菊屬花茶活性物質(zhì)含量及體外抗氧化活性的比較研究

黎俠, 童健全, 葉立紅, 張薇, 郭方其, 付曼曼, 林森洪, 吳超*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所, 浙江 杭州 310021; 2.淳安縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 浙江 杭州 311700;3.淳安縣威坪鎮(zhèn)綜合服務(wù)中心, 浙江 杭州 311715; 4.淳安縣農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心, 浙江 杭州 311700)

菊屬植物頭狀花序是我國傳統(tǒng)花茶, 隸屬于菊科菊屬, 長期以來, 菊屬植物在我國除作為觀賞栽培外, 在作為花茶和藥用植物方面也有廣泛的應(yīng)用?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》 認(rèn)為 “久飲菊花茶能夠利血?dú)? 使身體輕盈, 能耐老而延壽”; 又云, 白菊花茶 “主諸風(fēng)頭眩、腫痛、目欲脫、惡風(fēng)濕痹, 久服利氣、輕身延年”。菊屬花茶含有較高的營養(yǎng)成分, 如 氨 基 酸、花 青 素、生 物 堿、多 糖、多 酚等[1-3]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明, 豐富的黃酮、多糖和酚類化合物是主要的抗氧化活性成分。此外, 菊屬花茶在抗炎消腫、抗衰老耐疲、保護(hù)心血管、調(diào)血脂、抗腫瘤等方面都有顯著作用[4-8]。

我國作為菊屬植物的發(fā)源地, 品種資源十分豐富, 尤其近年來, 花茶產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了極大的轉(zhuǎn)變, 菊屬花茶的品種和類型逐年增多, 菊屬花茶作為飲品原料進(jìn)行功能開發(fā)是未來菊屬花茶產(chǎn)業(yè)研究的重點, 也是提高菊屬花茶商品化銷售水平的必要途徑。余欣珂等[9]以4 種菊花為原料真空冷凍干燥后, 菊花總酚含量顯著增加, 其中雛菊的總酚含量增加率最高 (增加了2.525 倍); 真空冷凍干燥后, 除清除ABTS 能力差異不顯著外, 其清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼 (DPPH) 能力、鐵還原能力以及氧化自由基吸收能力 (ORAC) 變化顯著。宋佳慧對8 種菊花茶湯的感官品質(zhì)和活性成分進(jìn)行比較, 利用偏最小二乘回歸分析, 確定了中藥味與4-萜烯醇等6 種物質(zhì)相關(guān), 甜菜味與 (e) -泰烯酮等13 種物質(zhì)相關(guān), 菜腥味與桃金娘烯醇等14 種物質(zhì)相關(guān)。對總黃酮含量的分析表明, 有機(jī)種植杭白菊中總黃酮含量最高, 祁白菊中總黃酮含量最低。鮑忠定等[11]采用水蒸氣蒸餾法從杭白菊中提取揮發(fā)油, 用氣相色譜-質(zhì)譜對揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行分析, 分離出126 個峰, 鑒定出50 種化合物。杭白菊揮發(fā)性成分主要為單萜烯類、倍半萜烯類及其含氧衍生物等。雖然中國菊屬花茶的年產(chǎn)量已達(dá)6 000～7 000 t, 但其研究力量十分薄弱。為了科學(xué)合理利用菊屬花茶品種資源, 以浙江省主栽的菊屬花茶品種為材料, 對各品種的活性成分和抗氧化能力等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行檢測, 以篩選出不同菊屬花茶更適合的開發(fā)方向。

本研究擬對浙江省主栽培的菊屬茶品種水提物中含有活性成分進(jìn)行分析, 進(jìn)一步驗證菊屬茶具有食藥用兼具的特性, 并通過對不同品種的體外抗氧化活性的測定分析, 為浙江菊屬花茶品種開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

6 個試驗菊花茶品種分別為貢菊、杭白菊、紫花野菊、金絲皇菊、雛菊、壽菊。各品種花茶特性詳見表1。

表1 6 個品種菊花茶主要特性

1.2 花茶水提物提取方法

樣品經(jīng)炮制處理后, 粉碎過0.125 mm (120目) 篩, 取 粉 末50 g 加 入1 500 mL 去 離 子 水,95 ℃回流提取1 h, 提取結(jié)束后, 8 000g離心, 殘渣再重復(fù)提取一次, 合并上清液, 真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后, 冷凍干燥得到水提物。

1.3 活性成分含量測定

多酚含量: 根據(jù)Singleton 等[12]的方法略加改動。具 體 步 驟: 準(zhǔn) 確 移 取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mL 五倍子酸溶液于離心管中, 用蒸餾水定容至1 mL, 再加入0.5 mL 的福林酚試劑, 搖勻, 反應(yīng)8 min, 再加入2 mL 10%碳酸鈉溶液, 搖勻, 避光反應(yīng)60 min, 于750 nm 處測定吸光度, 以五倍子酸濃度為橫坐標(biāo), 吸光度為縱坐標(biāo), 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。準(zhǔn)確移取0.5 mL 樣品溶液, 按上述方法在760 nm 處測花茶的吸光度, 計算樣品中多酚的含量。

