柚子不同部位多酚和矿物质与抗氧化能力相关性研究

庄远红，刘静娜，费 鹏，潘裕添，庞 杰

(1.闽南师范大学 生物科学与技术学院， 福建 漳州 363000；2.福建农林大学 食品科学学院， 福建 福州 350002)

柚子为芸香科柑橘属果实，是人们生活中常见的一种水果，含有丰富的活性物质，其中多酚类化合物对人体抗氧化、抗炎、抗癌、抗菌、预防心血管疾病和糖尿病等具有一定的功效[1]，已广泛应用于食品与药品工业；矿物质是酶不可缺少的活性分子，同时在生物氧化还原反应中起传递电子的运载作用，与抗氧化活性也存在密切关系[2]。研究拟对柚子不同部位的总酚、总黄酮、花青素、矿物质进行测定，并进行抗氧化性研究，探讨各组分含量与还原力及·OH、DPPH·清除能力之间的相关性，为柚子相关产品在抗氧化上的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

琯溪蜜柚，漳州平和蜜柚种植基地。

1.2 仪器与设备

WK- 150型超微粉碎机，山东青州市精诚医药装备制造有限公司；AR124CN型电子天平，奥豪斯仪器上海有限公司；HH- 2型数显恒温水浴锅，金坛市科析仪器有限公司；FW100型高速万能粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司；KQ- 100DE型超声波清洗机，江苏昆山超声仪器有限公司；UV- 1100型紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；EH- 35A plus型微控数显电热板，德国莱伯泰科有限公司；Agilent 7500a 型ICP- MS，安捷伦科技有限公司。

1.3 样品制备

选择大小均匀，无机械伤和病虫害的柚子，取柚子不同部位(黄皮、白皮、囊衣、果肉、柚籽)，真空冷冻干燥，粉碎后，取冻干样品0.5 g，加入体积分数60%乙醇提取液10 mL于室温下超声提取10 min，4 000 r/min离心分离10 min，将分离后的沉淀重复上述过程提取2次，离心后合并上清液并定容至25 mL，于-2 ℃贮存[3]。

1.4 测定方法

1.4.1多酚类物质含量测定

总酚测定：福林酚法[4]；总黄酮测定：分光光度法[5]；花青素测定：参考刘桂玲测定方法[6]。

1.4.2矿物质含量测定

冻干样品经硝酸、高氯酸混合酸消化后于ICP- MS上测定各矿物质含量[7]。

1.4.3抗氧化性测定

还原力测定：在2.5 mL pH值6.6的磷酸盐缓冲液中加入1 mL待测样品(空白组以60%乙醇代替)、2.5 mL 1 g/mL铁氰化钾混合，50 ℃恒温水浴20 min，再加入2.5 mL 10 g/mL三氯乙酸，5 000 r/min离心10 min，取上清液2.5 mL，加2.5 mL蒸馏水、0.5 mL 0.1 g/mL FeCl3，混匀后静置10 min，于700 nm测定吸光度，计算还原力，见式(1)[8]。

还原力=A样品-A空白。

(1)

DPPH·清除率测定：取2 mL DPPH乙醇溶液(0.1 mol/L)(本底组以60%乙醇代替)、待测样品1 mL(空白组以60%乙醇代替)，摇匀，避光20 min后于517 nm处测定吸光度，每个处理3次重复，计算清除率，见式(2)[9]。

DPPH·清除率=
[A空白-(A样品-A本底)]/A空白×100%。

(2)

·OH清除率测定：取1.5 mL邻二氮菲(5 mmol/L)、2.0 mL PBS磷酸盐缓冲液(pH 值7.4)、1.0 mL FeSO4(0.75 mmol/L)，立即混匀后加入待测样品1.0 mL(阴性对照组和正常组用60%乙醇代替)，混匀，再加入1.0 mL H2O2(体积分数0.1%)(正常组不加H2O2溶液，以蒸馏水代替)，在37 ℃水浴中反应30 min，536 nm处测定吸光度，每个处理3次重复，计算清除率，见式(3)[10]。

·OH清除率=
[(A样品-A对照)/(A正常-A对照)]×100%。

(3)

