不同玫瑰品種抗氧化能力比較與綜合評價

王向東，馬艷芝，張勝珍，王曉英

（唐山師范學院，河北唐山 063000）

0 引言

玫瑰(Rosa rugosa)屬于薔薇科薔薇屬植物，是開花落葉灌木，品種多樣，在全球各地廣泛種植[1]，主要分布于以中國、俄羅斯、保加利亞、朝鮮等國家為中心的北半球國家。在中國，玫瑰起初在北方栽培與種植，逐漸發(fā)展到全國各地[2]。玫瑰花色艷麗，香氣十分吸引人，有著極高的觀賞價值，被列為世界級觀賞花卉。玫瑰花蕾入藥，有消炎、安眠等功效；玫瑰精油中的抗氧化成分經(jīng)常被用在護膚品中[3]。目前關于玫瑰的研究非常廣泛，主要包括遺傳育種[4-6]、遺傳多樣性[7-9]、活性物質(zhì)研究[4]等方面。

抗氧化劑能夠在低濃度下降低或阻止底物氧化[10]，清除人體代謝過程中產(chǎn)生的大量自由基[11]，而對抗氧化劑的研究成為近年來的熱點之一。化學合成抗氧化劑雖然抗氧化能力強，但毒副作用也很大，因此人們越來越趨向于在中草藥中尋找健康、高效的天然抗氧化劑[12]。很多藥用植物具有很強的體外抗氧化活性，且與延緩衰老的作用有著密切聯(lián)系[13]。近年來，人們對天然植物的抗氧化活性成分的研究多集中在黃酮類[14]、多酚類[15]、多糖類[16]、生物堿類[17]、皂苷類及鞣質(zhì)類[18]等某一成分物質(zhì)方面。玫瑰化學成分復雜，含有維生素、蛋白質(zhì)、氨基酸、色素、多酚、黃酮、花青素等多種活性物質(zhì)[19]，研究發(fā)現(xiàn)這些活性物質(zhì)具有抗腫瘤[20]、抗疲勞[21]、抗氧化性[22]等對人體有益的功能。前人曾開展過干燥條件對玫瑰抗氧化性的影響研究[23-24]；陳真永等[25]通過測定多酚含量、丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶系統(tǒng)超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)的酶活，對不同產(chǎn)地不同品種食用玫瑰抗氧化性進行分析；高嘉寧等[26]研究了不同產(chǎn)地、品種玫瑰花多酚含量及抗氧化活性，認為鞣酸、槲皮素和原花青素是其主要抗氧化成分；宋可珂等[27]研究了北京地區(qū)栽種的5 種不同品種玫瑰花中黃酮含量及抗氧化性能；也有學者提取了云南玫瑰多酚和花色素，并對其抗氧化性進行研究[28-29]。

關于玫瑰花抗氧化性的研究，前人多是進行玫瑰花中某一成分的提取，并對單一成分進行抗氧化性的分析，或者針對某些抗氧化性酶類的活性進行分析，也有的是利用某1種或2種抗氧化性測定方法進行研究，本研究以7 個玫瑰品種干燥花蕾為試驗材料，采用DPPH 法、水楊酸法、鄰苯三酚自氧化法、鰲合金屬離子法測定供試材料的抗氧化性，并利用隸屬函數(shù)法對供試材料抗氧化能力進行綜合評價，以期為玫瑰品種的開發(fā)與利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取藥食兩用的玫瑰花干燥花蕾為試驗材料，試驗材料由唐山市藥用植物種質(zhì)評價與系統(tǒng)利用重點實驗室提供，具體名稱和產(chǎn)地見表1。

表1 材料產(chǎn)地

1.2 材料處理方法

取供試材料干燥花蕾各500 g，充分研磨，過20目篩，粉末用密封袋封好，4℃冰箱保存?zhèn)溆谩３暡ㄝo助提取粗提液，具體參考況偉等[30]的方法，重復3次。

1.3 指標測定

DPPH 自由基清除率的測定參考劉步云等[31-32]的方法。稱取干燥玫瑰花蕾粉末1.0 g，按照固液比1:10加入無水乙醇5 mL 研磨成漿，移入離心管，然后4000 r/min 離心15 min。取上清液1 mL 于試管中，加入10 mL 甲醇，混勻得樣品液。并在25℃條件下水浴20 min，以蒸餾水為空白對照，測定其在517 nm 時的吸光度值，并計算DPPH清除能力，按式(1)計算。

式中，A1為樣品與DPPH混合液吸光度值，A2為樣品與95%乙醇混合液吸光度值，A3為蒸餾水與DPPH 混合液吸光度值。

采用水楊酸法測定羥基自由基清除率[32]。稱取干燥玫瑰花蕾粉末0.5 g，按照固液比1:10加入無水乙醇5 mL 研磨成漿，移入離心管，然后4000 r/min 離心15 min。取上清液1 mL 于試管中，加入10 mL 甲醇，混勻得樣品液。以蒸餾水為空白對照，測定其在510 nm 時的吸光度值，并計算羥基自由基清除能力，按式(2)計算。

