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不同品种蓝莓酒抗氧化能力及其多酚含量分析

2013-04-23张倩雯盛启明游义琳战吉宬

中国酿造 2013年8期
关键词:黑珍珠总酚花色

梁 晨,张倩雯,盛启明,潘 枭,游义琳,战吉宬*

(中国农业大学 食品科学与营养工程学院,北京 100083)

蓝莓(Blueberry)为杜鹊花科(Ericaceae)越桔亚科越桔属(Vacciniumspp.)植物,为常绿或落叶灌木型果树,广泛分布于北半球[1-2]。其果实除含有丰富的糖、氨基酸、有机酸、维生素和矿物质外,还富含原花青素、花色苷等多种多酚类生理活性成分,使蓝莓果实具有很强的抗氧化性,具有减肥、促进视红素再合成、改善糖尿病并发症、抗炎症、增强心脏功能、抗心血管疾病、抗衰老、抗癌及抗突变等多种生理活性功能[3-10]。由于蓝莓具备这些健康功效,因而被美国蓝莓协会称为继苹果和柑桔之后的“世界第三代水果”[11]。

蓝莓由于富含原花青素等多种多酚类成分而成为保健品市场的新宠,随着人们对健康生活的需求,蓝莓的生产和加工引起了生产者和消费者的广泛关注[1,5]。目前,世界各国以蓝莓果实为原料开发的加工产品种类繁多,主要作为糕点、糖果、酸奶、果冻、冰淇淋、馅饼等产品的配料,此外还加工成罐头、果酱、果粉(晶)、蜜饯、速冻果、蓝莓果酒、浓缩果汁、果汁饮料及深加工产品提取物等[11]。在众多的蓝莓加工产品中,蓝莓酒既保留蓝莓果实的营养价值,提高附加值,又为人们提供了一种天然保健、美容养颜的时尚饮品,满足市场的需要。随着我国饮料业的快速发展和人们保健意识的不断加强,蓝莓果酒等深加工产品将逐渐成为主导产品。

由于蓝莓酒中含有花色苷、原花青素等丰富的多酚物质,而使其具有很强的抗氧化能力,进而在体内具有多种生理活性功能,因此本文对6种不同品种和产地的蓝莓酒的抗氧化能力及其总酚、总类黄酮、原花青素和总花色苷含量进行了检测分析,以科学评价蓝莓酒的抗氧化功能,为深入开发利用蓝莓资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本研究以4个产地共6种蓝莓果实为原料,采用商业酵母RED FRUIT于本实验室发酵,为干酒的工艺,共酿造蓝莓酒6种,以此为试验材料,具体信息见表1。

二甲基亚砜(DMSO)、Trolox、0.05μm氧化铝粉末、福林肖卡试剂、没食子酸、儿茶素、芦丁、甲醇等为色谱纯试剂,购自于美国Sigma公司。

表1 6种蓝莓酒信息Table 1 Information of six different blueberry wines

抗坏血酸、磷酸二氢钾、正磷酸、硼酸、碳酸钠、亚硝酸钠、氯化铝、氢氧化钠、香草醛、氯化钾、三水合乙酸钠、乙酸、盐酸、柠檬酸等均为分析纯,购自于北京化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-1800紫外分光光度计:日本岛津公司;pH 211 台式pH 测定仪:北京亿赛得科技发展有限责任公司;HWS24型电子恒温水浴锅:上海一恒科技有限公司;CHI620c电化学分析仪:上海辰华仪器公司。

1.3 方法

1.3.1 蓝莓酒抗氧化能力测定

参照文献[12]的方法,采用循环伏安法,利用惰性碳电极响应,根据清除自由基时提供电子的原理,评价不同物质给电子的能力,进而反映蓝莓酒抗氧化活性的强弱。

伯瑞坦-罗宾森(Britton-Robinson,B-R)电解质缓冲溶液:将0.271mL正磷酸溶液、0.236mL冰醋酸及0.247g硼酸,用纯净水溶解,调节pH值至3.0,定容至100mL。

样品测量溶液:取适量蓝莓酒,并用B-R缓冲液稀释至合适浓度,加入0.2mol/L的支持电解质KCl,使最终溶液体积为11mL。

奎诺二甲基丙烯酸酯(Trolox)标准溶液:取适量的Trolox用二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)溶解,然后溶解于pH值为3.0的B-R缓冲液中,加入0.2mol/L的支持电解质KCl溶液,使最终溶液体积为11mL,配成浓度分别为40μmol/L、80μmol/L、100μmol/L、120μmol/L、160μmol/L、200μmol/L。

