柚子不同部位多酚和礦物質與抗氧化能力相關性研究

莊遠紅，劉靜娜，費 鵬，潘裕添，龐 杰

(1.閩南師范大學 生物科學與技術學院， 福建 漳州 363000；2.福建農林大學 食品科學學院， 福建 福州 350002)

柚子為蕓香科柑橘屬果實，是人們生活中常見的一種水果，含有豐富的活性物質，其中多酚類化合物對人體抗氧化、抗炎、抗癌、抗菌、預防心血管疾病和糖尿病等具有一定的功效[1]，已廣泛應用于食品與藥品工業(yè)；礦物質是酶不可缺少的活性分子，同時在生物氧化還原反應中起傳遞電子的運載作用，與抗氧化活性也存在密切關系[2]。研究擬對柚子不同部位的總酚、總黃酮、花青素、礦物質進行測定，并進行抗氧化性研究，探討各組分含量與還原力及·OH、DPPH·清除能力之間的相關性，為柚子相關產品在抗氧化上的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

琯溪蜜柚，漳州平和蜜柚種植基地。

1.2 儀器與設備

WK- 150型超微粉碎機，山東青州市精誠醫(yī)藥裝備制造有限公司；AR124CN型電子天平，奧豪斯儀器上海有限公司；HH- 2型數顯恒溫水浴鍋，金壇市科析儀器有限公司；FW100型高速萬能粉碎機，天津泰斯特儀器有限公司；KQ- 100DE型超聲波清洗機，江蘇昆山超聲儀器有限公司；UV- 1100型紫外可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；EH- 35A plus型微控數顯電熱板，德國萊伯泰科有限公司；Agilent 7500a 型ICP- MS，安捷倫科技有限公司。

1.3 樣品制備

選擇大小均勻，無機械傷和病蟲害的柚子，取柚子不同部位(黃皮、白皮、囊衣、果肉、柚籽)，真空冷凍干燥，粉碎后，取凍干樣品0.5 g，加入體積分數60%乙醇提取液10 mL于室溫下超聲提取10 min，4 000 r/min離心分離10 min，將分離后的沉淀重復上述過程提取2次，離心后合并上清液并定容至25 mL，于-2 ℃貯存[3]。

1.4 測定方法

1.4.1多酚類物質含量測定

總酚測定：福林酚法[4]；總黃酮測定：分光光度法[5]；花青素測定：參考劉桂玲測定方法[6]。

1.4.2礦物質含量測定

凍干樣品經硝酸、高氯酸混合酸消化后于ICP- MS上測定各礦物質含量[7]。

1.4.3抗氧化性測定

還原力測定：在2.5 mL pH值6.6的磷酸鹽緩沖液中加入1 mL待測樣品(空白組以60%乙醇代替)、2.5 mL 1 g/mL鐵氰化鉀混合，50 ℃恒溫水浴20 min，再加入2.5 mL 10 g/mL三氯乙酸，5 000 r/min離心10 min，取上清液2.5 mL，加2.5 mL蒸餾水、0.5 mL 0.1 g/mL FeCl3，混勻后靜置10 min，于700 nm測定吸光度，計算還原力，見式(1)[8]。

還原力=A樣品-A空白。

(1)

DPPH·清除率測定：取2 mL DPPH乙醇溶液(0.1 mol/L)(本底組以60%乙醇代替)、待測樣品1 mL(空白組以60%乙醇代替)，搖勻，避光20 min后于517 nm處測定吸光度，每個處理3次重復，計算清除率，見式(2)[9]。

DPPH·清除率=
[A空白-(A樣品-A本底)]/A空白×100%。

(2)

·OH清除率測定：取1.5 mL鄰二氮菲(5 mmol/L)、2.0 mL PBS磷酸鹽緩沖液(pH 值7.4)、1.0 mL FeSO4(0.75 mmol/L)，立即混勻后加入待測樣品1.0 mL(陰性對照組和正常組用60%乙醇代替)，混勻，再加入1.0 mL H2O2(體積分數0.1%)(正常組不加H2O2溶液，以蒸餾水代替)，在37 ℃水浴中反應30 min，536 nm處測定吸光度，每個處理3次重復，計算清除率，見式(3)[10]。

·OH清除率=
[(A樣品-A對照)/(A正常-A對照)]×100%。

(3)

