幾種抗性淀粉的體外抗氧化活性

唐正輝，亢靈濤，楊春豐，高 娟，謝 慧，謝 濤

(湖南工程學院 化學化工學院，湘潭 411104)

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幾種抗性淀粉的體外抗氧化活性

唐正輝，亢靈濤，楊春豐，高 娟，謝 慧，謝 濤

(湖南工程學院 化學化工學院，湘潭 411104)

采用二次循環(huán)壓熱法制備、純化得到了綠豆、馬鈴薯、錐栗和板栗抗性淀粉，并對它們的體外抗氧化性能進行了研究.結(jié)果表明：四種抗性淀粉具有較強的抗氧化活性；對DPPH·的清除作用較強，隨溫度上升清除率增高而IC50值降低；對ABTS+·有更強的清除作用，IC50值均較低；對O2-·具有較弱的清除作用；在較高的溫度與濃度條件下對亞硝酸鈉的清除作用增強，IC50值降低；對脂質(zhì)過氧化的抑制作用也較弱.

綠豆；馬鈴薯；錐栗；板栗；抗性淀粉；體外抗氧化活性

研究表明，人體的許多疾病和組織損傷等都與體內(nèi)的氧化應激反應有關(guān)，人體由于體內(nèi)酶促或非酶促反應、有毒藥物侵害和外源輻射等都會產(chǎn)生自由基[1].正常體內(nèi)會保持適量自由基，而在某些病理情況下，體內(nèi)過多的自由基會損傷生物大分子，影響生物膜功能或破壞蛋白質(zhì)構(gòu)象，引起機體損傷，并形成丙二醛等有害物質(zhì)，產(chǎn)生生理病變[2].因此，研制高效低毒的抗氧化性藥物越來越受到人們的重視.目前，評價天然物的體外抗氧化活性方法多種多樣，主要有清除自由基型、還原金屬離子、抑制脂質(zhì)過氧化等化學評價方法，以及體外抗氧化活性細胞的生物學方法[3].近些年來，有關(guān)谷物、蔬菜和水果等食物中膳食纖維的抗氧化性活性已有研究[4-6]，但抗性淀粉的抗氧化性研究較少[7].本文采用二次循環(huán)壓熱法制備并純化得到了綠豆、馬鈴薯、錐栗、板栗的抗性淀粉，重點研究了它們的總抗氧活性、自由基清除率、亞硝酸鹽業(yè)清除率和脂質(zhì)過氧化抑制等體外抗氧化性，為開發(fā)以抗性淀粉為原料的功能性食品提供了理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH·)、2,2-聯(lián)氮基雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(ABTS+·)均購自Sigma公司；過硫酸鉀、維生素C、亞硝酸鈉等試劑均為分析純.

1.2 抗性淀粉制備

制備：用蒸餾水配制30%的淀粉乳液，調(diào)節(jié)pH為6.0，沸水浴30 min后，121 ℃高溫高壓處理40 min.冷卻，4 ℃放置24 h.重復高溫高壓和冷卻步驟，80 ℃烘干，粉碎過100目篩得粗抗性淀粉.

純化：取粗抗性淀粉用耐熱α-淀粉酶在70 ℃水解1 h，加入過量糖化酶，55 ℃水解2 h，離心(3000 r/min，30 min)，水洗離心多次，最后用95%乙醇清洗，干燥，粉碎，過200目篩，得純抗性淀粉，供實驗用.

1.3 檢測方法

總抗氧化活性按Prieto等[8]的方法測定；DPPH·清除率采用連喜軍等[7]的方法；ABTS+·清除率按Re等[9]的方法測定；超氧陰離子自由基(O2-·)清除率采用鄰苯三酚自氧化法[10]測定；亞硝酸鹽清除率按參考文獻[11]的方法測定；脂質(zhì)過氧化抑制作用采用Ock-Sook等[12]的方法.以維生素C做陽性對照.

所有數(shù)據(jù)為三個平行實驗的平均值，且采用SPSS 20.0 for windows進行方差分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 幾種抗性淀粉的總抗氧化活性

一般情況下，物質(zhì)的還原能力與抗氧化活性之間有顯著的相關(guān)性，抗氧化能力越強，其還原能力也越強[13，14].圖1反映了四種抗性淀粉的總抗氧化活性.從圖1可看出，四種抗性淀粉的總抗氧化活性隨其濃度增高而增強，且線性關(guān)系很強；當濃度在8 mg/mL以內(nèi)時，若濃度相同，錐栗和板栗抗性淀粉的抗氧化能力基本相當，但要強于綠豆和馬鈴薯抗性淀粉的抗氧化能力(0.010.05)，而馬鈴薯抗性淀粉的抗氧化活性低些(0.01

