裴文清,路雅顺,冯学花

(1.安徽新华学院,安徽 合肥 230088;2.中国科学技术大学,安徽 合肥 230026)

木瓜是热带及亚热带地区常见水果,在云南、河南、广东和海南等地广泛种植,其可生产加工成果酱、果冻、糖果、酱菜、饮料等[1],而水果和蔬菜中富含酚类物质,其分子结构中包含多个酚性羟基。研究已经报道木瓜中含有多酚[1]、黄酮[2]等酚类物质,并具有抗氧化[3]、抗炎[4]、抗菌[5]等药理作用。据FAOSTAT统计,在2019年,国内种植木瓜面积达13 175 ha,产量达163 914 t,木瓜皮作为加工过程中产生的副产品,约占果实质量的12%[6],因此若大量果皮得不到利用,而是直接丢弃将会给环境造成较大负担,资源造成极大浪费。当前极其重视创造循环经济和减少食物浪费,这意味着需要加大对果实副产物研究与开发的力度,因为它们可能含有价值的植物化学物质。

当前关于木瓜皮酚类物质的研究数据较少,如Morais等[7]报道了包括木瓜在内的巴西热带水果不同部位营养成分含量;Asghar等[8]报道了多种提取溶剂对木瓜全部位的微量元素、多酚和黄酮含量的影响。此外,关于不同种木瓜酚类物质含量及抗氧化活性差异数据较少,基于此,本文选择几种常见的木瓜品种(皱皮木瓜Chaenomelesspecioas、光皮木瓜Chaenomelessinensis、番木瓜Caricapapaya),并对其果皮、果肉等部位的总多酚和总黄酮含量,以及通过清除DPPH自由基和ABTS+自由基能力大小来评价其抗氧化活性展开研究,从而筛选出活性物质含量和抗氧化活性均表现良好的木瓜及部位,其研究结果可为选择种植木瓜提供一定参考意义,也可为木瓜皮资源利用开发成功能性保健材料提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

木瓜:河南平顶山,海南海口,云南临沧,云南大理,广东湛江,广西南宁等产地木瓜直销;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、没食子酸、芦丁标准品,上海源叶生物科技有限公司;2,2′-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸二铵盐(ABTS),Sigma-Aldrich公司;福林-酚试剂、亚硝酸钠、碳酸钠,上海麦克林有限公司;九水硝酸铝、过硫酸钾、氢氧化钠,国药试剂,均为分析纯。

1.2 仪器与设备

紫外可见分光光度计(1900PC),上海奥谱勒仪器有限公司;超声波清洗仪(SK331OHP),上海科导超声仪器有限公司;高速药物粉碎机(WK-400B),山东精诚机械有限公司;RE-52AA型旋转蒸发仪(RE-52AA),上海振捷实验设备有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品制备

将木瓜洗净,分离果皮、果肉,于50 ℃烘干,粉碎,过0.6 mm(30目)筛,冷藏备用。分别称取20 g木瓜皮、果肉粉末,按1∶20(g∶mL)加入50%乙醇,在超声功率180 W、温度50 ℃条件下,提取30 min,抽滤,残渣再次重复提取,合并两次滤液,于50 ℃减压浓缩[9],得到剩余溶液备用,然后采用HZ-826大孔树脂进行纯化,按上样质量浓度为5 mg/mL,流速为2 BV/h,上样体积为70 mL,乙醇洗脱剂浓度为70%,洗脱体积为140 mL进行,收集洗脱液于50 ℃减压浓缩干燥,即得各部位提取物,4 ℃保存备用。

1.3.2 总多酚含量测定

按Yap等人[10]方法进行测定总多酚含量,并略作修改:取1.5 mL样品于25 mL 容量瓶中,加入1.0 mL福林酚试剂,混匀后静置5 min后加入 2.0 mL 10% Na2CO3,混合后定容到25 mL,25 ℃放置1 h后于765 nm测定吸光度。以(0～16 μg/mL) 没食子酸为标准品,绘制标准曲线Y= 0.120 8X-0.002 2(R2= 0.999 6),含量以mg/g表示。

