山楂果原花青素穩(wěn)定性研究

張澤生，高薇薇，張 穎，錢 俊，王玉本，侯冬梅

(天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457)

山楂果原花青素穩(wěn)定性研究

張澤生，高薇薇，張 穎，錢 俊，王玉本，侯冬梅

(天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457)

研究了山楂果原花青素在不同貯存條件下的穩(wěn)定性及相應(yīng)的抗氧化能力，為其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，山楂果原花青素對(duì)熱、光敏感;酸性環(huán)境中穩(wěn)定性較好;Fe3+、Cu2+、Fe2+對(duì)原花青素有明顯的破壞作用，Mn2+、Al3+對(duì)原花青素穩(wěn)定性有一定影響，其他常見(jiàn)金屬離子對(duì)原花青素穩(wěn)定性影響較小;食品添加劑抗壞血酸、檸檬酸、亞硫酸氫鈉能提高原花青素穩(wěn)定性，其他常用食品添加劑對(duì)原花青素穩(wěn)定性影響較小;山楂果提取物的抗氧化能力與其原花青素含量呈正相關(guān)。

山楂果，原花青素，穩(wěn)定性，抗氧化能力

Abstract:The stability and antioxidant activity of the proanthocyanidins from hawthorn fruit in different storage conditions were investigated，and the results mightbe beneficialto furtherdevelopmentusing the proanthocyanidins.The results showed that the proanthocyanidins from hawthorn fruit was sensitive to heat and light，and was stable under the acid condition.The proanthocyanidins was severely destroyed when Fe3+，Cu2+or Fe2+was added，and was a little affected when the medium added Mn2+or Al3+，whereas other common metal ions had no such obvious effect on its stability.Food additive ascorbic acid，citric acid and sodium bisulfite could protect the proanthocyanidins.Moreover，there was a positive correlation between content and antioxidant activity of the proanthocyanidins from hawthorn fruit.

Key words:hawthorn;proanthocyanidins;stability;antioxidant activity

原花青素(proanthocyanidins，簡(jiǎn)稱PC)是植物中廣泛存在的一大類多酚類聚合物的總稱，為雙黃酮衍生物，由不同數(shù)目的兒茶素或表兒茶素縮合而成，按聚合度不同可分為低聚體(procyanidolic oligomers，簡(jiǎn)稱 OPC)和高聚體(procyanidolic polymers，簡(jiǎn)稱PPC)［1］。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，原花青素低聚體具有多種生物學(xué)作用，是一種天然的自由基清除劑和抗氧化劑，有預(yù)防心血管疾病、抗腫瘤、抗輻射、防血小板凝結(jié)等多種功能［2］。山楂為薔薇科(Rosaceae)山楂屬(Crataegus.L)植物，分布于北溫帶，是原花青素的一種潛在資源［3］。本實(shí)驗(yàn)對(duì)山楂果原花青素在各種處理?xiàng)l件下的穩(wěn)定性進(jìn)行了全面的研究，探討影響穩(wěn)定性的各種因素，為其安全使用及進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

山楂果原花青素提取物 本實(shí)驗(yàn)室自制，原花青素含量為59.77%，平均聚合度為2.29;兒茶素標(biāo)品

天津尖峰天然產(chǎn)物研究開(kāi)發(fā)公司;DPPH(1，1－聯(lián)苯－β－苦基苯肼)Sigma公司;食品添加劑 為食品級(jí);其余試劑 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

UVmin－1240紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司;pH－3C酸度計(jì) 天津市盛邦電器廠;DL102電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市實(shí)驗(yàn)儀器廠;TDL－5－A型低速離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 山楂果提取物中原花青素含量的測(cè)定 采用鹽酸－香草醛法［4］，以兒茶素為標(biāo)準(zhǔn)品，建立兒茶素質(zhì)量濃度與吸光度的線性關(guān)系曲線為Y=1.6791X+0.0306(R=0.9997)，其中X為兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度(mg/mL)，Y為吸光度，線性范圍為0.04～0.4mg/mL。

