加熱和光照對(duì)黑加侖花色苷清除自由基能力的影響

賈 娜，孔保華，劉 騫，馬振龍

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030)

加熱和光照對(duì)黑加侖花色苷清除自由基能力的影響

賈 娜，孔保華*，劉 騫，馬振龍

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030)

研究了加熱和光照對(duì)黑加侖花色苷抗氧化活性的影響，探討了黑加侖花色苷抗氧化能力的穩(wěn)定性。通過(guò)測(cè)定不同加熱溫度和加熱時(shí)間、不同光照方式和光照時(shí)間，黑加侖花色苷的羥基自由基和超氧自由基清除率，發(fā)現(xiàn)花色苷清除兩種自由基的能力隨著加熱溫度的增加、加熱時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，光照方式對(duì)清除自由基能力的降低順序?yàn)?室外自然光＞室內(nèi)自然光＞避光，且放置時(shí)間越長(zhǎng)，清除自由基能力降低的越多。在加工存儲(chǔ)過(guò)程中，應(yīng)避免高溫或者光照放置，以保存花色苷的抗氧化活性。

黑加侖，花色苷，加熱，光照，抗氧化

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑加侖凍果 購(gòu)自哈爾濱高泰食品公司，－18℃保存。

UT－1800紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司;DK－8B電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;AL－104精密電子天平 上海梅特勒－托利多儀器設(shè)備有限公司;pHS－25型pH計(jì)上海精科雷磁儀器廠;N1000－系列旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 日本Rikakikai公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 黑加侖花色苷的提取 按照文獻(xiàn)［9］所述方法提取黑加侖花色苷。提取液于40℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，所得濃縮液用pH 3.0的磷酸鹽緩沖液稀釋至花色苷含量約為100mg/L。取5mL花色苷稀釋液于試管中，蓋緊塞子分別于20、40、60、80、100℃水浴中加熱5h，每隔1h取出一支試管，立即用自來(lái)水冷卻，測(cè)定所得試樣的抗氧化指標(biāo)。另取300mL稀釋液分裝成100mL/瓶，分別于室溫放置于室外光照、室內(nèi)光照和室內(nèi)避光，每隔一段時(shí)間取樣測(cè)定超氧自由基和羥基自由基清除率。

1.2.2 超氧自由基清除能力的測(cè)定 參照 Xiang等［10］的方法并稍加修改。0.1mL待測(cè)液與2.85mL Tris－鹽酸(pH 8.2，50mmol/L)混合，25℃保溫10min后，加入0.1mL 25℃預(yù)熱的6mmol/L鄰苯三酚，迅速搖勻，于320nm每隔30s測(cè)定吸光值，按照下式計(jì)算清除率:

式中:Ac為鄰苯三酚自氧化速率，即每分鐘增加的吸光值;As為加入樣品后，每分鐘增加的吸光值。1.2.3 羥基自由基清除能力的測(cè)定 參照Lee等［11］的方法。0.1mL待測(cè)液與1mL反應(yīng)緩沖液混合(含0.1mmol/LFeCl3，0.104mmol/L EDTA，1.5mmol/L H2O2，2.5mmol/L脫氧核糖，0.1mmol/L抗壞血酸，pH 7.4)，對(duì)照以0.1mL水代替樣品，37℃水浴保溫1h后，加入 1mL 2.8%TCA溶液和 1mL 0.5%TBA (0.025mol/L NaOH溶解)，80℃水浴保溫30min。冷卻后，于532nm測(cè)定吸光值，按下式計(jì)算清除率:

式中:Ac為對(duì)照的吸光值;As為樣品的吸光值。1.2.4 統(tǒng)計(jì)分析 每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果表示為M ±SD。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Statistix8.1(分析軟件，St Paul，MN)利用軟件包中Linear Models程序進(jìn)行，差異顯著性(P＜0.05)分析使用Tukey HSD程序。

2 結(jié)果與分析

2.1 光照方式和光照時(shí)間對(duì)花色苷清除超氧自由基能力的影響

從圖1可以看出，在三種不同光照條件下，黑加侖花色苷的超氧自由基清除率隨著放置時(shí)間的增加而逐漸降低，且光照方式不同，下降程度不同。室外自然光直射，花色苷超氧自由基清除率降低的最快，在放置25d時(shí)，由最初的57.35%降為25.20%。室內(nèi)自然光放置時(shí)，超氧自由基清除率比室外自然光時(shí)下降的慢，25d后為28.57%。在室內(nèi)避光條件下，花色苷清除超氧自由基的能力相對(duì)保存的最好，在25d時(shí)為29.12%。因此，在提取、加工過(guò)程中，應(yīng)該盡量避光，以防止其抗氧化能力降低。

