藥皮為原料,采用不同濃度乙醇對(duì)其進(jìn)行浸提處理,通過比較醇提物中活性成分和抗氧化能力,得出最佳濃度的乙醇溶液,用最佳乙醇濃度浸提鐵棍山藥皮、蘄春山藥皮、利川山藥皮、佛手山藥皮、菜山藥皮,主要從不同品種山藥皮醇提物間的活性成分和抗氧化能力差異方面展開研究,為今后山藥皮制品及其保健食品的開發(fā)提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

山藥 品種為菜山藥、鐵棍山藥、蘄春山藥、利川山藥、佛手山藥,由湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供;無水乙醇、沒食子酸(分析純)、薯蕷皂苷(分析純)、水楊酸(分析純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;蘆丁(生化試劑) 上海展元化工有限公司;DPPH(分析純) 京東化成工業(yè)株式會(huì)社;亞油酸(分析純) 上海源葉生物科技有限公司。

UV-3802型分光光度計(jì) 上海尤尼科儀器有限公司;CS101-1E型電熱鼓風(fēng)干燥箱 重慶四達(dá)試驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 山藥皮活性成分的浸提流程 鮮山藥→清洗→去皮→山藥皮烘干→粉碎→過篩→回流浸提→離心分液→避光低溫保存

操作要點(diǎn):將鮮山藥洗凈去皮,將山藥皮置于70 ℃烘箱中烘18 h,后將其拿出粉碎,過篩(60目)待用。準(zhǔn)確稱取精山藥皮粉10 g于250 mL裝有小磁針的圓底燒瓶,加入相應(yīng)濃度乙醇溶液100 mL(料液比1∶10),置于磁力攪拌水浴鍋中50 ℃水浴回流3 h,5000 r/min離心25 min后將上清液倒出，于4 ℃冰箱避光低溫保存,將剩余的廢渣重新移回圓底燒瓶,加入同等體積同樣濃度的乙醇二次回流1 h,5000 r/min離心25 min后將上清液倒出,于4 ℃冰箱避光低溫保存。

1.2.2 不同乙醇濃度對(duì)菜山藥皮浸提物活性成分及抗氧化性的影響 以菜山藥皮為原料,分別采用10%、30%、50%、70%、90%的乙醇溶液按照1.2.1的步驟進(jìn)行浸提處理,比較所得醇提物中多酚、黃酮、皂苷含量,及粗提物清除DPPH、羥基自由基、超氧陰離子的效果和對(duì)于鐵離子的還原力能力。綜合上述指標(biāo)分析得到最佳乙醇濃度。

1.2.3 不同品種山藥皮浸提物活性成分及抗氧化性能的比較 采用1.2.2所得最佳乙醇濃度,對(duì)佛手山藥皮、鐵棍山藥皮、蘄春山藥皮、菜山藥皮、利川山藥皮進(jìn)行浸提處理,比較所得醇提物中多酚、皂苷、黃酮含量,及DPPH自由基、羥基自由基、超氧陰離子清除能力以及鐵離子還原能力和抑制亞油酸氧化能力的差異。

1.2.4 山藥皮浸提物主要活性成分含量的測定

1.2.4.1 山藥皮浸提物中多酚含量的測定 使用福林酚法繪制沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。取0.5 mL樣液于10 mL具塞比色管中,分別加入1 mL Folim-ciocalfen于比色管中,充分振蕩3～4 min,再分別加入1 mL 10%的NaCO3溶液,充分搖勻,用蒸餾水定容至5 mL,25 ℃恒溫1 h,在765 nm波長下測吸光值。在相同條件下測定不同質(zhì)量濃度的沒食子酸吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到回歸方程為:y=184.28x+0.0277,R2=0.999。結(jié)果以沒食子酸當(dāng)量表示(mg沒食子酸/g干重)[12]。

式(1)

式中:M為樣品中多酚含量,mg/g;c為通過標(biāo)準(zhǔn)曲線查的多酚濃度,mg/mL;m為山藥皮醇提物質(zhì)量,g;V1為測定時(shí)樣品提取液體積,mL;V2為定容樣液體積,mL。

