唐古特白刺果粉的抗氧化作用研究

朱利娜,強 偉,史俊友,索有瑞

(1.中國科學院西北高原生物研究所,青海西寧 810001;2.中國科學院研究生院,北京 100049)

白刺 (Nitraria)是蒺藜科 (Zygophyllceae)的旱生或超旱生典型荒漠植物,其抗逆性強,耐干旱鹽堿,能適應高溫低寒,自然分布在干燥、鹽堿、多風、植被稀少的嚴酷生境中,是防風固沙的優良灌木[1-2]。白刺在全世界共有 12個種,我國有 8個種,其中唐古特白刺 (Nitraria tangutorunBobr.)為我國的特有種,在我國主要分布在青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古等地,資源十分豐富。

白刺是西部蒙、藏、維等少數民族的傳統藥材,廣泛用于多種疾病的治療,同時具有廣譜的營養作用[3],經常在中藏藥復方中出現。其果實長期被當地人、畜采食,具健胃、滋補、治療消化不良等功效[4]。大量的應用基礎研究工作證實白刺果實富含維生素 C、氨基酸、多糖類、黃酮、生物堿等,具有抗氧化、降血脂、防治動脈動粥樣硬化的作用[5-6]。白刺豐富的營養和活性成分使其成為開發藥品、保健食品及特色食品的優質原料,其產品具有廣闊的應用領域和市場前景。目前,以白刺原汁通過噴霧干燥技術制成的白刺果粉不僅便于運輸與儲藏,還便于產品開發,可作為藥品載體、食品、保健食品以及化妝品的原料和輔料。但在果粉的制備過程中,某些天然營養成分會遭到破壞和流失,為了綜合評定果粉成品的質量,本文從 DPPH·、·OH·和四方面探討了白刺果粉的抗氧化性,以期為果粉的開發和產業化利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1,1-二苯基苦基苯肼自由基 (DPPH·,Sigma公司);無水乙醇、硫酸亞鐵、水楊酸、鹽酸、三羥甲基氨基甲烷 (Tris)、鄰苯三酚 (焦性沒食子酸)、亞硝酸鈉、檸檬酸、磷酸氫二鈉、對氨基苯磺酸、鹽酸萘己二胺等均為國產市售分析純;精密電子天平、電子恒溫不銹鋼水浴鍋、101型電熱鼓風干燥箱、Cary 300型紫外可見分光光度計 (美國 Varian公司)。

1.2 白刺果粉的制備

果粉 (青?？灯丈锟萍脊煞萦邢薰咎峁?,生產流程為:原料采收→果汁驗收→果汁滅菌→果汁沉降→果汁過濾→果粉噴霧干燥工藝→產品檢驗與保存。

1.3 抗氧化活性研究

1.3.1 清除DPPH自由基能力的測定

精確配制濃度為 5×10-5mol/L的 DPPH·乙醇溶液,將白刺果粉用蒸餾水溶解,配制成系列溶液,精確吸取樣品溶液 3 mL,加入 5 mL 5×10-5mol/L的 DPPH·乙醇溶液,混勻后在室溫下靜置30 min,以 5 mL無水乙醇和 3 mL蒸餾水的混合液為參比,測定 517 nm處的吸光值[7]。然后按下式計算DPPH自由基清除率:

式中:A0-空白對照液的吸光度 (以蒸餾水代替樣品液);Ai-樣品組的吸光度;Aj-樣品溶液本身的吸光度 (以無水乙醇代替顯色劑)。

樣品溶液清除自由基能力采用清除 DPPH·的I C50值表示,即 DPPH自由基清除率為 50%時所對應的抗氧化劑溶液濃度。

1.3.2 清除羥自由基能力的測定

利用 Fenton反應法產生·OH,·OH氧化水楊酸產生有色物質,該產物在 510 nm處有強吸收峰。若體系中加入清除·OH的物質,則會減少有色物質生成,降低吸光度[8]。具體操作為:取若干支25 mL的比色管,加入 9 mmol/L FeSO40.25 mL、9 mmol/L水楊酸 -乙醇溶液 0.25 mL,不同濃度的白刺果粉溶液 5 mL,最后加入 8.8 mmol/L H2O20.25 mL啟動反應,于室溫下反應 1 h。加 5 mL蒸餾水稀釋反應體系,在 517 nm處測定樣品的吸光度A。按 1.3.1節計算方法計算清除率。