2 结果与分析

2.1 柚子不同部位多酚类物质含量分析

柚子各部位总酚含量远远高于总黄酮和花青素，见图1。总酚含量由高到低依次是：黄皮、白皮、囊衣、果肉、柚籽，白皮、囊衣、黄皮三者总酚含量数值上相差不大，而果肉、柚籽总酚仅为黄皮的1/3左右，各部位总酚含量在统计学上存在显著差异(P<0.05)。总黄酮含量由高到低依次为：囊衣、柚籽、白皮、黄皮、果肉，囊衣最高，果肉仅为0.389 mg/g，这是因为白皮、囊衣中大量纤维素易与黄酮类物质结合，对黄酮类物质有一定富集作用[11]，各部位的总黄酮含量存在显著差异(P<0.05)。柚子花青素含量较低，花青素含量由高到低依次为：果肉、柚籽、黄皮、白皮、囊衣，其中果肉含量最高，这可能与果肉中蔗糖含量高有关，有研究表明蔗糖可诱导花青素合成基因的表达[12]；囊衣花青素含量最低，白皮与囊衣的花青素含量差异不显著(P>0.05)。

同种多酚物质柱形不同小写字母表示在0.05 水平差异显著。图1 柚子不同部位多酚类物质含量Fig.1 Polyphenols contents in different parts of pomelo

2.2 柚子不同部位矿物质含量分析

通过ICP- ASE(电感耦合等离子体原子发射光谱)法对柚子各部位冻干样品的22种矿物质进行检测，其中Be、Ni、As、Cd未检出(见表1)。从表1可知，柚子中含有丰富的对人体有益的K、 Ca、Mg、Mn、Na、Fe 等元素，其中K、Ca、Mg元素含量高，黄皮中检出的K、Ca、Mg、Mn、Na、Cu、Pb均大大高于其他部位，Pb、Co、Sb、Ag仅在黄皮中检出，但Co、Sb、Ag含量极低，Pb质量比达319.542 μg/kg(干重)，黄皮中矿物质含量高可能与钾钙镁等肥料施用、表皮农药残留和大气环境污染有关；白皮中仅检出K、Ca、Mg、Fe56、Se，说明白皮不易富集矿物质。

表1 柚子不同部位的矿物质含量

2.3 柚子不同部位抗氧化能力分析

同种多酚物质柱形不同小写字母表示在0.05水平差异显著。图2 柚子各部位醇提液的抗氧化能力Fig.2 Antioxidant abilities of alcohol extracts in different parts of pomelo

柚子各部位醇提液的还原力由高至低依次为：黄皮、果肉、柚籽、白皮、囊衣，见图2。黄皮的还原力与其他4个部位存在显著差异(P<0.05)，果肉与柚籽、囊衣与白皮之间差异不显著(P>0.05)；各部位醇提液对DPPH·清除率由高至低依次为：囊衣、果肉、黄皮、白皮、柚籽，但差异不显著(P>0.05)。·OH是已知活性最强的氧化剂，可以和所有细胞成分反应，对机体危害极大。从图2可以看出，柚子各部位醇提液对·OH清除率由高至低依次是：黄皮、囊衣、白皮、柚籽、果肉，黄皮醇提液对·OH的清除率达46.58%，与其他部位差异显著(P<0.05)，囊衣、果肉、柚籽三者对·OH的清除率差异显著(P<0.05)，白皮与囊衣、白皮与柚籽醇提液对·OH的清除率差异不显著(P>0.05)。

2.4 柚子多酚类物质、矿物质与抗氧化能力相关性分析

花青素与总酚、总黄酮呈极显著负相关(P<0.01)，总酚与Ca、·OH清除率显著相关(P<0.05)，3种多酚类物质与还原力无显著相关性(P>0.05)，DPPH·清除率与多酚类物质及K、Ca、Mg之间不存在相关性(P>0.05)，而K、Ca、Mg之间及它们与还原力、·OH清除率均存在极显著正相关(P<0.01)，见表2。