1.3.3 总黄酮含量测定

按陈建国等人[11]方法进行测定总黄酮含量,并略作修改:取0.2 mL样品于10 mL容量瓶中,分别加5% NaNO2溶液0.4 mL,摇匀,静置6 min,10% Al(NO3)3溶液0.4 mL,摇匀放置6 min,4% NaOH溶液4 mL,最后用50%乙醇溶液定容,摇匀,静置15 min,分别于510 nm处测定吸光度。以(0～80 μg/mL)芦丁为标准品,绘制标准曲线Y= 0.014 5X+ 0.000 8(R2= 0.999 6),含量以mg/g表示。

1.3.4 DPPH自由基清除率测定

按参考文献[10]测定不同木瓜各部位对DPPH自由基的清除能力,并略作改动。取1 mL不同浓度的样品及4 mL 0.02 mg/mL DPPH溶液加入试管中,混匀并静置30 min,测定517 nm处的吸光度A1;测定DPPH 溶液空白时的吸光度A2;测定样品溶液空白时的吸光度A0。同时测定阳性对照VC清除自由基的能力。按公式(1)计算DPPH自由基清除率,并拟合自由基清除率的IC50值。

清除率=[1-(A1-A2)/A0]×100%

(1)

1.3.5 ABTS+自由基清除率测定

按王丽丽等人[12]方法进行测定不同木瓜各部位ABTS+自由基清除能力,并略作修改。将7 mmol/L的ABTS溶液和140 mmol/L的过硫酸钾溶液按体积比1∶1混合摇匀,避光静置12 h,得ABTS储备液,并调整使其在734 nm下的吸光值处于0.70 ± 0.02,即得ABTS工作液。将不同浓度的样品溶液1 mL添加到4 mL的ABTS工作液中,充分混匀,暗处静置6 min 后于734 nm下测定吸光度Am;测定ABTS工作液空白时的吸光度An;测定样品溶液空白时的吸光度A0。同时测定阳性对照VC清除自由基的能力。按公式(2)计算ABTS+清除率,并拟合自由基清除率的IC50值。

清除率=[1-(Am-An)/A0]×100%

(2)

1.3.6 数据处理

使用Origin Pro 8.0进行作图,SPSS 19.0软件进行显著性分析,Excel进行相关性分析。每组实验重复进行三次,结果以均值±SD表示。

2 结果与分析

2.1 木瓜总多酚与总黄酮含量

实验中,研究了不同木瓜各部位的总多酚和总黄酮含量,结果见表1。由表1结果所示,这6种木瓜果皮、果肉均具有一定的总多酚与总黄酮含量,其中河南平顶山木瓜,属于宣木瓜的一种,其木瓜皮总多酚和总黄酮含量显著高于其他木瓜皮(P<0.05),含量分别为102.24,228.28 mg/g,同时,其木瓜肉的总多酚和总黄酮含量也显著高于其他木瓜肉(P<0.05),含量分别为59.70,120.23 mg/g,而海南海口、广东湛江、广西南宁三地木瓜皮总多酚和总黄酮含量较低,差异不显著(P>0.05),含量分别介于7.04～8.88,5.29～6.44 mg/g,同时,这三地木瓜肉的总多酚和总黄酮含量大小同木瓜皮总多酚和总黄酮含量结果相似,这可能是多酚与黄酮含量与这些木瓜所属种植地的气候、品种等条件有关[13-15]。

表1 木瓜不同部位的总多酚和总黄酮含量

2.2 抗氧化活性比较

2.2.1 DPPH自由基清除能力

不同木瓜各部位清除DPPH自由基的能力见图1。

(a)木瓜皮;(b)木瓜肉

由图1可知,不同木瓜各部位对DPPH自由基均具有较强的抗氧化能力。木瓜皮IC50值介于0.01～1.94 mg/mL,木瓜肉IC50值介于0.06～2.00 mg/mL,木瓜皮按照IC50值由低到高顺序依次为:河南平顶山、云南大理、云南临沧、海南海口、广东湛江、广西南宁,其中河南平顶山木瓜皮IC50值最低,为0.01 mg/mL,由于IC50值越低,则抗氧化性越强,其抗氧化性强于VC清除DPPH自由基的能力,广西南宁木瓜皮IC50值最高,为1.94 mg/mL,其抗氧化性相对最弱。木瓜肉按照IC50值由低到高顺序依次为:河南平顶山、云南大理、云南临沧、广东湛江、广西南宁,其中河南平顶山木瓜肉IC50值最低,为0.06 mg/mL,其抗氧化性相对最强,但是略低于VC的抗氧化活性。整体而言,木瓜皮和木瓜肉清除DPPH自由基活性相当,结果与Asghar等[8]得出木瓜各部位清除DPPH自由基的结果基本相似。

