紫外辐射对红枣色素抗氧化活性的影响

2017-12-18,,,,

食品工业科技 2017年23期

关键词：花色红枣色素

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(宁夏大学农学院,宁夏银川 750021)

紫外辐射对红枣色素抗氧化活性的影响

谢惠,张丽芬,邵佩兰*,李璐,韩娅婷

(宁夏大学农学院,宁夏银川 750021)

紫外辐射,红枣色素,抗氧化活性

机体遭受各种氧化刺激时易产生大量的活性氧自由基,当活性氧自由基数量超过体内抗氧化防御能力,自由基代谢平衡失调,会引起细胞损伤[1-2],导致肥胖、高血压、冠心病、糖尿病、中风等慢性疾病的发生,而抗氧化剂可以调节机体自由基代谢的平衡,缓解亚健康状态和预防慢性疾病[3]。因此,寻找天然、高效、低毒抗氧化剂成为了目前自由基生物学和抗氧化剂发展的一个必然趋势。

红枣色素是从枣皮中提取的一种水溶性天然色素,色泽自然,含量丰富,安全无毒,其主要成分为黄酮类化合物[4-5],具有较好的体外抗氧化活性[6],且对H2O2诱导的血管内皮细胞损伤有保护作用[7],但红枣色素易受温度、光照、pH、食品添加剂、金属离子等因素影响[8-11],使其稳定性降低,而紫外辐射对红枣色素抗氧化活性是否有影响尚未见报道。本实验通过探讨紫外辐射对红枣色素中抗氧化活性成分及抗氧化活性的影响,以期为拓展红枣色素的应用、研发天然抗氧化剂及开发新型保健食品等提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

红枣色素宁夏灵武长枣加工枣汁的废渣,经水洗、干燥、粉碎后,采用碱提,经过滤、离心、浓缩、冷冻干燥得红枣色素[12];1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 美国Sigma公司;其余化学试剂均为国产分析纯。

HH·SY电热恒温水浴锅北京长源实验设备厂;RE-52AA型旋转蒸发仪上海亚荣生化仪器厂;TDL-5-A型低速台式大容量离心机上海安宁科学仪器;UV-2000型紫外分光光度计尤尼柯(上海)仪器有限公司;紫光灯(20W) 佛山市顺德区冠迪电器实业有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 红枣色素的紫外辐射处理将红枣色素配制0.4 mg/mL色素水溶液,置于紫光灯下10 cm处分别辐射30、60、90、120、150、180 min;辐射距离分别为5、10、15、25、35 cm时,辐射60 min。并以不进行辐射处理做空白对照。

1.2.2 抗氧化活性成分的测定

1.2.2.1 总多酚含量的测定福林酚法[13]。

1.2.2.2 花色苷含量的测定 pH示差法[14]。

1.2.2.3 总黄酮含量的测定 NaNO2-Al(NO3)3-NaOH显色法[15]。

1.2.3 抗氧化活性的测定

1.2.3.1 DPPH·清除能力的测定 DPPH分光光度法[16]。

1.2.3.2 ·OH清除能力的测定水杨酸法[17]。

1.2.3.4 还原力的测定铁氰化钾还原法[19]。

1.3 数据分析

所有样品均平行测定3次,结果以平均值±标准差表示,采用SPSS 21.0(IBM公司)进行差异分析,p<0.05判断为差异显著,p<0.01判断为差异极显著,采用相关系数法进行相关性分析。

2 结果与讨论

2.1 紫外辐射对红枣色素抗氧化活性成分的影响

从表1看出,紫外辐射时间对红枣色素总多酚、花色苷和总黄酮含量有明显影响,随紫外辐射时间延长,红枣色素中总多酚含量明显降低,紫外辐射60 min时,红枣色素中总多酚含量较对照组显著减少(p<0.05)。红枣色素中花色苷含量,随辐射时间延长,其含量呈明显递减趋势,辐射30 min时,花色苷含量较对照组显著减少(p<0.05),但辐射120 min后,花色苷含量降低趋于平缓。随辐射时间延长,红枣色素中总黄酮含量逐渐降低,紫外辐射30 min时,总黄酮含量较对照组显著减少(p<0.05),但辐射60 min后,总黄酮含量降幅趋于平缓。从表2看出,红枣色素中总多酚含量随辐射距离缩短明显减少,辐射距离≤25 cm时,红枣色素中总多酚含量破坏显著(p<0.05)。随辐射距离的缩短,红枣色素中花色苷含量显著降低,辐射距离5 cm时,花色苷的含量仅有0.163 mg/g。辐射距离越短,红枣色素中总黄酮含量越低,辐射距离超过15 cm时,紫外辐射对红枣色素中总黄酮含量影响相对较小,与对照组相比无显著差异(p>0.05)。

