紅棗可溶性膳食纖維的抗氧化活性研究

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(寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021)

紅棗可溶性膳食纖維的抗氧化活性研究

謝惠,韓婭婷,邵佩蘭*,張麗芬,鄭安然

(寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021)

紅棗,可溶性膳食纖維,抗氧化活性,自由基

隨著經濟的發展、生活水平的提高、人們膳食結構的改變,糖尿病、高血壓、心腦血管疾病、肥胖癥、便秘等亞健康疾病的發病率急劇增加。研究表明,亞健康疾病與膳食纖維攝入過少有關[1]。膳食纖維(Dietary Fiber,DF)是膳食中不能被人體消化道內的消化酶消化分解的多糖,包括非淀粉多糖、抗性淀粉和木質素等[2],具有抗氧化活性,且對于機體癌癥的防治、碳水化合物代謝、脂質代謝、預防動脈粥樣硬化都具有積極的調節作用。膳食纖維還可改善胃腸道活力,減少便秘的發生[3]。因此開展對膳食纖維的研究,對提高我國人民的健康水平,具有非常重要的現實意義。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

棗皮粉 實驗室生產棗汁飲料的棗渣,提取紅棗色素后,經水洗、干燥、粉碎、過60目篩,備用;纖維素酶 酶活:50～100萬U/g,寧夏夏盛實業集團有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 美國Sigma公司;2,2-聯氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)、福林酚 上海瑞永生物科技有限公司;無水碳酸鈉 廣東省化學試劑工程技術研究開發中心;沒食子酸、蘆丁 純度99%,四川維克奇生物科技有限公司;三羥甲基氨基甲烷(Tris)、焦性沒食子酸(鄰苯三酚)、鹽酸、無水乙醇、水楊酸、硫酸亞鐵、過氧化氫、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵、過硫酸鉀、硝酸鋁、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、VC均為分析純,天津市大茂化學試劑廠。

752型紫外-可見分光光度計 上海棱光技術有限公司;TDL-5-A型低速臺式大容量離心機 上海安寧科學儀器;RE-52AA型旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠;SHB-Ⅲ循環水式多用真空泵 鄭州長城科工貿有限公司;HH SY21-Ni型電熱恒溫水浴鍋 北京長源實驗設備廠;AL204型電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1 紅棗可溶性膳食纖維(SDF)的制備 取一定量棗皮粉,按料液比1∶27(g/mL)加水,經120 ℃高溫蒸煮60 min,冷卻,加入0.55%纖維素酶于43 ℃酶解2.5 h,3500 r/min離心5 min,取上清液,用旋轉蒸發儀于50 ℃濃縮至約5 mL,冷卻后加入4倍體積無水乙醇,沉淀12 h后3500 r/min離心5 min收集沉淀,60 ℃干燥,即得紅棗SDF。

1.2.2 總黃酮含量的測定 配制10、20、30、40、50、60 mg/L的蘆丁標準溶液,取1 mL標準溶液,加入體積分數60%的乙醇1 mL;加入質量分數5%的亞硝酸鈉溶液0.5 mL搖勻,放置6 min;加入質量分數10%的硝酸鋁溶液0.5 mL,放置6 min后;加入質量分數4%的氫氧化鈉溶液4.0 mL,搖勻后,加60%乙醇定容,放置15 min;在510 nm處測定吸光度[8]。以蘆丁標準溶液質量濃度(mg/L)為橫坐標X,吸光度(A)為縱坐標繪制標準曲線。配制0.4 mg/mL的紅棗SDF溶液,取1 mL按標準曲線制作方法測定吸光度,計算總黃酮含量。

式中:W為總黃酮含量(mg/g);C為樣品的濃度(mg/mL),根據標準曲線算出;V為樣品稀釋后的體積(mL);n為稀釋的倍數;m為樣品的質量(g)。

1.2.3 總多酚含量的測定 配制100、200、300、400、500、600、700、800 mg/L的沒食子酸標準溶液,取1 mL標準溶液,加入1 mL的福林酚顯色劑,然后加入5 mL、1 mol/L的無水碳酸鈉溶液,用蒸餾水定容至10 mL,混合均勻后,室溫下避光放置1 h,在765 nm處測定吸光度[9]。以沒食子酸標準溶液質量濃度(mg/L)為橫坐標X,吸光度(A)為縱坐標繪制標準曲線。配制0.4 mg/mL的紅棗SDF溶液,取1 mL按標準曲線制作方法測定吸光度,計算樣品中的酚含量。紅棗SDF中酚含量是按照沒食子酸標準曲線計算所得的值,即為每克紅棗SDF中總多酚的含量(mg/g)。

