花生殼不同溶劑提取物的總酚含量及抗氧化性的比較研究

趙二勞，武宇芳，白建華

(忻州師范學(xué)院化學(xué)系，山西 忻州 034000)

花生殼不同溶劑提取物的總酚含量及抗氧化性的比較研究

趙二勞，武宇芳，白建華

(忻州師范學(xué)院化學(xué)系，山西 忻州 034000)

分別以水、60%乙醇、纖維素酶＋60%乙醇為提取劑，采用超聲輔助提取花生殼中活性成分，研究提取物對(duì)DPPH自由基和羥自由基(·OH)的清除能力，并測(cè)定提取物中總酚含量。結(jié)果表明：在超聲輔助條件下，3種不同提取劑水、60%乙醇、纖維素酶＋60%乙醇的提取物中總酚含量依次為81.22、205.9、370.8mg/100g。3種提取物均具有較強(qiáng)的抗氧化能力，且以纖維素酶＋60%乙醇超聲提取物最強(qiáng)，其對(duì)DPPH自由基的清除率為88.49%，對(duì)·OH清除率為 93.65%。花生殼提取物抗氧化能力與其總酚含量成正相關(guān)。

花生殼；總酚；超聲波；纖維素酶；抗氧化

花生(Arachis hypogaea L.)又名落花生，長(zhǎng)生果，為豆科落花生屬一年生草本植物，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，我國(guó)各地普遍種植，產(chǎn)量已達(dá)1500萬(wàn)t，位居世界第一位[1]，因此每年都有大量花生殼產(chǎn)生。花生殼作為花生的副產(chǎn)品，除少量用作燃料和動(dòng)物飼料外，大部分被白白扔掉，造成資源的極大浪費(fèi)[2]，同時(shí)也嚴(yán)重污染環(huán)境。研究表明，花生殼富含木質(zhì)素、纖維素，還含有多糖和酚類(lèi)等活性成分，具有抗炎、降血脂和增強(qiáng)免疫功能等藥理作用[3-4]，目前對(duì)花生殼活性成分提取分離的研究較多[5-6]，有關(guān)其抗氧化性的研究報(bào)道不多[7-8]，而以加纖維素酶的乙醇為提取劑，超聲提取花生殼活性成分的研究尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。為開(kāi)發(fā)利用花生殼資源，本實(shí)驗(yàn)分別以水、60%乙醇和纖維素酶＋60%乙醇為提取劑，采用超聲波輔助提取花生殼中活性成分，測(cè)定提取物中總酚含量，通過(guò)清除DPPH自由基和羥自由基(·OH)法研究提取物的抗氧化能力，旨在為花生殼的綜合利用和高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花生殼，購(gòu)于某市農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，洗凈去雜，于烘箱中50℃烘干，藥材粉碎機(jī)粉碎，過(guò)60目篩，裝瓶備用。

沒(méi)食子酸(分析純) 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；酚試劑(生化試劑) 上海海聚生物科技有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 美國(guó)Sigma公司；纖維素酶(生化試劑) 北京奧博星生物技術(shù)有限公司；無(wú)水碳酸鈉、乙醇及抗壞血酸等試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

723型可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司；KQ-400KDE型高功率數(shù)控超聲波清洗儀 昆山市超聲儀器有限公司；SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；HH-Z型電熱恒溫水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司；AL104電子分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；TDL-4型低速臺(tái)式離心機(jī)上海安亭科學(xué)儀器廠；中草藥粉碎機(jī) 武義縣屹立工具有限公司。

1.3 方法

1.3.1 花生殼提取物的制備

精確稱(chēng)取花生殼樣品5.0g，分別以100mL水、100mL 60%乙醇和100mL加0.5g纖維素酶＋60%乙醇為提取劑，在溫度35℃、超聲波功率320W的條件下，超聲提取30min，提取液過(guò)濾后定容，冰箱中冷藏保存，待用。

