紫外輻射對紅棗色素抗氧化活性的影響

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(寧夏大學農(nóng)學院,寧夏銀川 750021)

紫外輻射對紅棗色素抗氧化活性的影響

謝惠,張麗芬,邵佩蘭*,李璐,韓婭婷

(寧夏大學農(nóng)學院,寧夏銀川 750021)

紫外輻射,紅棗色素,抗氧化活性

機體遭受各種氧化刺激時易產(chǎn)生大量的活性氧自由基,當活性氧自由基數(shù)量超過體內抗氧化防御能力,自由基代謝平衡失調,會引起細胞損傷[1-2],導致肥胖、高血壓、冠心病、糖尿病、中風等慢性疾病的發(fā)生,而抗氧化劑可以調節(jié)機體自由基代謝的平衡,緩解亞健康狀態(tài)和預防慢性疾病[3]。因此,尋找天然、高效、低毒抗氧化劑成為了目前自由基生物學和抗氧化劑發(fā)展的一個必然趨勢。

紅棗色素是從棗皮中提取的一種水溶性天然色素,色澤自然,含量豐富,安全無毒,其主要成分為黃酮類化合物[4-5],具有較好的體外抗氧化活性[6],且對H2O2誘導的血管內皮細胞損傷有保護作用[7],但紅棗色素易受溫度、光照、pH、食品添加劑、金屬離子等因素影響[8-11],使其穩(wěn)定性降低,而紫外輻射對紅棗色素抗氧化活性是否有影響尚未見報道。本實驗通過探討紫外輻射對紅棗色素中抗氧化活性成分及抗氧化活性的影響,以期為拓展紅棗色素的應用、研發(fā)天然抗氧化劑及開發(fā)新型保健食品等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅棗色素 寧夏靈武長棗加工棗汁的廢渣,經(jīng)水洗、干燥、粉碎后,采用堿提,經(jīng)過濾、離心、濃縮、冷凍干燥得紅棗色素[12];1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 美國Sigma公司;其余化學試劑均為國產(chǎn)分析純。

HH·SY電熱恒溫水浴鍋 北京長源實驗設備廠;RE-52AA型旋轉蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;TDL-5-A型低速臺式大容量離心機 上海安寧科學儀器;UV-2000型紫外分光光度計 尤尼柯(上海)儀器有限公司;紫光燈(20W) 佛山市順德區(qū)冠迪電器實業(yè)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 紅棗色素的紫外輻射處理 將紅棗色素配制0.4 mg/mL色素水溶液,置于紫光燈下10 cm處分別輻射30、60、90、120、150、180 min;輻射距離分別為5、10、15、25、35 cm時,輻射60 min。并以不進行輻射處理做空白對照。

1.2.2 抗氧化活性成分的測定

1.2.2.1 總多酚含量的測定 福林酚法[13]。

1.2.2.2 花色苷含量的測定 pH示差法[14]。

1.2.2.3 總黃酮含量的測定 NaNO2-Al(NO3)3-NaOH顯色法[15]。

1.2.3 抗氧化活性的測定

1.2.3.1 DPPH·清除能力的測定 DPPH分光光度法[16]。

1.2.3.2 ·OH清除能力的測定 水楊酸法[17]。

1.2.3.4 還原力的測定 鐵氰化鉀還原法[19]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有樣品均平行測定3次,結果以平均值±標準差表示,采用SPSS 21.0(IBM公司)進行差異分析,p<0.05判斷為差異顯著,p<0.01判斷為差異極顯著,采用相關系數(shù)法進行相關性分析。