3 讨论与结论

柚子中含有丰富的生物活性成分，而酚类化合物是其中最重要的部分，酚类化合物包含简单酚类、酚酸、类黄酮、单宁等[13]，不同品种柚子及不同部位各种酚类物质含量各不相同。于杰等[1]对几种地方名柚果实囊衣、汁胞的总酚、总黄酮、类黄酮含量进行测定，发现囊衣的总黄酮和类黄酮含量较高；张昭[14]以重庆10个地方成熟柚子为对象，检测了黄皮层、白皮层、囊衣、汁胞、种子5个部位的总酚、总黄酮含量，发现蜜柚总酚含量由高到低依次为白皮层、囊衣、黄皮层、汁胞、种子，种子总黄酮含量最高，其次为黄皮层、白皮层、囊衣、汁胞。本实验对漳州平和地区琯溪蜜柚不同部位(黄皮、白皮、囊衣、果肉和柚籽)总酚、总黄酮、花青素进行测定，发现各部位总酚含量明显高于总黄酮和花青素，果肉中花青素含量最高。总黄酮含量由高到低依次为：囊衣、柚籽、白皮、黄皮、果肉，且存在显著差异(P<0.05)，囊衣总黄酮含量最高与于杰等[1]研究结果一致，果肉总黄酮含量最低与张昭[14]的研究一致。总酚含量由高到低依次为：黄皮、白皮、囊衣、果肉、柚籽，差异显著(P<0.05)，该顺序与张昭[14]的研究结论大体一致，但可能因为种植地区差异，重庆琯溪蜜柚白皮总酚含量最高，漳州平和琯溪蜜柚则以黄皮为最。但总体可以看出，蜜柚果皮、囊衣中的总酚、总黄酮均高于果肉，所以对于废弃的果皮、囊衣，更值得提取和研究其活性成分。

表2 多酚类物质、矿物质与抗氧化能力相关性

*表示0.05水平显著相关(双尾)；** 表示0.01水平显著相关(双尾)；n=15。

柚子种植过程中施用大量矿物肥是柚子矿物质含量丰富的原因。Xu等[15]、徐贵华等[16]研究了胡柚、蜜柑和椪柑果皮中的7种主要矿物质含量，发现果皮中K含量最高，其次是Ca和Mg。本实验通过ICP- ASE法对琯溪蜜柚各部位冻干样品的22种元素进行检测发现，蜜柚含有丰富的K、Ca、Mg、Mn、Na、Fe等元素，其中K、Ca、Mg元素含量较高；黄皮更易富集矿物质，而白皮中矿物质种类及含量极低；黄皮中Pb质量比达319.542 μg/kg(未超出水果制品Pb 1.0 mg/kg的国家标准限量)，这与黄皮直接接触环境尾气污染和表皮农药残留有关，日后种植过程中应注意种植的环境品质及农药的合理使用。

自由基清除率、铁离子还原力(FRAP)等是评价提取物抗氧化功效的重要指标。于杰等[1]发现地方名柚果实囊衣、汁胞抗氧化能力各不相同，汁胞DPPH自由基清除率和FRAP高于囊衣，而囊衣ABTS自由基清除率则高于汁胞；张昭[14]发现蜜柚黄皮层和囊衣的DPPH自由基清除率和FRAP高于其他部位，种子抗氧化能力最低。众多研究认为柑橘属提取液抗氧化能力与多酚类物质含量密切相关，比如Xu等[15]发现蜜柑和椪柑多酚类物质与抗氧化能力具有极显著相关性(P<0.01)；张昭等[17]发现柚子囊衣总酚、总黄酮与ABTS自由基清除率，汁胞和种子的总酚、总黄酮与FRAP、DPPH和ABTS自由基清除率，种子总黄酮与FRAP的相关性具有统计学意义(P<0.05)。张桂伟[18]研究发现，葡萄柚总酚含量与FRAP、DPPH、ABTS自由基清除率，总黄酮与DPPH自由基清除率都有极显著的相关性(P<0.01)，总黄酮与FRAP、ABTS自由基清除率显著相关(P<0.05)。本实验发现，漳州平和琯溪蜜柚黄皮醇提液的还原力和·OH清除率最高，而囊衣醇提液对DPPH·清除率最高，达到95.24%。但相关性分析表明，3种多酚类物质与还原力、DPPH·清除率均无显著相关性(P>0.05)，仅总酚与·OH清除率显著相关(P<0.05)。研究同时发现，蜜柚各部位矿物质含量与抗氧化能力具有一定相关性，其中K、Ca、Mg与还原力、·OH清除率均存在极显著正相关(P<0.01)，而与DPPH·清除率不存在显著相关性(P>0.05)，可能与K、Ca、Mg的生理功能有关。徐应文[19]研究认为适量钾可以提高植物抗氧化酶活性；吴娟等[20]研究认为外源钙能有效促进可溶性蛋白合成，提高抗氧化酶活性和抗氧化物质含量；潘晓丽等[21]对比了大黄素与大黄素- Mg配合物对超氧阴离子自由基、·OH、DPPH·清除率，发现大黄素- Mg配合物的抗氧化活性相对于配体大黄素有显著提高。但目前尚未有研究阐述提取物中K、Ca、Mg与抗氧化能力之间的相关性，其作用机理还有待进一步研究。