唐古特白刺果粉的抗氧化作用研究

朱利娜,強(qiáng) 偉,史俊友,索有瑞

(1.中國科學(xué)院西北高原生物研究所,青海西寧 810001;2.中國科學(xué)院研究生院,北京 100049)

白刺 (Nitraria)是蒺藜科 (Zygophyllceae)的旱生或超旱生典型荒漠植物,其抗逆性強(qiáng),耐干旱鹽堿,能適應(yīng)高溫低寒,自然分布在干燥、鹽堿、多風(fēng)、植被稀少的嚴(yán)酷生境中,是防風(fēng)固沙的優(yōu)良灌木[1-2]。白刺在全世界共有 12個種,我國有 8個種,其中唐古特白刺 (Nitraria tangutorunBobr.)為我國的特有種,在我國主要分布在青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等地,資源十分豐富。

白刺是西部蒙、藏、維等少數(shù)民族的傳統(tǒng)藥材,廣泛用于多種疾病的治療,同時具有廣譜的營養(yǎng)作用[3],經(jīng)常在中藏藥復(fù)方中出現(xiàn)。其果實長期被當(dāng)?shù)厝?、畜采?具健胃、滋補(bǔ)、治療消化不良等功效[4]。大量的應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作證實白刺果實富含維生素 C、氨基酸、多糖類、黃酮、生物堿等,具有抗氧化、降血脂、防治動脈動粥樣硬化的作用[5-6]。白刺豐富的營養(yǎng)和活性成分使其成為開發(fā)藥品、保健食品及特色食品的優(yōu)質(zhì)原料,其產(chǎn)品具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和市場前景。目前,以白刺原汁通過噴霧干燥技術(shù)制成的白刺果粉不僅便于運輸與儲藏,還便于產(chǎn)品開發(fā),可作為藥品載體、食品、保健食品以及化妝品的原料和輔料。但在果粉的制備過程中,某些天然營養(yǎng)成分會遭到破壞和流失,為了綜合評定果粉成品的質(zhì)量,本文從 DPPH·、·OH·和四方面探討了白刺果粉的抗氧化性,以期為果粉的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1,1-二苯基苦基苯肼自由基 (DPPH·,Sigma公司);無水乙醇、硫酸亞鐵、水楊酸、鹽酸、三羥甲基氨基甲烷 (Tris)、鄰苯三酚 (焦性沒食子酸)、亞硝酸鈉、檸檬酸、磷酸氫二鈉、對氨基苯磺酸、鹽酸萘己二胺等均為國產(chǎn)市售分析純;精密電子天平、電子恒溫不銹鋼水浴鍋、101型電熱鼓風(fēng)干燥箱、Cary 300型紫外可見分光光度計 (美國 Varian公司)。

1.2 白刺果粉的制備

果粉 (青海康普生物科技股份有限公司提供),生產(chǎn)流程為:原料采收→果汁驗收→果汁滅菌→果汁沉降→果汁過濾→果粉噴霧干燥工藝→產(chǎn)品檢驗與保存。

1.3 抗氧化活性研究

1.3.1 清除DPPH自由基能力的測定

精確配制濃度為 5×10-5mol/L的 DPPH·乙醇溶液,將白刺果粉用蒸餾水溶解,配制成系列溶液,精確吸取樣品溶液 3 mL,加入 5 mL 5×10-5mol/L的 DPPH·乙醇溶液,混勻后在室溫下靜置30 min,以 5 mL無水乙醇和 3 mL蒸餾水的混合液為參比,測定 517 nm處的吸光值[7]。然后按下式計算DPPH自由基清除率:

式中:A0-空白對照液的吸光度 (以蒸餾水代替樣品液);Ai-樣品組的吸光度;Aj-樣品溶液本身的吸光度 (以無水乙醇代替顯色劑)。

樣品溶液清除自由基能力采用清除 DPPH·的I C50值表示,即 DPPH自由基清除率為 50%時所對應(yīng)的抗氧化劑溶液濃度。

1.3.2 清除羥自由基能力的測定

利用 Fenton反應(yīng)法產(chǎn)生·OH,·OH氧化水楊酸產(chǎn)生有色物質(zhì),該產(chǎn)物在 510 nm處有強(qiáng)吸收峰。若體系中加入清除·OH的物質(zhì),則會減少有色物質(zhì)生成,降低吸光度[8]。具體操作為:取若干支25 mL的比色管,加入 9 mmol/L FeSO40.25 mL、9 mmol/L水楊酸 -乙醇溶液 0.25 mL,不同濃度的白刺果粉溶液 5 mL,最后加入 8.8 mmol/L H2O20.25 mL啟動反應(yīng),于室溫下反應(yīng) 1 h。加 5 mL蒸餾水稀釋反應(yīng)體系,在 517 nm處測定樣品的吸光度A。按 1.3.1節(jié)計算方法計算清除率。

1.3.3 清除超氧陰離子自由基能力的測定

采用鄰苯三酚氧化法[9]。具體操作為:在10 mL試管中加入 3 mL Tris-HCl緩沖液 (pH值8.2),1 mL不同濃度的白刺果粉溶液,25℃±0.5℃水浴平衡 20 min后,加入 0.3 mL 7 mmol/L的鄰苯三酚準(zhǔn)確反應(yīng) 4 min,加入 1 mL 10 mol/L HCl終止反應(yīng),在 420 nm處測定其吸光度 A,按 1.3.1節(jié)計算方法計算清除率。

