薺菜中硫苷的提取工藝及抗氧化活性研究

王風雷 ， 趙功玲 ，李曉蝶

（1.河南科技學院食品學院，河南新鄉(xiāng) 453003；2.鄭州旅游職業(yè)學院烹飪食品系，河南鄭州 451464）

薺菜為十字花科的一、二年生草本植物，具有較高的營養(yǎng)價值，是人們喜愛的野菜[1]。薺菜性味甘平，全株皆能入藥，可以和脾、止血、明目，具有較高的藥用價值[2-3]。

硫苷（硫代葡萄糖苷），是一類含硫的葡萄糖衍生物的總稱，截至目前已經發(fā)現(xiàn)有近120種[4]。硫苷主要以硫苷-黑介子酶體系的形式廣泛分布于十字花科植物的根、莖、葉及種子中[5-6]。硫苷具有親水性，本身化學性質穩(wěn)定，但是在自身或外界酶的作用下會發(fā)生復雜的酶解反應，生成異硫氰酸酯、葡萄糖、硫酮[7-8]等。研究發(fā)現(xiàn)，硫苷及其降解產物具有抗癌、抗突變、抗菌活性[9-10]。

國內外學者對十字花科植物中的硫苷研究較多，但主要集中在栽培種類蔬菜，如西蘭花、蘿卜、油菜等[11-14]，但對野菜的研究較少，對薺菜中硫苷的研究未見相關報道。試驗以薺菜為原料，優(yōu)化硫苷的提取工藝，并研究硫苷的抗氧化活性，為薺菜中硫苷的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

薺菜，春季采摘于河南省新鄉(xiāng)市原陽縣黃河灘的荒地。

氯化鈀、羧甲基纖維素鈉、無水乙醇、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH），以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

800型低速離心沉淀機，常州市國華儀器廠產品；WFT7200型可見分光光度計，上海龍尼柯儀器有限公司產品；電熱恒溫水浴振蕩器，北京長安科學儀器廠產品；冷凍干燥儀，上海豫明儀器有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 硫苷含量測定方法

參考文獻[15-16]，用氯化鈀作為顯色劑，用分光光度法測定硫苷含量。取一定濃度的硫苷標準液2 mL于比色管中，加入4 mL質量分數(shù)為0.15%的羧甲基纖維素鈉，搖勻后再加入2 mL濃度為8 mmol/L的氯化鈀顯色液，室溫下放置2 h后，以轉速3 000 r/min離心15 min，收集上清液，于波長540 nm處測定吸光度，測得回歸方程為：Y=0.914X+0.049 2，R2= 0.98。式中，Y為測定液在540 nm處的吸光度；X為硫甙質量濃度。用提取的樣品濾液取代硫苷標準液，顯色并測定吸光度，按如下公式計算硫苷提取率。

式中：C——依據(jù)回歸方程計算硫苷含量，mg/mL；

V——提取液總體積，mL；

m——薺菜（干量），g。

1.3.2 硫苷提取的工藝流程及方法

工藝流程：薺菜→清洗→脫水干燥→粉碎→溶劑浸提→過濾→濾液→旋轉蒸發(fā)→硫苷粗品。

（1）脫水干燥。在105℃恒溫干燥箱中烘干，以達到脫水滅酶的目的。

（2）提取方法。取1 g薺菜粉末，加入一定體積分數(shù)的乙醇水溶液20 mL，密封，在一定溫度下浸提一段時間，過濾，取濾液，相同方法提取硫苷3次，合并提取液，加活性炭脫色，測定硫苷含量。

1.3.3 單因素試驗

（1）乙醇體積分數(shù)對薺菜中硫苷提取率的影響。取5份1 g薺菜粉末，分別加入乙醇體積分數(shù)為50%，60%，70%，80%，90%的溶液20 mL，密封，于70℃恒溫水浴振蕩器中提取30 min，然后按照1.3.2中方法提取硫苷并測定含量。每組做3個平行試驗。

（2）料液比對薺菜中硫苷提取率的影響。取6份1 g薺菜粉末分別加入體積分數(shù)為70%的乙醇溶液5，10，15，20，25，30 mL，后續(xù)操作如 1.3.2。

（3）提取溫度對薺菜中硫苷提取率的影響。取5份1 g薺菜粉末分別加入體積分數(shù)為70%的乙醇溶液20 mL，密封，分別于30，40，50，60，70，80℃恒溫水浴振蕩器中提取30 min，后續(xù)操作如1.3.2。

（4）提取時間對薺菜中硫苷提取率的影響。取5份1 g薺菜粉末，分別加入體積分數(shù)為70%的乙醇溶液20 mL，密封，置于70℃恒溫水浴振蕩器中，分別提取10，20，30，40，50 min，后續(xù)操作如1.3.2。