2 結果與分析

2.1 柚子不同部位多酚類物質含量分析

柚子各部位總酚含量遠遠高于總黃酮和花青素，見圖1?？偡雍坑筛叩降鸵来问牵狐S皮、白皮、囊衣、果肉、柚籽，白皮、囊衣、黃皮三者總酚含量數值上相差不大，而果肉、柚籽總酚僅為黃皮的1/3左右，各部位總酚含量在統(tǒng)計學上存在顯著差異(P<0.05)?？傸S酮含量由高到低依次為：囊衣、柚籽、白皮、黃皮、果肉，囊衣最高，果肉僅為0.389 mg/g，這是因為白皮、囊衣中大量纖維素易與黃酮類物質結合，對黃酮類物質有一定富集作用[11]，各部位的總黃酮含量存在顯著差異(P<0.05)。柚子花青素含量較低，花青素含量由高到低依次為：果肉、柚籽、黃皮、白皮、囊衣，其中果肉含量最高，這可能與果肉中蔗糖含量高有關，有研究表明蔗糖可誘導花青素合成基因的表達[12]；囊衣花青素含量最低，白皮與囊衣的花青素含量差異不顯著(P>0.05)。

同種多酚物質柱形不同小寫字母表示在0.05 水平差異顯著。圖1 柚子不同部位多酚類物質含量Fig.1 Polyphenols contents in different parts of pomelo

2.2 柚子不同部位礦物質含量分析

通過ICP- ASE(電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜)法對柚子各部位凍干樣品的22種礦物質進行檢測，其中Be、Ni、As、Cd未檢出(見表1)。從表1可知，柚子中含有豐富的對人體有益的K、 Ca、Mg、Mn、Na、Fe 等元素，其中K、Ca、Mg元素含量高，黃皮中檢出的K、Ca、Mg、Mn、Na、Cu、Pb均大大高于其他部位，Pb、Co、Sb、Ag僅在黃皮中檢出，但Co、Sb、Ag含量極低，Pb質量比達319.542 μg/kg(干重)，黃皮中礦物質含量高可能與鉀鈣鎂等肥料施用、表皮農藥殘留和大氣環(huán)境污染有關；白皮中僅檢出K、Ca、Mg、Fe56、Se，說明白皮不易富集礦物質。

表1 柚子不同部位的礦物質含量

2.3 柚子不同部位抗氧化能力分析

同種多酚物質柱形不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。圖2 柚子各部位醇提液的抗氧化能力Fig.2 Antioxidant abilities of alcohol extracts in different parts of pomelo

柚子各部位醇提液的還原力由高至低依次為：黃皮、果肉、柚籽、白皮、囊衣，見圖2。黃皮的還原力與其他4個部位存在顯著差異(P<0.05)，果肉與柚籽、囊衣與白皮之間差異不顯著(P>0.05)；各部位醇提液對DPPH·清除率由高至低依次為：囊衣、果肉、黃皮、白皮、柚籽，但差異不顯著(P>0.05)?！H是已知活性最強的氧化劑，可以和所有細胞成分反應，對機體危害極大。從圖2可以看出，柚子各部位醇提液對·OH清除率由高至低依次是：黃皮、囊衣、白皮、柚籽、果肉，黃皮醇提液對·OH的清除率達46.58%，與其他部位差異顯著(P<0.05)，囊衣、果肉、柚籽三者對·OH的清除率差異顯著(P<0.05)，白皮與囊衣、白皮與柚籽醇提液對·OH的清除率差異不顯著(P>0.05)。

2.4 柚子多酚類物質、礦物質與抗氧化能力相關性分析

花青素與總酚、總黃酮呈極顯著負相關(P<0.01)，總酚與Ca、·OH清除率顯著相關(P<0.05)，3種多酚類物質與還原力無顯著相關性(P>0.05)，DPPH·清除率與多酚類物質及K、Ca、Mg之間不存在相關性(P>0.05)，而K、Ca、Mg之間及它們與還原力、·OH清除率均存在極顯著正相關(P<0.01)，見表2。