1.3.4 清除亞硝酸鹽能力的測定

當(dāng)加入白刺果粉溶液時,果粉中有效成分與NaNO2作用將 NaNO2消耗掉,剩余亞硝酸根在酸性條件下,能使對氨基苯磺酸重氮化,再使其與鹽酸α-萘胺偶合生成紅色偶聯(lián)化合物,測定溶液吸光度,計算亞硝酸鹽清除率。

取不同濃度的白刺果粉溶液 10 mL于 25 mL容量瓶,加入 0.01%的 NaNO2標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.25 mL,加入檸檬酸 -磷酸緩沖溶液 (pH值 3.0)5 mL,加蒸餾水定容至刻度,37℃下反應(yīng) 1 h。取 1 mL反應(yīng)液于試管中,加入 0.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的對氨基苯磺酸溶液 2 mL,0.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))鹽酸α-萘胺 1 mL,搖勻放置 15 min后,用分光光度計在 544 nm處測吸光度值,按下式計算清除率求得果粉溶液對亞硝酸鹽的清除能力[10]。式中:A0:未加果粉溶液的空白試驗 (以蒸餾水代替)的吸光度;A:不同濃度反應(yīng)液的吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 白刺果粉對 DPPH自由基的清除能力

1,1-二苯基苦基苯肼自由基 (DPPH·)是一種很穩(wěn)定的以氮為中心的自由基,若受試物能將其清除,則提示受試物具有降低羥自由基、烷自由基或過氧化氫自由基的有效濃度和打斷脂質(zhì)過氧化鏈反應(yīng)的作用。

圖1 白刺果粉濃度對DPPH·清除作用的影響

圖1顯示,白刺果粉對 DPPH·有很好的清除作用,開始時隨著果粉濃度的增大,對 DPPH·的清除作用逐漸增強(qiáng)。結(jié)合圖1并計算得 I C50對應(yīng)的白刺果粉樣液的濃度為 0.8 mg/mL。當(dāng)提取物用量達(dá)到 1.2 mg/mL時,白刺果粉對 DPPH·清除率為64%,但當(dāng)果粉濃度超過 1.2 mg/mL時,對 DPPH·的清除作用達(dá)到最大 65.7%,此后變化很小。

2.2 白刺果粉對羥自由基的清除能力

羥基自由基 (·OH)是最活潑、毒性最大的自由基,它可與活細(xì)胞中的任何分子發(fā)生反應(yīng),引發(fā)組織細(xì)胞病變,導(dǎo)致各種疾病發(fā)生和加速機(jī)體衰老,且反應(yīng)速度非?？?。白刺果粉對·OH的清除效果如圖2所示。

圖2 白刺果粉濃度對·OH清除作用的影響

由圖2可知,隨著白刺果粉溶液濃度的增大,清除效果逐漸增加,當(dāng)果粉濃度為 4.5 mg/mL時,對·OH的清除率達(dá)到 67.4%;此后當(dāng)濃度超過 6 mg/mL時,果粉對羥自由基的清除能力達(dá)到最大71.5%,說明白刺果粉對羥基自由基有一定的清除能力。

2.3 白刺果粉對超氧陰離子自由基的清除能力

圖3 白刺果粉濃度對超氧陰離子清除作用的影響

由圖3可知,不同濃度的白刺果粉溶液對超氧陰離子自由基的產(chǎn)生都有一定的抑制作用,且隨著果粉溶液濃度的增加,對超氧陰離子自由基的清除效果增強(qiáng),在實驗條件下,對超氧陰離子自由基的清除率最大可達(dá) 83.8%,說明白刺果粉溶液對超氧陰離子自由基具有較強(qiáng)的清除能力。

2.4 白刺果粉對亞硝酸鹽的清除作用

亞硝酸鹽與仲胺在人體中易合成強(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝胺,而且亞硝酸鹽是一種允許在肉制品加工中使用的食品添加劑,采取有效途徑清除亞硝酸鹽對預(yù)防癌癥具有重要意義。白刺果粉清除亞硝酸鹽的效果如圖4所示。

圖4 白刺果粉濃度對亞硝酸鹽清除作用的影響

由圖4可見,白刺果粉溶液對亞硝酸鹽的清除率與其濃度基本成正相關(guān),隨著果粉溶液濃度的增大,清除效果逐漸增強(qiáng),在實驗條件下最大清除率達(dá)到 71%,白刺果粉對亞硝酸鹽有很好的清除作用。

3 討 論

Harman提出衰老的自由基學(xué)說認(rèn)為,隨著年齡的增長,機(jī)體器官的衰退性變化是由自由基的副作用引起的,生物體在長期的進(jìn)化中體內(nèi)形成了自由基產(chǎn)生與消除的動態(tài)平衡,但內(nèi)源性的抗氧化物防御機(jī)制并不能 100%有效,膳食抗氧化劑對降低生命期間長期積累的氧化損傷更為有效和重要[12]。實驗結(jié)果表明,唐古特白刺果粉具有良好的抗氧化活性,能有效清除 DPPH·、·OH、·、亞硝酸鹽。利用白刺果實,結(jié)合人們現(xiàn)代的營養(yǎng)與保健觀念,可以開發(fā)白刺的系列產(chǎn)品,如果酒、飲料、果醬、天然色素、保健食品和藥品原料等,使白刺資源得到綜合利用。

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