1.2.2 山楂果原花青素提取物對(duì)DPPH自由基清除能力的測(cè)定［5－6］在試管中依次加入1.5 ×10－4mol/L 的DPPH甲醇溶液2mL，樣品甲醇溶液2mL，搖勻后室溫放置，30min后于517nm測(cè)定吸光度。樣品對(duì)DPPH自由基清除能力K計(jì)算如下:K(%)=［1－(Ai－Aj)/Ao］×100%。其中Ao為空白管吸光度，以2mL溶劑代替樣品溶液;Ai為樣品溶液管吸光度;Aj為對(duì)照管吸光度，以2mL溶劑代替 DPPH溶液。

1.2.3 山楂果原花青素提取物對(duì)羥自由基清除能力的測(cè)定［7］在試管中依次加入3mmol/L的FeSO4溶液1mL，3mmol/L的水楊酸溶液1mL，樣品溶液1mL，3mmol/L的 H2O2溶液1mL，搖勻，37℃水浴30min，冷卻靜置 10min后以 5000r/min離心 10min，于510nm處測(cè)其吸光值。樣品對(duì)羥自由基清除能力K計(jì)算如下:K(%)=［1－(Ai－Aj)/Ao］×100%。其中Ao為空白管吸光度，以1mL蒸餾水代替樣品溶液;Ai為樣品溶液管吸光度;Aj為對(duì)照管吸光度，以1mL蒸餾水代替水楊酸。

1.2.4 熱對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響 配制一定濃度山楂果原花青素樣品溶液，取等量該溶液置于具塞試管中，分別在4、20、40、60℃保存，每3d取樣測(cè)定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。原花青素保存率計(jì)算公式如下:

保存率(%)=(樣品待測(cè)時(shí)原花青素含量/樣品初始原花青素含量)×100%

1.2.5 光對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響 配制一定濃度山楂果原花青素樣品溶液，取等量該溶液置于具塞試管中，分別在避光、室內(nèi)自然光、日光直射條件下保存，每3d取樣測(cè)定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.6 酸對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響［8］山楂果原花青素樣品溶液pH約為6，用Na2HPO4和檸檬酸配成pH為2、3、4、5的緩沖液待用，取等量山楂果原花青素樣品溶液，分別用不同pH溶液稀釋至相同體積，避光4℃保存，每3d取樣測(cè)定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.7 堿對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響 山楂果原花青素樣品溶液pH約為6，用Tris和鹽酸配成pH為7、8、9、10的緩沖液待用，取等量山楂果原花青素樣品溶液，分別用不同pH溶液稀釋至相同體積，避光4℃保存，每3d取樣測(cè)定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.8 金屬離子對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響［9］

配制濃度為 0.2%的金屬離子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Fe2+、Al3+、Fe3+)溶液待用，取等量山楂果原花青素樣品溶液，分別加入等量不同金屬離子溶液，避光4℃保存，每3d取樣測(cè)定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

1.2.9 常用食品添加劑對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響［10－11］配制濃度為0.2%的苯甲酸、山梨酸溶液，1.0%的檸檬酸、DL－蘋果酸溶液，0.04%的亞硫酸氫鈉溶液，10%的蔗糖、食鹽溶液，0.2%的抗壞血酸(VC)溶液待用，取等量山楂果原花青素樣品溶液，分別加入等量不同食品添加劑溶液，避光4℃保存，每5d取樣測(cè)定樣品溶液中原花青素含量(以保存率表示)及抗氧化能力。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響

由圖1a、1b、1c可知，山楂果原花青素對(duì)熱敏感，20、40、60℃下，原花青素含量均有不同程度的減少，其中60℃條件下貯存15d后，原花青素保存率僅為50%，穩(wěn)定性差，且原花青素清除自由基的能力也隨之明顯下降;4℃條件下貯存15d后，原花青素保存率在95%以上，仍具有較強(qiáng)的清除自由基能力，穩(wěn)定性好。這是因?yàn)殡S著溫度的升高，貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，原花青素多聚體發(fā)生熱降解。因此，山楂果原花青素提取物應(yīng)在低溫下保存。

圖1a 熱對(duì)山楂果原花青素含量的影響

圖1b 熱對(duì)山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖1c 熱對(duì)山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.2 光對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響