1.3.3 清除超氧陰離子自由基能力的測定

采用鄰苯三酚氧化法[9]。具體操作為:在10 mL試管中加入 3 mL Tris-HCl緩沖液 (pH值8.2),1 mL不同濃度的白刺果粉溶液,25℃±0.5℃水浴平衡 20 min后,加入 0.3 mL 7 mmol/L的鄰苯三酚準確反應 4 min,加入 1 mL 10 mol/L HCl終止反應,在 420 nm處測定其吸光度 A,按 1.3.1節計算方法計算清除率。

1.3.4 清除亞硝酸鹽能力的測定

當加入白刺果粉溶液時,果粉中有效成分與NaNO2作用將 NaNO2消耗掉,剩余亞硝酸根在酸性條件下,能使對氨基苯磺酸重氮化,再使其與鹽酸α-萘胺偶合生成紅色偶聯化合物,測定溶液吸光度,計算亞硝酸鹽清除率。

取不同濃度的白刺果粉溶液 10 mL于 25 mL容量瓶,加入 0.01%的 NaNO2標準溶液 0.25 mL,加入檸檬酸 -磷酸緩沖溶液 (pH值 3.0)5 mL,加蒸餾水定容至刻度,37℃下反應 1 h。取 1 mL反應液于試管中,加入 0.4%(質量分數)的對氨基苯磺酸溶液 2 mL,0.2%(質量分數)鹽酸α-萘胺 1 mL,搖勻放置 15 min后,用分光光度計在 544 nm處測吸光度值,按下式計算清除率求得果粉溶液對亞硝酸鹽的清除能力[10]。式中:A0:未加果粉溶液的空白試驗 (以蒸餾水代替)的吸光度;A:不同濃度反應液的吸光度。

2 結果與分析

2.1 白刺果粉對 DPPH自由基的清除能力

1,1-二苯基苦基苯肼自由基 (DPPH·)是一種很穩定的以氮為中心的自由基,若受試物能將其清除,則提示受試物具有降低羥自由基、烷自由基或過氧化氫自由基的有效濃度和打斷脂質過氧化鏈反應的作用。

圖1 白刺果粉濃度對DPPH·清除作用的影響

圖1顯示,白刺果粉對 DPPH·有很好的清除作用,開始時隨著果粉濃度的增大,對 DPPH·的清除作用逐漸增強。結合圖1并計算得 I C50對應的白刺果粉樣液的濃度為 0.8 mg/mL。當提取物用量達到 1.2 mg/mL時,白刺果粉對 DPPH·清除率為64%,但當果粉濃度超過 1.2 mg/mL時,對 DPPH·的清除作用達到最大 65.7%,此后變化很小。

2.2 白刺果粉對羥自由基的清除能力

羥基自由基 (·OH)是最活潑、毒性最大的自由基,它可與活細胞中的任何分子發生反應,引發組織細胞病變,導致各種疾病發生和加速機體衰老,且反應速度非?？?。白刺果粉對·OH的清除效果如圖2所示。

圖2 白刺果粉濃度對·OH清除作用的影響

由圖2可知,隨著白刺果粉溶液濃度的增大,清除效果逐漸增加,當果粉濃度為 4.5 mg/mL時,對·OH的清除率達到 67.4%;此后當濃度超過 6 mg/mL時,果粉對羥自由基的清除能力達到最大71.5%,說明白刺果粉對羥基自由基有一定的清除能力。

