火龍果皮乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)品體外抗氧化能力研究

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(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣西南寧 530007;2.廣西作物遺傳改良重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,廣西南寧 530007)

火龍果皮乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)品體外抗氧化能力研究

黃梅華1,2,何全光1,2,淡明1,2,楊再位1,黃振勇1,覃仁源1,黃茂康1,2,梁曉君1,2,張娥珍1,2,*

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣西南寧 530007;2.廣西作物遺傳改良重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,廣西南寧 530007)

火龍果皮,植物乳桿菌,發(fā)酵,抗氧化

乳酸菌不僅具有調(diào)整腸道菌群、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抑菌、抗癌等生理功能[24],其抗氧化活性也得到專家的廣泛關(guān)注[25-27]。王曦等[28]比較了不同乳酸菌菌株的抗氧化能力,并指出其抗氧化活性物質(zhì)較多分布在乳酸菌胞外分泌物中;嚴(yán)榕等[29]研究表明植物乳桿菌對(duì)亞硝酸根離子具有很好的清除作用。乳酸菌發(fā)酵在營(yíng)養(yǎng)及功能食品中發(fā)揮越來(lái)越積極的作用,不僅可改善食品風(fēng)味,還能提高其營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值[30]。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

火龍果 新鮮紅皮白肉火龍果;YMC1005-B1植物乳桿菌 河北一然生物科技有限公司;脫脂奶粉、白砂糖、乳糖、檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉等 市售,均為食用級(jí);無(wú)水葡萄糖、蘆丁 中國(guó)藥品生物制品檢定所;其它化學(xué)試劑 國(guó)產(chǎn)分析純。

JA2003電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;LDZX-75KBS高壓滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠;SW-CJ-1FD超凈工作臺(tái) 蘇州蘇潔凈化設(shè)備有限公司;HSX-150恒溫培養(yǎng)箱 上海南榮實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司;LZ-0.5榨汁機(jī) 靖江食品機(jī)械制造公司;膠體磨 鄭州玉祥食品機(jī)械有限公司;AA-S2型電熱恒溫水浴鍋 江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠;RE-501型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;TU-1810型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 火龍果皮汁制備 挑選八成熟以上、無(wú)腐爛、無(wú)霉變、無(wú)病蟲害、新鮮的火龍果,用自來(lái)水洗凈,瀝干水分后,刀片削去鱗片,去除果皮表層,分離果皮和果肉,果皮切絲后按皮∶蒸餾水(質(zhì)量比)=1∶6打漿,過(guò)膠體磨后4 ℃避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 火龍果皮植物乳桿菌發(fā)酵 取火龍果皮汁,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%的白砂糖,調(diào)pH6.5,105 ℃滅菌20 min,冷卻至42 ℃左右接入2%的植物乳桿菌,于34 ℃發(fā)酵48 h,即得發(fā)酵后火龍果皮汁，平板涂布法測(cè)定植物乳桿菌活菌數(shù)。

1.2.3 抗氧化實(shí)驗(yàn)

1.2.3.1 羥基自由基(·OH)的清除作用 向試管中加入2 mmol/L的FeSO4溶液3 mL、6 mmol/L的水楊酸乙醇溶液3 mL、不同濃度的樣品溶液1 mL、1 mmol/L的H2O23 mL,充分搖勻后于37 ℃恒溫水浴30 min后,測(cè)定波長(zhǎng)510 nm處吸光度,記為A,以1 mL蒸餾水代替樣品溶液測(cè)得的吸光度A0為空白組吸光度,以3 mL蒸餾水代替H2O2測(cè)得的吸光度Ab為背景吸光度。每管設(shè)3個(gè)平行,取平均值,按公式(1)計(jì)算樣品對(duì)羥基自由基的清除率[31]。

·OH的清除率(%)=[A0-(A-Ab)]/A0×100

式(1)

式(2)

式(3)

1.2.3.4 DPPH自由基的清除作用 試管中分別加入不同濃度的樣品溶液2 mL,再加入2×10-4mol/L DPPH·溶液2 mL,混勻后于暗處反應(yīng)30 min,在517 nm處測(cè)定吸光值A(chǔ)樣品,對(duì)照組以2 mL無(wú)水乙醇代替DPPH·溶液,空白組以2 mL無(wú)水乙醇代替樣品溶液。每管設(shè)3個(gè)平行,取平均值。按公式(4)計(jì)算樣品對(duì)DPPH自由基的清除率[33]。

DPPH的清除率(%)=[1-(A樣品-A對(duì)照)/A空白]×100

式(4)

