楊曉娜 陳自宏 姜龍?jiān)?徐 玲 謝雯穎 趙海云
(1 保山學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院 云南保山 678000 2 大理州食品檢驗(yàn)檢測(cè)院 云南大理 67100)
洋紫荊(Bauhinia variegata)為蘇木科羊蹄甲屬半落葉喬木,是一種良好的觀賞和蜜源植物[1]。在中國主要分布在福建、廣東、廣西、云南等地,同時(shí)還分布于越南、印度、古巴等地,且世界各國均有栽培[2]。洋紫荊花瓣較大,顏色鮮艷,略微帶芳香味,花期為每年11月至次年4月,常作為行道樹種植在道路旁,其自然飄落的花瓣,經(jīng)常作為垃圾廢棄,浪費(fèi)了寶貴的天然色素資源。因此,挖掘洋紫荊花色苷的提取工藝,探究其抗氧化活性,對(duì)于開發(fā)新型染料,提高洋紫荊的綜合利用具有重要意義。
花色苷屬于黃酮類物質(zhì),存在于植物的果實(shí)、根、莖、葉、花等器官中。其作為一種天然食用色素,安全、無毒、資源豐富,具有一定的營養(yǎng)和藥理作用,在食品、化妝品和醫(yī)藥領(lǐng)域有著巨大應(yīng)用潛力[3]?;ㄉ諏?duì)人體具有許多保健功能,例如,清除體內(nèi)自由基、抗腫瘤、抗癌、抗炎、抑制脂質(zhì)過氧化和血小板凝集、預(yù)防糖尿病、減肥、保護(hù)視力等[4]。國內(nèi)、外對(duì)洋紫荊的研究主要集中在生物學(xué)特性[5]、種子繁殖[6-8]、無性繁殖[9-10]、觀賞價(jià)值及藥用價(jià)值[11-14]等方面。羊蹄甲屬的紅花羊蹄甲花瓣中的花色苷的提取方法包括有機(jī)溶劑法、微波法及超聲波法,均以吸光度為評(píng)價(jià)指標(biāo)。而以洋紫荊為實(shí)驗(yàn)材料,以花色苷含量為指標(biāo),且運(yùn)用響應(yīng)面優(yōu)化花色苷提取工藝及抗氧化活性的研究鮮有報(bào)道。本研究采用有機(jī)溶劑法提取洋紫荊花瓣中的花色苷,討論乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、提取溫度和提取時(shí)間對(duì)花色苷含量的影響,通過單因素方差分析建立花色苷含量與單因素之間的關(guān)系,通過響應(yīng)面法進(jìn)行優(yōu)化,同時(shí)對(duì)洋紫荊花色苷進(jìn)行體外抗氧化能力分析。既能豐富和完善響應(yīng)面法優(yōu)化植物花色苷提取工藝的研究,又能促進(jìn)天然色素的開發(fā)和利用,為實(shí)現(xiàn)洋紫荊綜合利用奠定基礎(chǔ)。
1.1 實(shí)驗(yàn)用品
材料:洋紫荊(花期為11月至次年4月)花瓣,材料來源于保山市潞江壩。將洋紫荊花瓣置于室內(nèi)陰涼處自然晾干,粉碎機(jī)粉碎,分別過100 目、80 目、60 目、40 目、20 目篩,裝袋封存,避光備用。
主要試劑:無水乙醇、醋酸鈉、氯化鉀、鹽酸、乙酸、蒸餾水、鄰苯三酚、硫酸亞鐵、過氧化氫、雙氧水等均為分析純(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。
主要實(shí)驗(yàn)儀器:XBLL-25Ak 快樂小貝食品料理機(jī)(上海帥佳電子科技有限公司)、標(biāo)準(zhǔn)篩(浙江上虞市道墟五四儀器廠)、CP114 電子分析天平[奧豪斯儀器(上海)有限公司]、UV-5100 紫外/可見分光光度計(jì)(安徽皖儀科技股份有限公司)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 洋紫荊花色苷最大吸收波長(zhǎng)的確定方法單因素的固定條件為浸泡時(shí)間2 h、提取劑的濃度為0.1%鹽酸-乙醇溶液(乙醇體積分?jǐn)?shù)60%)、提取時(shí)間40 min、提取溫度40℃、篩目60 目、料液比1∶30 g/mL。準(zhǔn)確稱取篩目為60 目的洋紫荊花瓣粉末樣品1 g,按照料液比為1∶30 g/mL 浸沒洋紫荊花瓣粉末,浸泡2 h。2 h 后轉(zhuǎn)移至溫度為40℃的水浴鍋中提取40 min,將提取液抽濾,得到花色苷粗提液。用紫外/可見分光光度計(jì)檢測(cè)可見光區(qū)花色苷的最大吸收波長(zhǎng)。
1.2.2 洋紫荊花色苷含量的測(cè)定方法 采用pH示差法測(cè)定花色苷含量[15]。取1 mL 的洋紫荊花色苷提取液,分別用0.025 mol/L 鹽酸-氯化鉀緩沖液(pH=1.0)和0.4 mol/L 醋酸鈉緩沖液(pH=4.5)稀釋至50 mL,避光放置20 min 后,在λmax(λ536 nm)和λ700 nm處測(cè)定吸光度值(A)。并按以下公式計(jì)算花色苷的含量。
