冰溫貯藏對(duì)鮮黨參活性成分及抗氧化活性的影響

焦旋，高振峰，張立新，馮志宏，施俊鳳，杜靜婷

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所（太原 030031）

黨參為桔?？浦参稂h參[Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.]、素花黨參[C.PilosulaNannf.Var.modesta（Nannf.）L.T.Shen]或川黨參[C.tangshen Oliv.]的干燥根[1]，是我國傳統(tǒng)大宗常用藥材。由于黨參富含黃酮、多酚、蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、炔苷、多糖等多種活性成分，能夠起到抗氧化、抗疲勞、抗缺氧、調(diào)節(jié)血糖、增強(qiáng)免疫力、延緩衰老、保護(hù)胃腸道黏膜等多種作用，具有很高的食用和藥用價(jià)值[2-4]，而活性成分的含量已成為黨參重要的質(zhì)量控制指標(biāo)[5]。

目前黨參采收后常要進(jìn)行干燥處理，通過大幅降低含水量，以延長(zhǎng)產(chǎn)品的貯藏期。然而，制干過程中的高溫條件會(huì)造成活性成分的大量損失[6]，使得傳統(tǒng)的黨參干品很難滿足現(xiàn)代人們的需求。新鮮黨參活性成分含量高，而且黨參又屬藥食同源藥材，鮮食鮮用是今后的發(fā)展趨勢(shì)[7]。但鮮黨參耐貯性較差，采用常規(guī)的通風(fēng)陰涼處和普通冷藏保鮮方法很容易造成活性成分含量下降等品質(zhì)劣變問題[8]。因此，為提高貯藏品質(zhì)和保持營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，研究一種適合鮮黨參的貯藏保鮮方法尤為重要。

冰溫貯藏是將貯藏溫度穩(wěn)定設(shè)定于0 ℃以下，產(chǎn)品生物結(jié)冰點(diǎn)以上范圍的一種保鮮技術(shù)。在該冰溫范圍下，植物組織細(xì)胞生理代謝活動(dòng)被強(qiáng)烈抑制，成熟衰老進(jìn)程受到顯著延緩，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗被大幅降低，從而能夠提高產(chǎn)品的貯藏品質(zhì)。冰溫貯藏技術(shù)被認(rèn)為是繼機(jī)械冷藏、氣調(diào)貯藏后的第三代保鮮技術(shù)[9]，已在蘋果[10]、藍(lán)莓[11]、番茄[12]、鐵皮石斛[13]、油桃[14]等產(chǎn)品上進(jìn)行了應(yīng)用研究，均取得了較好的貯藏效果。然而，目前有關(guān)鮮黨參冰溫貯藏的研究還尚未有報(bào)道。試驗(yàn)以鮮黨參為試材，將其分別置于常規(guī)冷藏（0±0.2 ℃）和冰溫（-2±0.2 ℃）條件下貯藏，研究?jī)煞N處理下黨參活性成分及抗氧化性變化情況，以期為鮮黨參的貯藏保鮮提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試材采自山西省壺關(guān)縣東井嶺鄉(xiāng)，為二年生鮮黨參，采收后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室；0.01 mm微孔保鮮袋（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所提供）；蘆丁、沒食子酸、葡萄糖、色譜級(jí)乙腈、甲醇（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、黨參炔苷（南京狄爾格醫(yī)藥科技有限公司）；1, 1-二苯基-2三硝基苯肼（1, 1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine，DPPH，美國Sigma-Aldrich公司）；亞硝酸鈉、氯化鋁、硫酸鋰等其他試劑（天津科密歐有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

SSN-22型溫濕度記錄儀（上海高致精密儀器有限公司）；CP224S電子天平（德國賽多利斯有限公司）；BGZ-70電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司）；Agilent 1200高效液相色譜儀（美國Agilent公司）；Allegra X-30R低溫離心機(jī)（美國貝克曼庫爾特有限公司）；Ultrospec 2000紫外分光光度計(jì)（瑞士Amersham Pharmacia Biotech公司）；BJ-150粉碎機(jī)（德清拜杰電器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 黨參處理

