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关于蓝莓花青素提取及其抗氧化活性的分析

2016-01-25

呼伦贝尔学院学报 2016年1期
关键词:超氧丙酮花青素

孙 莉

(呼伦贝尔市食品药品监督管理局执法稽查支队 内蒙古 海拉尔 021008)

引言

蓝莓花青素是蓝莓鲜果中最为主要的活性成分,在实际研究分析时,因蓝莓花青素比较容易氧化,所以,国内外研究并未形成统一的定性以及定量测定方法。首先,针对花青素的定量测试方法主要包括正丁醇-盐酸法、香草酸-盐酸法、香草酸-硫酸法等。其中,花青素结构对正丁醇-盐酸法受的影响比较大,在这种情况下,不适合测定低聚合度花青素。香草酸-盐酸法在测定花青素含量较低的提取物水溶液时,体系透明度较低;干扰较大香草酸硫酸法时,由于硫酸的强氧化作用使得测定结果偏低。其次,定性方法包括红外吸收光谱法、高效液相色谱法(HPLC)等。其中,HPLC既可以对花青素定性也可以对花青素定量。基于此, 应利用此方法进行蓝莓中的花青素提取以及抗氧化活性分析。

一、蓝莓的生物活性物质

实验证明,蓝莓的果实与叶子均能够入药,其果实药性酸、甘、平,能够有效防止痢疾,叶片则性比较苦、涩、温,且有小毒,能够起到利尿、解毒的功效。蓝莓果实中包含大量的花色苷以及多酚类抗氧化活性成分,能够对人体内的自由基进行有效清除,起到预防癌症的作用。需要说明的是,蓝莓果实中包含丰富的果胶,蓝莓花色苷对血栓形成有良好的预防效果,进而能够降低心血管的发病几率。蓝莓花青素利用视网膜红色素的增加进而舒缓眼部疲劳,对人眼睛的机能能够有效改善,可以起到预防白内障的作用。蓝莓还可以起到延缓脑神经衰老的作用。再就是,蓝莓果实因其维生素含量比较丰富,因而能够起到促进创伤和骨折愈合的功效,提升机体免疫力。

二、蓝莓花青素提取与分析

(一)实验仪器和材料

1.实验材料

选取鄂伦春地区蓝莓鲜果若干;蓝莓花青素则通过实验室来加以制备;矢车菊素标准品,欧洲药典(EP)对照品,CAS号:528-58-5。

2.仪器与试剂

(1)仪器

微波合成萃取仪;DS-1型高速组织捣碎;色谱柱:KromasilRP-C18柱,合肥马伊娜分析仪器有限公司。

(2)试剂

对于新型“被XX”结构中“被”的归属问题各家说法不一,主要有助词/助动词说、否定标记说、类词缀说、副词说。除副词说认为“被”是实词外,其他几种说法都认为“被”是虚化程度较高的成分。

丙酮、乙腈、甲酸等试剂均为国产分析纯

(二)实验方法

1.原料预处理

选取若干蓝莓样品,其中,需要去除未成熟抑或出现破碎的样品,将选取的样品放至低温冰箱(温度为-20°C)中保存,使用时才取出,并用组织捣碎机捣成匀浆备用。

2.丙酮浸提法

(1)丙酮浓度对花青素提取效果的影响

称取五份重量为5.0g的蓝莓浆液,分别加入50%、60%、70%、80%、90%的丙酮溶液,料液比为1:4。在4°C的恒温水浴中封口振荡1.5小时后,加以过滤,以紫外-可见分光光度计在最大吸收波长下测定吸光度,确定最佳提取液浓度。

(2)提取温度对花青素提取效果的影响

称取四份重量为5.0g的蓝莓浆液,分别加入浓度为70%的丙酮溶液,料液比为1:4,分别在0°C、4°C、15°C、25°C下水浴中封口振荡1.5小时后,加以过滤,以紫外-可见分光光度计在最大吸收波长下测定吸光度,确定最佳提取温度。

称取四份重量为5.0g的蓝莓浆液,分别加入浓度为70%的丙酮溶液,料液比为1:4,在4°C的水浴中分别封口振荡0.5h、1h、1.5h、2h,加以过滤,以紫外-可见分光光度计在最大吸收波长下测定吸光度,确定最佳提取时间。

(4)料液比对花青素提取效果的影响

由图1可知,料液比为1:3时,花青素提取率最高。随着料液比的增大,提取得到的花青素含量也逐渐增加,当料液比为1:3时,提取率达到最大。当料液比大于1:3时,溶液中水的体积也增大,使水中吸附更多的氧,部分花青素因而被氧化,导致花青素含量降低。