花色苷含量:X=(ΔAVnM)/(εmL)
式中,ΔA=[Aλmax(pH=1.0)-Aλ700nm(pH=1.0)]-[Aλmax(pH=4.5)-Aλ700nm(pH=4.5)];M為矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾質(zhì)量449 g/mol;ε為矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)26 900 L/(mol·cm);V為稀釋后的總體積(mL);n為稀釋倍數(shù)(5 倍);m為紅花樣體積花瓣粉末質(zhì)量(g);L為比色皿厚度1 cm。
1.2.3 浸泡時(shí)間對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響準(zhǔn)確稱取5 份篩目為60 目的洋紫荊花瓣粉末各1 g,提取劑的濃度為0.1%鹽酸-乙醇溶液(乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%),料液比為1∶30 g/mL,浸泡時(shí)間梯度分別設(shè)置為0 h、1 h、2 h、3 h、4 h,提取溫度40℃,提取時(shí)間40 min。提取液抽濾并用pH 示差法計(jì)算花色苷的含量。按上述方法,重復(fù)3 次。
1.2.4 篩目對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響 分別稱取篩目為100 目、80 目、60 目、40 目、20 目的洋紫荊花瓣粉末各1 g,提取劑的濃度為0.1%鹽酸-乙醇溶液(乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%),料液比為1∶30 g/mL,浸泡2 h,提取溫度40℃,提取時(shí)間為40 min。提取液抽濾并用pH 示差法計(jì)算花色苷的含量。按以上所描述的方法,重復(fù)3 次。
1.2.5 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響 準(zhǔn)確稱取5 份篩目為60 目的洋紫荊花瓣粉末各1 g,提取劑的濃度為0.1%鹽酸-乙醇溶液,提取劑中乙醇的濃度配比分別設(shè)置為20%、40%、60%、80%、100%,料液比為1∶30 g/mL,浸泡2 h,提取溫度40℃,提取時(shí)間40 min。提取液抽濾并用pH 示差法計(jì)算花色苷的含量。按上述方法,重復(fù)3 次。
1.2.6 提取溫度對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響準(zhǔn)確稱取5 份篩目為60 目的洋紫荊花瓣粉末各1 g,提取劑的濃度為0.1%鹽酸-乙醇溶液(乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%),料液比為1∶30 g/mL,浸泡2 h,提取溫度分別設(shè)置成20℃、40℃、60℃、80℃、100℃,提取時(shí)間40 min。提取液抽濾并用pH 示差法計(jì)算花色苷的含量。按上述方法,重復(fù)3 次。
1.2.7 料液比對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響 準(zhǔn)確稱取5 份篩目為60 目的樣品各1 g,提取劑的濃度為0.1% 鹽酸-乙醇溶液(乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%),料液比分別設(shè)置為1∶10 g/mL、1∶20 g/mL、1∶30 g/mL、1∶40 g/mL、1∶50 g/mL,浸泡2 h,提取溫度40℃,提取時(shí)間40 min。提取液抽濾并用pH 示差法計(jì)算花色苷的含量。按上述方法,重復(fù)3 次。
1.2.8 提取時(shí)間對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響準(zhǔn)確稱取5 份篩目為60 目的樣品各1 g,提取劑的濃度為0.1%鹽酸-乙醇溶液(乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%),料液比為1∶30 g/mL,浸泡2 h,提取溫度為40℃,提取時(shí)間分別設(shè)置為20 min、40 min、60 min、80 min、100 min。提取液抽濾并用pH 示差法計(jì)算花色苷的含量。按上述的方法,重復(fù)3 次。