表1 紫外辐射时间对红枣色素中抗氧化活性物质含量的影响Table 1 Effects of ultraviolet irradiation time on antioxidant components content of jujube pigment

注:同列,右上角标相同字母者,表示组间差异不显著(p>0.05),无相同字母者,表示组间差异显著(p<0.05)。表2同。

表2 紫外辐射距离对红枣色素中抗氧化活性物质含量的影响Table 2 Effects of ultraviolet irradiation distance on antioxidant components content of jujube pigment

紫外辐射使红枣色素中总多酚、总花色苷和总黄酮含量明显降低,可能是因为多酚是多羟基酚类衍生物的混合物,在生物体内,多酚基本以结合酚的形式存在[20],紫外辐射可破坏红枣色素中多酚,而花色苷是一类以苯并吡喃结构为母核的黄酮类化合物,其分子结构中含有两个芳香环和一个含氧杂环,与一些金属离子络合可以对颜色起稳定作用[21]。红枣色素经紫外辐射处理后,可能使花色苷结构发生了变化,从而导致红枣色素中花色苷含量减少。黄酮类化合物其结构具有共轭双键,对紫外有较强的吸收导致总黄酮含量下降[22]。实验表明紫外辐射可破坏红枣色素中多酚、花色苷及黄酮。因此,紫外辐射下适当缩短辐射时间、增大辐射距离利于减少色素中活性成分的损失。

2.2 紫外辐射对红枣色素抗氧化活性的影响

2.2.1 紫外辐射对红枣色素清除DPPH·能力的影响 DPPH是一种稳定的以氮为中心的有机自由基,被广泛用来测定不同植物的抗氧化活性,因此可以通过测定样品对 DPPH自由基的清除能力来评价样品的抗氧化性能[23]。紫外辐射对红枣色素清除DPPH·能力有显著影响(图1～图2),从图1看出,红枣色素清除DPPH·能力随辐射时间延长显著降低,辐射60 min时,红枣色素清除DPPH·能力与对照组相比差异显著(p<0.05),但随辐射时间延长,清除DPPH·能力降低逐渐趋于平稳。图2结果显示,紫外辐射处理红枣色素清除DPPH·能力与对照组相比均具有显著性差异(p<0.05),但其影响较辐射时间小,红枣色素中的多酚和黄酮具有清除自由基的作用,紫外辐射会破坏它们的活性,从而降低红枣色素对DPPH·的清除能力,表明紫外辐射处理以短时间,长距离辐射对红枣色素清除 DPPH·能力影响较小。

图1 紫外辐射时间对红枣色素清除DPPH·能力的影响Fig.1 Effects of ultraviolet irradiation time on DPPH radical scavenging activities of jujube pigment注:图柱上标相同字母者,表示组间差异不显著(p>0.05),无相同字母者,表示组间差异显著(p<0.05)。图2～图8同。

图2 紫外辐射距离对红枣色素清除DPPH·能力的影响Fig.2 Effects of ultraviolet irradiation distance on DPPH radical scavenging activities of jujube pigment

2.2.2 紫外辐射对红枣色素清除·OH能力的影响羟基自由基(·OH)是目前所知活性氧中对生物体毒性最强、危害最大的一种自由基,可造成生物体内糖类、氨基酸、蛋白质、核酸和脂类等物质的氧化损伤,使细胞坏死或突变[24]。因此,·OH清除率是反映物质抗氧化作用的重要指标。紫外辐射对红枣色素清除·OH能力的影响见图3～图4。从图3看出,红枣色素辐射60 min时,其清除·OH能力较对照组明显降低,且差异有显著性(p<0.05)。从图4看出,红枣色素清除·OH能力随辐射距离缩短而逐渐降低,但距离超过35 cm后,紫外辐射对红枣色素清除·OH能力影响不显著(p>0.05)。黄酮类化合物分子中心的α、β不饱和吡喃酮可使黄酮类化合物表现出一定的抗氧化活性,多酚的酚羟基结构对活性氧等自由基有很强的捕捉能力[25-26],红枣色素经紫外辐射处理后,其清除·OH能力降低,可能是紫外辐射处理破坏了色素中黄酮类和多酚类物质。

