板栗黃芪飲料活性物質(zhì)及抗氧化活性研究

聶萬(wàn)虹，代瀚哲，馮子瑤，張平平，王藝穎

（天津農(nóng)學(xué)院 食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300392）

板栗為殼斗科植物，我國(guó)是世界上種植板栗面積最大的國(guó)家，南北方皆有，品種繁多，有板栗、矛栗、錐栗和日本栗[1]。板栗營(yíng)養(yǎng)豐富，不僅可以為人體生命活動(dòng)提供基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還含有多種維生素、無(wú)機(jī)鹽、多酚、黃酮類物質(zhì)和不飽和脂肪酸[2]。板栗主要以鮮板栗銷售為主，深加工產(chǎn)品較少，主要有板栗飲料、板栗糕、板栗酒、板栗花生牛奶、板栗脆片和板栗罐頭等[3-5]。板栗飲料主要分為板栗復(fù)合飲料和純板栗飲料[6]。復(fù)合板栗飲料是以板栗為主，其他食物為輔，共同制作而成的飲料。純板栗飲料又可分為兩種，一種是板栗清汁飲料，另一種是濁汁飲料[7]。板栗飲料易發(fā)生分層，影響外觀[8-9]。

黃芪屬豆科植物，以干燥根入藥，是一種常用滋補(bǔ)藥材，屬藥食同源食物[10]，有蒙古黃芪和膜莢黃芪兩種。黃芪含有皂苷、黃酮、多糖等活性物質(zhì)，具有抗氧化、抗腫瘤、雙向調(diào)節(jié)血糖、保肝護(hù)腎、增強(qiáng)免疫力等作用[11-12]，但在食品加工中的應(yīng)用并不多見。本研究以板栗和黃芪為原料，制備具有抗氧化活性的板栗黃芪飲料，測(cè)定其活性物質(zhì)含量和抗氧化能力，以期為板栗黃芪飲料的大規(guī)模生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

筑波栗、蒙山魁栗，山東省日照市黃墩鎮(zhèn)；黃芪片，甘肅省定西市岷縣；乙酸鈉，洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠；蘆丁、人參皂苷，北京索萊寶科技有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH），梯希愛（上海）化成工業(yè)發(fā)展有限公司；過(guò)氧化氫、濃硫酸、磷酸氫二鈉等，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司，以上試劑均為分析純；α淀粉酶（2 000 U）、檸檬酸、維生素C（Vc）、乙二胺四乙酸二鈉（Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt，EDTA-2 Na）、蔗糖脂肪酸酯、六偏磷酸鈉、羧甲基纖維素鈉（Carboxymethylcellulose sodium，CMC-Na）、白砂糖，河南優(yōu)寶嘉食品有限公司，均為食品級(jí)。

1.1.2 儀器

HWS28型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；UV-1200型紫外可見分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；VORTEX-5旋渦混合器，海門市其林貝爾儀器制造有限公司；KQ3200B型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；高壓均質(zhì)機(jī)，上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 板栗黃芪飲料的制備

將過(guò)10目篩的黃芪粉與水以1∶20的比例混勻，90 ℃提取2.5 h，過(guò)濾后濃縮至1/3體積制成黃芪提取液。以板栗為原料，與黃芪提取液復(fù)配，制備復(fù)合飲料。將板栗去殼、清洗后添加護(hù)色劑（檸檬酸 0.1%、Vc 0.02%，乙二胺四乙酸二鈉0.03%），料水比為1∶7，打漿。α淀粉酶按7 U/g加入，55 ℃酶解 60 min，然后加入復(fù)配穩(wěn)定劑（CMC-Na含量為0.15%，蔗糖脂肪酸酯0.05%，六偏磷酸鈉0.04%）、6%白砂糖、6%黃芪提取液，90 ℃下糊化20 min。高壓均質(zhì)機(jī)20 MPa均質(zhì)2次，將其裝入250 mL玻璃瓶中沸水煮15 min，進(jìn)行殺菌。經(jīng)測(cè)定，以筑波栗為原料的板栗黃芪飲料（簡(jiǎn)稱Z飲料）可溶性固形物含量為9.4%，以蒙山魁栗（簡(jiǎn)稱M飲料）為原料的板栗黃芪飲料可溶性固形物含量為9.9%。

