蔣萍,黃業(yè)傳,王艷蓉,宋琳琳
(西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院,四川綿陽621010)
我國蘋果資源豐富,年產(chǎn)量約3 500萬噸[1]。蘋果富含多酚、黃酮等多種生物活性物質(zhì),具有提高記憶力、抗氧化、抗癌、降血壓、減肥降脂等功效,特別是其抗氧化功能對(duì)人體健康非常重要,能夠減少和清除自由基、抑制脂質(zhì)過氧化、預(yù)防冠心病、抗動(dòng)脈硬化等[2-4]。蘋果也是中國人均消費(fèi)量最大的水果,約占總水果消費(fèi)量的四分之一。不同消費(fèi)者食用蘋果的方式不一樣,如整果帶皮吃、削皮吃、鮮榨果汁以及從超市購買殺菌果汁等,因此如何食用蘋果對(duì)消費(fèi)者的健康很重要。
目前對(duì)蘋果抗氧化活性的研究有很多,如Chinnici[5]、Kelly等[6]發(fā)現(xiàn)蘋果中果皮抗氧化活性遠(yuǎn)大于果肉;Eberhardt等[7]將100 g蘋果與1.5 g VC進(jìn)行抗氧化活性測定,發(fā)現(xiàn)兩者差別極小,且在測定O2-·清除率時(shí)發(fā)現(xiàn)整果的抗氧化活性高于果肉。然而這些研究均較為零散,多數(shù)只單一研究了蘋果多酚、黃酮或多糖的抗氧化活性,對(duì)蘋果抗氧化活性缺乏系統(tǒng)性研究。
本試驗(yàn)?zāi)M消費(fèi)者對(duì)蘋果的食用方式來研究不同處理對(duì)蘋果抗氧化活性的影響,為進(jìn)一步研究蘋果抗氧化成分提供理論依據(jù),同時(shí)為消費(fèi)者如何健康食用蘋果提供選擇依據(jù)。
蘋果:市售紅富士。
蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品:北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)研究院;ABTS:sigma公司;無水乙醇、硝酸鋁、亞硝酸鈉、抗壞血酸、福林酚、氫氧化鈉、鐵氰化鉀、三氯化鐵、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、三氯乙酸、DPPH、硫酸亞鐵、鹽酸、Tris、鄰苯三酚、過氧化氫、水楊酸、過硫酸鉀(均為國產(chǎn)分析純):成都市科龍化工試劑廠。
BSA224S電子天平:賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;MJ-L500原汁機(jī):廈門建松電器有限公司;RHCX-350型超聲波清洗器:濟(jì)寧榮匯超聲波設(shè)備有限公司;TDL-60B低速臺(tái)式離心機(jī):天津廣豐科技有限公司;F2pH計(jì):梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;UV1000紫外可見分光光度計(jì):上海天美科學(xué)儀器有限公司;HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋:常州市金壇華特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。
將蘋果進(jìn)行以下處理:
A整果:反復(fù)清洗蘋果表面,擦干,將其切成細(xì)小的塊狀。
B果皮:削皮,并將果皮切細(xì)。
C果肉:將果肉切成細(xì)小的塊狀。
D果汁:整果切塊,榨汁,得到果汁。
E殺菌果汁:果汁于80℃水浴10 min,得到殺菌果汁。
F果渣:榨汁后的殘?jiān)礊楣?/p>
分別稱取各樣品1.00 g,按1∶20(g/mL)的料液比迅速加入80%乙醇溶液,并用保鮮膜封口,在50℃超聲30 min,過濾,得到濾液,定容至25 mL,4℃保存,48 h內(nèi)測定。
VC參考馬宏飛等[8]的方法;總酚測定采用福林酚法,以沒食子酸來計(jì)算總酚含量;總黃酮測定參考陳志娜等[9]的方法,以蘆丁來計(jì)算總黃酮。
1.3.2.1 還原力的測定
還原力參考Tai等[10]的方法,并稍作修改。取1 mL待測液與2.5 mL 0.2 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH6.6)于10 mL離心試管中,加入2.5 mL 1%鐵氰化鉀,混勻后放入50℃恒溫水浴鍋中反應(yīng)20 min,取出,加入2.5 mL 10%三氯乙酸,搖勻于3 500 r/min離心10 min。吸取2.5 mL上清液,向其中加入2.5 mL蒸餾水和0.5 mL 0.1%三氯化鐵溶液,靜置10 min于700 nm波長處測定吸光度,以樣品空白做參比。
1.3.2.2 DPPH·清除率的測定
