秋葵黃酮的穩(wěn)定性研究

周婧琦，秦令祥，崔勝文，高愿軍

（漯河食品職業(yè)學(xué)院，河南漯河 462300）

0 引言

秋葵（Okra） 別名羊角豆[1]、咖啡黃葵，為錦葵科，秋葵屬一年生草本植物[2]，其營養(yǎng)豐富，富含黃酮、多糖、氨基酸、礦物質(zhì)等功能性營養(yǎng)成分，素有“綠色人參”“植物偉哥”的美譽(yù)[3-4]，具有提高免疫力、降血脂、降血糖、抗氧化和抗癌等作用[5-7]。

秋葵作為國內(nèi)新興起來的保健型蔬菜，含有豐富的營養(yǎng)素，其市場需求日漸增大。黃酮作為秋葵的主要活性物質(zhì)，黃酮類化合物具有抗菌、抗腫瘤、抗氧化、清除自由基等較多藥理功效[8-9]，秋葵黃酮可作為一種新的功能性食品添加劑，如天然抗氧化劑等，添加到食品中具有其獨(dú)特的保健功效，但黃酮類物質(zhì)的抗氧化能力不單取決于其自身結(jié)構(gòu)，還會受添加環(huán)境等的影響[10]。目前，關(guān)于秋葵黃酮類化合物穩(wěn)定性的研究還很少報道，從溫度、pH 值、食品添加劑和金屬離子等不同外界條件下研究秋葵中黃酮類化合物的穩(wěn)定性，以期為秋葵黃酮的開發(fā)應(yīng)用提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

秋葵，購于漯河市丹尼斯超市；氫氧化鈉、鹽酸、蔗糖、葡萄糖、檸檬酸、偏重亞硫酸鈉、山梨酸鉀、抗壞血酸、無水乙醇等（均為分析純），天津德恩化學(xué)試劑有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

PHS-3C 型雷磁酸度計，上海國新電子科技有限公司產(chǎn)品；HH-S4 型數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市醫(yī)療器械廠產(chǎn)品；UV-2450 型島津紫外可見分光光度計，深圳市瑞盛科技有限公司產(chǎn)品；BSA124S 型電子分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京） 有限公司產(chǎn)品；RE-52AA 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品；XY-FD-18 型真空冷凍干燥機(jī)，上海欣諭儀器有限公司產(chǎn)品；RRHP-100 型萬能粉碎機(jī)，歐凱萊芙香港實業(yè)公司產(chǎn)品；SB-5200DT 型超聲波清洗機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司產(chǎn)品；HC-3618R 型高速冷凍離心機(jī)，安徽中科科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 原材料預(yù)處理

挑選大小均勻、無腐爛的秋葵嫩莢，切成2 mm薄片，真空冷凍干燥24 h，用萬能粉碎機(jī)粉碎，過100 目篩，得秋葵干粉備用。

1.3.2 秋葵黃酮粉末的制備

秋葵干粉→70%乙醇→超聲波輔助法提取（功率300 W，溫度55 ℃，時間20 min） →離心（轉(zhuǎn)速5 000 r/min，時間10 min） →收集上清液→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮→秋葵黃酮浸膏→真空冷凍干燥→粉碎→秋葵黃酮粉末。

1.3.3 秋葵黃酮待測液目標(biāo)波長的測定

將提取并純化后的秋葵黃酮粉末溶解于70%乙醇溶液中，配置成質(zhì)量濃度為20 μg/mL 的溶液后，用紫外可見分光光度計對其進(jìn)行光譜掃描，設(shè)定波長為201～400 nm，得出最大吸收波長。

1.3.4 不同條件下秋葵黃酮穩(wěn)定性試驗

設(shè)定不同的溫度、pH 值、食品添加劑、金屬離子等條件，在最大波長處測定其吸光度的變化，并掃描曲線觀察不同條件的影響。

（1） 溫度對秋葵黃酮穩(wěn)定性的影響。取10 支具塞試管，每支都加入4 mL 秋葵黃酮含量為20 μg/mL的待測液，分別置于0，10，20，30，40，50，60，70，80，90 ℃冰浴/水浴下保溫1 h，然后放置到自然室溫，觀察顏色變化，對每一試管中待測液進(jìn)行全波長掃描并讀取波長260 nm 和350 nm 處的吸光度，并記錄數(shù)據(jù)。

