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20種花茶黃酮、總酚及抗氧化活性分析

2021-10-13 11:17李楠楊欣孫元琳周素梅
食品研究與開發 2021年18期
關鍵詞:吸光花茶總酚

李楠,楊欣,孫元琳,周素梅

(1.運城學院生命科學系,山西 運城 044000;2.中國農業科學院農產品加工研究所,北京 100193)

花茶是將植物的花朵、葉片或果實沖泡而成的茶,是中國特有的一類再加工茶。近年來,許多消費者對天然、健康和風味各異的花茶表現出越來越大的興趣,植物中的活性物質——多酚也受到越來越多學者的關注。酚類化合物是來源于苯丙氨酸和酪氨酸的植物次生代謝產物,與植物防御紫外線輻射和病原體侵害等功能緊密相關。植物多酚可以清除體內自由基,具有較強的抗氧化活性[1-2]以及預防與氧化應激有關的疾病等作用[3-4]。

目前對花茶的研究主要集中在測定花茶中酚類物質含量、抗氧化活性及其酚類物質含量和單一抗氧化活性的相關性[5-7],很少有文獻研究花茶總酚、黃酮與抗氧化綜合評價值之間的相關性,不同的抗氧化方法作用機制不同,同一種花茶可能在不同的抗氧化體系中表現的抗氧化能力不同,所以有必要研究花茶總酚、黃酮與抗氧化綜合評價值之間的關系;在提取總酚、黃酮等植物活性物質時大部分研究采用有機溶劑浸提、超聲波輔助提取等方式[8-11],所得的總酚、黃酮種類及含量和消費者日常飲茶所攝入的總酚、黃酮種類及含量不同,因此,有機溶劑提取出的總酚、黃酮含量不能作為人體攝入量的依據。

本文以20種市售花茶為原料,模擬日常飲茶方式得到茶湯,測得花茶中的總酚、黃酮含量,并研究了總酚、黃酮含量和不同抗氧化活性的相關性。采用加權綜合評價方法得到了20種花茶的抗氧化綜合評價值,并研究了總酚、黃酮含量與抗氧化綜合評價值的相關性,旨在為花茶的綜合利用及消費者合理選購花茶提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蒲公英(S1)、苦?。⊿2)、薄荷花茶(S3)、牡丹花茶(S4)、荷葉(S5)、玫瑰花茶(S6)、百合花茶(S7)、紫羅蘭(S8)、勿忘我(S9)、茉莉花茶(S10)、洛神花茶(S11)、合歡花茶(S12)、蘋果花茶(S13)、玉蘭花茶(S14)、金桔干(S15)、槐花(S16)、七彩菊(S17)、迷迭香(S18)、苦蕎(S19)、千日紅(S20):安徽省善緣堂養生坊。

蘆丁、沒食子酸:國藥集團化學試劑有限公司;Folin 酚、1,1-二苯基-2-苦肼基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2′-連氮基-雙-(3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽[2,2′-azionbis(3-ethylbenzenothiazoline-6-sulfonic),ABTS]:合肥博美生物科技有限公司;無水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、無水碳酸鈉、過氧化氫、硫酸亞鐵、水楊酸、過硫酸鉀(均為分析純):天津大茂化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

EX124電子天平:奧豪斯儀器(上海)有限公司;UV-5500PC紫外分光光度計:上海元析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 茶湯制備

準確稱取20種花茶各1.00 g,分別加入100 mL沸水,在25℃下浸提10 min,抽濾得上清液備用[12]。

1.3.2 黃酮含量的測定

黃酮標準曲線的制作參考LI等[13]的方法并稍作修改。吸取濃度為0.33 mg/mL的蘆丁溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL,分別置于10 mL比色管中,加入0.15 mL 50 g/L NaNO2,搖勻后靜置5min,加入Al(NO3)3(100 g/L)0.3 mL,搖勻后靜置6 min,再加入1 mL 1 mol/L NaOH,用60%乙醇定容至刻度,搖勻靜置10 min,510 nm處測定其吸光度,以試劑空白為參比,繪制標準曲線。

樣品測定按照標準曲線的制作方法,花茶茶湯中黃酮含量的計算公式如下。

式中:X為根據標準曲線查得的黃酮含量,mg;V0為樣品提取液總體積,mL;V1為測定吸取的提取液體積,mL;m 為樣品質量,g。

1.3.3 總酚含量的測定

總酚標準曲線的制作參考LI等[13]的方法并稍作修改。分別吸取 1 mL 濃度為 10、20、30、40、50 μg/mL的沒食子酸于試管內,加入5.0 mL福林酚,搖勻,反應5 min,再加入4 mL 7.5%NaCO3,25℃黑暗處反應30 min,765 nm處測定吸光度,以試劑空白為參比,繪制標準曲線。