參考Luo等[11]的方法,取2 mL待測液于10 mL試管中,加入2 mL 0.2 mmol/L DPPH-無水乙醇溶液,混勻后在暗處反應(yīng)30 min,在517 nm處測定吸光度A1,用無水乙醇代替DPPH測定吸光度A2,用無水乙醇代替樣品測定吸光度A0。DPPH·清除率的計(jì)算公式如下。
1.3.2.3·OH清除率的測定
參考王臨賓等[12]的方法,取1 mL待測液于10 mL試管中,依次加入1 mL 9 mmol/L硫酸亞鐵溶液和1 mL 9 mmol/L水楊酸-乙醇溶液,混勻,再加入1 mL 8.8 mmol/L過氧化氫溶液,混勻,在37℃水浴鍋中反應(yīng)30 min,在510 nm處測定吸光度值A(chǔ)1。用蒸餾水代替過氧化氫溶液測定吸光度A2,用蒸餾水代替樣品測定吸光度A0?!H清除率按下面公式計(jì)算。
1.3.2.4 O2-·清除率的測定
采用鄰苯三酚自氧化法進(jìn)行測定[13]。取10 mL試管,加入3 mL 50 mmol/L Tris-HCl緩沖溶液中(pH=8.2),置于25℃水浴中預(yù)熱20 min,分別加入1 mL待測液和0.6 mL 30 mmol/L鄰苯三酚溶液,混勻后在25℃中預(yù)熱5 min,然后加入0.5 mL 1 mol/LHCl溶液,于420 nm處測定吸光度A1。以1mL蒸餾水代替樣品作為空白對(duì)照,測定吸光度A0,用0.6 mL蒸餾水代替鄰苯三酚溶液,測得吸光度A2。按下面公式計(jì)算樣品對(duì) O2-·清除率。
1.3.2.5 ABTS+·清除率的測定
參考Re等[14]的方法,配制ABTS+·儲(chǔ)備液:用2.45 mmol/L過硫酸鉀溶液溶解ABTS,配成7 mmol/L ABTS儲(chǔ)備液,在室溫、避光條件下靜置16 h。
配制ABTS測定液:用10 mmol/L磷酸鹽緩沖液(pH7.4)稀釋ABTS儲(chǔ)備液,使其吸光度在734 nm波長處達(dá)到0.700±0.020。
測定:取4 mLABTS測定液,加入40μL待測液,振蕩30 s,靜置15 min,于734 nm波長處測定吸光度A1。
1.3.2.6 總抗氧化能力評(píng)價(jià)
總抗氧化能力:單項(xiàng)抗氧化測定指標(biāo)中,定義最大值為100%,其他則以其占最大值的比例來表示,最后計(jì)算出5項(xiàng)抗氧化測定指標(biāo)相加后的均值即為總抗氧化能力。
采用excel軟件處理數(shù)據(jù),用SPSS13.0軟件中ANOVA進(jìn)行方差分析,并用LSD法進(jìn)行多重比較,顯著水平為α=0.05。
不同樣品的VC、總酚、總黃酮含量見表1。
表1 不同樣品的VC、總酚、總黃酮含量Table 1 Vitamin C content,total phenol content and total flavonoid content in different samples
由表1可知,不同處理下蘋果VC含量在3.62 mg/100 g~6.93 mg/100 g范圍內(nèi)。果皮的VC含量最高(6.93 mg/100 g),果渣次之,而其他處理間VC含量差異均不顯著(P>0.05)。出現(xiàn)這樣的原因可能是果皮含有維生素B、花青素等色素,在243 nm有紫外吸收,使測定結(jié)果偏高。趙謀明等[15]報(bào)道了8種不同水果的VC含量,蘋果的VC結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果相近。
蘋果的總酚含量在40.67 mg/100 g~294.43 mg/100 g范圍內(nèi)。果皮總酚含量最高,分別是整果的3倍、果渣的4倍、果肉的4.5倍、果汁的7倍以及殺菌果汁的7.2倍。由此可見處理方式對(duì)蘋果總酚含量影響顯著;除果皮外各處理間雖然差異均顯著,但絕對(duì)值差異并不大,這說明蘋果酚類物質(zhì)主要分布在果皮中。張桂芝等[16]研究蘋果不同部位的多酚含量,發(fā)現(xiàn)果皮多酚含量最高,與本文測定值一致。
不同處理對(duì)樣品總黃酮含量的影響與總酚的一致,這可能是因?yàn)槎鄶?shù)黃酮類化合物屬于酚類物質(zhì)。果皮的總黃酮含量最高(207.77 mg/100 g),其次是整果、果渣、果肉、果汁,殺菌果汁最低(37.89 mg/100 mL)。Vieira[17]、王巖等[18]報(bào)道的結(jié)果證明了這點(diǎn)。
不同處理對(duì)樣品還原力的影響見圖1。
圖1 不同處理對(duì)樣品還原力的影響Fig.1 Effects of different treatments on reducing power assay of samples