（2） pH 值對秋葵黃酮穩(wěn)定性的影響。用鹽酸和氫氧化鈉配制pH 值為1～13 的溶液，分別加入秋葵黃酮粉末使其質(zhì)量濃度為20 μg/mL，觀察顏色變化并分別掃描波長200～400 nm 處的光譜曲線，測波長260 nm 和350 nm 處的吸光度，并記錄數(shù)據(jù)。

（3） 食品添加劑對秋葵黃酮穩(wěn)定性的影響。選取檸檬酸、抗壞血酸、蔗糖、葡萄糖、山梨酸鉀、偏重亞硫酸鈉等幾種常見食品添加劑，將這6 種添加劑按照國標(biāo)GB 2760 規(guī)定用量添加在秋葵黃酮樣液中（秋葵黃酮質(zhì)量濃度20 μg/mL），并分別對加入不同添加劑后的樣液進(jìn)行波長掃描，測定波長260 nm和350 nm 處的吸光度，并記錄數(shù)據(jù)。

（4） 金屬離子對秋葵黃酮穩(wěn)定性的影響。選擇Na+，K+，Ca2+，Al3+，F(xiàn)e3+，Cu2+6 種金屬離子，分別研究秋葵黃酮在添加有0.02%～0.10%的金屬離子的溶劑中的穩(wěn)定性，測波長260 nm 和350 nm 處的吸光度，并記錄數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 秋葵黃酮光譜特性與目標(biāo)波長的測定

秋葵黃酮的紫外光譜吸收曲線見圖1。

圖1 秋葵黃酮的紫外光譜吸收曲線

由圖1 可知，秋葵黃酮在波長240～280 nm 和290～380 nm 區(qū)有2 個吸收帶，符合黃酮或黃酮醇類化合物的基本特征，其中240～280 nm 區(qū)的吸收帶為Ⅱ帶，290～380 nm 區(qū)的吸收帶為Ⅰ帶，在這2 個吸收帶中最大吸收波長分別為350 nm 和260 nm，因此選擇利用這2 個波長下的吸光度變化來研究秋葵黃酮穩(wěn)定性。

2.2 溫度對秋葵黃酮穩(wěn)定性的影響

溫度對秋葵黃酮待測液吸光度的影響見表1。

表1 溫度對秋葵黃酮待測液吸光度的影響

由表1 可知，利用SPSS 17.0 對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本T 檢驗，結(jié)果表明秋葵黃酮在0～40 ℃下，保溫1 h 其在峰值處吸光度變化不顯著，穩(wěn)定性很好，80 ℃以下吸光度變化不明顯，溫度在90 ℃時吸光度發(fā)生明顯變化，因此判斷秋葵黃酮在80 ℃以內(nèi)溫度下保溫1 h 其結(jié)構(gòu)沒發(fā)生改變，而吸光值的略微增加可能是溶劑的輕微蒸發(fā)所致，但90 ℃時結(jié)構(gòu)有發(fā)生改變的趨勢，因此在加工過程中溫度不超過80 ℃為宜。

2.3 pH 值對秋葵黃酮穩(wěn)定性的影響

不同pH 值對秋葵黃酮待測液吸光度的影響見表2。

由表2 可知，秋葵黃酮與對照組比較，在波長260 nm 和350 nm 處的吸光度在酸性環(huán)境下無變化，且觀察溶液顏色也無變化，證明酸性環(huán)境不會導(dǎo)致秋葵黃酮結(jié)構(gòu)變化，但用中性試劑配制的黃酮樣液，其波長350 nm 處的吸光度變化顯著，且隨著溶劑pH 值的增加，波長260 nm 和350 nm 處的吸光度均產(chǎn)生極顯著的變化，當(dāng)pH 值達(dá)到10 的時候吸光度變化顯著，由此可得出結(jié)論，堿性環(huán)境下秋葵黃酮極易被破壞，在酸性條件下穩(wěn)定性良好，應(yīng)在弱酸性條件下儲存。