2 結果與討論

2.1 紫外輻射對紅棗色素抗氧化活性成分的影響

從表1看出,紫外輻射時間對紅棗色素總多酚、花色苷和總黃酮含量有明顯影響,隨紫外輻射時間延長,紅棗色素中總多酚含量明顯降低,紫外輻射60 min時,紅棗色素中總多酚含量較對照組顯著減少(p<0.05)。紅棗色素中花色苷含量,隨輻射時間延長,其含量呈明顯遞減趨勢,輻射30 min時,花色苷含量較對照組顯著減少(p<0.05),但輻射120 min后,花色苷含量降低趨于平緩。隨輻射時間延長,紅棗色素中總黃酮含量逐漸降低,紫外輻射30 min時,總黃酮含量較對照組顯著減少(p<0.05),但輻射60 min后,總黃酮含量降幅趨于平緩。從表2看出,紅棗色素中總多酚含量隨輻射距離縮短明顯減少,輻射距離≤25 cm時,紅棗色素中總多酚含量破壞顯著(p<0.05)。隨輻射距離的縮短,紅棗色素中花色苷含量顯著降低,輻射距離5 cm時,花色苷的含量僅有0.163 mg/g。輻射距離越短,紅棗色素中總黃酮含量越低,輻射距離超過15 cm時,紫外輻射對紅棗色素中總黃酮含量影響相對較小,與對照組相比無顯著差異(p>0.05)。

表1 紫外輻射時間對紅棗色素中抗氧化活性物質含量的影響Table 1 Effects of ultraviolet irradiation time on antioxidant components content of jujube pigment

注:同列,右上角標相同字母者,表示組間差異不顯著(p>0.05),無相同字母者,表示組間差異顯著(p<0.05)。表2同。

表2 紫外輻射距離對紅棗色素中抗氧化活性物質含量的影響Table 2 Effects of ultraviolet irradiation distance on antioxidant components content of jujube pigment

紫外輻射使紅棗色素中總多酚、總花色苷和總黃酮含量明顯降低,可能是因為多酚是多羥基酚類衍生物的混合物,在生物體內,多酚基本以結合酚的形式存在[20],紫外輻射可破壞紅棗色素中多酚,而花色苷是一類以苯并吡喃結構為母核的黃酮類化合物,其分子結構中含有兩個芳香環(huán)和一個含氧雜環(huán),與一些金屬離子絡合可以對顏色起穩(wěn)定作用[21]。紅棗色素經(jīng)紫外輻射處理后,可能使花色苷結構發(fā)生了變化,從而導致紅棗色素中花色苷含量減少。黃酮類化合物其結構具有共軛雙鍵,對紫外有較強的吸收導致總黃酮含量下降[22]。實驗表明紫外輻射可破壞紅棗色素中多酚、花色苷及黃酮。因此,紫外輻射下適當縮短輻射時間、增大輻射距離利于減少色素中活性成分的損失。

2.2 紫外輻射對紅棗色素抗氧化活性的影響

2.2.1 紫外輻射對紅棗色素清除DPPH·能力的影響 DPPH是一種穩(wěn)定的以氮為中心的有機自由基,被廣泛用來測定不同植物的抗氧化活性,因此可以通過測定樣品對 DPPH自由基的清除能力來評價樣品的抗氧化性能[23]。紫外輻射對紅棗色素清除DPPH·能力有顯著影響(圖1～圖2),從圖1看出,紅棗色素清除DPPH·能力隨輻射時間延長顯著降低,輻射60 min時,紅棗色素清除DPPH·能力與對照組相比差異顯著(p<0.05),但隨輻射時間延長,清除DPPH·能力降低逐漸趨于平穩(wěn)。圖2結果顯示,紫外輻射處理紅棗色素清除DPPH·能力與對照組相比均具有顯著性差異(p<0.05),但其影響較輻射時間小,紅棗色素中的多酚和黃酮具有清除自由基的作用,紫外輻射會破壞它們的活性,從而降低紅棗色素對DPPH·的清除能力,表明紫外輻射處理以短時間,長距離輻射對紅棗色素清除 DPPH·能力影響較小。

圖1 紫外輻射時間對紅棗色素清除DPPH·能力的影響Fig.1 Effects of ultraviolet irradiation time on DPPH radical scavenging activities of jujube pigment注:圖柱上標相同字母者,表示組間差異不顯著(p>0.05),無相同字母者,表示組間差異顯著(p<0.05)。圖2～圖8同。

圖2 紫外輻射距離對紅棗色素清除DPPH·能力的影響Fig.2 Effects of ultraviolet irradiation distance on DPPH radical scavenging activities of jujube pigment