總多酚含量(mg/g)

式(1)

式(2)

式(3)

式(4)

式(5)

1.2.9 還原力的測定 取0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mg/mL的紅棗SDF溶液1 mL,加入0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH6.6)和質量分數1%的K3Fe(CN)6溶液各1 mL,混合均勻,50 ℃水浴20 min,加入1 mL質量分數10%的三氯乙酸溶液,混合均勻,靜置10 min,加2 mL蒸餾水和1 mL質量分數0.1%的FeCl3溶液,混合均勻,靜置20 min,在700 nm處測定待測液的吸光值[15],并以VC做陽性對照。

1.3數據處理

所有實驗均3次重復,實驗結果以平均值±標準差表示。采用SPSS 21.0進行數據分析,并用Microsoft Excel軟件作圖。

2 結果與分析

2.1抗氧化活性物質的含量

采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法測定總黃酮的線性回歸方程為Y=0.0123x+0.0014,R2=0.9991;Folin-Ciocalteu比色法測定總多酚線性回歸方程Y=0.0012x+0.0005,R2=0.9997。紅棗SDF得率為13.43%,其總黃酮含量為(1.78±0.04) mg/g,總多酚含量為(4.12±0.09) mg/g。

2.2紅棗可溶性膳食纖維對DPPH自由基的清除能力

DPPH是一種穩定的以氮為中心的自由基,當DPPH溶液中加入抗氧化劑時,由于其自由基清除作用使DPPH紫色消退,在517 nm處吸光度變小。吸光度越低,表示抗氧化劑的抗氧化作用越強。因此,可通過在此波長處吸光度的測定來評價自由基的清除能力[16]。紅棗SDF對DPPH自由基的清除能力(圖1)結果顯示,隨紅棗SDF濃度增加,其清除DPPH·能力逐漸增強(IC50=0.725 mg/mL)。低于0.8 mg/mL時,其清除能力呈明顯上升趨勢,超過0.8 mg/mL時清除能力增速趨于平穩,且其清除能力超過VC。但超過1.6 mg/mL時清除能力又明顯增加。唐孝青等[17]研究發現,梨渣可溶性膳食纖維對DPPH自由基具有一定的清除能力,在2.0 mg/mL時,對DPPH自由基的清除率為60.28%,同等濃度下其清除DPPH自由基效果弱于紅棗SDF,說明紅棗SDF可有效清除DPPH自由基。

圖1 紅棗可溶性膳食纖維對DPPH自由基的清除作用

2.3紅棗可溶性膳食纖維對ABTS+自由基的清除能力

ABTS+自由基已被廣泛應用于樣品的總抗氧化能力的測定,當樣品中存在抗氧化成分時,反應體系顏色變淺,在734 nm處吸光度降低,吸光度越低,表明所檢測物質的總抗氧化能力越強[18]。圖2結果顯示,隨紅棗SDF濃度增加,清除ABTS+自由基能力逐漸增強,且呈一定的濃度依賴性,但其清除率明顯低于VC(47.57%)。獼猴桃SDF對ABTS+自由基具有一定清除作用[19],且與紅棗SDF清除率具有相同變化趨勢,但在2.0 mg/mL時,獼猴桃SDF對ABTS+自由基清除率高于紅棗SDF,表明紅棗SDF能夠清除ABTS+自由基。

圖2 紅棗可溶性膳食纖維對ABTS+自由基的清除作用

2.4紅棗可溶性膳食纖維對羥基自由基的清除能力

羥基自由基(·OH)是已知的最活潑的活性氧自由基,也是毒性最大的氧自由基,而水楊酸能夠有效的捕捉·OH并產生有色物質,當加入具有清除·OH活性的物質時,可減少有色物質的生成,通過比色分析法測其含量,來探討待測物質清除·OH的能力,從而判斷其抗氧化能力[20]。紅棗SDF清除·OH能力(圖3)隨紅棗SDF濃度的增加而增加,但其增速很慢,在2.0 mg/mL時,紅棗SDF清除率僅為16.77%,明顯低于VC(79.73%)。花紅SDF[21]具有較好的清除·OH能力,在同濃度下,紅棗SDF對·OH的清除作用相對較弱,說明紅棗SDF對羥基自由基有一定的清除作用。