1.3.2 花生殼提取物中總酚含量測(cè)定方法

花生殼提取物中總酚含量的測(cè)定，以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)物，采用Folin-Ciocalteu法[9-10]。實(shí)驗(yàn)確定的回歸方程為：A ＝0.1115ρ＋ 0.0186，相關(guān)系數(shù)r＝0.9996。其中，A為樣品溶液在769nm波長(zhǎng)處的吸光度；ρ為沒(méi)食子酸質(zhì)量濃度/(mg/L)。實(shí)驗(yàn)表明，在ρ＝1.00～9.00mg/L的范圍內(nèi)，沒(méi)食子酸質(zhì)量濃度與吸光度呈良好線性關(guān)系。花生殼提取物中總酚含量以每100g花生殼中含相當(dāng)于沒(méi)食子酸的毫克數(shù)表示。

1.3.3 對(duì)DPPH自由基清除率的測(cè)定[11-12]

以常用抗氧化劑VC作陽(yáng)性對(duì)照品。在10mL比色管中分別加入2mL 0.042g/L的DPPH溶液和不同體積的待測(cè)液或VC溶液，充分混合定容至刻度，反應(yīng)30min后，在517nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度。

花生殼提取物對(duì)DPPH自由基清除率用公式(1)計(jì)算。

式中：Ai為2mL DPPH溶液＋待測(cè)液的吸光度；Aj為待測(cè)液＋與加入待測(cè)液等體積溶劑的吸光度；A0為2mL DPPH溶液＋與加入待測(cè)液等體積溶劑的吸光度。

1.3.4 對(duì)·OH清除率的測(cè)定[13-14]

采用固定反應(yīng)時(shí)間法，分別測(cè)定加入與未加入花生殼提取物體系的吸光度，便能測(cè)定花生殼提取物對(duì)·OH的清除能力，以此評(píng)價(jià)花生殼提取物的抗氧化能力。并以常用抗氧化劑VC作陽(yáng)性對(duì)照品。在10mL比色管中分別加入7.52mmol/L硫酸亞鐵溶液0.5mL、7.55mmol/L水楊酸溶液0.5mL和0.3% H2O2溶液0.5mL，蒸餾水定容至刻度，在37℃水浴中恒溫反應(yīng)1h后，于510nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度A0。在上述體系中分別加入不同量的花生殼提取物溶液或VC溶液測(cè)定吸光度為Ai。花生殼提取物對(duì)·OH的清除率用公式(2)計(jì)算。

式中：Ai為加入花生殼提取物后·OH體系的吸光度；A0為未加花生殼提取物時(shí)·OH體系的吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生殼提取物總酚含量

表1 花生殼提取物總酚含量(n = 3)Table 1 Contents of total phenol in different solvent extracts from peanut shell(n = 3)

由表1可知，在相同的超聲波輔助提取條件下，提取物中總酚含量大小順序?yàn)椋豪w維素酶＋60%乙醇提取物＞ 60%乙醇提取物 ＞ 水提取物，其原因可能是由于花生殼中含有較多的纖維素，纖維素酶的加入可以溫和地分解、破壞細(xì)胞壁，加速花青素等多酚類(lèi)物質(zhì)的釋放，從而導(dǎo)致總酚含量的增加[9,15]。

2.2 花生殼提取物的抗氧化能力

2.2.1 對(duì)DPPH自由基的清除能力

圖1 花生殼不同溶劑提取物和VC溶液對(duì)DPPH自由基的清除率Fig.1 Scavenging rates of different solvent extracts from peanut shell and vitamin C on DPPH free radicals