2.2.2 紫外輻射對紅棗色素清除·OH能力的影響 羥基自由基(·OH)是目前所知活性氧中對生物體毒性最強、危害最大的一種自由基,可造成生物體內糖類、氨基酸、蛋白質、核酸和脂類等物質的氧化損傷,使細胞壞死或突變[24]。因此,·OH清除率是反映物質抗氧化作用的重要指標。紫外輻射對紅棗色素清除·OH能力的影響見圖3～圖4。從圖3看出,紅棗色素輻射60 min時,其清除·OH能力較對照組明顯降低,且差異有顯著性(p<0.05)。從圖4看出,紅棗色素清除·OH能力隨輻射距離縮短而逐漸降低,但距離超過35 cm后,紫外輻射對紅棗色素清除·OH能力影響不顯著(p>0.05)。黃酮類化合物分子中心的α、β不飽和吡喃酮可使黃酮類化合物表現(xiàn)出一定的抗氧化活性,多酚的酚羥基結構對活性氧等自由基有很強的捕捉能力[25-26],紅棗色素經(jīng)紫外輻射處理后,其清除·OH能力降低,可能是紫外輻射處理破壞了色素中黃酮類和多酚類物質。

圖3 紫外輻射時間對·OH清除能力的影響Fig.3 Effects of ultraviolet irradiation time on hydroxyl radical scavenging activities of jujube pigment

圖4 紫外輻射距離對·OH清除能力的影響Fig.4 Effects of ultraviolet irradiation distance on hydroxyl radical scavenging activities of jujube pigment

圖5 紫外輻射時間對清除能力的影響Fig.5 Effects of ultraviolet irradiation time on superoxide radical scavenging activities of jujube pigment

圖6 紫外輻射距離對清除能力的影響Fig.6 Effects of ultraviolet irradiation distance on superoxide radical scavenging activities of jujube pigment

2.2.4 紫外輻射對紅棗色素還原力的影響 抗氧化劑通過自身的還原作用使自由基變?yōu)榉€(wěn)定的分子,而本身失去活性[28],因此,還原力是表示抗氧化物質提供電子能力的重要指標。紫外輻射對紅棗色素還原力的影響見圖7～圖8,從圖7看出,隨輻射時間的延長,紅棗色素的吸光度降低,輻射90 min時,與對照組相比差異顯著(p<0.05)。從圖8看出,隨輻射距離縮短,紅棗色素的吸光度逐漸減少,25 cm內,紅棗色素的還原力與對照組相比差異顯著(p<0.05),但輻射距離在15 cm內,紫外輻射對紅棗色素還原力的影響變化不大。黃酮類、多酚類化合物提供電子,從而使自由基被還原,起到抗氧化的作用[29],實驗說明紫外輻射可影響紅棗色素的還原力,但影響相對較小。

圖7 紫外輻射時間對紅棗色素還原力的影響Fig.7 Effects of ultraviolet irradiation time on reducing force of jujube pigment

圖8 紫外輻射距離對紅棗色素還原力的影響Fig.8 Effects of ultraviolet irradiation distance on reducing force of jujube pigment

2.3 抗氧化活性成分含量和抗氧化活性的相關性

表3 不同輻射時間,抗氧化活性成分含量和抗氧化活性的相關性Table 3 Correlation between antioxidant components and antioxidant activity after different radiation time

注:“*”表示具有顯著性差異(p<0.05),“**”表示具有極顯著性差異(p<0.01)，表4同。

表4 不同輻射距離,抗氧化活性成分含量和抗氧化活性的相關性Table 4 Correlation between antioxidant components and antioxidant activity after different radiation distance

3 結論

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Effectsofultravioletradiationonantioxidantactivityofjujubepigment

XIEHui,ZHANGLi-fen,SHAOPei-lan*,LILu,HANYa-ting

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

ultraviolet radiation;jujube pigment;antioxidant activity

2017-06-20

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

*通訊作者:邵佩蘭(1963-),女,本科,教授,研究方向:食品化學與營養(yǎng)、天然產(chǎn)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(qū)食品科學與工程重點專業(yè)建設項目;寧夏回族自治區(qū)“十三五”優(yōu)勢特色學科建設項目。

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TS201.1

A

1002-0306(2017)23-0044-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.010