泡制醋蒜抗氧化成分及體外抗氧化能力的測定

劉小霞，安學明，李彥虎，牛耀星，趙風云

(甘肅農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070)

大蒜(AlliumsativumL.)屬百合科蔥屬植物，以鱗莖入食[1].我國是大蒜種植大國，至今已有2 000多年的栽培歷史，山東、河南、江蘇、甘肅等均是大蒜的主要產(chǎn)地.大蒜營養(yǎng)豐富，含有大蒜素、多糖、多酚、氨基酸、礦質元素等，具有抗氧化、抗腫瘤、抗菌消炎、保護心血管系統(tǒng)等作用[2-4].食醋是家庭生活中常用的調(diào)味品，主要成分為醋酸，還含有少量的葡萄糖酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸等.傳統(tǒng)中醫(yī)常用食醋與其他藥材配伍，以防治消化、呼吸系統(tǒng)等疾病[5].醋蒜是中國北方的傳統(tǒng)美食，因習俗上常于臘月初八腌制而又名臘八蒜.利用食醋將大蒜浸泡，在低溫下儲藏，由于酸性及低溫的環(huán)境下致使大蒜中部分酶在休眠狀態(tài)下被激活，與大蒜中的部分物質反應，生成了“綠色素”物質.相比新鮮大蒜，醋蒜顏色翠綠，口感酸辣適中，風味更加溫和，深受人們喜愛[6-7].研究表明，常吃醋蒜的地區(qū)，人們患直腸癌的概率降低[8].

大蒜本身具有較強的抗氧化能力，可以減少氧化應激，其含有的主要硫化物的體外抗氧化活性優(yōu)于人參[9-10].Hyun等[11]研究發(fā)現(xiàn)，大蒜中的大蒜素具有清除氧自由基，減緩生命氧化衰亡的作用.賈江濱[12]研究發(fā)現(xiàn)，大蒜中的蒜氨酸是良好的羥自由基清道夫.目前醋蒜的研究多集中于綠變機理.何貴山等[13]研究了大蒜綠色素前體物吡咯基氨基酸的成因.劉瑋等[14]研究了綠變大蒜色素提取物對肝癌的抑制作用.王巖等[15]研究了大蒜綠變的影響因素.王丹等[16]研究了綠色素的分離純化法及綠變機制.大蒜經(jīng)過食醋泡制成為醋蒜后，其抗氧化能力是否發(fā)生變化，目前鮮有報道.

本研究通過實驗室模擬傳統(tǒng)方法，制作醋蒜.以鮮蒜、食醋作對照，測定醋蒜中的大蒜素、多糖、多酚、黃酮、VC、皂苷、礦質元素、氨基酸等含量，并對其體外抗氧化能力進行測定，分析醋蒜泡制后抗氧化成分和體外抗氧化能力變化.本研究綜合評價了醋蒜的抗氧化能力，為進一步開發(fā)醋蒜保健食品，增加大蒜的附加價值提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮蒜：2018年1月于蘭州市場購買拉薩白皮大蒜；選擇新鮮、大小均勻(蒜頭直徑約為6.5 cm)、無病蟲害、無機械損傷的果實.

食醋：佛山市海天食品有限公司生產(chǎn)的米醋(醋酸含量為4%).

苯酚：天津光復精細化工研究所；Tris-HCl緩沖液：上海源葉生物科技有限公司；福林酚：上海源葉生物科技有限公司；焦性沒食子酸：天津光復精細化工研究所；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼：上海源葉生物科技有限公司；2,6-二氯靛酚：成都市科隆化學品有限公司；薯蕷皂苷：中國藥品生物制品檢定所；均為市售分析純.

1.2 儀器與設備

旋轉蒸發(fā)器：RE-52系列，上海亞榮生化儀器工廠；可見分光光度計：722s，上海精密科學儀器有限公司；超聲波清洗器：KQ-100E，昆山市超聲儀器有限公司；電子分析天平：FA1204B，上海佑科儀器儀表有限公司；原子吸收分光光度計：AA-6800，日本島津；氨基酸自動分析儀：8800，日本日立；薄層硅膠板：青島海浪硅膠干燥劑廠.

1.3 試驗方法

1.3.1 醋蒜制備 取1 000 g冷藏的鮮蒜，剝皮、分瓣，棄去有傷痕的蒜瓣，去除大蒜毛根，用蒸餾水清洗3次，備用.取蒜瓣和濃度5%的食醋溶液以質量體積比為1∶1(W∶V)浸泡于廣口瓶中，放置于學院實驗室，室溫并避光泡制.由于毛根被削去，所有醋蒜均先由根部變綠，直至蒜尖.用刀切開整個蒜體，觀察無白色時，作為泡制終點.鮮蒜和食醋作為對照組.