采用三电极体系,铂电极(对电极),Ag/AgCl 电极(参比电极)和玻璃电极(工作电极)。扫描速率是500mV/s,灵敏度是10μA/V,由-0.4V~+1.2V进行扫描,通过参比电极的扫描,扫描段数2W,采样间隔0.001V,静置时间2s。将三电极体系插入混匀的待测溶液中,连接电源,采用循环伏安法对样品进行扫描分析。用不含样品pH值为3.0的B-R 缓冲液做空白样液,计算峰面积时样品响应结果减去空白,每个样品取3个浓度,分别做3个重复。样品的还原能力由每毫升蓝莓酒中含有的Trolox 含量(μmol)表示,单位μmol/mL。

1.3.2 蓝莓酒总酚含量测定

总酚含量测定采用斐林试剂比色法[13],以没食子酸为标准品制作标准曲线,得到回归方程为y=0.0014x+0.025,R2=0.9908,样品中的总酚以没食子酸的含量表示,单位为mg/L。

1.3.3 蓝莓酒总黄酮含量测定

采用硝酸铝显色法测蓝莓酒中的总黄酮含量[14],以芦丁为标准品制作标准曲线,得到回归方程为y=0.0011x-0.0175,R2=0.9961,样品中的总黄酮以芦丁的含量表示,单位为mg/L。

1.3.4 蓝莓酒原花色素含量测定

参照SUN B 等[15]方法,采用香草醛-硫酸法测定蓝莓酒中的原花青素含量,以儿茶素为标准品制作标准曲线,得到回归方程为y=0.0007x+0.1812,R2=0.9934,样品中的总酚以儿茶素的含量表示,单位为mg/L。

1.3.5 蓝莓酒总花色苷含量测定

参考相关文献[16-17],采用pH 值示差法测定蓝莓酒中总花色苷的含量。吸取一定量的蓝莓酒样分别用盐酸-氯化钠缓冲液(pH1.0)和醋酸-醋酸钠缓冲液(pH4.5)稀释适当倍数(注:样品稀释适当倍数使之于稀释后在波长510nm处测定时的吸光度值为0.2~0.7为佳)。然后分别在波长510nm和700nm处测定这2种pH值稀释液的吸光度。总花色苷含量计算公式:

式中:A 为样品吸光度值;MW为矢车菊素素-3-葡萄糖苷相对分子量,484.82mg/mol;ε 为摩尔吸光系数24825 mol-1;DF 为样品稀释倍数。

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 蓝莓酒抗氧化能力

2.1.1 循环伏安法Trolox标准曲线

图1 不同浓度的Trolox的循环伏安图(pH=3)Fig.1 Cyclic voltammograms of Trolox at different concentration(pH=3)

图1反映在不同浓度梯度(0、40μmol/L、80μmol/L、100μmol/L、120μmol/L、160μmol/L、200μmol/L)的Trolox在pH值为3的条件下循环伏安图。由图1可以看出,不同浓度的Trolox产生的阳极峰电流各不相同,随着浓度的增加,峰电流越高,峰形越明显,说明抗氧化作用就越强。研究表明采用阳极电势(<1200mV)面积能够反应物质的总还原能力[18],因此,根据不同梯度浓度的Trolox的循环伏安图得到各浓度Trolox产生的阳极电势下的面积,以Trolox标品的浓度为横坐标(X),阳极电势(<1200mV)下的面积以峰面积(Y)为纵坐标,得到的标准曲线的回归方程为:Y=0.0456X+1.103,相关系数R2=0.9998。

2.1.2 蓝莓酒抗氧化活性的比较

从表2 可知,6 个品种蓝莓酒的抗氧化能力在2236.52μmol/L~4402.55μmol/L的范围内,其中,抗氧化能力最强的是黑珍珠和喜来,分别为(4402.55±140.06)μmol/L和(4354.90±98.87)μmol/L,这2个蓝莓品种的酒的抗氧化能力在本研究中不存在显著差异;但黑珍珠和喜来这2种蓝莓酒的抗氧化能力显著高于其他4个品种蓝莓酒(p<0.05),都克蓝莓酒的抗氧化能力最低,为(2236.52±51.91)μmol/L。

表2 6种蓝莓酒抗氧化能力Table 2 Antioxidant activity of six different blueberry wines

2.2 蓝莓酒多酚含量的比较分析

2.2.1 蓝莓酒总酚含量比较

图2 6种蓝莓酒的总酚含量Fig.2 Total phenol content of six different blueberry wines

由图2 可知,6 种蓝莓酒的总酚含量在482mg/L~930mg/L,由高到低排序为黑珍珠、喜来、安娜、灿烂、蓝丰、都克。其中产自辽宁丹东的黑珍珠和山东青岛的喜来蓝莓酒的总酚含量显著高于其他4个品种的蓝莓酒(p<0.05),含量分别高达(930.00±7.35)mg/L和(892.14±13.80)mg/L,含量最低的是产自山东临沂的都克,为(482.14±38.68)mg/L。