1.2.2 板栗黃芪飲料活性物質(zhì)含量的測(cè)定

粗多糖含量的測(cè)定，參照《出口植物源食品中粗多糖》的測(cè)定方法[13]進(jìn)行?？傸S酮含量的測(cè)定，參照王婷等[14]的方法進(jìn)行?？傇碥蘸康臏y(cè)定，參照《食品中總皂苷含量的測(cè)定 分光光度法》[15]進(jìn)行。

1.2.3 板栗黃芪飲料抗氧化能力體外試驗(yàn)

1.2.3.1 樣品前處理

由于板栗黃芪飲料是濁汁飲料，因此，分別取Z飲料和M飲料各35 mL于50 mL離心管中，6 000 r/min冷凍離心10 min，取上清液制備待測(cè)樣液，備用。

1.2.3.2 總抗氧化能力測(cè)定

參照趙云蛟等[16]的方法，略有改動(dòng)，測(cè)定時(shí)待測(cè)液加樣量為0.2 mL。

配制1 mg/mL Vc儲(chǔ)備液，取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL儲(chǔ)備液，加磷酸緩沖液補(bǔ)至2.0 mL，其余步驟與樣品測(cè)定相同，以吸光度為縱坐標(biāo)、Vc質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3.3 還原能力測(cè)定

參照沈晨等[17]的方法，略有改動(dòng)，測(cè)定時(shí)待測(cè)液加樣量為0.2 mL。

配制0.1 mg/mL Vc儲(chǔ)備液，取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL儲(chǔ)備液，加蒸餾水補(bǔ)至2.0 mL，其余步驟與樣品測(cè)定相同，以吸光度為縱坐標(biāo)、Vc質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3.4 DPPH自由基清除能力測(cè)定

參照陳晨等[18]的方法，略有改動(dòng)，用濃度為0.05 mmol/L的DPPH進(jìn)行測(cè)定。

配制 0.01 mg/mL Vc儲(chǔ)備液，取 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL儲(chǔ)備液，加水補(bǔ)至2.0 mL，其余步驟與樣品測(cè)定相同，以吸光度為縱坐標(biāo)、Vc質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3.5 O2-自由基清除能力測(cè)定

參照裴斐等[19]的方法，略有改動(dòng)，測(cè)定樣品時(shí)待測(cè)液體積改為0.4 mL，Tris-HCl緩沖液體積為4.0 mL。

配制0.1 mg/mL Vc儲(chǔ)備液，取0、0.2、0.3、0.4、0.6、0.8 mL儲(chǔ)備液，加蒸餾水補(bǔ)至2.0 mL，其余步驟與樣品測(cè)定相同，以不同質(zhì)量濃度儲(chǔ)備液每組吸光度斜率為縱坐標(biāo)、Vc質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3.6 羥自由基清除能力測(cè)定

參照田成[20]和李海春[21]的方法，略有改動(dòng)，測(cè)定時(shí)待測(cè)液加樣量為0.4 mL。

配制1 mg/mL Vc儲(chǔ)備液，取0.2、0.4、0.6、0.8 mL儲(chǔ)備液，加蒸餾水補(bǔ)至2.0 mL，其余步驟與樣品測(cè)定相同，以吸光度為縱坐標(biāo)、Vc質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 板栗黃芪飲料及黃芪提取液活性物質(zhì)含量分析

Z飲料和M飲料中粗多糖、總黃酮和總皂苷的含量如表1所示。由表1可知，1 mL Z飲料中粗多糖含量比M飲料多11 mg/mL，而總黃酮含量比之少13 mg/100mL，總皂苷含量少1.7 mg/mL。經(jīng)顯著性檢驗(yàn)，兩種飲料中3種活性物質(zhì)之間差異極顯著（P＜0.01），飲料中的總黃酮大部分來(lái)源于黃芪提取液，粗多糖和總皂苷則反之。

表1 板栗黃芪飲料及黃芪提取液活性物質(zhì)含量

2.2 體外抗氧化能力比較

2.2.1 總抗氧化能力的比較

兩種飲料的總抗氧化能力如表2所示。由表2可知，當(dāng)飲料稀釋液添加量為1.0 mL時(shí)，Z飲料的抗氧化能力高于M飲料（P＜0.01），這是由于飲料中的活性成分可提供電子與 Fe3+-TPTZ結(jié)合，使其還原成Fe2+-TPTZ，結(jié)合飲料中活性成分含量來(lái)看，飲料中粗多糖在此條件下供電子能力強(qiáng)于總黃酮和總皂苷[22]。結(jié)果表明，Z飲料總抗氧化能力和質(zhì)量濃度為15.8 μg/mL的Vc溶液相同，M飲料總抗氧化能力和質(zhì)量濃度為13.9 μg/mL的Vc溶液相同。