图3 紫外辐射时间对·OH清除能力的影响Fig.3 Effects of ultraviolet irradiation time on hydroxyl radical scavenging activities of jujube pigment

图4 紫外辐射距离对·OH清除能力的影响Fig.4 Effects of ultraviolet irradiation distance on hydroxyl radical scavenging activities of jujube pigment

图5 紫外辐射时间对清除能力的影响Fig.5 Effects of ultraviolet irradiation time on superoxide radical scavenging activities of jujube pigment

图6 紫外辐射距离对清除能力的影响Fig.6 Effects of ultraviolet irradiation distance on superoxide radical scavenging activities of jujube pigment

2.2.4 紫外辐射对红枣色素还原力的影响抗氧化剂通过自身的还原作用使自由基变为稳定的分子,而本身失去活性[28],因此,还原力是表示抗氧化物质提供电子能力的重要指标。紫外辐射对红枣色素还原力的影响见图7～图8,从图7看出,随辐射时间的延长,红枣色素的吸光度降低,辐射90 min时,与对照组相比差异显著(p<0.05)。从图8看出,随辐射距离缩短,红枣色素的吸光度逐渐减少,25 cm内,红枣色素的还原力与对照组相比差异显著(p<0.05),但辐射距离在15 cm内,紫外辐射对红枣色素还原力的影响变化不大。黄酮类、多酚类化合物提供电子,从而使自由基被还原,起到抗氧化的作用[29],实验说明紫外辐射可影响红枣色素的还原力,但影响相对较小。

图7 紫外辐射时间对红枣色素还原力的影响Fig.7 Effects of ultraviolet irradiation time on reducing force of jujube pigment

图8 紫外辐射距离对红枣色素还原力的影响Fig.8 Effects of ultraviolet irradiation distance on reducing force of jujube pigment

2.3 抗氧化活性成分含量和抗氧化活性的相关性

表3 不同辐射时间,抗氧化活性成分含量和抗氧化活性的相关性Table 3 Correlation between antioxidant components and antioxidant activity after different radiation time

注:“*”表示具有显著性差异(p<0.05),“**”表示具有极显著性差异(p<0.01)，表4同。

表4 不同辐射距离,抗氧化活性成分含量和抗氧化活性的相关性Table 4 Correlation between antioxidant components and antioxidant activity after different radiation distance

3 结论

[1]Gamkrelidze M,Mamamtavrishvili N,Bejitashvili N,et al. Role of oxidative stress in pathogenesis of atherosclerosis[J]. Georgian Med News,2008,163:54-57.

[2]Hardingham GE,Lipton SA. Regulation of neuronal oxidative and nitrosative stress by endogenous protective pathways and disease processes[J]. Antioxid Redox Signal,2011,14:1421-1424.

[3]韩雪.复合抗氧化剂对动物氧化应激与自由基代谢的影响[D].上海:上海交通大学,2010.

[4]郑安然,邵佩兰,周华佩,等.红枣色素抑菌作用的研究[J].食品工业科技,2016,37(20):126-129.

[5]马奇虎.枣皮红色素的提取、纯化及稳定性研究[D].宁夏:宁夏大学,2014.

[6]郑安然,邵佩兰,郭晓丹,等.枣皮红色素结构初步鉴定及抗氧化活性研究[J].食品科技,2016(11):230-235.

[7]邵佩兰,徐明,郭晓丹,等.红枣色素对H2O2诱导血管内皮细胞损伤的保护作用[J].食品科学,2017,38(9):16-21.

[8]周华佩,邵佩兰,刘敦华,等.食品添加剂对红枣色素稳定性的影响[J].中国食品添加剂,2015(11):110-115.

[9]李宛陶,邵佩兰,贺晓光,等.金属离子对红枣色素稳定性的影响[J].食品工业,2016,37(5):155-158.

[10]李璐,郑安然,邵佩兰,等.酸碱度对红枣色素稳定性影响的研究[J].中国食品添加剂,2016(12):51-55.

[11]郑安然,邵佩兰,周华佩,等.红枣色素的提取、纯化及其理化性质研究进展[J].中国调味品,2017,42(2):149-154.