樣品測定按照標準曲線的制作方法,花茶茶湯中總酚含量的計算公式如下。

式中:X為根據標準曲線查得的總酚含量,mg;V0為樣品提取液總體積,mL;V1為測定吸取的提取液體積,mL;m 為樣品質量,g。

1.3.4 花茶清除羥基自由基(·OH)能力

按順序加入0.25mL9.0mmol/LFeSO4溶液、0.25mL 9.0 mmol/L水楊酸-乙醇溶液、4.25 mL花茶提取液,最后加入0.25 mL 0.088 mol/L H2O2溶液啟動反應,靜置3 min,在510 nm處測定吸光值[14]。

清除率/%=(1-A1/A0)×100

式中:A1為樣品吸光值;A0為空白吸光值。

1.3.5 花茶清除DPPH·能力

參考楊柳[15]的方法,將0.1 mL樣品加入到3.0 mL 1×10-4mol/L DPPH乙醇溶液中,混勻,25℃避光反應30 min,用無水乙醇調零,517 nm處測定吸光值。

清除率/%=[1-(A1-A2)/A0]×100

式中:A1為0.1 mL樣品+3.0 mL DPPH乙醇溶液的吸光值;A2為0.1 mL樣品+3.0 mL無水乙醇的吸光值;A0為0.1 mL無水乙醇+3.0 mL DPPH溶液的吸光值。

1.3.6 花茶清除ABTS+·能力

稱取0.057 6 g ABTS試劑,用蒸餾水定容至15 mL,臨用前加264 μL 140 mmol/L K2S2O8溶液,25℃避光放置12 h~16 h制備ABTS儲備液。使用時用蒸餾水將吸光度調整為0.70±0.02,制成ABTS工作液。分別吸取100 μL稀釋茶湯,加入4.0 mL ABTS工作液,充分混合,25℃避光反應30 min,測定734 nm處的吸光度[16-17]。

清除率/%=(1-A1/A0)×100

式中:A1為 100 μL 樣品+4.0 mL ABTS 工作液的吸光值;A0為 100 μL蒸餾水+4.0 mL ABTS工作液的吸光值。

2 結果與分析

2.1 不同種類花茶黃酮含量測定結果

20種花茶黃酮含量見圖1。

由圖1可知,不同種類花茶中黃酮含量存在差異,變化范圍為0.15 mg/g~5.35 mg/g。蒲公英(S1)中黃酮含量最高,為 5.35 mg/g,苦?。⊿2)次之,為 5.07 mg/g,兩者沒有顯著性差別(P>0.05)。黃酮含量較低的花茶種類包括百合花茶(S7)、金桔干(S15)、苦蕎(S19)和千日紅(S20),其黃酮含量分別為 0.36、0.26、0.27、0.15 mg/g。其余花茶的黃酮含量位于蒲公英(S1)和千日紅(S20)之間。

圖1 20種花茶黃酮含量Fig.1 Flavones content of 20 kinds of herbal teas

2.2 不同種類花茶總酚含量

20種花茶總酚含量見圖2。

由圖2可知,不同種類花茶之間總酚含量存在差異,變化范圍為4.57 mg/g~31.02 mg/g。蒲公英(S1)中總酚含量最高,為31.02 mg/g,苦?。⊿2)中總酚含量次之,為28.55 mg/g,二者差異顯著(P<0.05)??偡雍孔畹偷臑榍占t(S20),其總酚含量(4.57 mg/g)僅為蒲公英的14.7%。其余花茶中的總酚含量在蒲公英(S1)和千日紅(S20)之間。多酚是一類苯環上有一個或多個羥基基團的天然化合物[18],根據酚環的功能和數量,以及酚環間的結構,多酚類物質分為酚酸、黃酮類、芪類和木脂素類等多種類型[19]。由圖1和圖2可以看出,相同種類的花茶中總酚含量均高于黃酮含量,由此可以推斷這20種花茶中總酚類物質除了黃酮外,還包括其它酚酸、芪類和(或)木脂素類物質。

圖2 20種花茶總酚含量Fig.2 Total polyphenols content of 20 kinds of herbal teas

2.3 花茶清除自由基活性

2.3.1 3種方法測定花茶的抗氧化活性

考察花茶茶湯對羥基自由基(·OH)、DPPH自由基和ABTS+自由基清除作用,研究不同花茶茶湯的抗氧化能力,結果如表1所示。

表1 20種花茶抗氧化能力Table 1 Antioxidant activity of 20 kinds of herbal teas

由表1可知,不同種類的花茶對羥基自由基、DPPH自由基和ABTS+自由基的清除能力不同。蒲公英、苦丁、薄荷花茶、牡丹花茶、荷葉和玫瑰花茶對羥基自由基(·OH)的清除率超過50%,具有較強的抗氧化活性,千日紅清除羥基自由基(·OH)的能力較弱,清除率為15.33%。