1.2.9 響應(yīng)面法優(yōu)化洋紫荊花瓣花色苷的實(shí)驗(yàn)方法 根據(jù)所得到的單因素的結(jié)果,利用Box-Behnken 中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,選取4 因素乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、提取時(shí)間、提取溫度進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),自變量設(shè)置成3 個(gè)水平值:-1、0、1,以洋紫荊花色苷含量為響應(yīng)值,利用Design-Expert V 8.0.6.1 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,進(jìn)一步優(yōu)化確定洋紫荊花色苷提取的最佳工藝參數(shù),驗(yàn)證后的花色苷提取液進(jìn)行體外抗氧化性分析。
1.3 抗氧化能力測(cè)定方法
1.3.1 超氧陰離子自由基清除能力測(cè)定 參照鄰苯三酚法測(cè)定[16]。取6 支試管,加入0.05 mol/L Tris-HCl 緩沖液(pH=8.2)4 mL,置于25℃水浴中預(yù)熱20 min,分別加入不同濃度的色素溶液2 mL,再加入3 mmol/L 鄰苯三酚1 mL,在5 ℃水浴中反應(yīng)5 min,立即加入3 滴10 mol/L HCl 終止反應(yīng),以Tris-HCl 緩沖液作空白,測(cè)325 nm 處吸光度A0。以VC(維生素C)作為陽性對(duì)照,按下式計(jì)算清除率。
清除率=[A0-(A1-A2)]/A0×100%
式中,A0為不加色素溶液的吸光度,A1為加入色素溶液后的吸光度,A2為不加鄰苯三酚的吸光度。
1.3.2 羥基自由基清除能力測(cè)定 采用水楊酸法進(jìn)行測(cè)定[17]。取6 支試管,分別加入8 mmol/L FeSO41 mL、5 mmol/L 水楊酸-乙醇溶液2 mL 和不同濃度的色素溶液2 mL,最后加入0.3% H2O21 mL 反應(yīng)0.5 h,測(cè)510 nm 處吸光度。以VC 作為陽性對(duì)照,按下式計(jì)算清除率。
清除率=[A0-(A1-A2)]/A0×100%
式中,A0為不加色素溶液的吸光度,A1為加入色素溶液后吸光度,A2為不加H2O2的吸光度。
2.1 洋紫荊花瓣花色苷可見光譜特征 由圖1可知,將洋紫荊花色苷的提取液,在紫外/可見分光光度計(jì)400~650 nm 范圍進(jìn)行波長(zhǎng)的掃描后,在可見光區(qū)536 nm 處峰值最高。唐佳麗[18]以黑樹莓為原材料提取花色苷,其光譜特征表明,黑樹莓花色苷在518 nm 處有最大吸收波長(zhǎng);趙壘[19]以平陰玫瑰為原材料提取花色苷,光譜特征表明,平陰玫瑰花色苷在520 nm 處有最大吸收波長(zhǎng)。經(jīng)查閱文獻(xiàn),花色苷及其色素元在可見光465~550 nm 波長(zhǎng)范圍內(nèi)有吸收峰[20]。由此可判斷洋紫荊色素屬花色苷[21]。
圖1 洋紫荊花瓣花色苷吸收光譜圖
2.2 各單因素對(duì)洋紫荊花瓣花色苷含量的影響
2.2.1 浸泡時(shí)間對(duì)洋紫荊花瓣花色苷含量的影響 由圖2 可知,浸泡時(shí)間在0~3 h 時(shí),花色苷的含量隨著浸泡時(shí)間的增加呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì),浸泡時(shí)間為3 h 時(shí),花色苷含量達(dá)到最大,此時(shí)花色苷的含量為1.835 mg/g。當(dāng)浸泡時(shí)間超過3 h 后,花色苷的含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),這可能是因?yàn)榻輹r(shí)間達(dá)3 h 時(shí),就已將花色苷完全提取出,繼續(xù)增加浸泡時(shí)間,可能會(huì)將多糖等可溶性物質(zhì)溶解出,從而影響花色苷的含量。通過單因素方差分析,得出洋紫荊花色苷最佳浸泡時(shí)間為3 h。
圖2 不同浸泡時(shí)間對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