1.2.4.2 山藥皮浸提物中皂苷含量的測定 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:取5 mg薯蕷皂苷于50 mL容量瓶中,用甲醇溶解,并定容至刻度。取上述溶液0.0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mL于具塞試管中,再分別加入0.2 mL 5%香草醛冰醋酸和0.8 mL高氯酸,混勻,密塞,置于60 ℃水浴15 min,取出后用冰水冷卻5 min,各加入5.0 mL冰醋酸,搖勻靜置10 min,以空白作為參比,在544 nm波長下測吸光值,以薯蕷皂苷濃度為橫坐標(biāo)吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到回歸方程為:y=8.791x-0.0249,R2=0.998。

皂苷的含量測定:取0.5 mL樣液于具塞比色管中,再分別加入0.2 mL 5%香草醛冰醋酸和0.8 mL高氯酸,混勻,密塞,置于60 ℃水浴15 min,取出后用冰水冷卻5 min,各加入5.0 mL冰醋酸,搖勻靜置10 min,以空白作為參比,在544 nm波長下測吸光值[13]。

式(2)

式中:M為樣品中皂苷含量,mg/g;c為通過標(biāo)準(zhǔn)曲線查的皂苷濃度,mg/mL;m為山藥皮醇提物質(zhì)量,g;V1為測定時(shí)樣品提取液體積,mL;V2為定容樣液體積,mL。

1.2.4.3 山藥皮浸提物中黃酮含量的測定 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液(0.1 mg/mL)0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL于6只25 mL比色管中,用70%乙醇補(bǔ)充至12.5 mL,加入1.0 mL 5%亞硝酸鈉溶液,靜置5 min后加入1.0 mL 10%硝酸鋁,6 min后加入5 mL 1 mol/L氫氧化鈉溶液,搖勻,用70%乙醇稀釋至刻度,靜置10 min,在510 nm波長下測吸光值,以蘆丁濃度為橫坐標(biāo)吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到回歸方程為:y=10.775x-0.0026,R2=0.997。

黃酮的含量測定:取1 mL樣液于25 mL比色管中,用70%乙醇補(bǔ)充至12.5 mL,加入1.0 mL 5%亞硝酸鈉溶液,靜置5 min后加入1.0 mL 10%硝酸鋁,6 min后加入5 mL 1 moL/L氫氧化鈉溶液,搖勻,用70%乙醇稀釋至刻度,靜置10 min,在510 nm波長下測吸光值[14]。

式(3)

式中:M為樣品中黃酮含量,mg/g;c為通過標(biāo)準(zhǔn)曲線查的黃酮濃度,mg/mL;m為山藥皮醇提物質(zhì)量,g;V1為測定時(shí)樣品提取液體積,mL;V2為定容樣液體積,mL。

活性成分總量:多酚、黃酮、皂苷三總活性成分之和。

1.2.5 山藥皮醇提物抗氧化能力的測定

1.2.5.1 羥基自由基清除能力 利用Fenton反應(yīng)檢測產(chǎn)生的羥基自由基。在比色管中依次加入9 mmol/L FeSO41 mL、9 mmol/L水楊酸-乙醇溶液 1 mL、樣液1 mL、8.8 mmol/L H2O21 mL。其中H2O2的作用是啟動(dòng)整個(gè)反應(yīng)。37 ℃反應(yīng)0.5 h后,以蒸餾水為參比,在510 nm下測定吸光度。以9 mmol/L FeSO41 mL、9 mmol/L水楊酸-乙醇溶液1 mL、樣液1 mL和蒸餾水1 mL作為待測溶液的本底吸收值。以上各管均做三組平行,按公式(4)計(jì)算對(duì)羥基自由基的清除率K[15]。

K(%)[0-(AX-AX0)]×100/A0

式(4)

