黄色和紫色百香果籽油抗氧化作用的对比研究

许晓静,陶志华

(广东工业大学食品与生物工程系,广东广州 510006)



黄色和紫色百香果籽油抗氧化作用的对比研究

许晓静,陶志华*

(广东工业大学食品与生物工程系,广东广州 510006)

百香果籽油,抗氧化作用,对比分析

百香果(又名西番莲),一种双子叶植物,属西番莲科,来源于巴西。我国的台湾、广东、云南、广西、福建、四川等地都有大量种植,主要有紫色百香果(P.edulisSimsvar.edulis)和黄色百香果(P.edulisSimsvar.flavicarpa)两种品种[1]。百香果汁作为一种热带水果饮料,主要因为其富含维生素、氨基酸和类胡萝卜素等营养物质而受到喜爱。现阶段,我国每年约有4000多t百香果籽被废弃或作为猪饲料,这造成巨大的资源浪费和环境污染。百香果果汁生产后的残渣占总含量的76%,其中果籽残渣占26%[2-3]。这些副产物含有高浓度的生物活性成分,如维生素、矿物质、糖类、多酚类等。百香果籽油中的多酚类物质具有很强的抗氧化作用,能有效地清除脂类自由基,如超氧阴离子自由基和DPPH自由基,并能预防脂质过氧化,同时也起到抑制机体老化疾病的产生,如癌症和心脏疾病[4-5]。对百香果加工副产物中的籽进行开发利用,既可以提高百香果种植业的经济效益,又可以加强百香果的综合利用,因此我们从两种百香果籽油的抗氧化效果进行分析,以便对百香果籽进行筛选,进一步对其开发利用。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

紫色百香果和黄色百香果广西壮族自治区玉林市;DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼),BHT,亚油酸,TPTZ(Fe3+-三吡啶-三吖嗪),水杨酸,维生素E,芦丁,β-胡萝卜素,没食子酸等试剂均为分析纯。

DZF-6020型数显鼓风干燥箱上海索普仪器有限公司;真空干燥箱上海一恒科技有限公司;KDC-160HR型高速冷冻离心机科大创新股份有限公司;500 mL索氏提取装置北京海鹏翔精细化学品有限公司;RE52CS型旋转蒸发仪上海亚荣生化仪器厂;Paradigm多标记微孔板检测仪广州中科进出口有限公司;UV-1600型紫外可见分光光度计上海精密科学仪器有限公司;LC-20AT/SPD-M20高效液相色谱仪日本岛津公司。

1.2实验方法

1.2.1百香果籽油的制备在百香果中取新鲜籽粒,清理去杂,过夜晾干,于热鼓风干燥箱105 ℃下烘干至恒重。粉碎后用滤纸包扎,转入索氏抽提筒中,用无水乙醚在45 ℃下抽提8 h。抽提完毕之后,用旋转蒸发仪在35 ℃下蒸发掉乙醚,置于真空干燥箱中,35 ℃干燥至恒重,得到百香果籽粗油。用离心机在6000 r/min下常温离心15 min,分离得到上层清澈油脂。

1.2.2百香果籽油抗氧化物质的测定

1.2.2.1黄酮含量测定配制芦丁标准液0.1～0.6 μg/mL,各自取1.0 mL的上述溶液于25 mL的容量瓶中,加入5% NaNO2溶液1 mL,充分摇匀,静置6 min,然后加入10% Al(NO3)3溶液1 mL,充分摇匀,同样静置 6 min,最后再加4% NaOH溶液10 mL,用无水乙醇定容至刻度,充分摇匀,静置15～20 min 后,于360 nm波长处测定吸光度A,绘制标准曲线。用无水乙醇配制0.5%(v/v)的样品,按照上述方法测定,以不加油样的溶液做空白对照,于360 nm波长测定吸光值。

1.2.2.2β-胡萝卜素含量的测定制作标准曲线:参照朱振宝等人[6]的方法,略有改动。用氯仿稀释成0.4～2.4 μg/mLβ-胡萝卜素溶液,于450 nm 下测定吸光度，绘制标准曲线。样品配制:用氯仿配制80 μg/mL的百香果籽油,以氯仿作为空白对照,在450 nm下测定其吸光度。

1.2.2.3总酚类化合物含量的测定参照Ferreira[7]和Silva[8]等人的方法,略有改动。用无水乙醇配成0～10 μg/mL的没食子酸标准品,在765 nm下读取吸光值,制作标准曲线。准确称量1.00 g 百香果籽油,加入3 mL的甲醇,超声提取5 min,离心,并收集上清液,此过程再重复两次,将三次上清液合并,用甲醇定容到溶液体积为10 mL。取0.1 mL的甲醇提取物到10 mL的容量瓶中,加入0.5 mL的福林―酚溶液,反应3 min后加入1.5 mL的饱和碳酸钠溶液,加水定容至10 mL,室温下反应2 h,以不加油样的溶液做空白对照,在765 nm下读取吸光值。

