竹醋液与低聚壳聚糖协同抗氧化性能1)

王志勇 刘华巍 孙 涛 崔 宇

(中国林产品经销公司，北京，100029) (上海海洋大学) (中国林产品经销公司)

竹醋液是竹材热解或干馏的过程中产生的烟气经冷凝得到的混合液体，主要成分是水(约占80%)，有机成分主要是有机酸、酚类、醛类、酮类、醇类、酯类等［1-2］，pH 值一般为2.0～3.0，其化学成分复杂，竹醋液具有良好的抗氧化性能，对超氧阴离子(·)自由基［3］和二苯代苦味酰肼自由基(DPPH)都具有良好的清除能力［4］。

壳聚糖，是一种来源于甲壳类动物外壳的天然碱性多糖，经化学降解、生物降解、物理降解等方法可以得到低聚壳聚糖。低聚壳聚糖相对分子质量低，易溶于水，具有大量游离氨基和羟基，体现出良好的抗氧化性能［5］。

近年来，研究人员发现，某些抗氧化剂复配后的抗氧化活性得到提升［6-9］。研究表明，高相对分子质量壳聚糖可以溶解在竹醋液中，体现出良好的生物活性［10］。但关于竹醋液与低聚壳聚糖复配的研究尚未见报道。本文考察了竹醋液和低聚壳聚糖复配的抗氧化活性，为拓宽竹醋液的应用前景和开发天然高效的复合型抗氧化剂提供有益的参考。

1 材料与方法

原料与试剂：竹醋精制液，江阴中炬生物科技有限公司提供;低聚壳聚糖，浙江金壳生物化学有限公司提供;鲁米诺、DPPH，购自Sigma公司;其余试剂均为分析纯，购自上海化学试剂公司;抗氧化测试所需溶液由二次蒸馏水配制。

竹醋液与低聚壳聚糖复配液的制备：将精制竹醋液稀释15倍，低聚壳聚糖配制成质量浓度为2.5 g·L-1的溶液。将二者进行复配，使得竹醋液与低聚壳聚糖溶液的体积比为10 ∶1、5 ∶1和2 ∶1，分别记为复配液1、2和3，考察复配前后的抗氧化性能。

对DPPH自由基清除的测定：在装有2.0mL的浓度为0.1 mmol·L-1DPPH无水乙醇溶液的比色管中，分别加入不同浓度的样品溶液2.0 mL，室温下避光静置0.5 h，在517 nm处测量吸光度Ai。用去离子水代替样品溶液，得吸光度A0;无水乙醇代替DPPH，得吸光度 Aj。清除率=(1-(Ai-Aj)/A0)×100%［11］。

对羟基自由基(·OH)清除的测定：配置pH=7.40的0.05 mol·L-1KH2PO4-NaOH缓冲溶液，以缓冲液作为溶剂，分别配制浓度为 0.64 mmol·L-1的鲁米诺溶液、0.012 mol·L-1H2O2、0.8 g·L-1亚铁氰化钾溶液以及一系列不同浓度的样品溶液。用流动注射化学发光分析仪依次测定从稀到浓的样品溶液，读出峰面积［12］。清除率=((A0-Ai)/A0)×100%。其中A0为空白溶液峰面积;Ai为样品溶液峰面积。

2 结果与分析

2.1 5种清除剂对DPPH自由基清除效果的差异

DPPH在有机溶剂中是一种稳定的自由基，其结构中含有3个苯环，氮原子上有1个孤对电子，其乙醇溶液呈紫色，在517 nm附近有强吸收。当DPPH溶液中加入自由基清除剂时，孤对电子被配对，吸收消失或减弱。

图1为竹醋液和低聚壳聚糖在复配前后对DPPH的清除效果。由图1可见，随着体系中自由基清除剂含量的升高，对DPPH的清除能力增强。复配液1、2、3对DPPH的总体清除效果不如单独竹醋液和低聚壳聚糖。竹醋液中含有抗氧化活性的有机物质成分，有清除DPPH的作用［4］。低聚壳聚糖具有活性氨基，能够提供还原氢，也具有良好的DPPH清除效果［5］。而二者复配后对DPPH的清除效果呈下降趋势，这可能由于低聚壳聚糖的活性氨基—NH2在酸性的竹醋液中质子化成为—N，从而使得活性氨基—NH2数目减少［12］，清除DPPH自由基的能力下降。

图1 5种清除剂清除DPPH的效果

2.2 5种清除剂对超氧阴离子自由基(·)清除效果的差异

图2 5种清除剂清除超氧阴离子的效果

2.3 5种清除剂对羟基自由基(·OH)清除效果的差异

羟基自由基(·OH)是毒性最大的活性氧，对细胞内DNA的破坏作用很大。它可以加成至碱基双键中造成碱基破坏，从而产生突变。竹醋液、低聚壳聚糖溶液以及复配液1、2和3对·OH的清除能力如图3所示。随着体系中自由基清除剂含量的升高，对·OH的清除能力上升。当清除剂加入量小于400 mL/L时，复配液1、2、3对羟基自由基·OH的清除活性较低聚壳聚糖溶液差，但优于竹醋液;然而，当抗氧化剂含量继续增加时，复配液1、2、3清除活性较单独竹醋液和单独低聚壳聚糖溶液都有所提升。可见，竹醋液和低聚壳聚糖复配液随着加入量的增多而体现出抗氧化剂之间的协同效应。

图3 5种清除剂清除羟基自由基的效果

3 结论与讨论

竹醋液是竹材炭烧过程中得到的副产物，通过专业的设备与工艺制备的产品，安全可靠，价格低廉，且有良好的抗氧化性能;低聚壳聚糖是天然有效的抗氧化剂。本实验进行了竹醋液与低聚壳聚糖的复配，考察不同比例的复配液对DPPH、超氧阴离子自由基·和羟基自由基·OH的清除能力。结果显示，竹醋液与低聚壳聚糖复配液的抗氧化性能得到了提升或抑制，能否产生协同效应，不仅与进行复配的物质的性质有关，还与进行复配的物质的比例有关，同时受复配液的剂量影响。高相对分子质量壳聚糖难溶于水，不能体现出生物活性，溶解在酸性竹醋液中，活性基团暴露出来，体现出良好的生物活性［10］。然而，低聚壳聚糖在酸性介质中，活性氨基发生质子化，使活性基团数目减少，降低了抗氧化性能，但其机理较复杂，有待进一步地研究。这为开发一种天然、安全、高效的天然竹醋液复合型抗氧化剂提供了很好的思路。

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