總黃酮含量: 根據(jù)柴建新等[13]的方法, 具體步驟: 準(zhǔn)確移取0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液于離心管中。用70%乙醇補(bǔ)足至1 mL。首先加入0.3 mL 5%亞硝酸鈉溶液, 搖勻,反應(yīng)5 min; 再加入0.3 mL 10%硝酸鋁溶液, 搖勻, 反應(yīng)5 min; 最后加入1 mol·L-1氫氧化鈉溶液4.0 mL, 搖勻, 反應(yīng)10 min。在波長510 nm 下測量吸光度, 以蘆丁濃度為橫坐標(biāo), 吸光度為縱坐標(biāo), 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線, 得到回歸方程。準(zhǔn)確移取1 mL 樣品溶液, 按上述方法在510 nm 處測量吸光度值, 計算總黃酮含量。

多糖含量: 根據(jù)劉曉涵等[14]的方法, 分別精密量 取 葡 萄 糖 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL, 置10 mL 具塞玻璃試管中, 用蒸餾水補(bǔ)足至0.5 mL, 向試液中加入5%苯酚溶液0.5 mL,然后快速加入2.5 mL 濃硫酸, 靜置10 min。渦旋振蕩器混勻后, 30 ℃水浴中反應(yīng)20 min, 490 nm下測吸光度, 以相應(yīng)的試劑為空白, 以吸光度為縱坐標(biāo), 濃度為橫坐標(biāo), 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4 抗氧化活性分析

ABTS 清除能力: 根據(jù)Sarikurkcu 等[15]的方法, 配制ABTS+儲備液: 稱量0.031 8 g ABTS+放入10 mL 容量瓶, 用去離子水定容。稱取0.013 4 g 過硫酸鉀放入另一個10 mL 容量瓶中, 用去離子水定容。將定容好的ABTS+溶液和過硫酸鉀溶液按照1 ∶1 的比例混合后, 避光保存12～16 h。

ABTS+測定液: 用磷酸緩沖溶液稀釋ABTS+儲備液, 使其在734 nm 波長處測定的吸光度值為0.7± 0.02。提 取 物 溶 液0.5 mL +ABTS+測 定 液2.0 mL, 準(zhǔn)確振蕩30 s, 測定在734 nm 波長處的吸光度值。

還原能力測定: 根據(jù)陳晨等[16]的方法, 在1 mL 磷酸緩沖溶液 (pH 值 6.6) 中加入0.4 mL提取物溶液, 1 mL 1% 鐵氰化鉀, 混合物在50 ℃水浴保溫20 min, 急速冷卻, 加1 mL 10%三氯乙酸, 5 000 r·min-1離 心10 min。取 上 層 清 液2 mL, 加0.2 mL 0.1% FeCl3, 混合均勻, 在波長700 nm 下測吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 菊花茶活性成分含量測定

根據(jù)供試菊花茶水提物總黃酮、多酚和總多糖含量測定結(jié)果 (圖1), 不同的菊花茶活性物質(zhì)含量具有顯著性差異, 有些品種間還有極顯著差異(P<0.01)。試驗雛菊的總黃酮和多酚含量均高于其他樣品, 壽菊的總黃酮和多酚含量也較高, 而紫花野菊和杭白菊的總黃酮和多酚含量較低; 金絲皇菊總多糖含量最高, 含量最低的為杭白菊, 見圖1。樣品中總黃酮含量范圍為2.48% ～8.92%, 多酚含量范圍為4.90% ～11.36%, 總多糖含量范圍為9.89% ～13.50%。測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線為黃酮Y=1.972 7X+0.117,R2=0.999 7, 多糖Y=9.681 4X-0.001 2R2=0.998 2, 多酚Y=7.792 5X+0.011 5,R2=0.992 8。

圖1 不同菊屬花茶水提物活性成分含量

2.2 不同花茶水提物對ABTS 自由基的清除作用

ABTS 自由基的清除原理是電子轉(zhuǎn)移過程,ABTS 自由基經(jīng)活性氧氧化后生成穩(wěn)定的藍(lán)綠色陽離子ABTS+·, 這種自由基在734 nm 處有最強(qiáng)吸收, 當(dāng)加入抗氧化劑時, 儲備液顏色變淺, 測得吸光度的減少幅度, 從而表現(xiàn)出抗氧化劑對自由基的清除率[17]。實驗樣品對ABTS 自由基清除能力如圖2 所示, 隨著樣液的濃度增大, 各抗氧化劑對ABTS 自由基清除率增大。當(dāng)樣品質(zhì)量濃度為0.50 mg·mL-1時, 杭白菊和紫花野菊對ABTS 清除率沒有顯著差異 (P>0.05), 與其他樣品之間存在顯著差異 (P<0.05)。當(dāng)試樣質(zhì)量濃度>0.50 mg·mL-1時, 雛菊、貢菊和壽菊的清除能力均大于其他三者 (P<0.05); 當(dāng)樣品質(zhì)量濃度為1.00 mg·mL-1時, 雛菊和貢菊對ABTS 自由基清除能力均達(dá)到80%以上, 樣品之間的差異存在顯著差異。因此, 整體清除能力: 雛菊>貢菊>壽菊>金絲皇菊>紫花野菊>杭白菊。