由圖1可知，各提取物均具有較強(qiáng)的DPPH自由基清除能力，且各提取物對(duì)DPPH自由基的清除率都隨著花生殼提取物用量的增大而增強(qiáng)。同時(shí)，不同提取劑提取的花生殼提取物對(duì)DPPH自由基清除能力不同，其對(duì)DPPH自由基清除能力大小順序?yàn)椋豪w維素酶＋60%乙醇提取物＞6 0%乙醇提取物＞水提取物。但它們對(duì)DPPH自由基的清除率均小于相對(duì)應(yīng)體積(質(zhì)量濃度為0.102mg/mL)的VC對(duì)DPPH自由基的清除率。

2.2.2 對(duì)·OH的清除能力

圖2 花生殼不同溶劑提取物和VC溶液對(duì)·OH清除率Fig.2 Scavenging rates of different solvent extracts from peanut shell and vitamin C on hydroxyl free radicals

由圖2可知，各提取物均具有較強(qiáng)的·OH清除能力，相對(duì)而言，纖維素酶輔助超聲波提取的提取物清除·OH的能力最強(qiáng)，強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照VC(質(zhì)量濃度為0.051mg/mL)。即對(duì)·OH清除能力大小順序?yàn)椋w維素酶＋60%乙醇提取物＞VC溶液＞ 60%乙醇提取物 ＞水提取物。結(jié)果顯示，3種不同溶劑的花生殼提取物均具有較強(qiáng)的抗氧化能力，且纖維素酶輔助超聲波提取物最強(qiáng)，其原因可能是采用纖維素酶輔助超聲波提取，抗氧化活性成分提取充分。

2.3 抗氧化能力與總酚含量的相關(guān)性

圖3 抗氧化能力與總酚含量的相關(guān)性Fig.3 Correlation between antioxidant activity and total phenol content

由圖3可知，由清除DPPH自由基法測(cè)得花生殼提取物抗氧化能力和總酚含量之間的相關(guān)系數(shù)r＝ 0.8993；由清除·OH法測(cè)得花生殼提取物抗氧化能力和總酚含量之間的相關(guān)系數(shù)r＝0.9472，表明花生殼提取物中總酚含量與其抗氧化能力具有較好的相關(guān)性，花生殼中總酚含量是決定花生殼抗氧化能力的一個(gè)重要因素。這與楊冬梅等[16]通過(guò)測(cè)定得出蔬菜總抗氧化能力與多酚之間具有較好相關(guān)性(r＝0.8992)，認(rèn)為植物體內(nèi)的抗氧化活性主要是由酚類(lèi)物質(zhì)提供，酚類(lèi)物質(zhì)與抗氧化活性直接相關(guān)的結(jié)論一致。

3 結(jié) 論

在超聲輔助下，3種不同提取劑水、60%乙醇和纖維素酶＋60%乙醇的提取物中總酚含量依次為81.22、205.9、370.8mg/100g。結(jié)果表明，以纖維素酶＋60%乙醇為提取劑的花生殼提取物中總酚含量，遠(yuǎn)高于以水、60%乙醇為提取劑的花生殼提取物中總酚含量，說(shuō)明纖維素酶對(duì)花生殼中總酚的提取十分有效。

采用清除DPPH自由基和·OH法對(duì)花生殼提取物體外抗氧化活性進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)3種不同提取劑的花生殼提取物均具有較強(qiáng)的抗氧化能力，且以纖維素酶＋60%乙醇為提取劑花生殼提取物的抗氧化能力最強(qiáng)，其對(duì)DPPH自由基的清除率為88.49%，對(duì)·OH清除率為93.65%。且其對(duì)·OH的清除能力強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照物VC。同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明，花生殼提取物的抗氧化能力與其總酚含量成正相關(guān)。

[1]李芳清, 徐衛(wèi)東. 花生殼中黃酮類(lèi)化合物的提取及其純化[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(8): 101-105.

[2]石壓中, 吳亞華. 花生殼綜合利用研究現(xiàn)狀[J]. 花生學(xué)報(bào), 2008, 37 (2): 41-44.

[3]孫蘭萍, 馬龍, 張斌, 等. 花生殼中黃酮類(lèi)物質(zhì)提取工藝優(yōu)化研究[J].食品科學(xué), 2009, 30(6): 97-101.

