紅棗可溶性膳食纖維的抗氧化活性研究

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(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院,寧夏銀川 750021)

紅棗可溶性膳食纖維的抗氧化活性研究

謝惠,韓婭婷,邵佩蘭*,張麗芬,鄭安然

(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院,寧夏銀川 750021)

紅棗,可溶性膳食纖維,抗氧化活性,自由基

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、生活水平的提高、人們膳食結(jié)構(gòu)的改變,糖尿病、高血壓、心腦血管疾病、肥胖癥、便秘等亞健康疾病的發(fā)病率急劇增加。研究表明,亞健康疾病與膳食纖維攝入過少有關(guān)[1]。膳食纖維(Dietary Fiber,DF)是膳食中不能被人體消化道內(nèi)的消化酶消化分解的多糖,包括非淀粉多糖、抗性淀粉和木質(zhì)素等[2],具有抗氧化活性,且對(duì)于機(jī)體癌癥的防治、碳水化合物代謝、脂質(zhì)代謝、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化都具有積極的調(diào)節(jié)作用。膳食纖維還可改善胃腸道活力,減少便秘的發(fā)生[3]。因此開展對(duì)膳食纖維的研究,對(duì)提高我國人民的健康水平,具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

棗皮粉 實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)棗汁飲料的棗渣,提取紅棗色素后,經(jīng)水洗、干燥、粉碎、過60目篩,備用;纖維素酶 酶活:50～100萬U/g,寧夏夏盛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 美國Sigma公司;2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)、福林酚 上海瑞永生物科技有限公司;無水碳酸鈉 廣東省化學(xué)試劑工程技術(shù)研究開發(fā)中心;沒食子酸、蘆丁 純度99%,四川維克奇生物科技有限公司;三羥甲基氨基甲烷(Tris)、焦性沒食子酸(鄰苯三酚)、鹽酸、無水乙醇、水楊酸、硫酸亞鐵、過氧化氫、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵、過硫酸鉀、硝酸鋁、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、VC均為分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠。

752型紫外-可見分光光度計(jì) 上海棱光技術(shù)有限公司;TDL-5-A型低速臺(tái)式大容量離心機(jī) 上海安寧科學(xué)儀器;RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長城科工貿(mào)有限公司;HH SY21-Ni型電熱恒溫水浴鍋 北京長源實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠;AL204型電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 紅棗可溶性膳食纖維(SDF)的制備 取一定量棗皮粉,按料液比1∶27(g/mL)加水,經(jīng)120 ℃高溫蒸煮60 min,冷卻,加入0.55%纖維素酶于43 ℃酶解2.5 h,3500 r/min離心5 min,取上清液,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于50 ℃濃縮至約5 mL,冷卻后加入4倍體積無水乙醇,沉淀12 h后3500 r/min離心5 min收集沉淀,60 ℃干燥,即得紅棗SDF。

1.2.2 總黃酮含量的測(cè)定 配制10、20、30、40、50、60 mg/L的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液,取1 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入體積分?jǐn)?shù)60%的乙醇1 mL;加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的亞硝酸鈉溶液0.5 mL搖勻,放置6 min;加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的硝酸鋁溶液0.5 mL,放置6 min后;加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的氫氧化鈉溶液4.0 mL,搖勻后,加60%乙醇定容,放置15 min;在510 nm處測(cè)定吸光度[8]。以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度(mg/L)為橫坐標(biāo)X,吸光度(A)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。配制0.4 mg/mL的紅棗SDF溶液,取1 mL按標(biāo)準(zhǔn)曲線制作方法測(cè)定吸光度,計(jì)算總黃酮含量。

式中:W為總黃酮含量(mg/g);C為樣品的濃度(mg/mL),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線算出;V為樣品稀釋后的體積(mL);n為稀釋的倍數(shù);m為樣品的質(zhì)量(g)。

1.2.3 總多酚含量的測(cè)定 配制100、200、300、400、500、600、700、800 mg/L的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,取1 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入1 mL的福林酚顯色劑,然后加入5 mL、1 mol/L的無水碳酸鈉溶液,用蒸餾水定容至10 mL,混合均勻后,室溫下避光放置1 h,在765 nm處測(cè)定吸光度[9]。以沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度(mg/L)為橫坐標(biāo)X,吸光度(A)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。配制0.4 mg/mL的紅棗SDF溶液,取1 mL按標(biāo)準(zhǔn)曲線制作方法測(cè)定吸光度,計(jì)算樣品中的酚含量。紅棗SDF中酚含量是按照沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算所得的值,即為每克紅棗SDF中總多酚的含量(mg/g)。

總多酚含量(mg/g)

式(1)

式(2)

式(3)

式(4)