式中:A0為不加山藥皮醇提物的空白對(duì)照液的吸光度;Ax為加入待測溶液后的吸光度;Ax0為無顯色劑時(shí)提取劑的本底吸光度。

1.2.5.2 DPPH自由基清除能力 在管中依次加入3.5 mL 6.5×10-5mol/L DPPH溶液和0.5 mL 60%的乙醇,總體積為4 mL,混勻20 min后,于比色皿中在517 nm處測定吸光值,記為A0;加入3.5 mL 6.5×10-5mol/L DPPH溶液和0.5 mL待測試樣溶液,測定值記為As;加入3.5 mL體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇和0.5 mL待測試樣溶液,測定值為Ar,用3.5 mL無水乙醇和0.5 mL 60%乙醇作為參照,以上各管均做三組平行。按公式(5)計(jì)算對(duì)DPPH自由基清除率R[16]。

R(%)=[1-(AS-Ar)/A0]×100

式(5)

式中:As為加入醇提物的吸光度;Ar為本底吸收的吸光度;A0為空白溶液的吸光度。

1.2.5.3 超氧陰離子自由基清除能力 采用鄰苯三酚自氧化法的測定,取4.5 mL,pH8.2,50 mmol/L Tris-HCl緩沖液,4.2 mL超純水,混勻后在25 ℃水浴中保溫20 min。取出后立即加入在25 ℃預(yù)熱過的3 mmol/L鄰苯三酚0.3 mL,加入1 mL超純水,迅速搖勻后倒入比色杯,325 nm下每隔30s測定吸光度值,計(jì)算線性范圍內(nèi)每分鐘吸光度的增加。空白管用空白管10 mmol/L HCl代替鄰苯三酚的HCl溶液。樣品活性測定,在加入鄰苯三酚前,先加入1 mL樣液,然后按采用鄰苯三酚自氧化法測定的方法操作,并計(jì)算清除率。以上各管均做三組平行,清除率按公式(6)計(jì)算[17]。

I(%)=(ΔA0-ΔA)×100/ΔA0

式(6)

式中:ΔA0為鄰苯三酚自氧化速率;ΔA為加入醇提物后鄰苯三酚的自氧化速率(單位均為吸光度每min的增值)。

1.2.5.4 鐵離子還原能力的測定(FRAP法) 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:分別取濃度為0.04、0.08、0.12、0.16、0.20 mmol/L FeSO4溶液0.2 mL于比色管中,加入6 mL FRAP工作液(0.3 mol/L醋酸鹽緩沖液∶10 mmol/L TPTZ 溶液∶20 mmol/L FeCl3=10∶1∶1),0.6 mL蒸餾水混勻于37 ℃水浴10 min,于593 nm波長下比色讀數(shù),用蒸餾水代替FeSO4溶液做空白,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到回歸方程為:y=0.555x+0.0652,R2=0.995。

取0.2 mL樣液于比色管中,加入6 mL FRAP工作液,0.6 mL蒸餾水混勻于37 ℃水浴10 min,于593 nm波長下比色讀數(shù),用蒸餾水溶液做空白[18]。

式(7)

式中:C為樣品中鐵離子濃度,mol/L;c為通過標(biāo)準(zhǔn)曲線查的鐵離子濃度,mmol/L;m為山藥皮醇提物質(zhì)量,g;V1為測定時(shí)樣品提取液體積,mL;V2為定容樣液體積,mL。

1.2.5.5 亞油酸氧化能力的測定 取不同體積提取液0.5 mL入25 mL具塞試管中,用乙醇稀釋至4 mL,然后加入2.5%亞油酸乙醇溶液4 mL、0.05 mol/L,pH7.0磷酸緩沖液8 mL及蒸餾水4 mL,混勻后放入40 ℃恒溫培養(yǎng)箱避光保存。每24 h取反應(yīng)液0.1 mL,分別加入75%的乙醇9.7 mL和30%的硫氰酸銨溶液0.1 mL,再加入0.02 mol/L的氯化亞鐵溶液(含3.5% HCl)0.1 mL啟動(dòng)反應(yīng),準(zhǔn)確反應(yīng)3 min,于500 nm處測定形成紅色化合物的吸光度直至吸光度達(dá)到最大值[19]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