圖1 光照方式和光照時(shí)間對(duì)花色苷清除超氧自由基能力的影響Fig.1 Effect of light and time on superoxide radical scavenging activity

2.2 光照方式和光照時(shí)間對(duì)花色苷清除羥基自由基能力的影響

由圖2可知，羥基自由基清除率的變化規(guī)律與超氧自由基的相似，都是隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，且光照方式不同，降低幅度不同。室外自然光直射，羥基自由基清除率降低的最快，放置25d時(shí)，由最初的80.45%降為12.66%，室內(nèi)自然光和避光放置25d時(shí)，清除率相對(duì)較高，分別為21.82%和23.22%。三種放置方式在放置初期，即2d時(shí)，清除率變化較小，而到5d時(shí)，清除率顯著降低，隨后隨著時(shí)間增加到25d的過(guò)程中，清除率變化相對(duì)緩慢。

圖2 光照方式和光照時(shí)間對(duì)花色苷清除羥基自由基能力的影響Fig.2 Effect of light and time on hydroxyl radical scavenging activity

2.3 加熱溫度和加熱時(shí)間對(duì)花色苷清除超氧自由基能力的影響

從圖3中可以看出，加熱溫度為20℃和40℃時(shí)，清除率變化較平穩(wěn)，而溫度升高到60、80、100℃以后，清除率降低幅度增加。加熱5h后，20℃和40℃的清除率由原來(lái)的 57.26%分別變?yōu)?55.14%和52.40%，而 60、80、100℃的清除率只有 50.71%、50.40%和45.92%，可見(jiàn)，黑加侖花色苷在40℃以內(nèi)時(shí)，超氧自由基清除率保存的較好。

2.4 加熱溫度和加熱時(shí)間對(duì)花色苷清除羥基自由基能力的影響

從圖4可以看出，加熱溫度越高、加熱時(shí)間越長(zhǎng)，羥基自由基清除率下降程度越大。加熱溫度為20℃，清除率變化較小，而40、60、80、100℃加熱1h后，清除率就已經(jīng)顯著下降，隨后隨著加熱時(shí)間的增加，清除率均有不同程度的降低，加熱5h后，分別由80.32%降為77.76%、72.72%、70.78%、69.61%和66. 88%。可見(jiàn)高溫對(duì)羥基自由基的清除能力造成破壞，這可能是由于高溫導(dǎo)致黑加侖花色苷降解，抗氧化活性也隨之降低，因此，加工時(shí)最好采取較低溫度。

圖3 加熱溫度和加熱時(shí)間對(duì)花色苷清除超氧自由基能力的影響Fig.3 Effect of heating temperature and time on superoxide radical scavenging activity

圖4 加熱溫度和加熱時(shí)間對(duì)花色苷清除羥基自由基能力的影響Fig.4 Effect of heating temperature and time on hydroxyl radical scavenging activity

3 討論

目前關(guān)于加熱和光照方式對(duì)花色苷抗氧化能力的影響鮮有報(bào)道，大部分研究只測(cè)定了花色苷含量的變化。本研究測(cè)定了黑加侖花色苷對(duì)超氧自由基和羥基自由基這兩種重要自由基的清除率，結(jié)果顯示，加熱以后，兩種自由基的清除率均有不同程度的下降，且溫度越高，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，降低幅度越大，而光照也導(dǎo)致清除率降低，降低順序?yàn)?室外光照＞室內(nèi)光照＞室內(nèi)避光，因此在加工貯藏過(guò)程中，應(yīng)盡量避免高溫和采用避光保存。張鏡等［12］發(fā)現(xiàn)60、70、80℃處理1～8h后，陰香花色苷的DPPH自由基清除率無(wú)顯著變化，而110～130℃高溫處理30min反而導(dǎo)致清除率增加。史海英等［13］在100℃加熱紫玉米花色苷20min，發(fā)現(xiàn)超氧自由基清除能力和過(guò)氧化氫清除能力均無(wú)顯著變化。而本研究發(fā)現(xiàn)，加熱使黑加侖花色苷的抗氧化能力具有不同程度的降低，由此可見(jiàn)，不同來(lái)源花色苷的抗氧化能力穩(wěn)定性不盡相同，這可能是由于所含的花色苷種類(lèi)不同所致。此外，雖然光照和加熱均使花色苷清除自由基能力降低，但加熱過(guò)程中，清除率的變化相對(duì)平穩(wěn)，這可能是由于花色苷粗提物是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的體系，加熱導(dǎo)致諸如縮合反應(yīng)之類(lèi)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生［14］，而這些反應(yīng)可能對(duì)抗氧化能力產(chǎn)生的影響較小，而光照可以直接導(dǎo)致抗氧化成分降解，因此清除率隨放置時(shí)間的增加逐漸降低。