2.3 白刺果粉對超氧陰離子自由基的清除能力

圖3 白刺果粉濃度對超氧陰離子清除作用的影響

由圖3可知,不同濃度的白刺果粉溶液對超氧陰離子自由基的產生都有一定的抑制作用,且隨著果粉溶液濃度的增加,對超氧陰離子自由基的清除效果增強,在實驗條件下,對超氧陰離子自由基的清除率最大可達 83.8%,說明白刺果粉溶液對超氧陰離子自由基具有較強的清除能力。

2.4 白刺果粉對亞硝酸鹽的清除作用

亞硝酸鹽與仲胺在人體中易合成強致癌物質亞硝胺,而且亞硝酸鹽是一種允許在肉制品加工中使用的食品添加劑,采取有效途徑清除亞硝酸鹽對預防癌癥具有重要意義。白刺果粉清除亞硝酸鹽的效果如圖4所示。

圖4 白刺果粉濃度對亞硝酸鹽清除作用的影響

由圖4可見,白刺果粉溶液對亞硝酸鹽的清除率與其濃度基本成正相關,隨著果粉溶液濃度的增大,清除效果逐漸增強,在實驗條件下最大清除率達到 71%,白刺果粉對亞硝酸鹽有很好的清除作用。

3 討 論

Harman提出衰老的自由基學說認為,隨著年齡的增長,機體器官的衰退性變化是由自由基的副作用引起的,生物體在長期的進化中體內形成了自由基產生與消除的動態平衡,但內源性的抗氧化物防御機制并不能 100%有效,膳食抗氧化劑對降低生命期間長期積累的氧化損傷更為有效和重要[12]。實驗結果表明,唐古特白刺果粉具有良好的抗氧化活性,能有效清除 DPPH·、·OH、·、亞硝酸鹽。利用白刺果實,結合人們現代的營養與保健觀念,可以開發白刺的系列產品,如果酒、飲料、果醬、天然色素、保健食品和藥品原料等,使白刺資源得到綜合利用。

[1] 趙克昌,曲金聲,郭勁玲.治沙保土灌木白刺開發利用現狀及發展前景[J].中國水土保持,1995(1):38-40.

[2] 李必華.白刺及其開發利用[J].山東林業科技,1994(3):7-12.

[3] 劉勇民.維吾爾藥志 (上、下冊)[M].烏魯木齊:新疆科技衛生出版社,1999:206.

[4] 中國科學院西北高原生物研究所.青海植物志(第 2卷)[M].西寧:青海人民出版社,1999:288-290.

[5] 索有瑞,王洪倫,汪漢卿.柴達木盆地唐古特白刺果實降血脂和抗氧化作用研究[J].天然產物研究與開發,2004,16(1):54-58.

[6] 姜明,戴有盛,吳承舜.野生植物白刺果實的營養成分及其延緩衰老作用的研究[J].營養學報,1994,16(3):338-341.

[7] 梁云.幾種天然抗氧化劑抗氧化性能比較研究[D].無錫:江南大學,2008.

[8] 王永寧,石玉平,郭珍沙棗花中黃酮類化合物對羥基自由基的清除研究[J].青海醫學院學報,2003,24(4):281-283.

[9] 吳雪輝,張喜梅,李廷群,等.板栗花粗提物的抗氧化活性研究[J].現代食品科技,2008,24(1):14-19.

[10] 馮翠萍,洪建華,張弋凡.果汁對亞硝酸鹽清除作用的研究[J].山西農業大學學報,2009,29(3):261-264.

[11] 吳雪輝,黃永芳,高強,等.肉桂精油的抗氧化作用研究[J].食品科技,2007,(4):85-88.

[12] 焦揚,李彩霞,胡麗杰,等.唐古特白刺提取物抗氧化作用的研究[J].食品工業科技,2006,5:54-55.