不同品種山藥皮醇提物每個(gè)樣品中的活性成分和抗氧化性能分別測定三次,取平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。各活性成分和抗氧化性能采用Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,利用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和差異顯著性分析,Origin18.0進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙醇濃度對(duì)菜山藥皮醇提物中活性成分含量的影響

從圖1A可以看出,當(dāng)乙醇濃度從10%升高到70%時(shí),醇提物中多酚呈上升趨勢,且差異顯著(p<0.05),當(dāng)乙醇濃度為70%時(shí),山藥醇提物多酚含量為0.74 mg/g;乙醇濃度繼續(xù)升高,多酚含量反而下降,這可能由于乙醇濃度過大,容易揮發(fā),同時(shí)其他一些醇溶性物質(zhì)和脂溶性雜質(zhì)的溶出或可增加,或者是高濃度的乙醇使蛋白質(zhì)變性,影響與之結(jié)合多酚的溶出[20],從而導(dǎo)致多酚含量的下降,當(dāng)乙醇濃度為70%時(shí),多酚含量達(dá)到最大,這有可能是菜山藥皮中多酚的極性與70%乙醇的極性相同[21],劉永等[22]對(duì)黃皮果核中多酚提取有相似結(jié)論。菜山藥皮中皂苷含量也在乙醇濃度為70%時(shí)最高,且顯著高于其他濃度(p<0.05),其含量為3.71 mg/g,皂苷含量在乙醇濃度為10%～70%的區(qū)間上升,70%～90%區(qū)間下降?？赡苁且蛞掖紳舛冗^低時(shí)，提取液中含有較難分離的蛋白質(zhì)等雜質(zhì)等,而乙醇濃度過高可能會(huì)增加脂溶性物質(zhì)的溶出,這與侯麗麗等[23]對(duì)人參皂苷提取的結(jié)論一致。

圖1 乙醇濃度對(duì)山藥皮醇提物中活性成分含量的影響Fig.1 Effect of ethanol concentration on the content of active components in alcohol extract from yam peel注:小寫字母a～e表示組內(nèi)的顯著性差異;圖2～圖6同。

由圖1B可知,在一定條件下,隨著乙醇濃度的增加,山藥皮細(xì)胞壁破裂速度加快[24],當(dāng)乙醇濃度達(dá)到50%時(shí),菜山藥皮醇提物黃酮含量最高,達(dá)到1.62 mg/g,高于其他組。之后隨著乙醇濃度的增大,黃酮含量下降,這可能是由于乙醇濃度的增加使提取液的極性增大,對(duì)一些極性較大的黃酮類化合物的提取能力增強(qiáng),但過高濃度的乙醇會(huì)使其他醇溶性的雜質(zhì)增多,而有效成分的溶出減少[25]。從活性成分總量來看,隨著乙醇濃度的增大,活性成分總量先增后降,在乙醇濃度為70%時(shí)活性成分總量顯著高于其他濃度(p<0.05),其活性成分總含量(多酚、皂苷、黃酮含量總和)為6.04 mg/g,綜合分析,乙醇濃度為70%時(shí),菜山藥皮中活性成分的損失較少。