2.2.2 蓝莓酒总黄酮含量比较

图3 6种蓝莓酒的总黄酮含量Fig.3 Total flavonoid content of six different blueberry wines

图3反映安娜、都克、蓝丰、喜来、灿烂和黑珍珠6个蓝莓品种酒总黄酮含量柱状图,由图3可知,喜来蓝莓酒所含的总黄酮含量显著高于其他5个品种的蓝莓酒(p<0.05),高达(383.79±14.97)mg/L,其次为蓝丰(339.85±9.52)mg/L,后续从高至低依次为黑珍珠、灿烂、都克蓝莓酒,含量最低的为安娜,为(235.00±4.23)mg/L。

2.2.3 蓝莓酒原花青素含量比较

图4 6种蓝莓酒的原花青素含量Fig.4 The proanthocyanidin content of six different blueberry wines

从图4可以看出,采用黑珍珠和喜来蓝莓酿造的蓝莓酒的原花青素的含量最高,分别为(1776.86±58.36)mg/L,(1774.86±22.08)mg/L,均显著高于其他4种蓝莓酒的含量(p<0.05),其中,原花青素含量最低的都克品种酿造的蓝莓酒,含量为(481.90±21.58)mg/L。

2.2.4 蓝莓酒总花色苷含量比较

图5是安娜、都克、蓝丰、喜来、灿烂和黑珍珠6个蓝莓品种酒总花色苷含量的柱状图,总花色苷含量在35.93mg/L~204.28mg/L之间,由图5可知,采用黑珍珠蓝莓酿造的蓝莓酒的总花色苷的含量最高,为(204.28±10.11)mg/L,其次为喜来蓝莓酒,含量为(185.37±15.69)g/L,这2种蓝莓酒花色苷的含量显著高于其他4种蓝莓酒(p<0.05)。此外,花色苷含量最低的安娜品种酿造的蓝莓酒,含量为(35.93±1.01)mg/L。

2.3 不同品种蓝莓酒总抗氧化能力及其总酚、总黄酮、原花青素和总花色苷含量相关性分析

图5 6种蓝莓酒的总花色苷含量Fig.5 Total anthocyanin content of six different blueberry wines

从表3可以看出,蓝莓酒的总抗氧化能力与蓝莓酒的总酚、总黄酮、原花青素和总花色苷的含量之间存在显著的正相关,相关系数均达到了极显著水平(p<0.01),其中总抗氧化能力与原花青素含量的相关性最强,相关系数为0.8980,其次是与总黄酮含量的相关性,相关性最小的是与总花色苷的含量。

表3 不同品种蓝莓酒抗氧化能力、总酚、总黄酮、原花青素和总花色苷含量相关性Table 3 The relationship of antioxidation,total phenolics,total flavonoids,proanthocyanidin,and total anthocyanin in different blueberry cultivars’wines

3 结论

本研究的对象是采用6个不同品种果实(其中安娜、都克和蓝丰是来自同一产地,而其余3个品种来自不同的产地)、同一种类的酵母及相同的工艺酿造的蓝莓酒的总抗氧化能力及其总酚、总黄酮、原花青素和总花色苷含量,研究发现这些不同品种蓝莓酒的总抗氧化能力及其总酚、总黄酮、原花青素和总花色苷含量变幅和变异系数较大,这表明其存在显著的品种差异。其中产自辽宁丹东的黑珍珠和山东青岛的喜来2个蓝莓品种酒的抗氧化能力最强。从抗氧化性角度考虑,这2个品种是供试品种中最适合果酒加工的优质蓝莓品种,其次是产自山东临沂的蓝丰品种。

总酚、总黄酮、原花青素和总花色苷都具有抗氧化活性,影响着蓝莓酒的抗氧化能力,本研究发现,蓝莓酒的总抗氧化能力与总酚、总黄酮、原花青素和总花色苷含量都存在着显著的正相关,相关系数均达到了极显著水平(p<0.01),说明蓝莓酒中的多酚物质是蓝莓酒抗氧化作用的重要物质基础。而总酚、总黄酮、原花青素和总花色苷含量等几个指标之间相比,原花青素的含量与蓝莓酒的抗氧化能力相关性最强。可以作为蓝莓酒抗氧化性评价的一个衡量指标。

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