1.3.4 正交試驗設計

為了進一步確定薺菜中硫苷的最佳提取條件，在單因素試驗的基礎之上，綜合各因素之間的交互作用，以提取時間、料液比和提取溫度作為考查因素，以硫苷提取率為指標，設計正交試驗。

1.3.5 硫苷抗氧化性能測定

配制不同質量濃度的薺菜硫苷（粗提物），參考文獻[17]，測定硫苷清除DPPH·的能力。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 乙醇體積分數(shù)對薺菜中硫苷提取率的影響

乙醇體積分數(shù)對薺菜中硫苷提取率的影響見圖1。

圖1 乙醇體積分數(shù)對薺菜中硫苷提取率的影響

由圖1可知，乙醇體積分數(shù)為50%~70%時，隨著乙醇體積分數(shù)的增大，硫苷提取率升高；當高于此范圍時，乙醇的體積分數(shù)與硫苷提取率呈負相關。根據(jù)相似相溶原理，乙醇的體積分數(shù)不同，則極性各不相同，對溶質的溶解程度存在差異，乙醇體積分數(shù)大于70%，硫苷提取率減少，可能是由于溶劑與硫苷極性的相似程度降低。因此，確定乙醇體積分數(shù)為70%。

2.1.2 料液比對薺菜中硫苷提取率的影響

料液比對薺菜中硫苷提取率的影響見圖2。

圖2 料液比對薺菜中硫苷提取率的影響

由圖2可知，隨著樣品中料液比的不斷增大，硫苷提取率逐漸增大。在料液比為1∶20，1∶25，1∶30時硫苷提取率相對很高，并且增幅很小，因此選擇料液比1∶20為最佳。

2.1.3 提取溫度對薺菜中硫苷提取率的影響

提取溫度對薺菜中硫苷提取率的影響見圖3。

圖3 提取溫度對薺菜中硫苷提取率的影響

由圖3可知，隨著提取溫度的逐漸升高，硫苷提取率不斷增大；當溫度升高至70℃時，提取率達到最大，隨后趨于穩(wěn)定狀態(tài)。一定情況下，當提取溫度升高時，薺菜粉末中的硫苷擴散到溶劑中的速度加快，硫苷提取率也升高；溫度過高時，可能會引起部分硫苷發(fā)生分解反應，使硫苷提取率降低[18]。因此，選取最適的提取溫度是70℃。

2.1.4 提取時間對薺菜中硫苷提取率的影響

提取時間對薺菜中硫苷提取率的影響見圖4。

圖4 提取時間對薺菜中硫苷提取率的影響

由圖4可知，在10~30 min，隨著提取時間延長，硫苷提取率逐漸增大，在30 min時達到最大值，此后，隨著時間的延長，提取率趨向穩(wěn)定且稍有降低。乙醇提取硫苷是一個擴散過程，隨著提取時間延長，硫苷和提取劑之間最終達到動態(tài)平衡，提取率達最大值；若再增加提取時間，提取率增加不明顯。因此，最適提取時間為30 min。

2.2 正交試驗設計與結果分析

2.2.1 正交試驗因素與水平設計

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

2.2.2 正交試驗結果與分析

薺菜中硫苷提取正交試驗結果見表2。

由直觀分析可以看出，提取硫苷的最佳工藝參數(shù)為A2B2C3，即提取溫度70℃，提取時間30 min，料液比1∶25。由極差分析可知，最佳工藝參數(shù)為A3B3C3，即提取溫度80℃，提取時間40 min，料液比1∶25；影響提取效率最大的因素是提取溫度，料液比次之，影響較小的因素是提取時間。綜合提取率及節(jié)約能源考慮，選取A2B2C3為提取硫苷的最佳工藝參數(shù)。在乙醇體積分數(shù)70%，提取溫度70℃，提取時間30 min，料液比1∶25的條件下，重復5次提取硫苷，得到硫苷的平均提取率為56.2 mg/g，說明最佳工藝參數(shù)準確可靠。

表2 薺菜中硫苷提取正交試驗結果

2.3 硫苷清除DPPH·的測定結果

硫苷對DPPH·的清除率見圖5。

圖5 硫苷對DPPH·的清除率

由圖5可知，薺菜中硫苷具有清除DPPH·的能力，且隨著硫苷質量濃度的增大，清除能力也逐漸增大。在硫苷的質量濃度為0.4 mg/g時，清除DPPH·能力達到了94.2%。

3 結論

提取薺菜中硫苷的最佳工藝參數(shù)為提取溫度70℃，提取時間30 min，料液比1∶25，乙醇體積分數(shù)70%，硫苷提取率56.2 mg/g。

薺菜中硫苷具有清除DPPH·的能力，在質量濃度為0.4 mg/g時，清除DPPH·能力達到了94.2%。