2.2 乙醇濃度對(duì)菜山藥皮醇提物的抗氧化活性的影響

2.2.1 乙醇濃度對(duì)菜山藥皮醇提物的羥基自由基和DPPH自由基清除率的影響 由圖2可知,隨著乙醇濃度的增加,菜山藥皮中醇提物對(duì)羥基自由基的清除率逐漸增大,但當(dāng)乙醇濃度達(dá)到70%時(shí),羥基自由基的清除率達(dá)到最大值,達(dá)到86.41%,當(dāng)乙醇濃度達(dá)到90%時(shí),其對(duì)羥基自由基的清除率顯著低于70%乙醇浸提物(p<0.05);當(dāng)乙醇濃度在10%～70%時(shí),醇提物對(duì)羥基自由基的清除率隨著乙醇濃度的增加其清除率成線性增加,線性方程為y=0.724x+24.14(R2=0.9845)。羥基自由基的清除率的大小常用半清除率EC50表示,EC50越小表示其抗氧化能力越強(qiáng)[26],乙醇濃度所提取的醇提物對(duì)羥基自由基的清除率的EC50為35.72%,說明當(dāng)乙醇濃度為35.72%時(shí),所提取的浸提物對(duì)羥基自由基的清除率為50%。隨著乙醇濃度的增加,其對(duì)羥基自由基的清除率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,乙醇濃度到70%時(shí)達(dá)到最大值,其對(duì)DPPH的清除率達(dá)到64.30%,當(dāng)乙醇濃度高于70%以后,其對(duì)DPPH的清除率逐漸下降;70%乙醇提取的菜山藥皮醇提物對(duì)羥基自由基清除作用顯著高于其他濃度(p<0.05),表明菜山藥皮經(jīng)70%乙醇提取的醇提物對(duì)羥基自由基具有較強(qiáng)清除作用,這可能與菜山藥皮醇提物中主要活性物質(zhì)的種類有關(guān),具體原因?qū)⒂写M(jìn)一步的研究和分析。

圖2 乙醇濃度對(duì)山藥皮醇提物的羥基自由基 和DPPH自由基清除率的影響Fig.2 Effects of ethanol concentration on purging of hydroxyl radicals and DPPH free radicals of ethanol extracts from yam peel

2.2.2 乙醇濃度對(duì)菜山藥皮醇提物的超氧陰離子清除率和鐵離子還原能力的影響 乙醇濃度對(duì)超氧陰離子清除率和鐵離子還原能力的影響如圖3所示。結(jié)果表明,菜山藥皮醇提物對(duì)超氧陰離子自由基清除能力隨著乙醇濃度增加而呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，當(dāng)乙醇濃度從10%增加到30%時(shí)，超氧陰離子自由基清除率從4.12%下降到1.21%，之后隨著乙醇濃度的增加，超氧陰離子自由基清除率也逐漸增加，當(dāng)乙醇濃度為70%和90%時(shí)，超氧陰離子自由基清除率分別為11.63%和13.59%。當(dāng)乙醇濃度為50%時(shí)，鐵離子還原能力達(dá)到最大值，而后隨著乙醇濃度的增大，鐵離子還原能力呈下降趨勢，且顯著低于50%乙醇提取的菜山藥皮醇提物(p<0.05)，表明50%提取的菜山藥醇提物鐵離子還原能力最強(qiáng)，這可能是因?yàn)椴松剿幋继嵛镏懈鞒芍g的含量存在差異,且復(fù)雜的活性成分之間的相互協(xié)同或拮抗作用導(dǎo)致了醇提物對(duì)超氧陰離子清除效果和鐵離子還原能力不同[27]。

圖3 乙醇濃度對(duì)山藥皮醇提物的超氧陰離子清除率 和鐵離子還原能力的影響Fig.3 Effects of ethanol concentration on superoxide anion clearance and ferric ion reducing ability of ethanol extracts from yam peel

綜合乙醇濃度對(duì)菜山藥皮醇提物抗氧化活性的影響,當(dāng)乙醇濃度為70%時(shí),所提取的菜山藥皮中醇提物抗氧化活性最高。

2.3 不同品種山藥皮醇提物活性成分分析

由圖4可知,山藥皮醇提物中活性成分的含量因?yàn)槠贩N的不同而存在顯著性差異(p<0.05),且按照差異性大小,皂苷>黃酮>多酚。在多酚含量方面,佛手山藥皮醇提物中多酚含量最高,為2.46 mg/g,其次是鐵棍山藥皮,其含量為2.14 mg/g,略低于佛手山藥皮醇提物,菜山藥和利川山藥皮醇提物中多酚含量較低,分別為0.71、0.69 mg/g,顯著低于佛手山藥醇提物中的多酚含量(p<0.05)。不同品種山藥皮醇提物中皂苷含量存在顯著性差異(p<0.05),其中佛手山藥皮醇提物中的皂苷含量最高,為12.52 mg/g,菜山藥皮醇提物中的皂苷含量最低,其含量為3.21 mg/g。不同品種間黃酮含量也存在顯著性差異(p<0.05),范圍在1.23～6.12 mg/g之間,佛手山藥皮醇提物中黃酮含量顯著高于鐵棍山藥皮,與文獻(xiàn)報(bào)道一致[28],且佛手山藥皮醇提物中黃酮含量最高,菜山藥皮醇提物中黃酮含量最低。不同品種山藥皮醇提物活性成分總量差異顯著(p<0.05),按照活性成分含量高低,佛手山藥皮>鐵棍山藥皮>蘄春山藥皮>利川山藥皮>菜山藥皮,這是由于種植地域、年份、品種基因型等對(duì)山藥品種中活性成分存在不同程度的影響,且這些因素之間可能存在著交互作用。

