菠蘿冠葉抗氧化活性成分的提取及其在化妝品中的應(yīng)用

石磊 黃玲 龔盛昭

摘 ? ? ?要：作為食品加工的廢料，每年有大量的菠蘿冠葉被丟棄，這造成了嚴重的資源浪費和環(huán)境污染。而菠蘿冠葉中富含抗氧化功效的黃酮類和酚類等化合物，具有非常優(yōu)良的抗氧化、降血脂和抗炎抑菌等功效。因此，開展菠蘿冠葉的提取研究將有助于提高菠蘿冠葉的利用率和產(chǎn)品附加值。以菠蘿冠葉為原料，以水和乙醇為溶劑，通過超聲波輔助提取法對菠蘿冠葉進行了提取研究，并對水提取物和乙醇提取物的抗氧化性能進行了考察，具體包括對Fe3+的還原能力、二苯基苦基肼自由基（DPPH）與羥基自由基（OH）的清除效果。結(jié)果表明：菠蘿冠葉提取物具有良好的抗氧化性能，對DPPH和OH都具有較高的清除效果;此外，該菠蘿冠葉提取物還可以成功應(yīng)用到素顏霜產(chǎn)品中，并具有良好的穩(wěn)定性能。

關(guān) ?鍵 ?詞：菠蘿冠葉;超聲波輔助提取;抗氧化

中圖分類號：Q946.8 ? ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）10-2148-04

Abstract： As the waste of food processing， a large number of pineapple leaves are discarded every year， resulting in the serious waste of resources and environmental pollution. However， the pineapple leaves are rich in flavonoids and phenols， which have excellent antioxidant， hypolipidemic， anti-inflammatory and bacteriostatic effects. Hence， the research on the extraction of pineapple leaves would be conducive to improve their utilization and product values. In this paper， pineapple leaves were extracted by ultrasonic assisted extraction method with water and ethanol as solvent， and the antioxidant properties of the water extracts and ethanol extracts were investigated， including the reduction ability of Fe3+， the scavenging effect of DPPH and OH. The results showed that the extracts of pineapple leaves had good antioxidant properties and high scavenging effect on DPPH and OH. In addition， the extracts of pineapple leaves were also successfully applied into the gloss cream product with good stability.

Key words： Pineapple leaf; Ultrasound extraction; Antioxidation

隨著人們對健康關(guān)注程度的提高，天然植物提取物逐漸受到人們的認可和喜愛[1-2]。菠蘿因其葉冠形狀而被稱為“水果之王”，目前菠蘿種植已遍布熱帶和亞熱帶地區(qū)，是一種重要的園藝產(chǎn)業(yè)[3]。菠蘿不僅是一種味道鮮美的熱帶水果，而且還具有抗菌消炎、促進新陳代謝、降血脂等功效，在食品和醫(yī)藥保健品等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用[4-5]。

作為一種經(jīng)濟作物，我國大部分菠蘿被廣泛用于食品加工和制作食品添加劑。其加工的副產(chǎn)物—菠蘿冠葉等廢料卻被丟棄，這造成了嚴重的資源浪費和環(huán)境污染。目前，僅部分的菠蘿冠葉廢料被用于生產(chǎn)飼料、工業(yè)乙醇、沼氣和紙漿纖維等低產(chǎn)值工業(yè)品[6-7]。據(jù)研究表明，菠蘿冠葉中含有豐富具有雙鍵、共軛雙鍵或叁鍵結(jié)構(gòu)的黃酮類和酚類化合物，而這些黃酮類和多酚類物質(zhì)具有非常優(yōu)良的抗氧化、降血脂和抗炎抑菌等功效[4，8-9]。因此，開展菠蘿冠葉的提取研究能有助于提高菠蘿冠葉的利用率和產(chǎn)品附加值，具有重要的科學(xué)意義與實用價值。

本項工作分別以乙醇和水為溶劑，利用超聲提取法對菠蘿冠葉中抗氧化活性成分進行了提取研究，并對其體外抗氧化活性進行了性能測試，同時還開展了其在化妝品產(chǎn)品中的應(yīng)用研究。本項工作為實現(xiàn)菠蘿廢棄物的綜合利用和提高其產(chǎn)品附加值提供了理論指導(dǎo)，具有一定的借鑒意義。