由圖2a、2b、2c可知，山楂果原花青素對(duì)光敏感，日光直射條件下，原花青素含量明顯下降，貯存15d后，保存率在40%以下，穩(wěn)定性差，且原花青素清除自由基的能力明顯減弱;室內(nèi)自然光條件下貯存15d后，原花青素保存率在85%左右，穩(wěn)定性一般，避光保存15d后，原花青素保存率仍在95%以上，穩(wěn)定性好。因此，山楂果原花青素提取物應(yīng)在避光條件下保存，以減少光對(duì)其影響。

圖2a 光對(duì)山楂果原花青素含量的影響

圖2b 光對(duì)山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖2c 光對(duì)山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.3 酸對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響

由圖3a、3b、3c可知，山楂果原花青素在弱酸(pH4～6)環(huán)境中貯存15d后保存率在90%以上，且仍具有較強(qiáng)的清除自由基能力，有較好的穩(wěn)定性;在強(qiáng)酸(pH3以下)環(huán)境中貯存15d后，山楂果原花青素保存率在85%以上，清除自由基的能力略有減弱。因此可以認(rèn)為，山楂果原花青素提取物在酸性環(huán)境中有較好的穩(wěn)定性。

圖3a 酸對(duì)山楂果原花青素含量的影響

圖3b 酸對(duì)山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖3c 酸對(duì)山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.4 堿對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響

由圖4a、4b、4c可知，山楂果原花青素在堿性環(huán)境中隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，原花青素降解越完全，清除自由基能力也隨之急劇下降，穩(wěn)定性極差。這是因?yàn)樵ㄇ嗨亟Y(jié)構(gòu)中含有多個(gè)酚羥基，使其具有酸性，因而在堿性環(huán)境中反應(yīng)生成其他物質(zhì)，同時(shí)自身產(chǎn)生降解。因此山楂果原花青素提取物不能在堿性環(huán)境中應(yīng)用和保存。

圖4a 堿對(duì)山楂果原花青素含量的影響

圖4b 堿對(duì)山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖4c 堿對(duì)山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.5 金屬離子對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響

由圖5a、5b、5c可知，F(xiàn)e3+對(duì)山楂果原花青素影響最大，F(xiàn)e3+加入后溶液呈深藍(lán)色，貯存9d后，有絮狀沉淀，原花青素保存率僅為2%，基本被破壞，清除自由基能力也隨之減弱;Cu2+，F(xiàn)e2+對(duì)山楂果原花青素有較大的影響，其中Fe2+加入后溶液呈深褐色，貯存9d后，溶液中有沉淀出現(xiàn)，原花青素保存率在50%以下。這是因?yàn)樵ㄇ嗨睾卸鄠€(gè)酚羥基，易與 Fe3+，Cu2+，F(xiàn)e2+絡(luò)合，形成不溶性螯合物。Mn2+，Al3+對(duì)山楂果原花青素有一定的影響，貯存9d后，原花青素保存率為70%左右;其他金屬離子對(duì)山楂果原花青素影響較小，貯存9d后，原花青素保存率在90%左右，且仍具有較強(qiáng)的清除自由基能力。因此，山楂果原花青素的貯存應(yīng)避免含 Fe3+，Cu2+，F(xiàn)e2+，Mn2+，Al3+的容器或環(huán)境。

圖5a 金屬離子對(duì)山楂果原花青素含量的影響

圖5b 金屬離子對(duì)山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖5c 金屬離子對(duì)山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

2.6 常用食品添加劑對(duì)山楂果原花青素穩(wěn)定性的影響

由圖6a、6b、6c可知，添加抗壞血酸、檸檬酸、亞硫酸氫鈉能提高山楂果原花青素的穩(wěn)定性。其中，由于抗壞血酸自身具有較強(qiáng)的抗氧化能力和清除自由基能力，因而添加抗壞血酸能明顯提高山楂果原花青素溶液的清除自由基能力。其他常用食品添加劑對(duì)山楂果原花青素沒(méi)有明顯影響，貯存15d后，原花青素保存率仍在90%以上，且保持著較強(qiáng)的清除自由基能力。

