马蹄皮提取液抗氧化的稳定性研究

陈秋娟，谢微，罗杨合

（1.贺州学院化学与生物工程学院，广西贺州542899；2.贺州学院食品科学与工程技术研究院，广西贺州542899）

马蹄皮提取液抗氧化的稳定性研究

陈秋娟1，谢微2，*，罗杨合2

（1.贺州学院化学与生物工程学院，广西贺州542899；2.贺州学院食品科学与工程技术研究院，广西贺州542899）

研究浓度、温度、时间、pH值对马蹄皮提取液的抗氧化稳定性的影响。结果表明浓度大于2.4 mg/mL时对马蹄皮提取液的抗氧化性无影响，时间、温度、pH值对它的抗氧化性影响较大。在37℃、1 h、pH值为5时得到最佳羟自由基清除率，且耐酸耐碱。马蹄皮提取液的抗氧化稳定性与抗坏血酸的稳定性接近，可以代替抗坏血酸。

马蹄皮；抗氧化；羟自由基

抗氧化剂它主要用于阻止或延缓油脂的自动氧化，还可用于防止食品因氧而使营养褐变、损坏、褪色等。抗氧化剂广泛应用于食品工业，而且需求量逐年增加，抗氧化剂分为人工合成抗氧化剂和天然抗氧化剂。过去人工合成抗化剂以其高效、价钱便宜而大量应用于食品制品中。但是随着科学技术的发展来，人们崇尚天然物质，天然抗氧化剂的开发利用开始流行起来。

马蹄是荸荠的俗称，马蹄属沙草科植物荸荠的球茎，原产于印度，在我国主要分布于江苏、安徽、浙江、广西等水泽地区。马蹄具有很好的医疗保健效果，其苗秧、根、果实均可入药。马蹄的应用很广泛，像用来做马蹄罐头、马蹄糕、果醋等，在加工马蹄的过程中马蹄皮总是被拿来做廉价的猪饲料或是直接丢弃，这样就造成了浪费。

对于马蹄皮已经有许多科研工作者进行了大量的研究。经研究发现，色素[1]、黄酮[2]、酚类[3]等都是马蹄皮提取液的重要组成部分。酚类一般都具有抗氧化性质，大量的试验也表明马蹄皮提取液具有抗氧化性[4]，具有抗氧化性就有被用作抗氧化剂的发展前景，但是要大量使用就必须知道它的抗氧化的稳定性，根据实际来确定使用范围。稳定性越好，发展的空间越大就可以为天然抗氧化剂的发展出一份力。

能够体现物质的抗氧化性的体系有很多，比如：清除DPPH体系[5-6]、H2O2体系[7-8]、清除亚硝酸离子体系[9-10]、清除羟自由基体系[11-12]、测定油脂的过氧化值[13]。

本文选用清除羟自由基体系来体现马蹄皮提取液的抗氧化性，从时间、浓度、温度、pH值4个方面因素来研究马蹄皮提取液的抗氧化稳定性，旨在得出马蹄皮提取液的稳定性的相关数据，为日后科研工作者做相关的数据支持，提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

马蹄皮：购于贺州鹅塘马蹄收购点。

无水乙醇：天津市鼎盛鑫化工有限公司；六水合硫酸亚铁铵：天津市凯通化学试剂有限公司；乙酸、双氧水、浓盐酸、氢氧化钠：西陇化工股份有限公司；醋酸钠：广州化学试剂厂；抗坏血酸：杭州新方五交化有限公司；邻二氮菲：天津市大茂化学试剂厂；磷酸二氢钾：天津市恒兴化学试剂制造有限公司（以上药品均为分析纯）；试验用水为蒸馏水。

TU-1901型紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；722-E型可见分光光度计：上海光谱仪有限公司制造；JA2103N型电子天平：上海民桥精密科学仪器有限公司；HHS-21-6型电子恒温水浴锅：上海博讯实业有限公司医疗设备厂；FZ102型微型植物试样粉碎机：河北省黄骅市新兴电器厂；SHZ型循环水式真空泵：巩义市予华仪器有限责任公司。

1.2 试验设计

1.2.1 马蹄皮样液的制取

马蹄皮，清水洗干净，置于通风处自然风干。用微型植物粉碎机粉碎，收集粉末。称取5g马蹄皮粉末，用50%乙醇溶液以1∶20（g/mL）的料液比在35℃恒温下提取2 h，过滤，滤渣再用50%的乙醇溶液进行1 h的二次提取，过滤，合并滤液，用蒸馏水定容至250 mL。得到样液，放置在4℃冰箱内保存待用。