[12]邵佩兰,徐明,郭晓丹,等,红枣色素中活性成分含量与抗氧化活性的相关性[J].食品工业科技,2016,37(17):171-174.

[13]HE Wen-jing,ZHANG Fan,TIAN Shu-ge,et al. Determination of the Content of Total Polyphenol for Hops by Folin-Ciocaileu[J]. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2011,17(5):58-59.

[14]吴晓敏,韩利文,王希敏,等.不同产地新鲜紫色马铃薯中花色苷及总酚的含量测定[J].中国食物与营养,2014,20(5):24-26.

[15]ZHENG Yuan-yuan,LI Chen,FENG Shi-lan,et al. Study on the Content Determination of Total Flavonoids in Olea europaea L. Leaves[J]. Spectroscopy & Spectral Analysis,2011,31(2):547.

[16]CHAO Hua-zhu,ZHEN Lin-lei,YAN Ping-luo. Studies on antioxidative activities of methanol extract from Murraya paniculata[J]. Food Science & Human Wellness,2015,4(3):108-114.

[17]林款,徐丛玥,梁征,等.米邦塔仙人掌多糖的提取纯化及体外抗氧化活性[J].食品工业科技,2017(5):140-144,150.

[18]YU Li-na,GONG Qing-xuan,Yang Qing-li,et al. Study on the Extraction of Water Soluble Dietary Fiber and Antioxidant Activity from Peanut Stem by Ultrasonic Wave[J]. Journal of Peanut Science,2011,40(2):1-6.

[19]谢丽源,张勇,彭卫红,等.桑黄胞内多糖免疫及抗氧化活性研究[J].食品科学,2011,32(9):276-281.

[20]雷昌贵,陈锦屏,卢大新,等.食品中多酚类化合物的测定方法及其研究进展[J].食品与发酵工业,2007,33(1):100-104.

[21]陆卿卿.蓝莓汁中花色苷稳定性及抗氧化活性的研究[D].南京:南京农业大学,2013.

[22]徐田龙.基于Perkin反应的稀有类黄酮天然产物及其衍生物的选择性合成[D].北京:中国科学院大学,2016.

[23]Foh M B,Amadou I. Functionality and antioxidant properties of tilapia(Oreochromisniloticus)as influenced by the degree of hydrolysis[J]. International Journal of Molecular Sciences,2010,11(4):1851.

[24]郭新颖,杨清华,史玉坤.2种方法测定花茶抗氧化活性的比较分析[J].中国卫生检验杂志,2016(13):1974-1976.

[25]陆曦,王磊,魏红,等.黄酮类化合物抗氧化活性的构效关系[J].食品科学,2006,27(12):233-237.

[26]姚瑞祺.青果多酚的提取、分离及体外抗氧化活性研究[D].西安:陕西师范大学,2009.

[27]TANG Hai-shan,CHEN Pei-yao,DING Qing,et al. Extraction of Soluble Dietary Fiber from Pomelo Peel by Ultrasonic Assisted Enzymatic Method and Its Antioxidant Activity[J]. Storage & Process,2016,16(6):103-106.

[28]田艳花,李榆梅,杜学勤,等.桑籽皮多酚的抗氧化活性研究[J].农产品加工·学刊,2011(6):31-35.

[29]刘莉华,宛晓春.黄酮类化合物抗氧化活性构关系的研究进展[J].安徽农业大学学报,2002,29(3):265-270.

[30]王妍.3种野生浆果花色苷体外抗氧化活性的相关性研究[J].防护林科技,2013(2):23-26.

[31]王健.三种紫黑色杂粮花色苷的提取、纯化和抗氧化活性[D].扬州:扬州大学,2010.

[32]Kurek-Górecka A,Rzepecka-Stojko A,Górecki M,et al. Structure and antioxidant activity of polyphenols derived from propolis[J]. Molecules,2013,19(1):78-101.

[33]Rice-Evans C A,Miller N J,Paganga G. Structure-antioxidant activity relationships of flavonoids and phenolic acids[J]. Free Radical Biology & Medicine,1996,20(7):933-956.

Effectsofultravioletradiationonantioxidantactivityofjujubepigment

XIEHui,ZHANGLi-fen,SHAOPei-lan*,LILu,HANYa-ting

(Ningxia University,College of Agriculture Science,Yinchuan 750021,China)