式中，As為水楊酸、FeSO4、H2O2和樣品混合液吸光度值，Ab為水楊酸、蒸餾水、H2O2和樣品混合液吸光度值，Ac為水楊酸、FeSO4、H2O2和蒸餾水混合液吸光度值。

采用鄰苯三酚自氧化法測定超氧陰離子自由基清除率[32-33]。稱取干燥玫瑰花蕾粉末0.3 g，按照固液比1:10 加入無水乙醇5 mL 研磨成漿，移入離心管，然后4000 r/min 離心15 min，得上清液為樣品液。取Tris-HCl 4.5 mL，在25℃條件下水浴20 min，加入樣品液1 mL和鄰苯三酚0.4 mL，混勻后在25℃條件下水浴5 min，再加入1 mL HCl終止反應，同時對照組以蒸餾水代替樣品液，以蒸餾水為空白對照，測定其在299 nm 時的吸光度值，并計算O2-·清除能力，按式(3)計算。

式中，A0為Tris-HCl、蒸餾水、鄰苯三酚和HCl的混合液吸光度值，AX為Tris-HCl、樣品液、鄰苯三酚和HCl 混合液吸光度值。

金屬鰲合離子法測定鐵離子還原能力[32,34]。稱取干燥玫瑰花蕾粉末0.5 g，按照固液比1:10加入無水乙醇5 mL 研磨成漿，移入離心管，4000 r/min 離心15 min，上清液為測定液。將待測液加液后，在25℃水浴20 min，測定562 nm時吸光度值，按式(4)計算。

式中，A0為蒸餾水、FeCl2和菲洛嗪混合液吸光度值，A1為樣品液、蒸餾水、FeCl2和菲洛嗪混合液吸光度值，A2為樣品液、蒸餾水和菲洛嗪混合液吸光度值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0進行方差分析，隸屬函數(shù)法進行抗氧化能力的綜合評價[32-33]。

2 結果與分析

2.1 不同玫瑰品種螯合金屬離子能力比較

如圖1 所示，各玫瑰品種的鐵離子還原力都在70%以上，其中最高的是‘苦水’玫瑰(99.33%)，最低的是‘和田重瓣紅’玫瑰(77.66%)。‘苦水’玫瑰和‘墨紅’玫瑰鐵離子還原力顯著高于其他品種，它們兩者之間差異不顯著；‘長白山重瓣紅’玫瑰、‘法蘭西’玫瑰、‘平陰’玫瑰三者之間差異不顯著；‘和田重瓣紅’玫瑰、‘金邊’玫瑰兩者之間差異不顯著；但‘苦水’玫瑰和‘墨紅’玫瑰、‘長白山重瓣紅’玫瑰和‘法蘭西’玫瑰及‘平陰’玫瑰、‘和田重瓣紅’玫瑰和‘金邊’玫瑰，這3組之間差異是顯著的。

圖1 不同玫瑰品種鐵離子還原力比較

2.2 不同玫瑰品種清除羥基自由基能力比較

由圖2 可知，玫瑰羥基自由基清除率由高到低分別是‘墨紅’玫瑰(64.05%)、‘長白山重瓣紅’玫瑰(48.03%)、‘和田重瓣紅’玫瑰(44.05%)、‘平陰’玫瑰(40.91%)、‘金邊’玫瑰(40.37%)、‘法蘭西’玫瑰(33.62%)、‘苦水’玫瑰(31.42%)。‘墨紅’玫瑰羥基自由基清除率顯著高于其他供試品種；‘法蘭西’玫瑰和‘苦水’玫瑰顯著低于其他品種，兩者之間差異不顯著。

圖2 不同玫瑰品種羥基自由基清除率比較

2.3 不同玫瑰品種清除超氧陰離子自由基能力比較

不同玫瑰品種超氧陰離子清除力比較如圖3 所示，從高到低分別為：‘苦水’玫瑰(82.13%)、‘金邊’玫瑰(49.22%)、‘和田重瓣紅’玫瑰(45.35%)、‘墨紅’玫瑰(36.87%)、‘平陰’玫瑰(36.55%)、‘長白山重瓣紅’玫瑰(26.53%)、‘法蘭西’玫瑰(15.55%)。‘苦水’玫瑰的超氧陰離子清除率最高為82.13%，‘金邊’玫瑰和與‘和田重瓣紅’玫瑰差異不顯著，‘墨紅’玫瑰與‘平陰’玫瑰差異不顯著，后2組之間及與其他品種之間差異均顯著。