1.3.2 醋蒜抗氧化指標及體外抗氧化能力測定 大蒜素：占其大蒜總硫代亞磺酸酯的70%，硫代亞磺酸酯的變化趨勢也就反映了大蒜素的變化趨勢[17].總硫代亞磺酸酯采用Lawson[17]的測定方法，略作修改.取10 mmol/L半胱氨酸溶液10 mL，加2 mL蒸餾水，搖勻后取2 mL于200 mL容量瓶中，加水定容.取稀釋100倍的半胱氨酸溶液9 mL與3 mmol/L DTNB溶液1 mL在26 ℃下保溫15 min后，412 nm波長下測定其初始吸光度值(A0).取配置成10 mmol/L左右的半胱氨酸溶液5 mL，加入1 mL硫代亞磺酸酯提取液，在26 ℃下保溫15 min后，取1 mL反應混合液于100 mL容量瓶中，加水定容.取稀釋100倍的反應混合液4.5 mL與DTNB溶液1 mL在26 ℃下保溫15 min后，在412 nm波長下測定其初始吸光度值(A1).

ΔA412=A0-A1

硫代亞磺酸酯(mmol/mL)=(ΔA412×β)/(2×14 150)

大蒜素(mmol/mL)=硫代亞磺酸酯×70%

式中，β為稀釋倍數(shù)；14 150為2-硝基-5-硫代苯甲酸(NTB)在412 nm處的摩爾消光系數(shù)(1 cm的光徑).

多糖：采用苯酚硫酸法[18]法測定；黃酮：根據(jù)三氯化鋁比色法[19]法測定；多酚：采用福林酚[11]法測定；VC：采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[20]；Mn：參照GB/ T 5009.90-2017，采用火焰原子吸收分光光度法；Fe：參照GB/ T 5009.90-2016，采用火焰原子吸收分光光度法；Se：參照GB/ T 5009.93-2017，采用氫化物原子熒光光譜法測定；總皂苷：采用香草醛-冰醋酸-高氯酸比色法[18]測定；氨基酸：參照QB/T5197-2017方法測定；抗氧化體系：采用Kim等[21]的方法：O2-·、·OH、DPPH自由基清除率.

1.4 數(shù)據(jù)分析

以上試驗重復3次，測定的數(shù)據(jù)采用Excel 2010軟件進行統(tǒng)計；顯著性檢驗采用SPSS 19.0軟件.

2 結果與分析

2.1 泡制醋蒜抗氧化成分的變化

由表1所示，與鮮蒜相比，醋蒜的大蒜素、多糖、多酚、黃酮、VC含量均顯著降低(P<0.01)，皂苷含量顯著增加(P<0.05).醋蒜的大蒜素含量0.023 mmol/L，相比于鮮蒜下降了23.33%；多糖含量為192.85 mg/100 g，相比于鮮蒜含量下降了28.93%；多酚含量為36.94 mg/100 g，相比于鮮蒜下降了26.62%；黃酮含量為98.85 mg/100 g，相比于鮮蒜相比下降了31.64%；VC含量3.53 mg/100 g，相比于鮮蒜下降了58.37%.醋蒜的總皂苷含量分別為346.33 mg/kg，相比于鮮蒜增加了1.66%.浸泡液中大蒜素、多糖、黃酮、VC含量均顯著高于食醋(P<0.01).食醋和浸泡液中的多酚、皂苷含量差異不顯著(P>0.05).

表1 鮮蒜、食醋、醋蒜、浸泡液主要抗氧化物質含量變化

大寫字母表示P<0.01差異極顯著，小寫字母P<0.05差異顯著,下同.

Capital letters indicateP<0.01 is extremely significant,lowercase，P<0.05 is significant,the same below.

2.2 泡制醋蒜礦質元素含量變化

由圖1可知，經(jīng)過食醋泡制后，醋蒜中的Mn、Fe含量均顯著高于鮮蒜，而Se含量顯著低于鮮蒜(P<0.01).醋蒜的Mn、Fe含量分別為31.43、25.78 mg/kg，，相比于鮮蒜的6.38、8.89 mg/kg，分別增加了3.92倍和1.90倍.食醋和浸泡液的中Mn、Fe含量，均顯著高于鮮蒜、醋蒜(P<0.01).醋蒜Se含量為12.33 μg/kg，相比于浸泡前的鮮蒜降低了15.32%；浸泡液中Se含量為10.74 μg/kg，相比于食醋升高了15.98%.

圖1 鮮蒜、食醋、醋蒜、浸泡液礦質元素質含量變化Figure 1 Changes in metal element quality of fresh garlic,vinegar,pickled garlic and soaking liquid

2.3 泡制醋蒜氨基酸含量的變化

對鮮蒜、食醋、醋蒜和浸泡液進行氨基酸含量測定.由圖2可知，鮮蒜和醋蒜均含有豐富的氨基酸和人體必需的7種氨基酸.4種樣本的氨基酸總量最高的是鮮蒜，其次是醋蒜，食醋和浸泡液中的氨基酸含量均較低.