圖1 幾種抗性淀粉的總抗氧化活性

2.2 幾種抗性淀粉對DPPH·的清除作用

20 ℃時不同濃度的綠豆、馬鈴薯、錐栗和板栗抗性淀粉對DPPH·的清除能力見圖2.隨著抗性淀粉濃度升高，其清除DPPH·的能力隨之增強.當濃度低于6 mg/mL時，它們對DPPH·的清除率隨濃度升高而增加的速率較快；而高于6 mg/mL后，它們對DPPH·的清除率增速減緩.當抗性淀粉濃度為10 mg/mL時，綠豆、馬鈴薯、錐栗和板栗抗性淀粉對DPPH·的清除率分別為68.2%、67.1%、87.4%和82.1%，但錐栗與板栗抗性淀粉對DPPH·的清除率僅與0.6 mg/mL維生素C的相當，而綠豆和馬鈴薯抗性淀粉對DPPH·的清除效果僅與0.5 mg/mL維生素C相當.圖3反映了從30～60 ℃下各種抗性淀粉對DPPH·清除率的變化過程.各種抗性淀粉對DPPH·的清除作用隨溫度升高，清除率也隨之增高.在相同溫度條件下，當濃度控制在2.5 mg/mL以內(nèi)時，四種抗性淀粉對DPPH·的清除率相差不大(P>0.05)，而當濃度高于2.5 mg/mL時，錐栗與板栗抗性淀粉比綠豆和馬鈴薯抗性淀粉對DPPH·的清除率要高得多(P<0.01).如表1所示，每種抗性淀粉的IC50值則隨溫度的升高而降低.當溫度低于40 ℃時，錐栗與板栗抗性淀粉、綠豆與馬鈴薯抗性淀粉的IC50值基本相當(P>0.05)，但前兩者的IC50值要高于后兩者的IC50值(P<0.01)；當溫度達到40 ℃及以上時，相同溫度下四種抗性淀粉的IC50值幾無差別(P>0.05).

圖2 20℃下幾種抗性淀粉對DPPH·清除率

圖3 不同溫度下幾種抗性淀粉對DPPH·的清除率

表1 不同溫度下幾種抗性淀粉清除DPPH·的IC50值

2.3 幾種抗性淀粉對ABTS+·的清除作用

圖4顯示了20 ℃下四種抗性淀粉對ABTS+· 的清除能力.各種抗性淀粉對ABTS+·的清除率隨其濃度增大而增高；在濃度相同時，錐栗與板栗抗性淀粉、綠豆與馬鈴薯抗性淀粉對ABTS+· 的清除率基本一致(P>0.05).當濃度在6 mg/mL以下時，錐栗與板栗抗性淀粉比綠豆和馬鈴薯抗性淀粉對ABTS+· 的清除率要高些(0.010.05)，相當于0.6 mg/mL維生素C對ABTS+·的清除率.從圖4還可看出，綠豆與馬鈴薯抗性淀粉清除ABTS+· 的IC50值在3.0 mg/mL左右，而錐栗和板栗抗性淀粉清除ABTS+· 的IC50值均低于2.0 mg/mL.再結(jié)合2.2的實驗結(jié)果，在20 ℃時，與對DPPH·的清除率相比，相同濃度的任一種抗性淀粉對ABTS+·的清除能力更強(P<0.01).

圖4 20 ℃時幾種抗性淀粉對ABTS+· 的清除率

2.4 幾種抗性淀粉對O2-· 的清除作用

鄰苯三酚在堿性條件下能夠迅速自氧化，氧化過程中釋放出O2-·，加入清除劑，則能夠清除O2-·，使鄰苯三酚自氧化速率降低.不同濃度抗性淀粉對鄰苯三酚自氧化產(chǎn)生的O2-·清除率如圖5所示.從圖5可看出，各種抗性淀粉和維生素C對O2-·的清除能力均表現(xiàn)不強，當濃度增大至一定值后，它們對O2-·的清除能力可能會趨于飽和.在4～6 mg/mL濃度范圍內(nèi)，綠豆與馬鈴薯抗性淀粉比錐栗和板栗抗性淀粉對O2-· 的清除能力要強些(0.010.05).綠豆、馬鈴薯、錐栗與板栗抗性淀粉清除O2-· 的IC50值分別為7.7、8.1、8.8和9.3 mg/mL(P>0.05).