2.2.2 篩目對(duì)洋紫荊花瓣花色苷含量的影響由圖3 可知,當(dāng)篩目為20~60 目時(shí),花色苷的含量隨著篩目的增加呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì),且篩目為60 目時(shí),花色苷含量達(dá)到最大,此時(shí)花色苷的含量為1.618 mg/g。但超過60 目后,隨著篩目數(shù)的增加,花色苷含量逐漸下降。這可能是因?yàn)殡S著篩目增加,導(dǎo)致花瓣粉末的顆粒直徑逐漸變小,與提取劑的接觸面積變大,導(dǎo)致在浸提過程中其他物質(zhì)被溶解出,影響了花色苷含量的測(cè)定。通過單因素方差分析,得出洋紫荊花色苷最佳篩目為60 目。
圖3 不同篩目對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
2.2.3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)洋紫荊花瓣花色苷含量的影響 由圖4 可知,在20%~40%之間,洋紫荊花色苷含量隨乙醇體積分?jǐn)?shù)增大而增大,且在乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%時(shí)到達(dá)最大值,此時(shí)花色苷的含量為1.789 mg/g。乙醇體積分?jǐn)?shù)超過40%后,花色苷含量隨乙醇體積分?jǐn)?shù)增大而減小,產(chǎn)生這樣的原因可能是乙醇體積分?jǐn)?shù)較大從而導(dǎo)致其他物質(zhì)成分,例如,多糖被溶解出,而影響了花色苷含量。通過單因素方差分析,得出洋紫荊花色苷最佳乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%。
圖4 不同乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
2.2.4 提取溫度對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響由圖5 可知,在20~40℃時(shí),隨著提取溫度升高,花色苷含量增大,且在40℃時(shí)達(dá)到最大值,此時(shí)花色苷的含量為1.672 mg/g。但超過40℃后,花色苷含量就隨著溫度的增大而逐漸降低,導(dǎo)致此現(xiàn)象的原因可能是由于溫度逐漸升高,導(dǎo)致花色苷不穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)降解,進(jìn)而影響花色苷含量。通過單因素方差分析,得出洋紫荊花色苷最佳提取溫度為40℃。
圖5 不同提取溫度對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
2.2.5 料液比對(duì)洋紫荊花瓣花色苷含量的影響由圖6 可知,在料液比為(1∶10)~(1∶30)g/mL 時(shí),花色苷含量隨料液比減小而增大,且在料液比為1∶30 g/mL 時(shí),花色苷含量達(dá)到最大,此時(shí)花色苷的含量為1.624 mg/g。但低于1∶30 g/mL 后,花色苷的含量隨料液比的減小而降低,這可能是因?yàn)殡S著料液比逐漸降低,提取液濃度逐漸下降,進(jìn)而影響了花色苷的含量。通過單因素方差分析,得出洋紫荊花色苷最佳料液比為1∶30 g/mL。
圖6 不同料液比對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
2.2.6 提取時(shí)間對(duì)洋紫荊花瓣花色苷含量的影響 由圖7 可知,在20~60 min,花色苷含量隨提取時(shí)間的增加而增大,且在提取時(shí)間為60 min時(shí),花色苷含量達(dá)到最大,此時(shí)花色苷的含量為1.618 mg/g。但超過60 min 后,花色苷的含量隨提取時(shí)間的增加而降低,這可能是因?yàn)闀r(shí)間延長(zhǎng)導(dǎo)致其他物質(zhì)溶解出,影響了花色苷的含量。通過單因素方差分析,得出洋紫荊花色苷最佳提取時(shí)間為60 min。
圖7 不同提取時(shí)間對(duì)洋紫荊花色苷含量的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
2.3 響應(yīng)面優(yōu)化洋紫荊花色苷提取結(jié)果與分析
2.3.1 響應(yīng)面分析因素水平的選取 根據(jù)中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,結(jié)合單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析表明,由于篩目和浸泡時(shí)間對(duì)洋紫荊花色苷含量影響較小,故在使用響應(yīng)面優(yōu)化工藝時(shí),選取4 個(gè)因素,分別為乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、提取時(shí)間、提取溫度作為工藝優(yōu)化的因素,以含量為響應(yīng)值,利用Design-Expert V 8.0.6.1 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,實(shí)驗(yàn)因素水平見表1。