式(5)

1.2.9 還原力的測(cè)定 取0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mg/mL的紅棗SDF溶液1 mL,加入0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH6.6)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的K3Fe(CN)6溶液各1 mL,混合均勻,50 ℃水浴20 min,加入1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的三氯乙酸溶液,混合均勻,靜置10 min,加2 mL蒸餾水和1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的FeCl3溶液,混合均勻,靜置20 min,在700 nm處測(cè)定待測(cè)液的吸光值[15],并以VC做陽性對(duì)照。

1.3數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均3次重復(fù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,并用Microsoft Excel軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1抗氧化活性物質(zhì)的含量

采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法測(cè)定總黃酮的線性回歸方程為Y=0.0123x+0.0014,R2=0.9991;Folin-Ciocalteu比色法測(cè)定總多酚線性回歸方程Y=0.0012x+0.0005,R2=0.9997。紅棗SDF得率為13.43%,其總黃酮含量為(1.78±0.04) mg/g,總多酚含量為(4.12±0.09) mg/g。

2.2紅棗可溶性膳食纖維對(duì)DPPH自由基的清除能力

DPPH是一種穩(wěn)定的以氮為中心的自由基,當(dāng)DPPH溶液中加入抗氧化劑時(shí),由于其自由基清除作用使DPPH紫色消退,在517 nm處吸光度變小。吸光度越低,表示抗氧化劑的抗氧化作用越強(qiáng)。因此,可通過在此波長處吸光度的測(cè)定來評(píng)價(jià)自由基的清除能力[16]。紅棗SDF對(duì)DPPH自由基的清除能力(圖1)結(jié)果顯示,隨紅棗SDF濃度增加,其清除DPPH·能力逐漸增強(qiáng)(IC50=0.725 mg/mL)。低于0.8 mg/mL時(shí),其清除能力呈明顯上升趨勢(shì),超過0.8 mg/mL時(shí)清除能力增速趨于平穩(wěn),且其清除能力超過VC。但超過1.6 mg/mL時(shí)清除能力又明顯增加。唐孝青等[17]研究發(fā)現(xiàn),梨渣可溶性膳食纖維對(duì)DPPH自由基具有一定的清除能力,在2.0 mg/mL時(shí),對(duì)DPPH自由基的清除率為60.28%,同等濃度下其清除DPPH自由基效果弱于紅棗SDF,說明紅棗SDF可有效清除DPPH自由基。

圖1 紅棗可溶性膳食纖維對(duì)DPPH自由基的清除作用

2.3紅棗可溶性膳食纖維對(duì)ABTS+自由基的清除能力

ABTS+自由基已被廣泛應(yīng)用于樣品的總抗氧化能力的測(cè)定,當(dāng)樣品中存在抗氧化成分時(shí),反應(yīng)體系顏色變淺,在734 nm處吸光度降低,吸光度越低,表明所檢測(cè)物質(zhì)的總抗氧化能力越強(qiáng)[18]。圖2結(jié)果顯示,隨紅棗SDF濃度增加,清除ABTS+自由基能力逐漸增強(qiáng),且呈一定的濃度依賴性,但其清除率明顯低于VC(47.57%)。獼猴桃SDF對(duì)ABTS+自由基具有一定清除作用[19],且與紅棗SDF清除率具有相同變化趨勢(shì),但在2.0 mg/mL時(shí),獼猴桃SDF對(duì)ABTS+自由基清除率高于紅棗SDF,表明紅棗SDF能夠清除ABTS+自由基。

圖2 紅棗可溶性膳食纖維對(duì)ABTS+自由基的清除作用

2.4紅棗可溶性膳食纖維對(duì)羥基自由基的清除能力

羥基自由基(·OH)是已知的最活潑的活性氧自由基,也是毒性最大的氧自由基,而水楊酸能夠有效的捕捉·OH并產(chǎn)生有色物質(zhì),當(dāng)加入具有清除·OH活性的物質(zhì)時(shí),可減少有色物質(zhì)的生成,通過比色分析法測(cè)其含量,來探討待測(cè)物質(zhì)清除·OH的能力,從而判斷其抗氧化能力[20]。紅棗SDF清除·OH能力(圖3)隨紅棗SDF濃度的增加而增加,但其增速很慢,在2.0 mg/mL時(shí),紅棗SDF清除率僅為16.77%,明顯低于VC(79.73%)?；tSDF[21]具有較好的清除·OH能力,在同濃度下,紅棗SDF對(duì)·OH的清除作用相對(duì)較弱,說明紅棗SDF對(duì)羥基自由基有一定的清除作用。