3 討論與結論

柚子中含有豐富的生物活性成分，而酚類化合物是其中最重要的部分，酚類化合物包含簡單酚類、酚酸、類黃酮、單寧等[13]，不同品種柚子及不同部位各種酚類物質含量各不相同。于杰等[1]對幾種地方名柚果實囊衣、汁胞的總酚、總黃酮、類黃酮含量進行測定，發(fā)現囊衣的總黃酮和類黃酮含量較高；張昭[14]以重慶10個地方成熟柚子為對象，檢測了黃皮層、白皮層、囊衣、汁胞、種子5個部位的總酚、總黃酮含量，發(fā)現蜜柚總酚含量由高到低依次為白皮層、囊衣、黃皮層、汁胞、種子，種子總黃酮含量最高，其次為黃皮層、白皮層、囊衣、汁胞。本實驗對漳州平和地區(qū)琯溪蜜柚不同部位(黃皮、白皮、囊衣、果肉和柚籽)總酚、總黃酮、花青素進行測定，發(fā)現各部位總酚含量明顯高于總黃酮和花青素，果肉中花青素含量最高?？傸S酮含量由高到低依次為：囊衣、柚籽、白皮、黃皮、果肉，且存在顯著差異(P<0.05)，囊衣總黃酮含量最高與于杰等[1]研究結果一致，果肉總黃酮含量最低與張昭[14]的研究一致。總酚含量由高到低依次為：黃皮、白皮、囊衣、果肉、柚籽，差異顯著(P<0.05)，該順序與張昭[14]的研究結論大體一致，但可能因為種植地區(qū)差異，重慶琯溪蜜柚白皮總酚含量最高，漳州平和琯溪蜜柚則以黃皮為最。但總體可以看出，蜜柚果皮、囊衣中的總酚、總黃酮均高于果肉，所以對于廢棄的果皮、囊衣，更值得提取和研究其活性成分。

表2 多酚類物質、礦物質與抗氧化能力相關性

*表示0.05水平顯著相關(雙尾)；** 表示0.01水平顯著相關(雙尾)；n=15。

柚子種植過程中施用大量礦物肥是柚子礦物質含量豐富的原因。Xu等[15]、徐貴華等[16]研究了胡柚、蜜柑和椪柑果皮中的7種主要礦物質含量，發(fā)現果皮中K含量最高，其次是Ca和Mg。本實驗通過ICP- ASE法對琯溪蜜柚各部位凍干樣品的22種元素進行檢測發(fā)現，蜜柚含有豐富的K、Ca、Mg、Mn、Na、Fe等元素，其中K、Ca、Mg元素含量較高；黃皮更易富集礦物質，而白皮中礦物質種類及含量極低；黃皮中Pb質量比達319.542 μg/kg(未超出水果制品Pb 1.0 mg/kg的國家標準限量)，這與黃皮直接接觸環(huán)境尾氣污染和表皮農藥殘留有關，日后種植過程中應注意種植的環(huán)境品質及農藥的合理使用。

自由基清除率、鐵離子還原力(FRAP)等是評價提取物抗氧化功效的重要指標。于杰等[1]發(fā)現地方名柚果實囊衣、汁胞抗氧化能力各不相同，汁胞DPPH自由基清除率和FRAP高于囊衣，而囊衣ABTS自由基清除率則高于汁胞；張昭[14]發(fā)現蜜柚黃皮層和囊衣的DPPH自由基清除率和FRAP高于其他部位，種子抗氧化能力最低。眾多研究認為柑橘屬提取液抗氧化能力與多酚類物質含量密切相關，比如Xu等[15]發(fā)現蜜柑和椪柑多酚類物質與抗氧化能力具有極顯著相關性(P<0.01)；張昭等[17]發(fā)現柚子囊衣總酚、總黃酮與ABTS自由基清除率，汁胞和種子的總酚、總黃酮與FRAP、DPPH和ABTS自由基清除率，種子總黃酮與FRAP的相關性具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。張桂偉[18]研究發(fā)現，葡萄柚總酚含量與FRAP、DPPH、ABTS自由基清除率，總黃酮與DPPH自由基清除率都有極顯著的相關性(P<0.01)，總黃酮與FRAP、ABTS自由基清除率顯著相關(P<0.05)。本實驗發(fā)現，漳州平和琯溪蜜柚黃皮醇提液的還原力和·OH清除率最高，而囊衣醇提液對DPPH·清除率最高，達到95.24%。但相關性分析表明，3種多酚類物質與還原力、DPPH·清除率均無顯著相關性(P>0.05)，僅總酚與·OH清除率顯著相關(P<0.05)。研究同時發(fā)現，蜜柚各部位礦物質含量與抗氧化能力具有一定相關性，其中K、Ca、Mg與還原力、·OH清除率均存在極顯著正相關(P<0.01)，而與DPPH·清除率不存在顯著相關性(P>0.05)，可能與K、Ca、Mg的生理功能有關。徐應文[19]研究認為適量鉀可以提高植物抗氧化酶活性；吳娟等[20]研究認為外源鈣能有效促進可溶性蛋白合成，提高抗氧化酶活性和抗氧化物質含量；潘曉麗等[21]對比了大黃素與大黃素- Mg配合物對超氧陰離子自由基、·OH、DPPH·清除率，發(fā)現大黃素- Mg配合物的抗氧化活性相對于配體大黃素有顯著提高。但目前尚未有研究闡述提取物中K、Ca、Mg與抗氧化能力之間的相關性，其作用機理還有待進一步研究。