表1 響應(yīng)面分析因素及水平
2.3.2 響應(yīng)模型的建立與分析 利用Box-Behnken 設(shè)計(jì)響應(yīng)面分析,確定最佳的提取工藝條件。利用Design-Expert V8.0.6.1 軟件進(jìn)行回歸擬合。以乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、提取時(shí)間、提取溫度為自變量,以花色苷含量為響應(yīng)值,根據(jù)Box-Benhnken 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)4 因素3 水平共29 組響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。
表2 響應(yīng)值實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
由表3 可知,B、D、A2、C2、D2對(duì)響應(yīng)面的影響達(dá)到極顯著水平,C、B2達(dá)到顯著水平。4 因素兩兩交互項(xiàng)AC、BC、BD 的P<0.05,說明乙醇體積分?jǐn)?shù)和提取時(shí)間、料液比和提取時(shí)間、料液比和提取溫度的交互作用影響顯著。從整體分析,模型的P<0.0001,表明該二次多項(xiàng)回歸模型達(dá)到極顯著水平。R2=0.9532,R2 Adj=0.9065,C.V=3.03%,說明方程對(duì)實(shí)驗(yàn)擬合較好?;貧w系數(shù)顯著性檢驗(yàn)表明,在所選取的各因素水平范圍內(nèi),對(duì)洋紫荊花瓣花色苷含量影響排序?yàn)椋毫弦罕龋咎崛囟龋咎崛r(shí)間>乙醇體積分?jǐn)?shù)。
2.3.3 各因素交互作用對(duì)花色苷含量的影響 等高線圖可直觀地反映2 個(gè)變量交互作用的影響程度,圓形表示2 因素交互作用不顯著,而橢圓形與之相反。由圖8 可知,乙醇體積分?jǐn)?shù)與料液比之間交互作用較弱,料液比對(duì)花色苷含量的影響略大于乙醇體積分?jǐn)?shù)。乙醇體積分?jǐn)?shù)與提取時(shí)間之間交互作用顯著,提取時(shí)間對(duì)花色苷含量變化的影響較大,表現(xiàn)為響應(yīng)面圖曲線較陡和等高線較密集。乙醇體積分?jǐn)?shù)與提取溫度之間交互作用較弱,提取溫度對(duì)花色苷含量的影響略大于乙醇體積分?jǐn)?shù)。料液比與提取時(shí)間之間具有顯著的交互作用,料液比對(duì)花色苷含量變化的影響較大。料液比與提取溫度之間具有顯著的交互作用,料液比對(duì)花色苷含量變化的影響較大。提取時(shí)間與提取溫度之間交互作用較弱,提取溫度對(duì)花色苷含量的影響略大于提取時(shí)間。以上結(jié)果均與表3 回歸分析結(jié)果吻合。
表3 二次響應(yīng)面回歸模型方差分析
圖8 各因素交互作用對(duì)花色苷含量影響的響應(yīng)面圖
2.4 洋紫荊花色苷提取工藝優(yōu)化及驗(yàn)證結(jié)果 利用Design-Expert V 8.0.6.1 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化預(yù)測(cè),進(jìn)一步確定提取條件工藝最佳條件,得到花色苷的提取最佳工藝條件為篩目60 目、浸泡時(shí)間3 h、提取溫度20℃、料液比1∶50 g/mL、提取時(shí)間60 min、乙醇體積分?jǐn)?shù)40%,預(yù)測(cè)得到洋紫荊花色苷提取量為2.547 mg/g,實(shí)際測(cè)得的花色苷含量為2.587 mg/g,與理論預(yù)測(cè)值符合度較高。因此,采用上述最適宜工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),實(shí)際洋紫荊花色苷的提取工藝條件參數(shù)準(zhǔn)確可靠。
2.5 洋紫荊花色苷抗氧化活性分析