對DPPH自由基清除率超過50%的花茶有10種,其中蒲公英對DPPH自由基的清除率最高,為80.23%,和其他種類花茶相比,差異顯著(P<0.05)。七彩菊和苦蕎對DPPH自由基的清除能力最弱。千日紅對羥基自由基(·OH)和ABTS+自由基的清除能力較弱,但具有較強的清除DPPH自由基的作用,清除率為55.60%。

不同種類花茶對ABTS+自由基的清除率范圍最廣,為89.01%~20.03%,蒲公英和苦丁清除ABTS+自由基的能力最強,二者之間沒有顯著性差別(P>0.05)。千日紅對ABTS+自由基的清除能力最弱,為20.03%。不同花茶抗氧化能力不同,分析原因可能是其分析方法、品種、成熟度、花茶產地和制作工藝等不同。

2.3.2 花茶總抗氧化能力的加權綜合評價

當選用不同的抗氧化評價方法測定不同種類花茶的抗氧化能力時,由于不同評價方法的作用機制不同,同一種花茶在不同的抗氧化體系中表現的抗氧化能力不同,例如千日紅對DPPH自由基表現出較強的清除能力,但對羥基自由基(·OH)和ABTS+自由基的清除能力卻較弱。為了綜合評價20種花茶的抗氧化能力,本研究運用加權綜合評分法建立多因素綜合評價數學模型[20]。

根據標準化公式Yij=(Xij-Xijmin)/(Xijmax-Xijmin),使試驗值處于同一數量級上。其中,Xij為第i種花茶,第j個抗氧化評價方法的指標值,Xijmax、Xijmin分別為第i種花茶,第j個抗氧化評價方法指標值的最大值和最小值。由于3種抗氧化評價方法的地位相等,所以其加權系數相等,均設為1,抗氧化綜合評價值Yi=∑Yij(i=1,2,3…20,j=1,2,3),結果如表 1 所示。

抗氧化綜合評價值的變化范圍為0.18~3.00,排在前5位的花茶種類依次為蒲公英、苦丁、薄荷花茶、荷葉和牡丹花茶,抗氧化綜合評價值較低的花茶種類為千日紅、迷迭香和苦蕎。分析原因可能是不同種類的花茶所含的黃酮和多酚的種類及數量不同,造成了綜合抗氧化能力不同,另外花茶提取液中還可能含有一些其他的抗氧化物質,具有清除自由基的作用。

2.3.3 20種花茶總酚、黃酮含量和抗氧化能力的相關性

用SPSS軟件對20種花茶提取液中總酚、黃酮含量與其對羥基自由基(·OH)、DPPH自由基和ABTS+自由基的清除率做相關性分析,結果見表2。

表2 20種花茶總酚、黃酮含量與抗氧化能力的相關系數Table 2 Correlation coefficients between total polyphenols and flavonoids contents and antioxidant capacity of 20 kinds of herbal teas

由表2可知,總酚含量與羥基自由基、DPPH自由基和ABTS+自由基清除率的相關系數分別為0.905,0.876和0.928;黃酮含量和上述自由基清除率的相關系數分別為0.812,0.657和0.795,表明總酚含量和花茶的抗氧化能力相關性更強??寡趸C合評價值和總酚、黃酮的相關系數分別為0.956和0.798,這也進一步說明總酚對花茶的抗氧化性有較多貢獻,同時在花茶中還存在著其他具有抗氧化活性的物質。楊柳[15]通過對油茶花中多酚、黃酮、多糖和花青素含量與各抗氧化活性評價方法的相關性分析得出多酚和各評價方法的相關性較高。YOO等[21]研究了17種常見花茶總酚和抗氧化活性之間的關系,結果表明兩者之間有較高的相關性(r2=0.822)。3種方法測得的抗氧化能力值呈正相關,其中羥基自由基(·OH)的清除率和DPPH自由基、ABTS+自由基清除率的相關系數分別為0.812和0.923,不同抗氧化方法之間相關系數不同可能是由于不同評價方法的測定原理不同。

3 結論

結果表明不同花茶之間黃酮和總酚含量存在差異,20種花茶黃酮含量為0.15mg/g~5.35mg/g,總酚含量為4.57 mg/g~31.02 mg/g。其中蒲公英中黃酮和總酚含量最高,千日紅最低。應用加權綜合評分法綜合評價20種花茶的抗氧化能力,排在前5位的依次為蒲公英、苦丁、薄荷花茶、荷葉和牡丹花茶,較低的花茶種類為千日紅、迷迭香和苦蕎??寡趸C合評價值和總酚、黃酮的相關系數分別為0.956和0.798,表明總酚含量和花茶的抗氧化能力相關性更強,總酚對花茶的抗氧化性有較多貢獻。

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