1.2.4 火龍果皮紅色素測(cè)定 分別取發(fā)酵前后火龍果皮汁10 mL,按料液比1∶10 (mL/mL)加入80%乙醇+0.5%檸檬酸(5∶1)混合提取劑,30 ℃恒溫水浴中振蕩浸提60 min,離心收集上清,于波長(zhǎng)536 nm處測(cè)定吸光度,以吸光度評(píng)價(jià)色素含量[20]。

1.2.5 多糖含量的測(cè)定 苯酚-硫酸法[34]。

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:精密稱取105 ℃干燥至恒重的葡萄糖標(biāo)品10 mg,置于100 mL容量瓶中,加水溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得0.1 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0,0.2,0. 4、0. 6、0. 8、1.0 mL分別置10 mL帶塞試管中,補(bǔ)加蒸餾水至2.0 mL,再分別加5%苯酚溶液1 mL,搖勻,迅速加入濃硫酸5.0 mL,搖勻,沸水浴中加熱15 min后取出,迅速冷卻至室溫,于波長(zhǎng)490 nm處測(cè)定吸光度,以濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程A=9.2886C+0.017,R2=0.9996。

樣品多糖含量的測(cè)定:分別取發(fā)酵前后火龍果皮汁5.0 mL,加入無(wú)水乙醇20 mL,靜置4 h,離心,沉淀用80%乙醇洗滌2次,每次10 mL,沉淀加蒸餾水10 mL溶解,并定容至250 mL,搖勻即得樣品。準(zhǔn)確吸取樣品溶液1.0 mL于10 mL帶塞試管中,自“補(bǔ)加蒸餾水至2.0 mL”起,按標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制方法,測(cè)定樣品吸光度。

1.2.6 總黃酮含量的測(cè)定 采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH分光光度法[35]。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:準(zhǔn)確稱取經(jīng)105 ℃干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品10 mg,60%乙醇溶解并定容至25 mL,搖勻即得0.4 mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL,分別置10 mL容量瓶中,加入5%的亞硝酸鈉溶液0.3 mL,搖勻,放置6 min,加10%的硝酸鋁溶液0.3 mL,搖勻,放置6 min,再加4%的氫氧化鈉溶液4 mL,加水至刻度,搖勻,放置15 min。以60%乙醇溶液代替硝酸鋁溶液作空白調(diào)零,于波長(zhǎng)510 nm處測(cè)定吸光度,以濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程A=11.039C-0.001,R2=0.9998。

樣品總黃酮含量的測(cè)定:分別取發(fā)酵前后火龍果皮汁25 mL濃縮至8 mL,加入60%乙醇200 mL超聲提取30 min,過(guò)濾,濾液置250 mL容量瓶中,加60%乙醇至刻度,搖勻即得樣品溶液。準(zhǔn)確吸取樣品溶液1.0 mL于10 mL容量瓶中,自“加入5%的亞硝酸鈉溶液0.3 mL”起,按上述標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制方法,測(cè)定樣品吸光度。

1.3數(shù)據(jù)處理

每個(gè)實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定3次,按照對(duì)應(yīng)公式計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。運(yùn)用Excel及SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,顯著性水平為p<0.05,極顯著為p<0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1對(duì)羥基自由基(·OH)的清除能力

羥基自由基被認(rèn)為是最活潑、對(duì)機(jī)體危害最大的自由基[36]。·OH由Fenton反應(yīng)產(chǎn)生,并氧化水楊酸產(chǎn)生在510 nm處有特征吸收的2,3-二羥基苯甲酸,故可通過(guò)比色法測(cè)定水楊酸捕獲·OH所得產(chǎn)物來(lái)確定·OH的清除率。由圖1可看出,發(fā)酵前后火龍果皮汁對(duì)·OH均有一定的清除能力,且隨樣品濃度增加而增強(qiáng);發(fā)酵后的清除率較發(fā)酵前明顯提高,發(fā)酵前、后的IC50值分別為1.04、0.77 mL/mL。說(shuō)明經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵可提高火龍果皮汁對(duì)·OH的清除作用,可能與火龍果皮中色素、黃酮類物質(zhì),及植物乳桿菌的抗氧化成分和氧化還原調(diào)控系統(tǒng)等有關(guān)[37]。

圖1 火龍果皮乳酸發(fā)酵飲料對(duì)·OH清除能力Fig.1 Hydroxyl free radicals scavenging ability of pitaya peel beverage fermented by lactic acid bacteria注:樣品濃度mL/mL即樣品體積/樣品加蒸餾水稀釋后總體積mL/mL;*表示同一垂直線上兩數(shù)據(jù)差異顯著,**表示同一垂直線上兩數(shù)據(jù)差異極顯著。圖2～圖4同。