圖6a 食品添加劑對(duì)山楂果原花青素含量的影響

圖6b 食品添加劑對(duì)山楂果原花青素清除DPPH自由基能力的影響

圖6c 食品添加劑對(duì)山楂果原花青素清除羥自由基能力的影響

3 結(jié)論

對(duì)山楂果原花青素提取物穩(wěn)定性的研究表明，高溫下，山楂果原花青素易發(fā)生熱降解;日光直射對(duì)原花青素有強(qiáng)烈的破壞作用，因此原花青素應(yīng)低溫避光保存;酸性環(huán)境中原花青素穩(wěn)定性較好，堿對(duì)其有明顯的破壞作用;Fe3+，Cu2+，F(xiàn)e2+對(duì)原花青素有明顯的破壞作用，易發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)形成不溶性的螯合物，Mn2+，Al3+對(duì)其有一定的影響，其他常見(jiàn)金屬離子影響較小;食品添加劑抗壞血酸、檸檬酸、亞硫酸氫鈉能提高原花青素穩(wěn)定性，其他常用食品添加劑對(duì)其影響不大，使用時(shí)應(yīng)按照食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)適量添加［12］;山楂果中原花青素含量與抗氧化能力呈正相關(guān)，隨著原花青素含量的減少，清除自由基能力減弱。

大量研究證明，人類大部分常見(jiàn)的疾病，如動(dòng)脈粥樣硬化、血栓、糖尿病、炎癥、癌癥及人體的衰老都與自由基有關(guān)，而原花青素作為一種具有多種生理活性的天然抗氧化劑，已引起人們的廣泛關(guān)注［13］。在穩(wěn)定性研究的基礎(chǔ)上，探求有效的方法解決穩(wěn)定性問(wèn)題，將為原花青素的應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)一片新的前景。

［1］Fuleki T，Ricardo D A，Silva J M.Catechin and procyanlbin compostion of seeds from grape cultivars grow in ontario［J］.J Agric Food Chem，1997，45:1156－1160.

［2］王忠合，朱俊晨，陳惠音.葡萄籽原花青素提取物的保健功能與應(yīng)用［J］.食品科技，2006(4):135－139.

［3］劉通訊，金寧，孫寒潮.山楂原花青素的提取純化工藝及其組分鑒定［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2006，32(12):142－144.

［4］Broadhurst R B，Jones W T.Analysis of condensed tannins using acidified vanillin［J］.J Sci Food Agric，1978，29:788－794.

［5］張燕平，戴志遠(yuǎn)，陳肖毅.紫蘇提取物體外清除自由基能力的研究［J］.食品工業(yè)科技，2003，24(10):67－70.

［6］Tepe B，Sokmen M，Akpulat H，et al.In vitro antioxidant activities of the methanol extracts of five Allium species from Turkey［J］.Food Chemistry，2005，92:89－92.

［7］唐軍，徐年軍，何艷麗，等.大米草黃酮的提取工藝及清除羥自由基作用的研究［J］.食品科技，2008(2):149－152.

［8］李斌，孟憲軍，智紅濤，等.葡萄籽中原花青素的穩(wěn)定性研究［J］.食品研究與開(kāi)發(fā)，2007，28(10):71－73.

［9］孫明奇，胡建中，潘思軼.柑橘皮類胡蘿卜素提取物穩(wěn)定性研究［J］.食品科學(xué)，2007，28(10):46－49.

［10］姚秋旺，曾秋平，勞永民，等.食品添加劑對(duì)荔枝果皮花色素苷穩(wěn)定性的研究［J］.食品科學(xué)，2006，27(5):152－156.

［11］王鋒，譚興和，鄧潔紅，等.黑花生衣色素的穩(wěn)定性研究［J］.食品與機(jī)械，2007(5):53－56.

［12］中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì).GB2760－2007食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007:7－62.

［13］金寧，劉通訊.山楂原花青素的抗氧化活性研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2007，33(1):45－47.

Study on the stability of proanthocyanidins from hawthorn fruit

ZHANG Ze－sheng，GAO Wei－wei，ZHANG Ying，QIAN Jun，WANG Yu－ben，HOU Dong－mei
(Department of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China)

TS255.1

A

1002－0306(2010)08－0108－05

2009－09－08

張澤生(1956－)，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向:功能食品的研究與開(kāi)發(fā)，天然產(chǎn)物的生物活性及機(jī)理。

國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2006BAD27B06)。