1.2.2 清除羟自由基的测定

采用Fenton反应法[14-15]。Fenton反应产生羟自由基：H2O2+Fe2+=·OH+OH-+Fe3+，Fe2+-邻二氮菲反应，生成红色配合物，该化合物在510 nm处有最大吸收。加入双氧水后，体系的吸光度会变小，这时如果加入具有抗氧化性的物质，可以减弱双氧水对Fe2+和邻二氮菲体系的氧化作用，从而减小体系吸光度的变化。

取 6 支 25mL 比色管，编号为 1、2、3、4、5、6，在 1、2、3、4加入一定量的0.01 mol/L的硫酸亚铁铵溶液和一定量的0.01 mol/L的邻二氮菲溶液，在1、2、5号比色管中加入一定量的马蹄皮样液，在1、3号比色管中加入一定量的0.06%的双氧水，6支比色管均用蒸馏水定容至刻度。把6支比色管在一定恒温下反应一定时间，测定吸光度。以6中液体为参比，测定3、4的吸光度，分别得到A3和A0。以5中溶液为参比，测定1、2比色管中的吸光度，得到A2和A1。在1号比色管中加入不同体积的马蹄皮提取液，按相同的方法测定吸光度，得到不同的羟自由基的清除率[16]。

式中：A1为是加入马蹄皮样液未加入双氧水的吸光度；A2为加入马蹄皮样液之后加入双氧水后的吸光度；A0为亚铁离子和邻二氮菲体系的吸光度；A3为加入了双氧水的亚铁离子和邻二氮菲体系的吸光度。

2 结果与分析

2.1 马蹄皮提取液的紫外可见光谱图

根据1.2.1的方法得到马蹄皮提取液，用紫外可见分光光度计进行光谱扫描，得到图1C线。取一定量的邻二氮菲和一定量的硫酸亚铁铵溶液混合，定容。用紫外可见分光光度计进行扫描，得到图1B线。

图1 马蹄皮提取液和Fe2+/邻二氮菲体系可见光区光谱扫描图Fig.1 Visible spectrum scan of water chestnut peel and Fe2+/1，10-Phenanthroline system

由图1可看出，Fe2+/邻二氮菲体系在510 nm处有最大吸收峰，而马蹄皮提取液则在该波长处没有明显吸收，说明在510 nm时，提取液中的成分对Fe2+/邻二氮菲体系的吸光度无干扰。

2.2 样品浓度对清除羟自由基的影响

按照1.2.2所述，在1、2、5号比色管中分别加入不同体积的样液，在1、2、3、4号加入0.5 mL的硫酸亚铁铵和0.5 mL邻二氮菲，在1、3号加入0.5 mL双氧水溶液，定容至刻度，在37℃反应一小时，测定吸光度。由于抗坏血酸价格低廉，抗氧化性能优异，是较常见的抗氧化性，所以用抗坏血酸代替提取液做对比试验，用同样的方法得到吸光度，结果如图2所示。

图2 加入不同体积的马蹄皮提取液的羟自由基清除率Fig.2 Hydroxyl radical scavenging rate of different volume of water chestnut peel extracted liquid

由图2可以看出马蹄皮提取液在浓度为1.5 mg/mL～2.4 mg/mL具有明显的量效关系，且清除率都在50%以上，在大于2.4 mg/mL后清除率基本不变，这就说明提取液的浓度大于2.4 mg/mL时对羟自由基清除率没有太大影响。在实际应用中，考虑符合经济效益，建议使用2.4 mg/mL的用量，节省试剂用量。抗坏血酸在加入2 mL时达到最大值，提取液与之相比要达到最大值用量要多一些，但是清除率达到50%以上。这个说明马蹄皮提取液的清除能力还是可以的，具有相当好的发展前景。

2.3 时间对提取液的清除率的影响

按照1.2.2所述，在1、2、5号比色管中分别加一定量的样液，在1、2、3、4号加入0.5 mL的硫酸亚铁铵和0.5 mL邻二氮菲，在1、3号加入0.5 mL双氧水溶液，定容至刻度，在37℃反应不同时间，测定吸光度。用抗坏血酸代替提取液用同样的方法得到吸光度，结果如图3所示。

图3 反应不同时间的羟自由基清除率Fig.3 Scavenging rate of hydroxyl radical at different time

由图3可以看出，马蹄皮提取液在反应1 h的时候达到最大清除率，提取液在反应1 h内的清除率虽然在增长，但是清除率依然大于50%，清除效果较明显。反应时间大于1 h候清除率急剧下降，说明时间对提取液的抗氧化性影响很大。时间对抗对坏血酸的清除率没有太大影响，在时间方面抗坏血酸比提取液稳定。

2.4 温度对清除率的影响

按照1.2.2所述，在1、2、5号比色管中分别加一定量的样液，在1、2、3、4号加入0.5 mL的硫酸亚铁铵和0.5 mL邻二氮菲，在1、3号加入0.5 mL双氧水溶液，定容至刻度，在不同温度下反应1 h，分别测定吸光度。用抗坏血酸代替提取液用同样的方法得到吸光度，结果如图4所示。

图4 不同温度下的马蹄皮羟自由基清除率Fig.4 Hydroxyl radical scavenging rate at different temperatures.