挑選粗細(xì)、大小一致，無蟲蛀霉變、無機(jī)械損傷的黨參，清洗干凈，并自然晾干，置于內(nèi)襯有微孔保鮮袋的周轉(zhuǎn)箱中，每箱1 kg試材，然后在0 ℃冷庫中敞口充分預(yù)冷24 h。再將預(yù)冷好的黨參分成兩組，分別在0±0.2 ℃（普通冷藏）和-2±0.2 ℃（冰溫貯藏）條件下貯藏240 d，每30 d各隨機(jī)取出20根黨參，于60 ℃烘至恒重，粉碎打粉，過230 μm孔徑篩網(wǎng)，制得黨參干粉用于各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。

1.3.2 黨參冰點(diǎn)溫度的確定

采用凍結(jié)法[14]測(cè)定黨參冰點(diǎn)溫度。隨機(jī)選取20根黨參，將溫濕度記錄儀的針式感溫探頭插入黨參中心，然后放置于-18 ℃冰箱中，同時(shí)開始記錄黨參溫度的變化，設(shè)定測(cè)定頻率1次/10 s。測(cè)定3 h后取出，導(dǎo)出數(shù)據(jù)并繪制凍結(jié)曲線，從該曲線上確定冰點(diǎn)溫度。

1.3.3 黨參總黃酮和總酚含量的測(cè)定

總黃酮的測(cè)定采用李艷等[15]的方法，以蘆丁作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，單位為mg/g；總酚含量選擇Folin-Ciocalteu法[16]測(cè)定，以沒食子酸作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，單位為mg/g。

1.3.4 黨參蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ和炔苷含量的測(cè)定

采用高效液相色譜法進(jìn)行測(cè)定，參照李瑩瑩等[17]的方法，并做適當(dāng)修改。稱取2.0 g黨參粉，加入40 mL甲醇，超聲30 min后過濾，濾液旋干，殘?jiān)由倭考状既芙猓ㄈ葜? mL，混合均勻后，過0.45 μm濾膜，收集濾液后進(jìn)樣分析，利用外標(biāo)法計(jì)算蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ和黨參炔苷含量，單位為mg/g。高效液相色譜條件：色譜柱Agilent C18（150 mm×4.6 mm×5 μm）；檢測(cè)器為二極管陣列檢測(cè)器（DAD）；流動(dòng)相為乙腈-0.02%磷酸水溶液；采用梯度洗脫：0～5 min乙腈10%，5～15 min乙腈15%，15～20 min乙腈25%，20～30 min乙腈30%，30～35 min乙腈40%，35～45 min乙腈60%；柱溫30 ℃；流速1 mL/min；進(jìn)樣量20 μL；檢測(cè)波長(zhǎng)選擇220 nm（蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ）和267 nm（炔苷）。

1.3.5 黨參多糖含量和抗氧化性的測(cè)定

黨參多糖含量采用苯酚濃硫酸法[18]，在484 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，以葡萄糖作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，單位為%。

DPPH自由基清除能力采用Brand-William等[19]的方法測(cè)定，并作適當(dāng)修改。稱取5 g黨參粉，加入20 mL 80%甲醇溶液，于37 ℃超聲提取1 h，過濾后收集濾液，殘?jiān)貜?fù)提取一次，并合并兩次濾液待用。配制25 mg/L的DPPH甲醇溶液，將100 μL黨參樣品提取液加入到2.9 mL DPPH甲醇溶液中，避光反應(yīng)20 min后于517 nm處測(cè)定吸光度，結(jié)果以DPPH自由基清除率表示，清除率=（1-A1/A0）×100%，其中A1為樣品吸光度，A0為空白對(duì)照吸光度。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

所有測(cè)定指標(biāo)均重復(fù)3次，試驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示；使用Origin 9.0繪圖，利用SPSS 23.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黨參冰溫的確定

如圖1（A）所示，新鮮黨參在-18 ℃環(huán)境中迅速降溫，到達(dá)過冷點(diǎn)后，黨參組織中的水分發(fā)生相變并釋放潛熱，使溫度從-2.8 ℃回升至-2.3 ℃，此時(shí)黨參內(nèi)部開始凍結(jié)，然后溫度繼續(xù)下降直至接近環(huán)境溫度。如圖1（B）所示，黨參的過冷點(diǎn)為-2.8 ℃，冰點(diǎn)為-2.3 ℃，將溫度上調(diào)0.3 ℃，即-2 ℃作為黨參冰溫貯藏的溫度。