如圖1所示,不同處理間還原力差異顯著,且與總酚、總黃酮的顯著性一致,說明還原力大小主要由總酚、總黃酮決定。這種差異的原因主要是不同處理造成蘋果多酚、黃酮組成不同,從而使Fe3+到Fe2+的還原能力也不同。蘋果中果皮酚類成分主要是根皮苷、兒茶素、表兒茶素、蘆丁和綠原酸,全果主要以兒茶素、綠原酸和表兒茶素為主,果汁則富含綠原酸[15]。果皮的總酚和總黃酮含量最高,故其還原力最大,這與Petkovsek[19]、張桂芝[16]報(bào)道的結(jié)果相符。
不同處理對(duì)DPPH·清除能力的影響見圖2。
圖2 不同處理對(duì)DPPH·清除能力的影響Fig.2 Effects of different treatments on DPPH·assay
如圖2所示,各樣品對(duì)DPPH·清除效果較好,均在87.5%以上,其中果皮、整果的清除效果最好,且差異不顯著(P>0.05),可能是與DPPH·單電子配對(duì)的抗氧化成分在兩者中含量差異不大造成的。其他各處理間均差異顯著,可能是因?yàn)闃悠分蠽C、總酚、總黃酮含量不同,供電子能力也不同。王巖等[18]研究了4種蘋果果皮、果肉的抗氧化活性,發(fā)現(xiàn)果皮抗氧化活性高于果肉,與本試驗(yàn)結(jié)果一致。有研究表明高分子酚類物質(zhì)對(duì)自由基清除能力的貢獻(xiàn)約占50%,其余的抗氧化能力主要是由于花青素和黃烷醇的作用[20],本試驗(yàn)中具體哪些抗氧化成分決定DPPH·的清除能力有待進(jìn)一步研究。
不同處理對(duì)·OH清除能力的影響見圖3。
圖3 不同處理對(duì)·OH清除能力的影響Fig.3 Effects of different treatments on·OH assay
由圖3可知,蘋果對(duì)·OH清除率在53%~64%范圍內(nèi)。不同處理下蘋果對(duì)·OH清除率由高到低的順序?yàn)椋汗ぃ菊竟練⒕竟竟???寡趸瘎┩ㄟ^與Fe2+鰲合,阻止Fe2+催化生成·OH的反應(yīng)從而達(dá)到將·OH清除的目的,出現(xiàn)這種差異的原因主要是抗氧化成分在皮、肉、汁中組成不同,與Fe2+鰲合能力也不同。趙謀明[15]、王巖等[18]的研究表明果皮抗氧化活性高于其他部位,與本文試驗(yàn)結(jié)果一致。
不同處理對(duì)O2-·清除能力的影響見圖4。
圖4 不同處理對(duì)O2-·清除能力的影響Fig.4 Effects of different treatments on O2-·assay
由圖4可知,蘋果對(duì)O2-·清除率在11%~25%之間,各處理對(duì)O2-·清除率的大小順序?yàn)楣ぃ菊竟猓竟練⒕竟?。鄰苯三酚在弱堿條件下迅速發(fā)生自氧化,釋放出O2-·,生成帶顏色的中間產(chǎn)物,當(dāng)多酚、黃酮等抗氧化物質(zhì)存在時(shí),提供氫原子給O2-·,抑制中間產(chǎn)物的生成,從而達(dá)到清除O2-·的目的。Eberhardt等[7]在O2-·清除率測定中,發(fā)現(xiàn)整果抗氧化活性高于果肉,與本文結(jié)果不一致,這可能與品種、產(chǎn)地有關(guān)。
不同處理對(duì)ABTS+·清除能力的影響見圖5。
圖5 不同處理對(duì)ABTS+·清除能力的影響Fig.5 Effects of different treatments on ABTS+·assay
ABTS在氧化劑作用下氧化生成綠色的ABTS+·,當(dāng)抗氧化物質(zhì)存在時(shí),電子轉(zhuǎn)移到ABTS+·上生成ABTS+,從而清除ABTS+·。根據(jù)這一原理,不同處理下各樣品對(duì)ABTS+·清除率如圖5所示。果皮的清除率最高(73.14%),是整果、果渣的3倍左右,是果肉、果汁、殺菌果汁的5倍左右。果肉、果汁和殺菌果汁間差異均不顯著(P>0.05),可能是因?yàn)樵谶@反應(yīng)體系中供電子的抗氧化成分主要存在于果皮中,而果肉、果汁中含量很少。張桂芝[16]報(bào)道了蘋果不同部位多酚的組成及抗氧化活性,發(fā)現(xiàn)蘋果多酚分成單體兒茶素類、原花青素類、羥基肉桂酸類以及二氫查耳酮類4類,它們?cè)谄ぁ⑷?、核的分布不同,從而抗氧化活性也不同,與本試驗(yàn)結(jié)果相符。
不同處理對(duì)總抗氧化能力的影響見圖6。
圖6 不同處理對(duì)總抗氧化能力的影響Fig.6 Effects of different treatments on total antioxidant activity assay