圖3 紅棗可溶性膳食纖維對·OH的清除作用

2.5紅棗可溶性膳食纖維對超氧陰離子自由基的清除能力

超氧陰離子自由基是基態氧接受一個電子后形成的第一個氧自由基,可經過一系列反應生成其它的氧自由基,從而破壞人體機能,引起脂質過氧化、形成動脈粥樣硬化等疾病,因此,超氧陰離子自由基清除率是反映抗氧化作用的重要指標之一[22]。由圖4可知,紅棗SDF的清除率整體上升趨勢平緩,且上升幅度小,在2.0 mg/mL時,清除率只有13.18%,與VC相比較,VC的清除率遠大于紅棗SDF。紅棗SDF與花紅SDF[21]相比較,其清除超氧陰離子自由基能力相當,而椪柑SDF[23]清除超氧陰離子自由基能力較強,說明紅棗SDF對超氧陰離子自由基有清除作用。

圖4 紅棗可溶性膳食纖維對的清除作用

2.6紅棗可溶性膳食纖維對H2O2的清除能力

圖5 紅棗可溶性膳食纖維對H2O2的清除作用

2.7紅棗可溶性膳食纖維的還原能力

還原力大小可反映出物質抗氧化活性的強弱,通過測定反應混合物700 nm處吸光值來評價化合物的還原力,吸光度越大,還原力越強,抗氧化能力也越高[26]。由圖6可知,紅棗SDF的濃度為0.4 mg/mL時,紅棗SDF的吸光度為0.015,隨濃度升高,吸光度呈遞增趨勢,當濃度達到2.0 mg/mL時,吸光度為0.636;VC在相同濃度范圍內,吸光度從2.32到2.43,變化幅度雖然不明顯,但一直處于較高的水平。研究發現,香蕉皮SDF[26]、梨渣SDF[17]均具有一定的還原能力,在樣品同等濃度下,紅棗SDF與梨渣SDF吸光度基本一致,但遠大于香蕉皮SDF的吸光度,表明紅棗SDF具有良好的鐵還原能力。

圖6 紅棗可溶性膳食纖維的鐵還原能力

3 結論

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Studyontheantioxidantactivityofsolubledietaryfiberfromjujube

XIEHui,HANYa-ting,SHAOPei-lan*,ZHANGLi-fen,ZHENGAn-ran

(College of Agriculture Science,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

In order to study the antioxidant activityinvitroof soluble dietary fiber from jujube,the contents of total flavonoids and total polyphenols of soluble dietary fiber from jujube were determined by the NaNO2-Al(NO3)3-NaOH method and Folin-Ciocalteu method,respectively. In addition,the antioxidant activities of soluble dietary fiber from jujube were evaluated by antioxidant methods,including DPPH radical scavenging capacity,ABTS radical scavenging capacity,hydroxyl radical scavenging capacity,superoxide anion radical scavenging capacity,hydrogen peroxide radical scavenging capacity and reducing power. The results showed that the contents of total flavonoids and total polyphenols of the soluble dietary fiber from jujube were(1.78±0.04) mg/g and(4.12±0.09) mg/g,respectively. The soluble dietary fiber from jujube had good antioxidant activityinvitro. It had good scavenging capacity on DPPH radical and hydrogen peroxide radical,at 2.0 mg/mL,their scavenging capacities could reach respectively 79.81% and 50.07%,and scavenging capacities on DPPH radical were strongest,IC50was 0.725 mg/mL. The scavenging capacities on ABTS radical,hydroxyl radical and superoxide anion radical were weaker,and it had certain reducing power. It was indicated that the soluble dietary fiber from jujube has certain the antioxidant activityinvitro,and it can be used as an effective natural antioxidant and develop functional food of dietary fiber from jujube.

jujube;soluble dietary fiber;antioxidant activity;free radical

2017-04-21

謝惠(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：食品營養，E-mail:xhnx71@163.com。

*

邵佩蘭(1963-)，女，本科，教授，研究方向：食品化學與營養、天然產物提取及應用，E-mail:nxshpl@163.com。

國家自然科學基金(31260375)；寧夏回族自治區食品科學與工程重點專業建設項目；寧夏回族自治區“十三五”優勢特色學科建設項目。

TS201.1

A

1002-0306(2017)22-0037-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.22.008