圖4 不同品種山藥皮醇提物活性成分分析Fig.4 Active components of alcohol extracts from different varieties of yam peel注:小寫字母a～e表示不同品種間相同指標(biāo)結(jié)果 具有顯著性差異;圖5～圖6同。

2.4 不同品種山藥皮醇提物抗氧化活性分析

山藥皮醇提物中活性成分能有效地清除體內(nèi)自由基,從而防止因自由基過剩而產(chǎn)生的生物大分子損傷,具有較強(qiáng)的抗氧化能力[29]。

2.4.1 不同品種山藥皮醇提物自由基清除率分析 由圖5可知,不同品種山藥皮醇提物對(duì)自由基的清除率存在顯著性差異(p<0.05),山藥皮醇提物對(duì)羥基自由基和DPPD自由基清除率與山藥皮中活性成分(總酚、皂苷、黃酮)的趨勢一致,這可能由于山藥皮醇提物中的多酚類物質(zhì)含有大量酚羥基,可通過轉(zhuǎn)移氫原子來阻斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的過程,從而發(fā)揮抗氧化活性[30]。不同品種山藥皮醇提物對(duì)自由基清除能力中,佛手山藥皮醇提物對(duì)羥基自由基和DPPH自由基清除率顯著高于其余山藥皮醇提物(p<0.05),清除率分別為94.85%和95.23%,但鐵棍山藥皮醇提物對(duì)超氧陰離子自由基清除能力最高,清除率為50.21%,菜山藥皮醇提物對(duì)三種自由基清除能力最低,這與其中活性成分含量一致,有研究表明[31],獼猴桃的抗氧化活性成分與抗氧化能力顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.72以上,充分證明活性成分對(duì)抗氧化能力具重要貢獻(xiàn)。五種山藥皮醇提物具有較高的羥基自由基和DPPH自由基清除能力,而其超氧陰離子自由基清除能力卻較低,由此可見,樣品的羥基自由基和DPPH自由基清除較高,其對(duì)超氧陰離子自由基清除能力不一定高,這可能是因?yàn)槠淇寡趸瘷C(jī)理的差異造成的,這與周萌等研究結(jié)果相似[32]。

圖5 不同品種山藥皮醇提物自由基清除率分析Fig.5 Analysis of free radical scavenging rate of alcohol extracts from different varieties of yam peel

2.4.2 不同品種山藥皮醇提物鐵離子還原能力和亞油酸氧化能力分析 由圖6可知,山藥皮品種的鐵離子還原能力和亞油酸氧化差異較大,不同山藥皮醇提物間,佛手山藥皮與鐵棍山藥皮、蘄春山藥皮、菜山藥皮醇提物亞油酸氧化能力差異顯著(p<0.05),但與利川山藥皮醇提物無顯著差異(p>0.05),五個(gè)品種山藥皮醇提物亞油酸氧化能力變化范圍為0.142～0.167,其中菜山藥皮醇提物亞油酸氧化能力最大,鐵棍山藥皮醇提物亞油酸氧化能力最小,由此可見鐵棍山藥皮醇提物抑制亞油酸氧化能力最高,其次是佛手山藥皮和利川山藥皮;五種山藥皮醇提物鐵離子還原能力差異顯著(p<0.05),從高到低排序?yàn)?佛手山藥皮>菜山藥皮>鐵棍山藥皮>蘄春山藥皮>利川山藥皮,平均值為0.0762 mol/L,變異系數(shù)為44.26%,表明品種差異較大,導(dǎo)致不同品種石榴花色苷含量差異的原因較多,如品種、種植地域、氣候、種植技術(shù)等[33],總的來說,佛手山藥皮醇提物抗氧化能力較高。