沒有一種單一的方法可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)蘋果抗氧化活性,因?yàn)椴煌姆椒óa(chǎn)生的結(jié)果也不同。因此綜合評(píng)價(jià)各樣品的總抗氧化能力如圖6所示,果汁與殺菌果汁間差異不顯著(P>0.05),與其他各處理均差異顯著(P<0.05),這可能與蘋果酚類物質(zhì)種類、含量有關(guān),羥基數(shù)目越多,抗氧化能力越強(qiáng)。Khanizadeh[21]、Lata[22]、Drogoudi等[23]在研究不同基因型蘋果時(shí)亦發(fā)現(xiàn)其皮和肉中酚組成及含量和抗氧化活性均存在顯著性差異(P<0.05),與本試驗(yàn)結(jié)果一致。
VC、總酚、總黃酮及抗氧化活性之間的相關(guān)性見表2。
如表2所示,VC、總酚、總黃酮間均極顯著正相關(guān)(P<0.01)。VC與 O2-·清除率間差異不顯著(P>0.05),與DPPH·清除率呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與其他抗氧化活性測定指標(biāo)呈顯著正相關(guān)(P<0.01);而總酚、總黃酮除與DPPH·清除率顯著正相關(guān)(P<0.05)外,與其他抗氧化活性測定指標(biāo)均極顯著正相關(guān)(P<0.01)。說明VC、總酚、總黃酮對(duì)蘋果抗氧化活性有重要作用。Vieira[17]、徐穎等[24]亦發(fā)現(xiàn)總酚含量與抗氧化活性呈顯著正相關(guān),與本試驗(yàn)結(jié)果一致。
表2 VC、總酚、總黃酮及抗氧化活性之間的相關(guān)性Table 2 Correlation coefficients of vitamin C,total phenol,total flavonoid and antioxidant activity
通過對(duì)蘋果進(jìn)行削皮、榨汁、殺菌等處理,發(fā)現(xiàn)不同處理下各樣品總抗氧化活性的大小順序?yàn)椋汗ぃ菊竟竟猓竟練⒕さ腣C含量為69.28 mg/100 g,總酚為32.24 mg沒食子酸/100 g,總黃酮含量為227.82 mg蘆丁/100 g,顯著高于其他處理組,說明果皮多酚、黃酮的種類、含量最多,且抗氧化能力最強(qiáng)。VC、總酚、總黃酮與抗氧化活性的顯著相關(guān)性結(jié)果顯示,VC、總酚、總黃酮對(duì)蘋果抗氧化活性至關(guān)重要。故為了具有最大抗氧化活性,帶皮食用蘋果對(duì)人體健康有益。采用不同方法測定各樣品的抗氧化活性,發(fā)現(xiàn)各樣品差異顯著性不同,因此在不同方法中具體哪些抗氧化成分決定顯著性差異有待進(jìn)一步確定。
[1] 宋燁.蘋果加工品種生物學(xué)特性研究[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2006
[2] LEE W,KIMT J,KANG N J,et al.Improved assay for determining the total radical-scavenging capacity of antioxidants and foods[J].International Journal of Food Sciences and Nutrition,2009,60(1):12-20
[3] 李建新,王娜,王海軍,等.蘋果多酚的減肥降脂作用研究[J].食品科學(xué),2008,29(8):597-599
[4] 陳瑋琦,郭玉蓉,張娟,等.干燥方式對(duì)蘋果幼果干酚類物質(zhì)及其抗氧化性的影響[J].食品科學(xué),2015,36(5):33-37
[5]Chinnici F,Bendini A,Gaianj A,et al.Radical scavenging activities of peels and pulps from cv.Golden delious apples as related to their phenolic composition[J].J Agric.Food Chem,2004,52:4684-4687
[6] Kelly W,Wu X,Liu R.Antioxidant Activity of Apple Peels[J].J Agric Food Chen,2003,51:609-614
[7] Eherhardt M V,Lee C Y,Liu R H.Aotioxidant activity of fresh apples[J].Nature,2000,405(6789):903-904
[8] 馬宏飛,盧生有,韓秋菊,等.紫外分光光度法測定五種果蔬中維生素C的含量[J].化學(xué)與生物工程,2012,29(8):92-94