2.2.2 ABTS+自由基清除能力

不同木瓜各部位对ABTS+自由基清除能力见图2。

(a)木瓜皮;(b)木瓜肉

由图2可知,不同木瓜各部位均具有一定清除ABTS+自由基的能力,当质量浓度为0.2 mg/mL时,河南平顶山木瓜皮清除率超过50%,高于Silva等[16]测得木瓜皮对ABTS+自由基的清除率,其清除率低于50%。木瓜皮IC50值介于0.00～1.18 mg/mL,按照IC50值由低到高顺序依次为:河南平顶山、云南大理、云南临沧、海南海口、广东湛江、广西南宁,其中河南平顶山木瓜皮抗氧化性最强,同时其抗氧化性强于VC。木瓜肉IC50值介于0.08～1.59 mg/mL,按照IC50值由低到高的顺序依次为:河南平顶山、云南大理、云南临沧、广东湛江、广西南宁,其中河南平顶山木瓜肉IC50值最低,为0.08 mg/mL,抗氧化性相对最强,但是弱于VC。总之,木瓜皮与木瓜肉都具有非常强的清除ABTS+自由基的作用,但是这与Matsusaka等[17]测得结果不一致,可能与使用的木瓜品种不同有关。

2.3 相关性分析

利用Excel软件对木瓜各部位的总多酚、总黄酮含量与其DPPH自由基、ABTS+自由基之间的关系进行相关性分析,以IC50值与含量之间进行相关性分析,结果如表2所示。

表2 木瓜酚类物质含量与抗氧化活性的相关性

从表2可知,木瓜皮、木瓜肉的总多酚与总黄酮含量与抗氧化活性之间存在一定相关性。总多酚含量与木瓜皮抗氧化活性(IC50)呈显著负相关(P<0.05),与木瓜肉抗氧化活性(IC50)极显著负相关(P<0.01),说明随着总多酚含量增加,IC50值随之减小,抗氧化活性随之增强;总黄酮含量与木瓜皮、果肉抗氧化活性(IC50)负相关,但不具有显著性。已有研究表明,3,5,7,3′,4′-五羟基多酚结构、黄酮B环中邻二酚结构等都会使多酚和黄酮类物质具有较强的抗氧化活性[18-19]。因此,木瓜各部位的抗氧化活性与其含有的酚类物质有关,总多酚可能是木瓜皮和木瓜肉抗氧活化的物质基础。

3 结论

对6种木瓜果皮、果肉的总多酚和总黄酮含量和抗氧化活性进行了研究。结果表明,木瓜皮总多酚含量介于7.04～102.24 mg/g,总黄酮含量介于5.29～228.28 mg/g;木瓜肉的总多酚含量介于5.66～59.70 mg/g,总黄酮含量介于0.69～120.23 mg/g。木瓜皮对DPPH自由基、ABTS+自由基的IC50分别介于0.01～1.94 mg/mL,0.00～1.18 mg/mL;木瓜肉对DPPH自由基、ABTS+自由基的IC50分别介于0.06～2.00 mg/mL,0.08～1.59 mg/mL。木瓜皮抗氧化性由强到弱顺序依次为河南平顶山>云南大理>云南临沧>海南海口>广东湛江>广西南宁,木瓜肉抗氧化性由强到弱顺序依次为河南平顶山>云南大理>云南临沧>广东湛江>广西南宁。整体上而言,木瓜皮和果肉抗氧化性强弱相当。此外,上述结果揭示不同木瓜各部位间的酚类物质含量及抗氧化活性存在较大的差异,其中属于河南平顶山木瓜皮和果肉总多酚和总黄酮含量及抗氧化活性相对最高,广西南宁木瓜皮和果肉总多酚和总黄酮含量及抗氧化性相对最低。相关性分析结果表明总多酚含量与木瓜皮和木瓜肉抗氧化性(IC50)显著负相关,揭示了总多酚可能是木瓜皮和木瓜肉抗氧化的主要物质基础。