圖6 不同品種山藥皮醇提物鐵離子還原能力 和亞油酸氧化抑制能力分析Fig.6 Iron ion reduction ability and inhibition ability of linoleic acid oxidation in different kinds of yam extracts

2.5 相關(guān)性分析

對(duì)五種不同品種山藥皮醇提物中活性成分以及抗氧化能力進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果見表1。從表1可知,山藥皮醇提物的多酚、皂苷、黃酮及活性成分總含量幾個(gè)指標(biāo)之間均極顯著相關(guān)(p<0.01),而山藥皮醇提物的羥基自由基、超氧陰離子自由基清除能力與DPPH自由基清除率、亞油酸氧化能力均分別存在顯著正相關(guān)和顯著負(fù)相關(guān)性(p<0.05),表明具有相似反應(yīng)機(jī)理的抗氧化法測得的抗氧化性具有一定的相關(guān)性;山藥皮醇提物多酚、皂苷及活性成分總含量與DPPH自由基清除率存在極顯著正相關(guān)(p<0.01),黃酮含量與DPPH自由基清除率呈顯著正相關(guān)(p<0.05)，活性成分總含量與羥基自由基、超氧陰離子自由基清除能力呈顯著正相關(guān)(p<0.05),但與其鐵離子還原能力不存在顯著相關(guān)性。與文獻(xiàn)[34]相比,既存在差異,又有相似性,Xue等[34]研究表明,棗果果皮中的總酚與鐵離子還原能力和DPPH自由基清除能力有顯著正相關(guān)。皂苷和活性成分總含量與亞油酸氧化能力呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05),相關(guān)系數(shù)分別為-0.733、-0.706,但多酚和黃酮與其無顯著相關(guān)性(p>0.05)。

表1 相關(guān)性分析數(shù)據(jù)Table 1 Relevance analysis data

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)用不同濃度乙醇對(duì)菜山藥皮進(jìn)行浸提,發(fā)現(xiàn)70%乙醇浸提的菜山藥皮醇提物多酚、皂苷、黃酮等活性成分含量和抗氧化能力均現(xiàn)在顯著高于其他濃度提取的醇提物;通過對(duì)湖北省內(nèi)五個(gè)山藥品種皮醇提物進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)多酚、皂苷和黃酮等活性成分和抗氧化能力在不同的品種間存在明顯的差異;在活性成分方面,其中佛手山藥皮醇提物中多酚、皂苷和黃酮含量以及活性成分總量最高,其次是鐵棍山藥,菜山藥皮醇提物三種活性成分最低;在抗氧化能力方面,鐵棍山藥皮醇提物對(duì)超氧陰離子清除能力最高,其次是蘄春山藥皮,利川山藥皮醇提物抑制亞油酸氧化能力最大;且不同品種山藥皮醇提物的多種活性成分之間相關(guān)性極顯著,抗氧化活性能力之間也存在一定相關(guān)性,而活性成分與抗氧化能力之間呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān);綜合活性成分和抗氧化能力,佛手山藥活性成分和抗氧化能力最高,其多酚、皂苷、黃酮、活性成分總量分別為2.46、12.52、6.12、21.06 mg/g,對(duì)羥基自由基、超氧陰離子和DPPD自由基清除率分別為94.85%、44.81%和95.23%,鐵離子還原能力和亞油酸氧化能力分別為0.112 mol/L、0.154。因此,本研究認(rèn)為,在進(jìn)行山藥皮的開發(fā)利用中,首先應(yīng)對(duì)品種進(jìn)行確定,再有針對(duì)性的進(jìn)行精深加工,根據(jù)不同品種的特性,開發(fā)不同的精深加工產(chǎn)品類型,滿足不同的市場的需求。