數(shù)據(jù)經(jīng)過Z-score歸一處理， 越接近紅色，代表數(shù)值上調(diào)，反之，下調(diào).The data was normalized by Z-score，the closer to red,the higher the value；on the contrary,the lower the value；pairwise comparison between groups.圖2 鮮蒜、食醋、醋蒜、浸泡液氨基酸含量變化Figure 2 Amino acid content changes of fresh garlic,vinegar,pickled garlic and soaking liquid

與鮮蒜相比，醋蒜中半胱氨酸、丙氨酸、蛋氨酸的含量升高，而其余氨基酸都較浸泡前降低.醋蒜中的半胱氨酸、丙氨酸、蛋氨酸含量分別為：71.19、196.72、38.89 mg/100 g，相比于鮮蒜分別增加了75.82%、2.05%、4.46%.可知，鮮蒜和醋蒜含有豐富的氨基酸和人體必需的7種氨基酸，且經(jīng)食醋泡制，醋蒜中3種氨基酸含量增加.

2.4 泡制醋蒜體外抗氧化能力分析

對鮮蒜、食醋、醋蒜、浸泡液的O2-·、·OH、DPPH自由基清除率進行測定，結果如圖3所示.可知4種樣本的抗氧化能力的強弱順序為浸泡液>醋蒜>食醋>鮮蒜.經(jīng)泡制后，醋蒜的O2-·、·OH、DPPH自由基清除率分別為43.91%、48.34%、40.98%，分別比泡制前的鮮蒜提高了19.51%、20.20%、19.73%，且差異顯著(P<0.05).

圖3 鮮蒜、食醋、醋蒜、浸泡液的抗氧化體系清除率比較Figure 3 Comparison of antioxidant system clearance rate of fresh garlic,vinegar,pickled garlic,and soaking liquid

3 討論

本試驗利用食醋常溫泡制大蒜獲得醋蒜.食醋的主要成分為醋酸，在泡制過程中，醋酸可以在較短的時間內(nèi)增加大蒜細胞膜的通透性[22].通過滲透作用，使得醋蒜中一部分水溶性物質滲出，進入到浸泡液中，造成醋蒜中的大蒜素、多糖、多酚、黃酮、VC、Se及部分氨基酸含量均有降低.食醋中Fe、Mn、Se、半胱氨酸、丙氨酸、蛋氨酸含量均比鮮蒜中含量高，在浸泡時，醋蒜在吸收食醋中的水分過程中，伴隨著礦質元素、氨基酸等的轉移，使得醋蒜中的對應物質含量增加，但由于礦質元素Se分為有機與無機硒，有機硒會結合大量的多糖、氨基酸等物質，可能導致醋蒜中的總硒含量降低[23-24].大蒜中的皂苷屬于非極性物質，難溶于水，在制作中被保留在醋蒜中，醋蒜泡制后，水分含量降低，使得皂苷的濃度大于鮮蒜[25-26].因此，醋蒜在泡制前后，其中抗氧化成分發(fā)生了相應的變化.

機體抗氧化能力分為直接和間接作用.自由基作為一類含有未成對電子的物質被認為可以和生物分子反應而造成細胞損傷和凋亡，它的清除是需要多種物質協(xié)同進行.多糖、VC能直接清除活性氧；皂苷也可清除細胞內(nèi)活性氧，并對基因表達和酶活性具有正向影響效應[26].黃酮、多酚類物質能與自由基反應形成較為穩(wěn)定的酚氧自由基、且可螯合金屬離子、從而抑制氧化酶活性；并能通過保護機體的內(nèi)源性抗氧化酶(SOD、CAT等)而起到間接的抗氧化效果，提高醋蒜的抗氧化作用[27].大蒜素分子含亞甲基亞砜、烯丙基，該結構通過提供活潑氫與自由基反應，并形成自由基共振雜化而被穩(wěn)定，有較好的抗氧化效果[28].Fe、Mn、Se是構成各種抗氧化酶的重要輔因子，Mn是SOD的輔因子，F(xiàn)e是CAT的輔因子，Se參與谷胱甘肽過氧化物酶GSH-Px的構成[29].當這些微量元素充足時，可激活抗氧化酶活性基因，從而發(fā)揮抗氧化作用.本研究表明，大蒜在泡制前后均具有抗氧化能力，泡制后因部分抗氧化成分的顯著增加，使得醋蒜的抗氧化能力顯著高于泡制前.

4 結論

經(jīng)食醋浸泡后，醋蒜中的大蒜素、多糖、黃酮、多酚、VC、Se及部分氨基酸含量顯著降低，而Mn、Fe、總皂苷、半胱氨酸、丙氨酸、蛋氨酸含量顯著升高(P<0.01).醋蒜的O2-·、·OH、DPPH自由基清除率均顯著高于泡制前的鮮蒜.鮮蒜經(jīng)過食醋泡制后，其浸泡液也具有較強的抗氧化能力.本研究為進一步開發(fā)醋蒜功能性食品提供了理論依據(jù).