4 結(jié)論

通過(guò)測(cè)定不同加熱溫度和加熱時(shí)間，以及不同光照方式和光照時(shí)間下，黑加侖花色苷的超氧自由基清除率和羥基自由基清除率的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)加熱使黑加侖花色苷清除超氧自由基和羥基自由基的能力降低，且加熱時(shí)間越長(zhǎng)、加熱溫度越高，降低的越多，而光照方式對(duì)清除兩種自由基能力的降低順序?yàn)?室外光照＞室內(nèi)光照＞室內(nèi)避光，光照時(shí)間越長(zhǎng)，清除率降低幅度越大。

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Influence of heat treatment and illumination on the radical scavenging activities of anthocyanins from blackcurrant

JIA Na，KONG Bao－h(huán)ua*，LIU Qian，MA Zhen－long
(College of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China)

The effects of heat treatment and light on the antioxidant activities of anthocyanins from blackcurrant were investigated and its antioxidant stability was analyzed.The hydroxyl radical and superoxide radical scavenging activities were determined at different heating temperature/time and illumination method/time.The results showed that the antioxidant activities of anthocyanins from blackcurrant decreased with the increasing temperature and heating time.The illumination decreased antioxidant activities followed as:outdoor light＞indoor light＞avoid light，and the antioxidant activities decreased more with the prolonged illumination time.The results revealed that high temperature and illumination should be avoided during blackcurrant process and storage to protect the antioxidant activities of anthocyanins.

black currant;anthocyanins;heat treatment;illumination;antioxidant activity

TS201.2

A

1002－0306(2012)08－0143－04

花色苷是一種在植物中普遍存在的酚類(lèi)物質(zhì)，是植物的葉、花和果實(shí)呈現(xiàn)鮮艷顏色的原因。很多研究表明，小漿果中的花色苷含量尤為豐富，在小漿果的多酚物質(zhì)中占有重要地位［1－2］。花色苷的一個(gè)重要特性是具有很強(qiáng)的抗氧化活性，具有預(yù)防心血管類(lèi)疾病、糖尿病和抗腫瘤等醫(yī)療價(jià)值［3］，近年來(lái)引起了廣泛的關(guān)注。但是，花色苷是一類(lèi)不穩(wěn)定的化合物，易于降解，pH、存儲(chǔ)溫度、光照、氧氣、金屬離子等諸多因素都可影響到花色苷的穩(wěn)定性［4］，因此，有必要對(duì)花色苷的穩(wěn)定性進(jìn)行研究，以提高其應(yīng)用價(jià)值。黑加侖花色苷含量豐富，其含量可達(dá)250mg/100g鮮果［5］，四種主要的花色苷分別為飛燕草素－3－葡糖苷，飛燕草素－3－蕓香糖苷，矢車(chē)菊素－3－葡糖苷，矢車(chē)菊素－3－蕓香糖苷［6］。目前，關(guān)于光照對(duì)黑加侖花色苷影響的研究還未見(jiàn)報(bào)道，而對(duì)于黑加侖花色苷的熱穩(wěn)定性已有一些報(bào)道，但大部分只測(cè)定了花色苷的含量，對(duì)熱降解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析［7－8］，而沒(méi)有對(duì)抗氧化活性的變化情況進(jìn)行研究。因此，本文對(duì)生產(chǎn)加工和存儲(chǔ)過(guò)程中常見(jiàn)的兩種處理方式，即加熱和光照對(duì)花色苷抗氧化活性的影響進(jìn)行了研究，通過(guò)測(cè)定不同加熱溫度和加熱時(shí)間下，以及不同光照方式和光照時(shí)間下，花色苷清除羥基自由基和超氧自由基能力的變化情況，來(lái)探討這兩種處理方式對(duì)花色苷抗氧化活性產(chǎn)生哪些影響，為黑加侖花色苷在加工和貯藏過(guò)程中質(zhì)量控制和抗氧化活性保存提供理論依據(jù)和方法指導(dǎo)。

2011－06－14 *通訊聯(lián)系人

賈娜(1982－)，女，博士研究生，研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。

黑龍江省青年科學(xué)基金項(xiàng)目(QC2011C001);國(guó)家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(200903012－02)。