表2 兩種板栗黃芪飲料總抗氧化能力比較

2.2.2 還原力的比較

兩種飲料的還原力如表3所示。由表3可知，當(dāng)飲料稀釋液添加量為1.0 mL時(shí)，Z飲料的還原力高于M飲料（P＜0.01），可能是由于Z飲料中粗多糖含量高于M飲料，而粗多糖是一種良好的電子供體，易提供電子給Fe3+，使其還原成Fe2+[23]。由表3還可知，Z飲料的還原力與質(zhì)量濃度為61.5 μg/mL的Vc溶液相同，M飲料的還原力與質(zhì)量濃度為51.7 μg/mL的Vc溶液相同。

表3 兩種板栗黃芪飲料的還原力

2.2.3 對(duì)DPPH自由基清除能力的比較

抗氧化劑可與DPPH反應(yīng)，生成無(wú)色物質(zhì)，減小其在溶液中的濃度，使A517值降低[24]。由表4可知，當(dāng)飲料稀釋液添加量為0.5 mL時(shí)，Z飲料對(duì)DPPH自由基的清除能力高于M飲料（P＜0.01），這也與飲料中粗多糖含量較高有關(guān)。結(jié)果表明，Z飲料對(duì) DPPH自由基的清除能力與質(zhì)量濃度為103.6 μg/mL的Vc溶液相同，M飲料對(duì)DPPH自由基的清除能力與質(zhì)量濃度為75.9 μg/mL的Vc溶液相同。

表4 兩種板栗黃芪飲料對(duì)DPPH自由基清除能力比較

2.2.4 對(duì)O2-自由基清除能力的比較

O2-自由基可使不飽和脂肪酸氧化為類脂過(guò)氧化物，進(jìn)而誘發(fā)消化系統(tǒng)病變、心血管疾病、癌癥等[25]。由表5可知，當(dāng)飲料稀釋液添加量為2.0 mL時(shí)，Z飲料對(duì)O2-自由基的清除能力低于M飲料（P＜0.01），這可能是Z飲料中總黃酮和總皂苷含量較高的緣故。結(jié)果表明，Z飲料對(duì) O2-自由基的清除能力與質(zhì)量濃度為415.3 μg/mL的Vc溶液相同，M飲料對(duì)O2-自由基的清除能力與質(zhì)量濃度為555.6 μg/mL的Vc溶液相同。

表5 兩種板栗黃芪飲料對(duì)O2-自由基清除率比較

2.2.5 對(duì)羥自由基清除能力的比較

兩種板栗黃芪飲料對(duì)羥自由基的清除能力如表6所示。由表6可知，當(dāng)飲料稀釋液添加量為2.0 mL時(shí)，Z飲料對(duì)羥自由基的清除能力低于M飲料（P＜0.01），這可能是由于 Z飲料能提供較多的抗氧化劑與自由基結(jié)合，被氧化的水楊酸減少致使溶液顏色變淺[26]。結(jié)果表明，Z飲料對(duì)羥自由基的清除能力與質(zhì)量濃度為1 646.5 μg/mL的Vc溶液相同，M飲料對(duì)羥自由基的清除能力與質(zhì)量濃度為2 790 μg/mL的Vc溶液相同。

表6 兩種板栗黃芪飲料對(duì)羥自由基清除能力比較

3 結(jié)論

以筑波栗為原料的板栗黃芪飲料中粗多糖含量為（163.43±0.5）mg/mL，總黃酮為（23±0.02）mg/100 mL，總皂苷為（7.89±0.05）mg/mL；以蒙山魁栗為原料的板栗黃芪飲料中粗多糖含量為（152.05±0.65）mg/mL，總黃酮為（36±0.02）mg/100 mL，總皂苷為（9.67±0.06）mg/mL。兩種飲料均具有一定的抗氧化能力，但由于兩種飲料中的活性成分含量有所差異，導(dǎo)致其抗氧化活性有所不同。筑波栗黃芪飲料對(duì)DPPH自由基的清除能力、Fe3+還原力及總抗氧化能力均高于蒙山魁栗黃芪飲料，而對(duì)羥自由基清除能力和超氧陰離子清除能力則反之。