由图4可知，25℃到50℃对马蹄皮提取液的抗氧化性具有一定的规律性，在37℃时达到最大清除率。抗坏血酸对温度的敏感和提取液基本一致，在只改变温度的条件下马蹄皮提取液可以代替抗坏血酸。

37℃正好是人体的温度，有可能在临床上对疾病的治疗有应用，在实际生产中的应用，达到最大清除率的温度不是太高，燃料能耗偏低，有发展前景。

高温对马蹄皮提取液的影响很大，在温度到达50℃以上，马蹄皮提取液会出现沉淀，温度越高，沉淀越多，随着温度的升高双氧水也会分解。但在高温下双氧水可能可以在一定程度上抑制马蹄皮提取液沉淀的形成，因为试验中发现加了双氧水的沉淀要比不加双氧水的沉淀少。

2.5 pH值对清除率的影响

按照1.2.2所述，在1、2、5号比色管中分别加一定量的样液，在1、2、3、4号加入0.5 mL的硫酸亚铁铵和0.5 mL邻二氮菲，在1、3号加入0.5 mL双氧水溶液，用不同pH值的溶液定容至刻度，在一定温度下反应1 h，分别测定吸光度。用抗坏血酸代替提取液用同样的方法得到吸光度，结果如图5所示。

图5 不同pH值下的羟自由基的清除率Fig.5 Hydroxy free radical clearance under different pH

由图5看出，马蹄皮提取液在pH值小于5时清除率呈递增趋势，并在pH值为5时达到最大值。而后随着pH值的增大而减小，在碱性环境里清除率基本不变，但是清除率也有35%。说明提取液的抗氧化性具有一定的耐碱性。抗坏血酸的最大值出现在pH值为7.4点。但是在pH值为1时溶液的红色变为了绿色，这时的吸光度对清除率没有具体的意义，抗坏血酸已经失去了抗氧化性。所以马蹄皮提取液抗氧化性的耐酸性要比抗坏血酸好。从另一个角度可以看出，提取液在不同的pH溶液中比较稳定，这对生产操作中有利。

3 结论

本文主要是对马蹄皮提取液的抗氧化性的稳定性研究，结果表明浓度大于2.4 mg/mL后对马蹄皮提取液的抗氧化性无明显影响，在反应1 h、37℃、pH值为5时羟自由基清除率到最大，且马蹄皮提取液具有一定的耐酸、耐碱性。

与抗坏血酸相比，马蹄皮来源丰富，属于废物利用，更符合经济效益。抗坏血酸的耐酸性没有马蹄皮提取液好，且马蹄皮在其他条件下和抗坏血酸的规律基本一样，所以马蹄皮提取液有可能成为抗坏血酸的代替品。这些结果希望能为马蹄皮的发展利用提供理论参考。

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Study on Stability of Antioxidation from Extract of Water Chestnut Peel

CHEN Qiu-juan1，XIE Wei2，*，LUO Yang-he2
（1.School of Chemical and Biological Engineering，Hezhou University，Hezhou 542899，Guangxi，China；2.Research Institute of Food Science&Engineering Technology，Hezhou University，Hezhou 542899，Guangxi，China）

The effectors of concetration，temperature，time and potential of hydrogen affecting antioxidation stability of water chestnut peel extracted liquid were studied.The result was showed that time，temperature and potential of hydrogen had a great effect on the antioxidation stability of water chestnut peel extracted liquid.However，concetration had no effect on it when the concetration was more than 2.4 mg/mL.When the temperature was 37℃，pH was 5 and reaction time was 1 hour，clearance rate of hydroxyl free radical was biggest and chufa peel extracted liquid can be acid-proof and alkali-proof.The antioxidation stability of water chestnut peel extracted liquid was similar to ascorbic acid stability，so it was take place of ascorbic acid.

water chestnut peel；antioxidation；hydroxyl radical

2016-09-01

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.11.003

广西高校科学技术研究项目（KY2015LX477）；贺州学院校级课题（2014ZC28）；广西高校中青年教师基础能力提升项目（KY2016LX381）；贺州学院教学质量与教学改革工程项目（hzxyjg201541，hzxyjg201636）

陈秋娟（1983—），女（汉），讲师，硕士研究生，研究方向：天然产物提取、纯化与分析。

*通信作者：谢微，女（壮），助理研究员，研究方向：分析检测。