圖2 不同菊屬花茶對ABTS 的清除力

2.3 不同菊屬花茶水提物還原力

還原能力是潛在抗氧化活性的一個重要指標(biāo),還原力強(qiáng)的樣品同時也是良好的電子供應(yīng)者, 其供應(yīng)的電子除了可使Fe3+還原為Fe2+外, 也可參與自由基反應(yīng), 與自由基結(jié)合生成穩(wěn)定的物質(zhì)?？寡趸镌谒嵝詶l件下, 將Fe3+還原成藍(lán)色的Fe2+, 測定其吸光度, 就可得到被測液體的還原力[18]。

由圖3 可知, 不同濃度的提取物均具有一定的還原能力, 吸光度的高低反映提取物的還原能力。隨著樣品濃度升高, 在700 nm 處的吸光度增大,說明樣品濃度越高, 能夠把越多的鐵氰化鉀還原成亞鐵氰化鉀。在樣品質(zhì)量濃度為1.00 mg·mL-1時, 雛菊的還原能力最強(qiáng), 與貢菊、杭白菊、紫花野菊和金絲皇菊之間存在極顯著差異 (P<0.01),與壽菊差異不顯著。由此可知, 樣品間的還原能力強(qiáng)弱順序為: 雛菊>壽菊>貢菊>紫花野菊>金絲皇菊>杭白菊。

圖3 不同菊屬花茶的還原力

3 結(jié)論

菊屬植物作為中草藥及茶飲應(yīng)用歷史悠久, 具有消暑、生津、祛風(fēng)、潤喉、養(yǎng)目等多重保健功能, 隨著花茶的需求增加, 對茶用菊的要求也日漸提升。但目前我國茶用菊品種多為傳統(tǒng)白色和黃色, 形態(tài)、色澤等均較為單一, 難以滿足目前市場對多元化、個性化品種的需求, 且傳統(tǒng)品種在花期、產(chǎn)量、加工后外觀特點等方面常存在部分不足。因而進(jìn)一步在野生菊屬種資源中開展茶用特性的評價, 篩選具有色澤、花型、花期、產(chǎn)量等特異性, 并能夠滿足飲用口感、藥用成分等要求的新品種, 將對茶用菊花的市場開發(fā)具有重要意義。

抗氧化活性化合物屬植物次生代謝產(chǎn)物, 是廣泛存在于植物中具有功效活性的一類化合物, 普遍具有良好的抗氧化、抑菌作用, 能夠防治心血管疾病、調(diào)節(jié)動物激素水平和提高機(jī)體免疫力。本試驗系統(tǒng)地研究了不同的體外抗茶菊屬花茶的活性成分含量, 包括總黃酮、總多糖和總多酚等, 結(jié)果表明, 雛菊和壽菊中多酚和總黃酮含量最高。不同類型菊屬花茶的活性物質(zhì)含量有一定差異, 雛菊的總黃酮和多酚含量略高于其他品種, 后期用于藥用植物的研究方向更為適合。而金絲皇菊的多糖含量最高, 風(fēng)味佳, 具有作為飲品的開發(fā)潛力較大。

目前為止, 就菊屬花茶品種研究的層次和應(yīng)用領(lǐng)域來說, 還有一定的局限性。比如, 在提取方法上, 對菊屬花茶品種的提取工藝僅限于一種或兩種常見的提取工藝, 缺乏全面性和選擇性。在功能性研究上, 對菊屬花茶品種有效成分的功能性研究只有少量報道; 對我國原種的菊屬花茶品種抗氧化能力的測定鮮有報道, 對于清除自由基的體外抗氧化實驗的研究尚未報道。

通過體外氧化還原能力測定, 包括ABTS 自由基清除能力和還原力等。結(jié)果表明, 菊屬花茶樣品均對自由基具有一定的清除能力, 且清除率隨多酚單體濃度的增加而增大, 雛菊和貢菊清除ABTS 自由基能力高于其余4 種菊屬花茶樣品; 此外, 雛菊和壽菊具有較強(qiáng)的還原能力, 在樣品質(zhì)量濃度為1.00 mg·mL-1時, 雛菊和壽菊的還原力極顯著高于貢菊、杭白菊、紫花野菊和金絲皇菊 (P<0.01)。由以上結(jié)論可知, 不同類型菊屬花茶的抗氧化活性與活性物質(zhì)的含量有很大關(guān)系, 但進(jìn)一步關(guān)系還需要深入研究, 以便更好地發(fā)揮菊屬花茶中活性物質(zhì)抗氧化的效果。