圖5 幾種抗性淀粉對O2-· 的清除率

2.5 幾種抗性淀粉對亞硝酸鹽的清除作用

圖6所示為不同溫度下四種抗性淀粉對亞硝酸鈉的清除率.當溫度不變時，隨著濃度增大，四種抗性淀粉對亞硝酸鈉的清除能力隨之增強；當濃度一定時，它們在低溫下對亞硝酸鈉的清除能力較弱，但它們在高溫下對亞硝酸鹽的清除作用則變強.在任一實驗溫度下，當濃度增加至一定值后，四種抗性淀粉對亞硝酸鈉的清除作用將會趨于飽和.各種抗性淀粉清除亞硝酸鈉的IC50值如表2所示.由表2可知，各種抗性淀粉清除亞硝酸鈉的IC50值均隨溫度增高而降低.在30～50 ℃范圍內(nèi)，四種抗性淀粉對亞硝酸鈉的IC50值相差不大(P>0.05)，在60 ℃時它們對亞硝酸鈉的IC50值差別增大(0.01

圖6 不同溫度下幾種抗性淀粉對亞硝酸鹽的清除率

樣品IC50/(mg/mL)20℃30℃40℃50℃60℃綠豆抗性淀粉10.05.65.13.22.4馬鈴薯抗性淀粉>10.06.84.93.73.1錐栗抗性淀粉>10.05.95.23.61.8板栗抗性淀粉>10.05.83.93.12.2

2.6 幾種抗性淀粉對脂質(zhì)過氧化的抑制作用

自由基進攻的主要靶物質(zhì)是細胞膜上的不飽和脂類，因而卵磷脂通常被用作細胞膜模型進行體外的脂質(zhì)過氧化的研究[15]，本文采用二價鐵離子引發(fā)的卵磷脂脂質(zhì)體過氧化，加入抗性淀粉溶液后測定其抑制率，結(jié)果見圖7.由圖7可看出，四種抗性淀粉對脂質(zhì)過氧化的抑制作用大致相當(P>0.05)，隨其濃度增大而增強，且最終趨于平穩(wěn).總的來說，四種抗性淀粉對脂質(zhì)過氧化的抑制作用十分有限，它們對脂質(zhì)過氧化抑制的IC50值在7.2 mg/mL左右.

圖7 幾種抗性淀粉對脂質(zhì)過氧化的抑制率

3 結(jié) 論

(1)四種抗性淀粉具有較強的抗氧化活性，且均隨其濃度增高而增強.在8 mg/mL濃度范圍內(nèi)，錐栗和板栗抗性淀粉的抗氧化活性基本相當，綠豆抗性淀粉次之，馬鈴薯抗性淀粉最弱.

(2)各種抗性淀粉對DPPH·的清除作用較強，隨溫度上升清除率增高而IC50值降低.在相同溫度條件下，當濃度控制在2.5 mg/mL以內(nèi)時，四種抗性淀粉對DPPH·的清除率相差不大，而當濃度高于2.5 mg/mL時，錐栗與板栗抗性淀粉比綠豆和馬鈴薯抗性淀粉對DPPH·的清除率要高得多.當溫度低于40 ℃時，錐栗與板栗抗性淀粉比綠豆與馬鈴薯抗性淀粉的IC50值要高；當溫度達到40 ℃及以上時，相同溫度下四種抗性淀粉的IC50值幾無差別.

(3)各種抗性淀粉對ABTS+·的清除作用較強，隨其濃度增大而增高.當濃度小于6 mg/mL時，錐栗與板栗抗性淀粉比綠豆和馬鈴薯抗性淀粉對ABTS+· 的清除率要高些；當濃度大于6 mg/mL時，四種抗性淀粉對對ABTS+· 的清除率相差不大.綠豆與馬鈴薯抗性淀粉清除ABTS+· 的IC50值在3.0 mg/mL左右，而錐栗和板栗抗性淀粉清除ABTS+· 的IC50值均低于2.0 mg/mL.

(4)四種抗性淀粉對超氧陰離子具有較弱的清除作用.溫度與濃度越高，四種抗性淀粉對亞硝酸鈉的清除作用增強，IC50值降低.四種抗性淀粉對脂質(zhì)過氧化的抑制作用也較弱.

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In Vitro Antioxidant Activity of Several Resistant Starches TANG Zheng-hui, KANG Ling-tao, YANG Chun-feng,

GAO Juan, XIE Hui, XIE Tao

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104， China)

The resistant starches of mung bean, potato, castanea henryi and castanea mollissima are made by the secondary loop autoclaving method and purified. Their in vitro antioxidant activites are studied. The results demonstrate that four kinds of resistant starches have strong antioxidant activities. They have strong scavenging effects on DPPH·, IC50 values decrease and clearance rates rise with increasing temperature. Their have stronger impacts on ABTS+·, IC50 values are lower. Their scavenging effects on O2-· are weaker. At the higher temperatures and concentrations, their eliminating effects on sodium nitrite become stronger and IC50 values become more lower. Their inhibitional effects on lipid peroxidation are also weaker.

mung bean; potato; castanea henryi; castanea mollissima; resistant starch; in vitro antioxidant activity

2014-10-12

國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(教高司函[2013]8號).

唐正輝(1993-)，男，本科生，研究方向：淀粉化學與營養(yǎng).

謝 濤(1970-)，男，博士，教授，研究方向：再生資源與食品.

TS235.2

A

1671-119X(2015)01-0053-05