2.5.1 花色苷對(duì)超氧陰離子自由基的清除作用通過鄰苯三酚法對(duì)洋紫荊花色苷清除超氧陰離子自由基進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果見圖9。由圖可知,洋紫荊花色苷和VC 對(duì)超陰離子的清除率均隨濃度的增加而增大,濃度低于1.5 mg/mL 時(shí),VC 的清除效果優(yōu)于洋紫荊羊蹄甲花色苷,當(dāng)濃度超過1.5 mg/mL 時(shí),花色苷的清除效果基本與VC 相當(dāng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,洋紫荊花色苷對(duì)超氧陰離子自由基的清除有較好的效果?;ㄉ战Y(jié)構(gòu)中具有多個(gè)酚羥基,屬于羥基供體,與游離的自由基結(jié)合形成穩(wěn)定的自由基,阻礙了自由基發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[22]。
圖9 VC 和花色苷對(duì)超氧陰離子自由基的清除率曲線
2.5.2 花色苷對(duì)羥自由基的清除作用 羥自由基清除法對(duì)洋紫荊花色苷的清除效果見圖10。分析圖10 可知,花色苷對(duì)羥基自由基的清除作用,隨濃度的增加其清除能力增強(qiáng),當(dāng)濃度低于1.0 mg/mL 時(shí),花色苷的清除效果基本與VC 相近,當(dāng)濃度高于1.0 mg/mL 時(shí),VC 的清除效果優(yōu)于花色苷。雖然花色苷對(duì)羥基自由基的清除效果略低于VC,但對(duì)羥基自由基仍有一定的清除作用。
圖10 VC 和花色苷對(duì)羥自由基的清除率曲線
花色苷是花青素與糖以糖苷鍵結(jié)合而成的一類化合物,屬酚類化合物中的類黃酮,是構(gòu)成花瓣、果實(shí)等顏色的主要水溶性色素;花色苷作為一種天然食用色素,安全、無毒、資源豐富,且具有一定的營養(yǎng)和藥理作用,在食品、化妝品和醫(yī)藥領(lǐng)域有著巨大應(yīng)用潛力[3,23]。影響花色苷穩(wěn)定性的因素有很多,pH 值、氧氣、溫度、花色苷濃度和結(jié)構(gòu)、光、金屬離子、酶,以及其他輔助因素等均能使花色苷的顏色產(chǎn)生變化[24],目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)化的提取方法。傳統(tǒng)的花色苷提取工藝研究用單因素結(jié)合正交法,但隨著科技的發(fā)展,目前主要采用單因素結(jié)合響應(yīng)面進(jìn)行論證提取工藝。洋紫荊是羊蹄甲屬植物,對(duì)洋紫荊色素的研究鮮有報(bào)道,但同為羊蹄甲屬的紅花羊蹄甲色素的研究已有報(bào)道[25-27]。前人在對(duì)紅花羊蹄甲花色苷提取工藝的研究中,主要以最大吸收波長(zhǎng)下的吸光值為指標(biāo),用正交法探討花色苷的提取工藝。通過與已有研究結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),本實(shí)驗(yàn)以含量為指標(biāo),在進(jìn)行提取工藝的研究中,對(duì)單因素條件的考慮較為周全,并且采用了響應(yīng)面的方法分別進(jìn)行可交互作用的分析,同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化工藝的實(shí)際驗(yàn)證,與理論預(yù)測(cè)值相差不大。在抗氧化活性方面,李容等[28]從超氧陰離子自由基清除能力、羥自由基清除能力2 個(gè)方面評(píng)價(jià)羊蹄甲花色素的抗氧化活性,并與抗氧化劑VC 進(jìn)行比較。色素對(duì)超氧陰離子自由基的清除作用基本與VC 相當(dāng),對(duì)羥基自由基的清除作用略低于VC,以上都說明其抗氧化能力隨著花色苷提取液濃度的增加而提高,這與相關(guān)研究報(bào)道結(jié)果一致。由此可見,洋紫荊具有較好的營養(yǎng)功效,合理開發(fā)利用洋紫荊花色苷的功能活性,可提高其綜合利用價(jià)值。
響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化洋紫荊花色苷的工藝,最佳工藝條件為篩目60 目、浸泡時(shí)間3 h、提取溫度20℃、料液比1∶50 g/mL、提取時(shí)間60 min、乙醇體積分?jǐn)?shù)40%,實(shí)驗(yàn)測(cè)得的洋紫荊花色苷含量為2.561 mg/g。洋紫荊花色苷提取液在一定的濃度內(nèi),對(duì)羥自由基和超氧陰離子自由基的具有一定的清除能力,具有較強(qiáng)的體外抗氧化活性,為進(jìn)一步研究洋紫荊花色苷及其副產(chǎn)品加工提供數(shù)據(jù)參考。