圖1 黨參的凍結(jié)曲線（A）和結(jié)冰點(diǎn)（B）

2.2 貯藏過程中黨參總黃酮含量的變化

黃酮是藥用植物主要的活性成分之一，具有抗氧化活性，能夠降低活性氧（ROS）的傷害，延緩膜脂過氧化，對(duì)治療慢性病具有重要的藥用價(jià)值[20]。如圖2所示，黨參在貯藏過程中的總黃酮含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，兩種處理的峰值均出現(xiàn)在90 d。與0 ℃處理相比，冰溫條件下黨參總黃酮的上升和下降速率更加平緩，使其在貯藏中后期積累了更高含量的總黃酮。貯藏240 d時(shí)，冰溫條件下黨參的總黃酮含量為0.609 mg/g，顯著高于0 ℃條件下的0.576 mg/g（p＜0.05）。

圖2 0 ℃和冰溫貯藏過程中黨參總黃酮含量的變化

2.3 貯藏過程中黨參總酚含量的變化

多酚是黨參另一類重要的抗氧化活性成分，其在貯藏過程中的變化趨勢(shì)與黃酮類似（圖3），該物質(zhì)在貯藏初期緩慢上升，之后迅速下降。而冰溫條件下黨參總酚含量的下降速率明顯低于0 ℃，貯藏150～240 d后，兩個(gè)處理間的總酚含量差異顯著（p＜0.05）。結(jié)果說明，冰溫貯藏有利于黨參維持更高含量的多酚。

圖3 0 ℃和冰溫貯藏過程中黨參總酚含量的變化

2.4 貯藏過程中黨參蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ含量的變化

蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ屬三萜類化合物，是黨參的特征性成分，具有明顯的消炎活性，其含量高低與黨參的藥效直接相關(guān)[21]。如圖4所示，蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ含量在貯藏期間呈不斷下降的趨勢(shì)，與0 ℃相比，冰溫可以明顯減緩黨參蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ的下降速率。貯藏240 d時(shí)，冰溫處理組黨參的蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ降至初始值的62.50%，顯著高于0 ℃處理組的53.12%（p＜0.05）。

圖4 0 ℃和冰溫貯藏過程中黨參蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ含量的變化

2.5 貯藏過程中黨參炔苷含量的變化

炔苷為黨參的指標(biāo)性活性成分，是評(píng)價(jià)黨參質(zhì)量的重要依據(jù)[22]。如圖5所示，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，黨參炔苷含量逐漸降低，而0 ℃條件下炔苷下降速率較冰溫處理更快。當(dāng)貯藏240 d時(shí)，冰溫貯藏的黨參炔苷含量為0.762 mg/g，比0 ℃貯藏組高9.64%，差異顯著（p＜0.05）。結(jié)果說明，冰溫可以減緩炔苷在貯藏過程中的損失。

圖5 0 ℃和冰溫貯藏過程中黨參炔苷含量的變化

2.6 貯藏過程中黨參多糖含量的變化

多糖是黨參重要的特征性活性成分，能夠增強(qiáng)人體免疫能力，具有抗腫瘤、抗衰老、降血糖、抗輻射、抗缺氧等活性作用[23]。如圖6所示，在貯藏過程中，黨參多糖含量逐漸降低。與0 ℃貯藏相比，冰溫貯藏的黨參多糖在整個(gè)貯藏期含量都更高，但在貯藏180 d前差異并不顯著（p＞0.05）。

圖6 0 ℃和冰溫貯藏過程中黨參多糖含量的變化

2.7 貯藏過程中對(duì)黨參DPPH自由基清除能力的變化

DPPH自由基是一類較穩(wěn)定的自由基，其清除能力是常用的植物抗氧化活性體外評(píng)價(jià)方法。如圖7所示，黨參DPPH自由基清除率在貯藏前90 d緩慢上升，而后在貯藏中后期迅速下降。冰溫和0 ℃貯藏DPPH清除率最大峰值相近，但下降速率差異明顯。自貯藏150 d開始，冰溫貯藏顯著提高了黨參的DPPH自由基清除率（p＜0.05）；貯藏至240 d時(shí)，冰溫貯藏組的黨參DPPH清除能力比0 ℃貯藏組高出13.50%。結(jié)果說明，冰溫貯藏有利于黨參保持更高的DPPH自由基清除率，具備更好的抗氧化能力。