1.2.2.4维生素E含量的测定参照李柰[9]等人的方法,略有改动。检测条件:岛津LC-20AT高效液相色谱仪,具有二极管阵列检测器SPD-M20A,色谱柱:Description Gemini 5u C18110A柱,总流速:1.0 mL/min,柱温:30 ℃,进样量:20 μL,流动相:甲醇与水的体积比为98∶2,洗脱时间:30 min。以维生素E为标准品,用甲醇配制至浓度为15～90 μg/mL。将标准品在上述检测条件下进行全波长扫描,得到最佳吸收波长,在最佳吸收波长下测定不同浓度维生素E的峰面积,绘制标准曲线。准确称量1.00 g 百香果籽油,用甲醇为溶剂,料液比例为1∶1. 25(g/mL),超声提取20 min,离心,取上层清液,以上步骤重复三次后合并上清液,定容至2 mL棕色容量瓶中,在上述检测条件下测定其峰面积。

1.2.3百香果籽油抗氧化活性的测定

1.2.3.1总抗氧化能力的测定(FRAP)参考Martínez等人[10]的方法,略有改动。用异丙醇配制不同浓度的黄色和紫色百香果籽油溶液,以BHT和亚油酸作对照。四种样品的终浓度为0.0～25.0 mg/mL。往96孔板中加150 μL TPTZ工作液,37 ℃下反应30 min,采用酶标仪测定其在593 nm处的吸光值,记为A反应前。再加入20 μL样液,反应8 min后读取吸光值,记为A反应后。分别对3次平行的样液进行铁还原能力的测定。将(A反应前-A反应后)在标准曲线上获取提取物相应的硫酸亚铁浓度(mmol/L)定义为FRAP值。

1.2.3.2抑制DPPH自由基的能力参考Jairo等人[11]的方法,略有改动。用无水甲醇配制0.10 mmol/L DPPH溶液。百香果籽油和BHT,以及亚油酸用乙酸乙酯配制成浓度为0.1～25.0 mg/mL的溶液。根据式(1)加入不同浓度的样品和试剂,于517 nm波长下测吸光度,重复3次,求平均值,计算DPPH·的清除率。以BHT和亚油酸为对照。根据下式计算清除率:

式(1)

注:A1:2 mL DPPH溶液+2 mL样品液,A2:2 mL无水乙醇+2 mL样品液,A3:2 mL DPPH溶液+2 mL样品溶剂

1.2.3.3水杨酸法测定清除羟自由基的能力参考陶志华等人[12]的方法,略有改动。百香果籽油和BHT,以及亚油酸用异丙醇配制成浓度为0.1～25.0 mg/mL的溶液。取不同浓度的样品溶液1 mL,依次加入1 mL 9 mmol/L FeSO4、1 mL 9 mmol/L水杨酸、1 mL 8.8 mmol/L H2O2,混匀,置37 ℃水浴中加热30 min,以蒸馏水为参比在510 nm下测定样品吸光度(Ai)。每个质量浓度设3个平行管,结果取平均值。以1 mL 9 mmol/L FeSO4,1 mL水杨酸与样品溶液1 mL,加1 mL的水作为本底吸收(Aj)。以BHT和亚油酸作为对照样,由式(2)计算清除率:

式(2)

注:A0为空白对照液的吸光度;Ai为加入样品溶液后的吸光度;Aj为不加H2O2的样品溶液本底的吸光度。

1.2.3.4邻苯三酚法测定清除超氧阴离子自由基的能力参考Li[13]的方法,略有改动。百香果籽油和BHT,以及亚油酸用异丙醇配制成浓度为0.1～25.0 mg/mL的溶液。在96孔板中加入177 μL 50 mmol/L Tris-HCl(pH7.4)缓冲液,25 ℃水浴保温20 min,加入3μL3 mmol/L邻苯三酚(已于25 ℃预热),采用酶标仪在325 nm下测定吸光值。每隔30 s读数一次A值,至300 s为止。将所得数据绘图,得一直线,此直线斜率为邻苯三酚的自氧化速率K0。用Tris-HCl缓冲液作为空白参比,于96孔板中加入87 μL 50 mmol/L Tris-HCl(pH7.4)缓冲液和90 μL不同浓度的待测液。再加入3 μL 3 mmol/L邻苯三酚,采用酶标仪每隔30 s测定其在325 nm处的吸光值。将所得数据绘图,得一直线,此直线斜率为加入样品溶液后的邻苯三酚自氧化速率K,用Tris-HCl缓冲液作为空白参比。

式(3)