图1 料液比对花青素提取率的影响

3.蓝莓花青素提取最佳条件

为了寻找蓝莓花青素的最佳提取条件,本试验对丙酮浓度、提取温度、提取时间、料液比4 个因子设计了 正交试验组合表( 见表1)。

实验结果表明,各因素对测定结果的影响次序为:提取温度>丙酮浓度>提取时间>料液比,从而得出最佳提取工艺是:70%两酮,提取温度为4℃,提取时间为1.5h,料液比为1:3。

三、蓝莓花青素的抗氧化活性分析

(一)实验内容

1.DPPH自由基的清除实验

图2 花青素对DPPH自由基的清除作用

表1 正交实验结果

由图2可知,蓝莓花青素和VC对DPPH自由基的清除率与它们的浓度存在剂量效应关系,且与蓝莓花青素和VC的浓度呈正相关性,并且在测定浓度范围内(5-25μg/mL),表现出了清除率与浓度呈线性关系。清除 DPPH活性大小为:蓝莓花青素>VC。根据上图可以计算出,蓝莓花青素对DPPH的清除能力的IC50约为11.5μg/mL,而VC对DPPH的清除能力的IC50约为14.2μg/mL。抑制浓度越小,则表明清除 DPPH 的能力越强,因此,蓝莓花青素对DPPH 的清除能力强于VC。

图3 花青素对HO 自由基的清除作用

2.HO自由基清除实验

由图 3可知,蓝莓花青素具有较强的清除羟基自由基的能力。并且在测定浓度范围内(0.1-0.5rng/mL),清除能力随浓度增大而增强,并呈现出较好的线性关系。在低浓度时,蓝莓花青素和VC对HO的清除能力比较接近;随着浓度的增大,两种物质对HO的清除能力相差越来越大。浓度相同时,对HO的清除能力大小为:蓝莓花青素>VC。据此可知,蓝莓花青素对HO的清除能力的IC50约为0.28mg/mL,而VC对HO的清除能力的IC50约为0.36 mg/mL,表明:蓝莓花青素对HO的清除能力强于VC。

图4 花青素对O2-自由基的清除作用

3.超氧阴离子自由基(O2-)的清除实验

由图4可知,蓝莓花青素和VC对O2-自由基都有一定的清除作用。在实验的 l0μg/mL-50μ g/mL浓度范围内,随着蓝莓花青素和VC浓度的升高,其清除作用也越明显,并且浓度与清除率之间具有较好的线性关系。据此可知,蓝莓花青素对 O2-自由基的清除能力的 IC50约为 29.34μ g/mL,而VC对O2-自由基的清除能力的IC50约为34.65μg/mL,表明:蓝莓花青素对O2-自由基的清除能力强于VC。

(二)蓝毒花青素抗氧化性能的研究

花青素类化合物对多种自由基都具有较强的捕捉能力。蓝莓花青素的抗氧化能力可以通过多种途径来表现,例如:通过与 O2-反应,来抑制活性氧自由基的作用;通过整合金属离子,来减少金属离子对氧化反应的催化作用;还具有阻止脂质过氧化反应。

本实验测定蓝莓花青素对DPPH自由基、HO自由基和超氧阴离子自由基(O2-)的清除能力。DPPH是一种很稳定的自由基,它的颜色减退程度与清除剂的清除能力及数量呈定量关系。该方法稳定性好、灵敏度高,被广泛应用于评价抗氧化物质的抗氧化能力;HO自由基和超氧阴离子自由基(O2-)在生命过程中会不断产生,是最具有代表性的自由基。而且HO自由基的氧化能力很强,能发生电子转移,且反应速度最快,对机体的损伤也最大;超氧阴离子自由基(O2-)的形成时间最早,它的危害性仅次于HO自由基。

四、小结

蓝萄花青素的抗氧化能力很强。蓝莓花青素能明显抵抗DPPH自由基、HO自由基和超氧阴离子 O2-自由基,并且蓝莓花青素对这三种物质的清除率均与花青素浓度呈线性关系。在实验的浓度范围内,蓝莓花青素对 DPPH自由基的最大清除率可达69.8%,对HO自由基的最大清除率可达74.8%,对超氧阴离子O2-自由基的最大清除率可达77.6%。而且,蓝莓花青素的抗氧化能力高于同等浓度下的VC。

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