1 ?實驗部分

1.1 ?實驗材料與試劑

菠蘿冠葉為鳳梨科鳳梨屬植物菠蘿，于2019年4月購自海南省三亞市。

2，2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基、鐵氰化鉀、三氯化鐵、三氯乙酸、無水乙醇，均為分析純，購自天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2 ?主要儀器和設(shè)備

紫外可見分光光度計（UV-1800PC-DS2），上海美譜達儀器有限公司;電子分析天平（AUY-220），日本島津公司;電子天平（YP502N），上海箐海儀器有限公司;循環(huán)水真空泵（SHZ-D），鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;雙頻數(shù)控超聲波清洗器（KQ-200VDV），昆山市超聲儀器有限公司;高速分散劑（T18）和頂置式機械攪拌器（RW 20），德國IKA艾卡儀器設(shè)備有限公司。

1.3 ?菠蘿冠葉的預(yù)處理

將菠蘿冠葉洗凈后室溫下晾干，然后在真空烘箱中（50 ℃）抽真空烘干;繼而用多功能碎菜機進行粉碎，制得菠蘿葉粉末。

1.4 ?超聲波輔助提取工藝

1）稱取50 g菠蘿葉粉末，加150 mL去離子水或80%乙醇，置于頻率80 kHz和功率為200 W超聲波清洗器中，在50 oC下超聲1 h后，收集上清液;其濾渣用100 mL溶劑再提取1次;合并濾液后減壓過濾掉不溶物，并定容至250 mL，得到質(zhì)量濃度為0.20 g·mL-1的菠蘿冠葉提取液。

2）用去離子水或80%乙醇分別稀釋上述提取液，得到質(zhì)量溶度分別為0.05、0.10、0.15、0.20 g·mL-1的提取液溶液。

1.5 ?對Fe3+的還原能力測定[10]

取1 mL不同質(zhì)量濃度的樣品溶液，加入1% K3Fe（CN）6溶液1 mL，混勻后于50 ℃下恒溫20 min;接著加入10%三氯乙酸溶液1 mL終止反應(yīng)，再加入去離子水2 mL和1.0 g·L-1 FeCl3溶液0.4 mL進行顯色;然后離心取上清液（4 000 r·min-1， 10 min），在700 nm波長處測量吸光度。

1.6 ?DPPH·的清除力測定

菠蘿葉提取物的DPPH·清除力測定方法與參考文獻類似[11]。其中，實驗組：2 mL樣品+2 mL DPPH·溶液（0.2 mmol·L-1）;對照組：2 mL樣品+2 mL無水乙醇;空白組：2 mL 無水乙醇+2 mL DPPH·溶液。之后，將實驗組、對照組和空白組置于黑暗條件下反應(yīng)30 min，然后用無水乙醇調(diào)零，在510 nm波長下測定吸光度。

1.8 ?素顏霜的制備工藝

1）準確稱取水相各組成分，攪拌并加熱到85 ℃待用，保溫2 min;

2）準確稱取油相各組成分，加熱到65 ℃并在5 000 r·min-1速度下均質(zhì)，再加熱到80 ℃待用;

3）在攪拌下，將水相溶液緩慢加入油相溶液中，并且在10 000 r·min-1速度下混合均勻;

4）攪拌冷卻至45 ℃左右，加入香精和苯氧乙醇，再將素顏霜樣品在10 000 r·min-1速度下均質(zhì) ? 1 min，接著自然冷卻至室溫。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?超聲波輔助提取工藝

提取植物提取物的經(jīng)典方法為水或乙醇的加熱浸提法。雖然該法成本低廉、易于操作、工藝簡明，但是加熱浸提法采用的浸提溫度大多為70 ℃以上，耗能多，提取時間長，提取率低。另一類常見的提取方法則是酸或堿提取法，由于提取過程不容易控制反應(yīng)條件，且酸堿濃度過高時會有腐蝕性，容易造成其生物活性的降低。目前，多種新技術(shù)如超聲波輔助提取、微波輔助提取、酶法輔助提取、半仿生提取的使用在一定程度上彌補了傳統(tǒng)工藝的缺陷。其中，超聲波輔助提取可以有效利用超聲波的空化效應(yīng)和機械效應(yīng)使溶劑快速滲入細胞內(nèi)部，從而使有效成分迅速溶解并快速離開細胞膜和細胞壁，進入主體溶劑;同時該方法不僅具有設(shè)備價格低廉、技術(shù)成熟等優(yōu)勢，而且提取過程快速高效，能夠避免作用時間過長而引發(fā)的各種副反應(yīng)，確保有效成分最大限度地被提取，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦吞崛〖夹g(shù)。