1.3数据分析

实验数据采用Origin 9和Excel建立数据库进行作图,并用spss22统计软件进行方差分析,两样本之间采用t检验,显著性差异p≤0.05。

2　结果与分析

2.1百香果籽油的抗氧化物质测定结果

从图1～图4可得,0.1～0.6 μg/mL的芦丁标准液在360 nm波长下,0.4～2.4 μg/mL的β-胡萝卜素溶液在450 nm 下,0～10 μg/mL的没食子酸标准品在765 nm下,15～90 μg/mL维生素E(α-生育酚)在284 nm 下均有良好的线性关系。从图5可知,维生素E在284 nm下有最大吸收。由表1可知，紫色百香果籽油的黄酮含量、β-胡萝卜素含量和维生素E含量都高于黄色百香果籽油,而黄色百香果籽油的总酚含量达到16.69 mg GAE/kg,比紫色百香果籽油高。在两种百香果籽油中,黄酮含量最高。黄色百香果籽油中黄酮含量达到44.86 μg/mL,紫色百香果籽油中黄酮含量达到45.75 μg/mL。实验结果表明紫色和黄色百香果籽油都含有多种抗氧化物物质,而且紫色百香果籽油的抗氧化物质含量高于黄色百香果籽油。

图1　黄酮含量的标准曲线Fig.1　Standard curve of flavonoids

图2　β-胡萝卜素含量的标准曲线Fig.2　Standard curve of β-carotene

图3　总酚含量的标准曲线图Fig.3　Standard curve of total phenolics

图4　维生素E含量的标准曲线Fig.4　Standard curve of Vitamin E

图5　维生素E的全波长扫描图Fig.5　The UV-Vis spectrophotometry of Vitamin E

2.2百香果籽油的抗氧化活性实验结果

2.2.1对铁离子的还原能力如图6所示,在593 nm波长下,硫酸亚铁在浓度为0.1～1.0 mmol/L的范围内,硫酸亚铁的浓度跟吸光值有良好的线性关系。由于百香果籽油中的主要成分是亚油酸,因此将亚油酸作为对照组,分析其抗氧化能力。由图7可以看出,黄色和紫色百香果籽油对铁离子的还原能力都会随着浓度的增大而增大,紫色百香果籽油的铁离子还原能力最大能达到0.81 mmol/L。总抗氧化能力:BHT>紫色百香果籽油>黄色百香果籽油>亚油酸。方差分析结果显示两种百香果籽油在对铁离子的还原能力方面无显著差异(p>0.05)。

表1　黄色百香果籽油、紫色百香果籽油的抗氧化物质含量

图6　硫酸亚铁的标准曲线Fig.6　Standard curve of FeSO4

图7　不同样品的RFAP值Fig.7　RFAP values of samples

2.2.2对DPPH自由基清除率从图8可以看出黄色和紫色百香果籽油在一定浓度范围内会随着油脂浓度的增加,清除能力也随着增强,黄色和紫色百香果籽油对DPPH自由基的最高清除能力均能达到84%以上。清除DPPH自由基能力:BHT>紫色百香果籽油>黄色百香果籽油>亚油酸。方差分析结果显示两种百香果籽油在对DPPH自由基清除率方面有显著差异(p<0.05)。

图8　不同样品对DPPH自由基清除率Fig.8　DPPH radical scavenging activity of samples

2.2.3对羟自由基清除能力为了与氧化剂和油籽常有成分进行比较,实验分别采用黄色和紫色百香果籽油、BHT及亚油酸对羟基自由基的清除能力进行分析。实验结果如图9,黄色和紫色百香果籽油清除羟自由基的能力都弱于亚油酸和BHT。清除羟自由基能力:BHT>亚油酸>黄色百香果籽油>紫色百香果籽油。方差分析结果显示两种百香果籽油在对羟自由基清除能力方面无显著差异(p>0.05)。

图9　不同样品对羟自由基清除率Fig.9　Hydroxyl radical scavenging activity of samples

图10　不同样品对超氧阴离子自由基清除率Fig.10　Superoxide anion free radicalscavenging activity of samples

3　结论

研究表明,两种百香果籽油都有较强的抗氧化能力,能有效地清除DPPH自由基和超氧阴离子自由基。而且,随着百香果籽油浓度的增加,两种百香果籽油的清除自由基能力的变化趋势一致。紫色百香果籽油中维生素E、类胡萝卜素和黄酮的含量均高于黄色百香果籽油,导致其总抗氧化能力强于黄色百香果籽油。总体分析说明,两种百香果籽油均可作为天然抗氧化剂应用于食品上。因此百香果籽油可作为一种天然保健植物油的新来源,达到有效利用废弃百香果籽的目的。

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A comparative study on antioxidant properties of yellow and purple passion fruit seed oil

XU Xiao-jing,TAO Zhi-hua*

(Department of Food and Biology Engineering,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China)

passion fruit seed oil;antioxidant;comparative analysis

2015-10-16

许晓静(1990-)，女，在读研究生，研究方向：生物活性成分的开发利用，E-mail:15011701241@163.com。

陶志华(1973-)，女，博士，副教授，研究方向：海洋生物资源的有效利用及其有害成分的控制技术研究,E-mail:tzh730@hotmail.com。

国家自然科学基金(31101743)；国家自然科学基金(31300804)。

TS255.1

A

1002-0306(2016)11-0049-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.11.001