[9] 陳志娜,師俊玲,王繼勛.新疆野生蘋果(Malus sieversii)的總多酚、總黃酮提取物的抗氧化活性研究[J].食品工業(yè)科技,2015,36(10):143-147,152
[10]Tai Z G,Cai L,Dai L,et al.Antioxidant activity and chemical constituents of edible flower of Sophora viciifolia[J].Food Chemistry,2011,126(4):1648-1654
[11]LUO W,ZHAO M M,YANG B,et al.Identification of bioactive compounds in Phyllenthus emblica L.fruit and their free radical scavenging activities[J].Food Chemistry,2009,114:499-504
[12]王臨賓.超聲波輔助提取蘋果葉多酚及其體外抗氧化性研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2010
[13]牟建樓,王頡.響應(yīng)面法優(yōu)化靈芝棗飲料工藝及其抗氧化性研究[J].中國食品學(xué)報(bào),2013,13(11):21-27
[14]RE R,PELLEGRINI N,PROTEGGENTE A,et al.Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation descolorization assay[J].Free Radical Biology and Medicine,1999,26(9):1231-1237
[15]趙謀明,董紅竹,林戀竹.八種水果多酚定量分析與抗氧化活性研究[J].現(xiàn)代食品科技,2017(10):1-12
[16]張桂芝,籍保平,田芳.蘋果不同部位多酚的組成及抗氧化活性研究[J].食品工業(yè)科技,2015,36(19):133-137,141
[17]Vieira F G K,Borges G S C,Copetti C,et al.Phenolic compounds and antioxidant activity of the apple flesh and peel of eleven varieties grown in Brazil[J].Scientia Horticulturae,2011,128(3):261-266
[18]王巖,裴世春,王存堂,等.蘋果果皮、果肉多酚含量測定及抗氧化能力研究[J].食品研究與開發(fā),2015,36(15):1-3,27
[19]Petkovsek M M,Stampar F,Veberic R.Parameters of inner quality of the apple scab resistant and susceptible apple cultivars(Malus domestica Borkh)[J].Scientia Horticulture,2007,114(1):37-44
[20]丁秀玲,張京芳,韓明玉.不同品種蘋果化學(xué)成分及抗氧化活性比較[J].食品科學(xué),2011,32(21):41-47
[21]KHANIZADEH S,TSAO R,REKIKA D,et al.Polyphenol compositionand total antioxidant capacity of selected apple genotypes forprocessing[J].Journal of Food Composition and Analysis,2008,21(5):396-401
[22]LATA B,TRAMPCZYNSKA A,PACZESNA J.Cultivar variation in apple peel and whole fruit phenolic composition[J].Scientia Horticulturae,2009,121(2):176-181
[23]DROGOUDI P D,MICHAILIDS Z,PANTELIDIS G.Peel and flesh antioxidant content and harvest quality characteristics of seven apple cultivars[J].Scientia Horticulturae,2008,115(2):149-153
[24]徐穎,樊明濤,冉軍艦,等.不同品種蘋果籽總酚含量與抗氧化相關(guān)性研究[J].食品科學(xué),2015,36(1):79-83