圖3 不同玫瑰品種超氧陰離子清除率比較

2.4 不同玫瑰品種清除DPPH自由基能力比較

圖4 顯示不同玫瑰品種DPPH 清除率，各品種DPPH清除率均在90%以上，且彼此之間差異不顯著，說明供試7種玫瑰都有很強的清除DPPH自由基的能力。其中，‘法蘭西’玫瑰DPPH 清除率最高，為94.56%；‘苦水’玫瑰DPPH清除率最低，為93.72%；其他品種DPPH清除率介于兩者之間。

圖4 不同玫瑰品種DPPH清除率比較

2.5 不同玫瑰品種抗氧化能力的綜合評價

利用不同抗氧化能力測定方法進行不同玫瑰品種抗氧化能力測定，發(fā)現(xiàn)結果不盡相同。隸屬函數(shù)法是利用模糊數(shù)學的原理，提供了對植物抗氧化進行綜合評價的方法[35]。隸屬函數(shù)法對不同玫瑰品種抗氧化能力的綜合評價見表2所示，可以看出，‘苦水’玫瑰的金屬離子螯合能力和超氧陰離子清除能力均為最高，但由于其羥基自由基清除力最小，DPPH清除能力較低，所以綜合評價為第2 名，而各玫瑰品種之間DPPH 清除力差異并不顯著，說明‘苦水’玫瑰的抗氧化能力還是非常強的。‘墨紅’玫瑰的羥基自由基清除能力在供試玫瑰品種中最強，金屬離子螯合能力、超氧陰離子清除能力較‘苦水’玫瑰弱，但DPPH 清除力較‘苦水’玫瑰強，綜合評價抗氧化能力為最強的，排名第一。各品種綜合抗氧化能力從高到低為‘墨紅’玫瑰>‘苦水’玫瑰>‘金邊’玫瑰>‘長白山重瓣紅’玫瑰>‘法蘭西’玫瑰>‘和田重瓣紅’玫瑰>‘平陰’玫瑰。

表2 不同玫瑰品種抗氧化能力的隸屬函數(shù)值

3 結論與討論

很多植物體內(nèi)含有天然抗氧化成分，目前有大量試驗對植物抗氧化能力進行研究，包括中藥材[32]、果樹和蔬菜等[36]，而抗氧化能力測定方法也非常多，常見的測定抗氧化能力方法包括ABTS 法、DPPH 法、水楊酸法、超氧陰離子法、總酚估計法、鰲合金屬離子法等[37]。在眾多的研究方法中，前人研究認為DPPH 法測定的抗氧化能力相對較高，因為小分子化合物更易接近自由基，而所有還原劑都能對DPPH 起作用[38]。本研究在選用的4種抗氧化能力測定方法中，DPPH清除率均在90%以上，平均清除率為94.02%，為最高，這一結果與韓飛等[38]研究結果一致。4種抗氧化能力測定方法中，抗氧化能力均值從高到低分別是DPPH 法(94.02%)>螯合金屬離子法(87.04%)>羥基自由基法(43.21%)>超氧陰離子法(41.74%)，但是所有方法中，‘苦水’玫瑰的鐵離子還原能力為最強，達到99.73%。

研究發(fā)現(xiàn)，即使同一玫瑰品種不同方法測定的粗提物的體外抗氧化能力差異也較大，如‘苦水’玫瑰，金屬離子螯合能力和超氧陰離子清除率在供試材料中均為最高，分別為99.33%和82.13%；但其羥基自由基清除率卻最低(31.42%)；DPPH 清除率也較低，在7 個供試材料中排第6 位(93.72%)。與筆者在柴胡抗氧化性比較中研究結果一樣，同一柴胡品種不同測定方法的抗氧化能力不盡相同[32]。可能是因為玫瑰中含有多種抗氧化成分，而各種天然抗氧化成分對不同自由基的清除機制不同，可能在一個系統(tǒng)中同時有多重機制，或在不同系統(tǒng)里表現(xiàn)不同機制[37]；也可能是由于玫瑰中活性物質(zhì)比較多，具有抗氧化活性的功能性物質(zhì)的含量不同，具體原因和機理需要進一步研究。

各種測定抗氧化方法的反應條件、機理不同，單一抗氧化能力測定方法各有利弊，目前沒有一種方法可以作為測定抗氧化性的標準方法[33]。在不同的評價體系里同一物質(zhì)能表現(xiàn)出不統(tǒng)一的抗氧化活性，因此，選用一種綜合的評價方法對多指標的綜合表現(xiàn)進行評價尤為重要。將隸屬函數(shù)評判法應用到玫瑰的綜合評價中，能夠克服單個抗氧化性測定方法的片面性，使評價結果能夠更全面地反映玫瑰的實際抗氧化能力[39]。本研究利用隸屬函數(shù)法對供試材料抗氧化能力進行綜合評價，抗氧化能力由高到低為‘墨紅’玫瑰>‘苦水’玫瑰>‘金邊’玫瑰>‘長白山重瓣紅’玫瑰>‘法蘭西’玫瑰>‘和田重瓣紅’玫瑰>‘平陰’玫瑰。