圖3 紅棗可溶性膳食纖維對(duì)·OH的清除作用

2.5紅棗可溶性膳食纖維對(duì)超氧陰離子自由基的清除能力

超氧陰離子自由基是基態(tài)氧接受一個(gè)電子后形成的第一個(gè)氧自由基,可經(jīng)過一系列反應(yīng)生成其它的氧自由基,從而破壞人體機(jī)能,引起脂質(zhì)過氧化、形成動(dòng)脈粥樣硬化等疾病,因此,超氧陰離子自由基清除率是反映抗氧化作用的重要指標(biāo)之一[22]。由圖4可知,紅棗SDF的清除率整體上升趨勢(shì)平緩,且上升幅度小,在2.0 mg/mL時(shí),清除率只有13.18%,與VC相比較,VC的清除率遠(yuǎn)大于紅棗SDF。紅棗SDF與花紅SDF[21]相比較,其清除超氧陰離子自由基能力相當(dāng),而椪柑SDF[23]清除超氧陰離子自由基能力較強(qiáng),說明紅棗SDF對(duì)超氧陰離子自由基有清除作用。

圖4 紅棗可溶性膳食纖維對(duì)的清除作用

2.6紅棗可溶性膳食纖維對(duì)H2O2的清除能力

圖5 紅棗可溶性膳食纖維對(duì)H2O2的清除作用

2.7紅棗可溶性膳食纖維的還原能力

還原力大小可反映出物質(zhì)抗氧化活性的強(qiáng)弱,通過測(cè)定反應(yīng)混合物700 nm處吸光值來評(píng)價(jià)化合物的還原力,吸光度越大,還原力越強(qiáng),抗氧化能力也越高[26]。由圖6可知,紅棗SDF的濃度為0.4 mg/mL時(shí),紅棗SDF的吸光度為0.015,隨濃度升高,吸光度呈遞增趨勢(shì),當(dāng)濃度達(dá)到2.0 mg/mL時(shí),吸光度為0.636;VC在相同濃度范圍內(nèi),吸光度從2.32到2.43,變化幅度雖然不明顯,但一直處于較高的水平。研究發(fā)現(xiàn),香蕉皮SDF[26]、梨渣SDF[17]均具有一定的還原能力,在樣品同等濃度下,紅棗SDF與梨渣SDF吸光度基本一致,但遠(yuǎn)大于香蕉皮SDF的吸光度,表明紅棗SDF具有良好的鐵還原能力。

圖6 紅棗可溶性膳食纖維的鐵還原能力

3 結(jié)論

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Studyontheantioxidantactivityofsolubledietaryfiberfromjujube

XIEHui,HANYa-ting,SHAOPei-lan*,ZHANGLi-fen,ZHENGAn-ran

(College of Agriculture Science,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

In order to study the antioxidant activityinvitroof soluble dietary fiber from jujube,the contents of total flavonoids and total polyphenols of soluble dietary fiber from jujube were determined by the NaNO2-Al(NO3)3-NaOH method and Folin-Ciocalteu method,respectively. In addition,the antioxidant activities of soluble dietary fiber from jujube were evaluated by antioxidant methods,including DPPH radical scavenging capacity,ABTS radical scavenging capacity,hydroxyl radical scavenging capacity,superoxide anion radical scavenging capacity,hydrogen peroxide radical scavenging capacity and reducing power. The results showed that the contents of total flavonoids and total polyphenols of the soluble dietary fiber from jujube were(1.78±0.04) mg/g and(4.12±0.09) mg/g,respectively. The soluble dietary fiber from jujube had good antioxidant activityinvitro. It had good scavenging capacity on DPPH radical and hydrogen peroxide radical,at 2.0 mg/mL,their scavenging capacities could reach respectively 79.81% and 50.07%,and scavenging capacities on DPPH radical were strongest,IC50was 0.725 mg/mL. The scavenging capacities on ABTS radical,hydroxyl radical and superoxide anion radical were weaker,and it had certain reducing power. It was indicated that the soluble dietary fiber from jujube has certain the antioxidant activityinvitro,and it can be used as an effective natural antioxidant and develop functional food of dietary fiber from jujube.

jujube;soluble dietary fiber;antioxidant activity;free radical

2017-04-21

謝惠(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：食品營養(yǎng)，E-mail:xhnx71@163.com。

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邵佩蘭(1963-)，女，本科，教授，研究方向：食品化學(xué)與營養(yǎng)、天然產(chǎn)物提取及應(yīng)用，E-mail:nxshpl@163.com。

國家自然科學(xué)基金(31260375)；寧夏回族自治區(qū)食品科學(xué)與工程重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目；寧夏回族自治區(qū)“十三五”優(yōu)勢(shì)特色學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目。

TS201.1

A

1002-0306(2017)22-0037-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.22.008