[4]楊國(guó)峰, 周建新, 王海峰, 等. 花生殼提取物的制備及其抗氧化與抗菌活性的研究進(jìn)展[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2007, 33(2): 97-101.

[5]許暉, 孫蘭萍, 張斌, 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化花生殼黃酮提取工藝的研究[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2009, 24(1): 107-111.

[6]于亞莉, 高峰, 劉靜波, 等. 超聲波法提取花生殼中多酚類(lèi)物質(zhì)的研究[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(11): 104-106.

[7]鄧斌, 王存嫦, 徐安武. 微波輔助提取花生殼黃酮類(lèi)化合物及其抗氧化性研究[J]. 中國(guó)油脂, 2009, 34(3): 54-58.

[8]于亞莉, 高峰, 劉靜波, 等. 超高壓技術(shù)提取的花生殼多酚的抗氧化活性[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 31(3): 334-337.

[9]高暢, 程大海, 高欣, 等. 藍(lán)莓果渣提取物總酚含量及抗氧化活性[J].植物研究, 2010, 30(2): 253-256.

[10]楊磊, 賈佳, 祖元?jiǎng)? 山楂屬果實(shí)提取物的體外抗氧化活性[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2009, 9(4): 28-31.

[11]WU Huichen, CHEN Huaming, SHIAU Chyuanyuan. Free amino acid and peptide as related to antioxidant properties in protein hydrolysates of mackerel (Scomber austriasicus)[J]. Food Research International, 2003, 36(9): 949-957.

[12]SUN Ting, HO Chitang. Antioxidant activities of buckwheat extracts[J]. Food Chemistry, 2005, 90(4): 743-749.

[13]王金梅, 張旭, 康文藝. 蒼術(shù)及其麩炒品抗氧化活性研究[J]. 精細(xì)化工, 2010, 27(7): 664-666.

[14]李貴榮, 楊勝圓. 黨參多糖的提取及其對(duì)活性氧自由基的清除作用[J]. 化學(xué)世界, 2001, 42(8): 421-422.

[15]吳春, 張艷. 纖維素酶法提取葡萄籽中原花青素的研究[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(10): 258-260.

[16]楊冬梅, 金月亭, 柯樂(lè)芹, 等. 12種常見(jiàn)蔬菜抗氧化活性的比較研究[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2007, 7(5): 24-29.

Comparative Total Phenol Content and Antioxidant Activity of Different Solvent Extracts from Peanut Shell

ZHAO Er-lao，WU Yu-fang，BAI Jian-hua
(Department of Chemistry, Xinzhou Teachers University, Xinzhou 034000, China)

In this study, ultrasonic-assisted extraction was used to extract bioactive components from peanut shells with water, 60% ethanol or 60% ethanol combined with cellulase. The scavenging capacities of peanut shell extracts on DPPH and hydroxyl free radicals were evaluated. The contents of total phenol were determined. The results showed that the contents of total phenol in the extracts obtained using water, 60% ethanol and 60% ethanol + cellulase were 81.22, 205.9 mg/100 g and 370.8 mg/100 g, respectively. All three extracts had strong antioxidant capacity, especially the one obtained using 60% ethanol + cellulase. The scavenging rates of this extract on DPPH and hydroxyl free radicals were 88.49% and 93.65%, respectively. Therefore, the antioxidant capacity is positively correlated with the contents of total phenol in peanut shell extracts.

peanut shell；total phenol；ultrasonic treatment；cellulase；antioxidation

TS201.2

A

1002-6630(2012)11-0079-03

2011-05-26

山西省高校科技開(kāi)發(fā)研究項(xiàng)目(200611041)

趙二勞(1952—)，男，教授，學(xué)士，主要從事天然產(chǎn)物活性成分的提取及純化工藝研究。E-mail：zel0350@sina.com