本項研究是以菠蘿冠葉為原料，采用超聲波輔助提取技術(shù)進行提取。其提取工藝方法大致可以簡述為：菠蘿冠葉洗凈→烘干→粉碎→超聲波處理（水提取或乙醇提?。^濾→上清液蒸發(fā)濃縮→稀釋提取液→測定。

2.2 ?提取物對Fe3+的還原能力

菠蘿冠葉提取物中的抗氧化活性物質(zhì)可以將鐵氰化鉀還原為亞鐵氰化鉀，繼而生成普魯士藍 K4[Fe（CN）6]3。由于K4[Fe（CN）6]3在700 nm處有很大的吸光值，故而通過測量反應(yīng)液700 nm處的吸光度值就可以間接檢測菠蘿冠葉提取物的還原能力。因此，根據(jù)普魯士蘭法測定樣品還原力原理，700 nm處的吸光度值越大，則說明提取物樣品的還原力越強。

由圖1可知，菠蘿冠葉提取物的還原能力隨著其質(zhì)量濃度的增大而增強，并且乙醇提取物的還原能力明顯高于水提取物。

2.3 ?提取物對DPPH·的還原能力

二苯代苦味酰基自由基（DPPH·）是一種性能相對穩(wěn)定的自由基，在510 nm處有強吸收峰。還原性物質(zhì)能使其510 nm處的吸光值降低，并且使溶液顏色褪去[12]。因此，本項工作采用分光光度計法來測量提取物對DPPH·的清除效果，進而考察菠蘿葉提取物的抗氧化能力。由圖2可知，在DPPH·自由基反應(yīng)體系中，0.10 mg·mL-1質(zhì)量濃度以上的菠蘿提取物對DPPH·都擁有較高的清除作用（≥70%），而且乙醇提取物的清除效果會比水提取物的更高。

2.4 ?提取物對·OH的還原能力

羥基自由基是一種高化學(xué)活性的活性氧自由基，具有較強的氧化性能和細胞傷害能力[13]。由圖3可知，乙醇提取物對·OH的清除效果明顯高于水提取物，并且在0.025 mg·mL-1質(zhì)量濃度時就能去除68%的·OH。相比之下，水提取物對·OH的清除能力與質(zhì)量濃度之間有良好的相關(guān)性，呈劑量依賴性。

2.5 ?菠蘿冠葉提取物在化妝品中的應(yīng)用

近年來，人們開始追求“綠色、自然、健康、環(huán)保”等生活理念，消費者更愿意購買綠色、健康、安全的天然護膚品和有機護膚品[14-16]。相比于傳統(tǒng)的人工合成型抗氧化劑，天然抗氧化劑更符合“綠色概念”與“植物來源”的特征。因此，本項工作嘗試將菠蘿冠葉提取物添加到素顏霜產(chǎn)品中，以開展其應(yīng)用研究。

實驗表明，通過添加0.1%～2%質(zhì)量分數(shù)的菠蘿冠葉提取物，該素顏霜產(chǎn)品在室溫下都能保持產(chǎn)品性能穩(wěn)定（不分層、不破乳），而且皮膚涂抹后未出現(xiàn)肌膚刺激等不良反應(yīng)。素顏霜配方成分見表1。

3 ?結(jié)束語

通過超聲波輔助提取技術(shù)提取了菠蘿冠葉中的抗氧化成分，并且考察了菠蘿冠葉提取物的體外抗氧化功效，開展了其在素顏霜產(chǎn)品中的應(yīng)用研究。結(jié)果表明：菠蘿冠葉提取物能有效還原三價鐵離子（Fe3+）和清除DPPH·自由基與·OH自由基，同時還在化妝品產(chǎn)品中表現(xiàn)出了良好的兼容性和穩(wěn)定性。

綜上所述，菠蘿冠葉提取物具有良好的抗氧化性，可作為一種優(yōu)良的天然抗氧化劑。

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