圖7 0 ℃和冰溫貯藏過程中黨參DPPH自由基清除率的變化

2.8 活性成分含量與DPPH自由基清除能力的相關(guān)性

對(duì)黨參貯藏期間總黃酮、總酚、蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、炔苷、多糖等抗氧化活性成分含量變化與其DPPH自由基清除能力進(jìn)行了相關(guān)性分析。從表1可以看出，上述各活性成分含量均與DPPH自由基清除率呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，其中在不同貯藏溫度條件下，總黃酮、總酚含量均與DPPH自由基清除率高度正相關(guān)（p＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.742，0.954（0 ℃）和0.723，0.855（冰溫）。結(jié)果說明，總黃酮、多酚、蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、炔苷、多糖等活性成分與黨參抗氧化能力相關(guān)，而總黃酮和多酚類物質(zhì)構(gòu)成了其主要的抗氧化作用物質(zhì)基礎(chǔ)。

表1 0 ℃和冰溫貯藏中黨參總黃酮、總酚、蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、炔苷、多糖含量與DPPH自由基清除能力的相關(guān)性

3 討論和結(jié)論

藥用植物在采收后被加工成傳統(tǒng)的干藥材過程中，所含的化學(xué)成分會(huì)發(fā)生酶解、氧化、揮發(fā)等反應(yīng)而導(dǎo)致大量損失。鮮藥作為“原生藥材”，活性成分含量豐富，在治療一些疾病上比干藥具有更好的藥效，已愈益受到人們重視[7]。但是相比于果蔬貯藏，目前鮮藥的貯藏技術(shù)落后，這在很大程度上制約了鮮藥，特別是黨參等藥食同源藥材的發(fā)展和臨床應(yīng)用[24]。黨參含有的黃酮、多酚、蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、炔苷、多糖等特征活性成分多為熱敏性，在加熱干制過程中損失很大[6]，加之人們對(duì)黨參干品二氧化硫殘留的疑慮[25]，導(dǎo)致其在當(dāng)前市場(chǎng)上供求矛盾較為突出。因此，解決鮮黨參的貯藏保鮮技術(shù)問題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，然而目前相關(guān)的研究仍然很少。

鮮黨參在采后仍然進(jìn)行著呼吸作用等生理代謝活動(dòng)，需要不斷消耗自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以維持生命。此次試驗(yàn)表明，在貯藏過程中，黨參的五種活性成分均呈整體下降趨勢(shì)，其中有些活性成分是被轉(zhuǎn)化為呼吸底物被一直消耗，如多糖[13]；而黃酮、多酚等抗氧化成分是在清除由組織衰老引起的活性氧時(shí)被不斷氧化分解[26]。冰溫貯藏能最大程度地抑制鮮活農(nóng)產(chǎn)品的呼吸作用等生命活動(dòng)，延緩其衰老進(jìn)程，因此冰溫貯藏減少了黨參活性成分的損耗，維持了更高的貯藏品質(zhì)，這與舒暢等[10]在蘋果上、于金香等[11]在藍(lán)莓、陳東來訊等[13]在鐵皮石斛開展的冰溫貯藏研究結(jié)果相一致。

抗氧化活性是衡量藥用植物品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，其活性大小常用DPPH自由基清除能力來表示，而DPPH自由基清除率高低又與植物組織中抗氧化活性成分含量相關(guān)。此次試驗(yàn)表明，冰溫貯藏組的黨參保持了更高含量的活性成分，使得其DPPH自由基清除率明顯高于0 ℃貯藏組，具有了更好的抗氧化活性。而且黨參在貯藏期間的DPPH自由基清除率與其總黃酮和總酚含量均呈現(xiàn)出高度正相關(guān)關(guān)系，說明了黨參總黃酮和總酚含量越高，其抗氧化活性就越強(qiáng)，這與段琦梅等[4]的研究結(jié)果相一致。

冰溫貯藏（-2±0.2 ℃）能減緩鮮黨參貯藏期間總黃酮、總酚、蒼術(shù)內(nèi)酯Ⅲ、炔苷和多糖含量的下降，保持更高的DPPH自由基清除能力，有效提高了黨參活性成分含量和抗氧化性。因此，冰溫貯藏是鮮黨參適宜的貯藏保鮮方法，具有較高的推廣價(jià)值。