基于TOPSIS法對海南不同產(chǎn)地檳榔花的質(zhì)量綜合評價

陳 曦 ，王 勇 ，于 靖 *

（1.海南大學熱帶農(nóng)林學院，海南?？?570228；2.海南師范大學生命科學學院，海南?？?571158；3.熱帶島嶼生態(tài)學教育部重點實驗室，海南?？?571158）

檳榔（Areca catechuL.）是棕櫚科檳榔屬（Areca）常綠喬木，海南引種的歷史已逾1 500年[1]，是海南省第二大熱作產(chǎn)業(yè)[2]，海南省擁有國內(nèi)（除中國臺灣外）98%的檳榔種植園，但檳榔的食品深加工企業(yè)主要位于湖南[3]，僅作為原料產(chǎn)地，難以實現(xiàn)檳榔產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益最大化，種植戶的利益得不到保證。因此，檳榔資源的開發(fā)與利用有待進一步研究。檳榔除作為嗜好品咀嚼食用外，更是四大南藥之首，其藥用價值不可估量[4]。然而，目前99%以上的檳榔供食用，僅有不足1%的檳榔供藥用[5]，因此，檳榔藥用價值的開發(fā)是海南省檳榔產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新思路。

劉月麗等[6]研究表明，海南檳榔提取物能提高小鼠學習能力，有抗衰老的作用，可能與檳榔中富含多酚類物質(zhì)有關。檳榔雌雄異花，雄花著生在花枝上部，雌花著生于花序基部[7]。據(jù)古人記述，“小而尖者為雞心檳榔，大而扁者為大腹子”[8]，依據(jù)形狀的差異分為大腹子和雞心。XIAOJUN SHEN等[9]采用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術對檳榔的花、花軸和根的水溶膠進行分析，其中檳榔花中的水溶膠總酚含量最高，對DPPH和ABTS的清除效果最好，還原力最強。張春梅[10]研究認為，檳榔花的沸水提取物，具有顯著抗氧化作用。戰(zhàn)晴晴等[11]指出，檳榔堿的含量伴隨著檳榔花的成熟而逐漸下降。植物體內(nèi)的次生代謝產(chǎn)物如多酚、黃酮和生物堿等，可以通過有效捕捉活性氧等自由基、抑制自由基的產(chǎn)生或清除自由基的方式，防止細胞的氧化損傷[12-13]。該試驗對海南不同產(chǎn)地檳榔花中的活性成分進行系統(tǒng)的研究，通過測定檳榔花中的總酚、總黃酮和總生物堿這3種物質(zhì)的含量，利用DPPH自由基清除法、FRAP還原法、ABTS自由基清除法3種常見的評價體外抗氧化性的方法，綜合評價檳榔花的抗氧化能力，旨在為海南檳榔花的藥用價值評價及產(chǎn)品開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料收集。于2016年3月在海南4個市縣收集了15份檳榔花苞樣品（表1）。

表1 海南不同產(chǎn)地檳榔花樣品收集記錄

1.1.2 成分提取。將15組不同產(chǎn)地檳榔花樣品放入烘箱中50℃烘干至恒重后，再切碎后用粉樣機粉碎處理，過120目篩，收集檳榔花粉末，4℃保存。電子天平（d=0.000 1 g）精密稱量0.01 g樣品粉末，加入5.0 mL 70%的乙醇溶液，室溫下超聲提取15 min，以5 000 r/min離心7 min，吸取上清液備用。

1.2 鐵離子還原能力（FRAP）

參照姜天甲等[14-15]的方法（稍做修改），最終結果以μmol/L Trolox等量抗氧化能力（Trolox equal antioxidant capacity，TEAC表示）。以Trolox標準溶液按照樣品測試方法，繪制FRAP標準曲線為：y=0.000 1x+0.022 1（R2=0.986 0），其中x為 Trolox 標準溶液的濃度μmol/L，y為樣品在593 nm處測得的吸光值。

1.3 DPPH自由基的清除

參照高帆等[16-18]的方法，最終結果以μmol/L Trolox等量抗氧化能力（同上）表示。以Trolox標準溶液按照樣品測試方法，繪制DPPH自由基清除實驗的標準曲線：y=0.000 3x+0.940 3（R2=0.997 8），其中x為Trolox標準溶液的濃度μmol/L，y為樣品在517 nm處測得的吸光值。

1.4 ABTS自由基清除

參照高帆等[16]的方法最終結果以μmol/L Trolox等量抗氧化能力（同上）表示。以Trolox標準溶液按照樣品測試方法，繪制ABTS自由基清除試驗的標準曲線為：y=-0.000 4x+0.635 4（R2=0.993 6），其中x為Trolox標準溶液的濃度μmol/L，y為樣品在734 nm處測得的吸光值。

1.5 總酚含量測定

參照馬文婷等[16-17]的方法。采用Folin-Ciocalteu比色法（稍做修改）。按照上述方法以0.01～0.10 g/L的沒食子酸標準溶液建立標準曲線：y=0.000 8x+0.006 5（R2=0.990 7），其中x為沒食子酸標準溶液的濃度g/L，y為樣品在765 nm處測得的吸光值。樣品測定吸光值并代入標準曲線，以計算樣品濃度C，總酚含量（%）=100（C×5.00 mL/1 000）/0.01g。