圖2 火龍果皮乳酸發(fā)酵飲料對(duì)清除能力Fig.2 Superoxide anion free radicals scavenging ability of pitaya peel beverage fermented by Lactic Acid Bacteria

圖3 火龍果皮乳酸發(fā)酵飲料對(duì)的清除能力Fig.3 Nitrite ion scavenging ability of pitaya peel beverage fermented by Lactic Acid Bacteria

2.4對(duì)DPPH自由基的清除能力

DPPH·是一種很穩(wěn)定的以氮為中心的自由基,若樣品能將其清除,則提示樣品具有降低羥自由基、烷自由基或氧化自由基濃度,打斷脂質(zhì)過(guò)氧化鏈反應(yīng)的作用[17]。DPPH自由基在有機(jī)溶劑中呈紫色,517 nm處有最大吸收,當(dāng)遇到自由基清除劑時(shí),DPPH的孤電子被配對(duì),顏色變淺,吸光度減小,且吸光度的變化與自由基的被清除率呈線性關(guān)系,可用來(lái)評(píng)價(jià)自由基的清除情況及活性物質(zhì)的抗氧化能力。由圖4可知,發(fā)酵前后火龍果皮汁對(duì)DPPH均具有較強(qiáng)的清除能力,且在相同濃度下,發(fā)酵后樣品對(duì)DPPH清除能力明顯提高,但隨濃度增大,差距逐漸減小;發(fā)酵前、后的IC50值分別為0.40、0.17 mL/mL;濃度為1.0 mL/mL時(shí),發(fā)酵后清除率為97.52%,較發(fā)酵前88.86%提高10%。

圖4 火龍果皮乳酸發(fā)酵飲料對(duì)DPPH自由基的清除能力Fig.4 DPPH free radicals scavenging ability of pitaya peel beverage fermented by Lactic Acid Bacteria

2.5發(fā)酵前后色素、多糖、黃酮含量比較

對(duì)火龍果皮所含主要抗氧化活性物質(zhì)色素、多糖、總黃酮在發(fā)酵前后的含量變化進(jìn)行分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,發(fā)酵前后火龍果皮汁溶液中均含有一定量的色素、多糖及黃酮類物質(zhì);發(fā)酵后溶液中色素和總黃酮含量較滅菌發(fā)酵前有所下降,且差異顯著,可能是滅菌時(shí)的高溫降解及發(fā)酵過(guò)程中的微生物轉(zhuǎn)化所致[40];但發(fā)酵后的多糖含量顯著高于滅菌發(fā)酵前,可能是因?yàn)橹参锶闂U菌在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生了一定量的胞外多糖[41]。由此推測(cè)發(fā)酵后抗氧化能力提高可能與植物乳桿菌的代謝產(chǎn)物及其本身氧化還原調(diào)控系統(tǒng)有關(guān)[42],發(fā)酵原液中植物乳桿菌活菌數(shù)>108CFU/mL。

表1 發(fā)酵前后色素、多糖、總黃酮含量測(cè)定Table 1 Determination of pigment,polysaccharide and total flavonoid in unfermented and fermented pitaya peel beverage

注:*表示發(fā)酵前后某指標(biāo)差異顯著,**表示差異極顯著。

3 結(jié)論與討論

說(shuō)明火龍果皮及植物乳桿菌均具有一定的抗氧化能力,植物乳桿菌發(fā)酵可進(jìn)一步提高火龍果皮汁的抗氧化能力,分別與火龍果皮中豐富的花青素、黃酮化合物,植物乳桿菌發(fā)酵代謝產(chǎn)物、還原調(diào)控系統(tǒng)等有關(guān)。研究結(jié)果為火龍果皮的深度開發(fā)與利用提供一定的參考價(jià)值。

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Antioxidantactivityofpitayapeelbeveragefermentedbylacticacidbacteriainvitro

HUANGMei-hua1,2,HEQuan-guang1,2,DANMing1,2,YANGZai-wei1,HUANGZhen-yong1,QINRen-yuan1,HUANGMao-kang1,2,LIANGXiao-jun1,2,ZHANGE-zhen1,2,*

(1.Institute of Agro-Food Science & Technology,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007,China;2.Guangxi Crop Genetic Improvement Laboratory,Nanning 530007,China)

pitaya peel;Lactobacillusplantarum;fermentation;antioxidant

2017-01-19

黃梅華(1988-),女,碩士,主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研發(fā),E-mail:893626050@qq.com。

*通訊作者:張娥珍(1978-),女,本科,副研究員,主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研發(fā),E-mail:zhang281@126.com。

廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金(2015JZ77);公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303077-4-2);廣西農(nóng)科院團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2015YT88)。

TS209

:A

:1002-0306(2017)17-0070-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.17.014