表2 不同pH 值對秋葵黃酮待測液吸光度的影響

2.4 食品添加劑對秋葵黃酮穩(wěn)定性的影響

食品添加劑對秋葵黃酮待測液吸光度的影響見表3。

表3 食品添加劑對秋葵黃酮待測液吸光度的影響

由表3 可知，蔗糖和葡萄糖是食品加工過程中最常規(guī)的2 種甜味劑。當(dāng)加入2 種甜味劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.2%增加到1.0%時，其波長260 nm 和350 nm 處的吸光度變化均不顯著，說明該2 種常規(guī)甜味劑對秋葵黃酮穩(wěn)定性不產(chǎn)生影響，深加工過程中可以使用。

加入檸檬酸和抗壞血酸2 種酸味劑，由表3 可知，加入檸檬酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.02%增加到0.10%時，均對秋葵黃酮波長260 nm 和350 nm 處的吸光度無影響，說明檸檬酸對秋葵黃酮結(jié)構(gòu)也無影響；而添加抗壞血酸的樣液，在波長260 nm 處的吸光度隨著加入抗壞血酸質(zhì)量濃度的增加而顯著增大；波長350 nm 處吸光度在加入0.1%抗壞血酸時變化顯著，說明抗壞血酸對秋葵黃酮結(jié)構(gòu)影響較大，應(yīng)避免使用。

山梨酸鉀和偏重亞硫酸鈉都是一種常見防腐劑。由表3 可知，加入質(zhì)量濃度0.01～0.05 g/kg 的山梨酸鉀后，樣液在波長260 nm 處吸光度顯著上升，而波長350 nm 處的吸光度顯著下降，說明山梨酸鉀對秋葵黃酮結(jié)構(gòu)影響較大，因此應(yīng)避免其與山梨酸鉀接觸；而加入質(zhì)量濃度0.01～0.05 g/kg 的偏重亞硫酸鈉后，其波長260 nm 處吸光度變化不顯著，波長350 nm 處吸光度隨著添加偏重亞硫酸鈉量的增大而顯著減小，說明偏重亞硫酸鈉對秋葵黃酮穩(wěn)定性影響較大，應(yīng)避免使用。

2.5 金屬離子對秋葵黃酮穩(wěn)定性的影響

金屬離子對秋葵黃酮待測液吸光度的影響見表4。

表4 金屬離子對秋葵黃酮待測液吸光度的影響

由表4 可知，Na+，K+，Ca2+對秋葵黃酮在波長260 nm和350 nm 處的吸光度影響不顯著，說明Na+，K+，Ca2+對秋葵黃酮結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生影響，秋葵黃酮在有這幾種金屬離子存在的條件下較穩(wěn)定，而當(dāng)溶劑中存在Al3+，F(xiàn)e3+，Cu2+3 種離子時，秋葵黃酮在波長260 nm 和350 nm 處的吸光度均顯著變小，說明秋葵黃酮結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，因此在后期利用時應(yīng)避免秋葵黃酮與這3 種金屬離子接觸，以免破壞秋葵黃酮的結(jié)構(gòu)，影響其功效性。

3 結(jié)論

采用超聲波輔助浸提法提取秋葵黃酮，并研究溫度、pH 值、食品添加劑及金屬離子對秋葵黃酮化合物穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，秋葵黃酮溶液的耐熱性較好，在80 ℃以下其化學(xué)結(jié)構(gòu)保持不變；在酸性條件，秋葵黃酮的穩(wěn)定性良好；在常用的食品添加劑安全使用濃度范圍內(nèi)，葡萄糖、蔗糖和檸檬酸對秋葵黃酮的穩(wěn)定性無明顯影響，而抗壞血酸、山梨酸鉀和偏重亞硫酸鈉對其穩(wěn)定性有明顯的影響；金屬離子Na+，K+，Ca2+對秋葵黃酮的穩(wěn)定性無顯著影響，而Al3+，F(xiàn)e3+，Cu2+對其穩(wěn)定性有明顯的影響。因此，研究的結(jié)論可為秋葵黃酮的深加工提供一定的理論依據(jù)。