1.6 總黃酮含量測定

采用氯化鋁（AlCl3）顯色法，參照田雪芬[18]的實驗方法（稍做修改）。以濃度為0.01～0.10 g/L的蘆丁標準液1.00 mL按照上述方法建立標準曲線y=0.200 9x+0.013 3（R2=0.990 4），其中x為蘆丁標準溶液的濃度g/L，Y為樣品在420 nm處測得的吸光值。測定樣品吸光值，并代入標準曲線以計算樣品濃度C，總黃酮含量（%）=100（C×5.00 mL/1 000）/0.01g。

1.7 總生物堿含量測定

參照高敏等[18-19]的方法。按照上述方法采用檳榔堿標準溶液繪制標準曲線：y=1.558 2x-0.190 4，R2=0.998 6，其中x為樣品在618 nm處測得的吸光值，y為檳榔堿濃度。樣品測定吸光值代入標準曲線計算樣品濃度C，總生物堿含量（%）=100（C×5.00 mL/1 000）/0.01g。

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用TOPSIS法對檳榔花藥用價值進行綜合評價。

2 結果與分析

2.1 檳榔雄花的抗氧化活性分析

從圖1可以看出，供試的9份不同產(chǎn)地的檳榔雄花的材料，DPPH法試驗抗氧化值差異很大（116.514～297.401 μmol/L Trolox/g DW），其中烏石泰國WTM和烏石普通WPM樣品的DPPH抗氧化值明顯高于其他樣品，分別為297.401和255.430 μmol/L Trolox/g DW。大部分樣品的DPPH抗氧化值處于116.514～213.959 μmol/L Trolox/g DW。烏石雞心 WJM和白石嶺BSLM的DPPH抗氧化值最低。

圖1 不同產(chǎn)地檳榔雄花的抗氧化物活性

FRAP法試驗抗氧化值差異很大（693.542～828.524 μmol/L Trolox/g DW），其中水坡一隊SYM樣品的FRAP抗氧化值明顯高于其他樣品，為828.524 μmol/L Trolox/g DW。大部分樣品的FRAP抗氧化值處于 693.542～760.807 μmol/L Trolox/g DW。水坡五隊SWPM、烏石普通WPM和水坡五隊雞心SWJM的FRAP抗氧化值最低。

ABTS法試驗抗氧化值差異很大（34.214～151.582 μmol/L Trolox/g DW），其中嶺口 LKM、烏石普通WPM樣品的ABTS抗氧化值明顯高于其他樣品，分別為151.582、150.980 μmol/L Trolox/g DW。大部分樣品的ABTS抗氧化值處于55.546～137.070 μmol/L Trolox/g DW。水坡五隊SWPM和水坡一隊SYM的ABTS抗氧化值最低。

2.2 檳榔雄花的生物活性成分含量分析

從圖2可以看出，供試的9份不同產(chǎn)地的檳榔雌花的總酚含量在2.068%～2.351%之間，其中嶺口LKM的總酚含量最高為2.351%，水坡一隊SYM的總酚含量最低，為2.068%?？傸S酮含量差異很大，在4.147%～21.088%之間，其中水坡一隊SYM的總黃酮含量最高為21.088%，萬寧WNF和烏石雞心WJM的總黃酮含量為4.147%和6.635%，明顯低于其他樣品?？偵飰A含量在0.045%～0.171%之間，其中白石嶺BSLM和水坡一隊SYM的總生物堿含量明顯高于其他樣品，為0.171%和0.151%，樣品烏石雞心WJM和水坡五隊雞心SWJM的總生物堿含量最低，均為0.045%。

圖2 不同產(chǎn)地檳榔雄花的生物活性成分含量

2.3 檳榔雌花的抗氧化活性分析

從圖3可以看出，供試的6份不同產(chǎn)地的檳榔雌花的材料，DPPH試驗抗氧化值處于86.328～125.030 μmol/L Trolox/g DW之間，其中水坡五隊雞心SWJF樣品的DPPH抗氧化值（125.030 μmol/L Trolox/g DW）明顯高于其他樣品。大部分樣品的DPPH 抗氧化值處于 86.328～95.846 μmol/L Trolox/g DW之間。烏石雞心WJF和水坡一隊SYF的DPPH抗氧化值最低。

圖3 不同產(chǎn)地檳榔雌花的抗氧化物活性

FRAP試驗抗氧化值處于 673.855～723.495 μmol/L Trolox/g DW之間，其中烏石雞心WJF樣品的 FRAP抗氧化值（723.495 μmol/L Trolox/g DW）明顯高于其他樣品。大部分樣品的FRAP抗氧化值處于 673.855～690.393 μmol/L Trolox/g DW。水坡五隊SWPF和嶺口LKF的FRAP抗氧化值最低。

ABTS試驗抗氧化值處于85.123～137.148 μmol/L Trolox/g DW之間，其中水坡一隊SYF樣品的ABTS抗氧化值（137.148 μmol/L Trolox/g DW）明顯高于其他樣品。大部分樣品的ABTS抗氧化值處于85.123～104.670 μmol/L Trolox/g DW。烏石雞心WJF樣品的ABTS抗氧化值最低。

2.4 雌花的生物活性成分含量分析

從圖4可以看出，供試的6份不同產(chǎn)地的檳榔雌花的總酚含量在2.111%～2.300%，其中水坡五隊SWPF的總酚含量最高為2.300%，水坡一隊SYF的總酚含量最低為2.111%?？傸S酮含量在0.835%～1.986%之間，其中水坡五隊SWPF的總黃酮含量1.986%，明顯高于其他樣品，樣品水坡五隊雞心SWJF的總黃酮含量最低為0.835%。總生物堿含量在0.070%～0.105%之間，其中水坡五隊SWPF的總生物堿含量最高為0.105%，樣品烏石普通WPF和水坡五隊雞心SWJF的總生物堿含量最低。

圖4 不同產(chǎn)地檳榔雌花的生物活性成分含量

2.5 TOPSIS法綜合評價分析

根據(jù)以上15種海南不同產(chǎn)地檳榔花的總酚、總黃酮、總生物堿、DPPH抗氧化活性、FRAP抗氧化活性和ABTS抗氧化活性的計算結果，利用TOPSIS法計算公式對不同產(chǎn)地的檳榔花進行綜合評價，優(yōu)選最好的檳榔花抗氧化來源地。根據(jù)計算公式，各評價指標的權重值為：

根據(jù)公式，對6個指標確定最優(yōu)值和最劣值

由表2可知，通過計算活性成分與抗氧化能力各自與最優(yōu)值和最劣值的加權歐氏距離Dj+和Dj-，以及與最優(yōu)值的相對逼近程度Ci，烏石普通WPM的Ci值最大為0.651，說明烏石普通WPM的抗氧化能力最強。15個海南不同產(chǎn)地檳榔花抗氧化排序（表2），其中雄花比雌花體外抗氧化活性高，同一產(chǎn)地的檳榔花材料，雞心檳榔的抗氧化活性低于普通檳榔。烏石普通雄花WPM的抗氧化能力最高，其次是水坡一隊普通雄花SYM，而烏石雞心雌花WSJF的抗氧化能力最低。

表2 海南不同產(chǎn)地檳榔花質(zhì)量評價排序

3 結論與討論

檳榔作為藥食同源的植物，具有緩解消化不良，促進胃腸動力的作用[20]，對糖尿病的治療有一定的參考價值[21]。檳榔水醇提取物具有潛在的鎮(zhèn)痛和抗炎的作用，對治療偏頭痛有一定功效[22]，能夠降低腫瘤細胞生存因子水平，具有預防腫瘤發(fā)生的潛力[23]。檳榔提取物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有很好的抑制作用[24]。民間常用檳榔花做湯治療胃痛，而前人的研究結果表明檳榔花有較高的抗氧化能力。FANGFANG CHENG等[25]研究發(fā)現(xiàn)，檳榔花序是天然抗氧化劑的新來源。

該試驗結果表明，檳榔花均具有一定的抗氧化活性，是天然的抗氧化劑，可以進行開發(fā)利用。不同產(chǎn)地檳榔花的抗氧化活性和生物活性成分存在明顯差異，檳榔雄花的抗氧化能力一般比雌花高，以烏石普通雄花的抗氧化能力最強。同一品種的檳榔花，在不同的栽培地區(qū)，由于氣候、土壤條件和栽培管理措施的不同，抗氧化能力表現(xiàn)出有差異。因此在選擇檳榔花生產(chǎn)加工的原料時，要同時考慮產(chǎn)地、品種和采樣部位的差異。

由TOPSIS分析的結果可知，雄花的抗氧化能力高于雌花，普通檳榔的抗氧化能力高于雞心檳榔，與單獨的指標評價結果一致，證明了TOPSIS綜合評價法的正確性。在供試的9份檳榔雄花樣品中，烏石普通雄花WPM的抗氧化能力最高，烏石普通雄花WPM的DPPH和ABTS自由基清除作用較強，但鐵離子還原能力（FRAP）相對較低。水坡一隊普通雄花SYM的鐵離子還原能力（FRAP）、總黃酮和總生物堿含量較高，但ABTS自由基清除作用和總酚含量較低。上述兩種材料，經(jīng)TOPSIS綜合評價后比單獨指標能更直觀的比較不同檳榔花樣品質(zhì)量的差異。

采用TOPSIS綜合評價法，計算不同產(chǎn)地檳榔花的綜合評價數(shù)值結果，操作簡單，提高了結果的客觀性和科學性，能夠直觀反應檳榔花的抗氧化情況，為不同產(chǎn)地檳榔花的質(zhì)量綜合評價提供了一種切實可行的模型，與YAN-FANG SUN等[26]利用TOPSIS對酸棗進行綜合評價的研究結果相似。綜上所述，TOPSIS法可以作為多指標綜合評價檳榔花質(zhì)量的模型。