泡制醋蒜抗氧化成分及体外抗氧化能力的测定

刘小霞，安学明，李彦虎，牛耀星，赵风云

(甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃 兰州 730070)

大蒜(AlliumsativumL.)属百合科葱属植物，以鳞茎入食[1].我国是大蒜种植大国，至今已有2 000多年的栽培历史，山东、河南、江苏、甘肃等均是大蒜的主要产地.大蒜营养丰富，含有大蒜素、多糖、多酚、氨基酸、矿质元素等，具有抗氧化、抗肿瘤、抗菌消炎、保护心血管系统等作用[2-4].食醋是家庭生活中常用的调味品，主要成分为醋酸，还含有少量的葡萄糖酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸等.传统中医常用食醋与其他药材配伍，以防治消化、呼吸系统等疾病[5].醋蒜是中国北方的传统美食，因习俗上常于腊月初八腌制而又名腊八蒜.利用食醋将大蒜浸泡，在低温下储藏，由于酸性及低温的环境下致使大蒜中部分酶在休眠状态下被激活，与大蒜中的部分物质反应，生成了“绿色素”物质.相比新鲜大蒜，醋蒜颜色翠绿，口感酸辣适中，风味更加温和，深受人们喜爱[6-7].研究表明，常吃醋蒜的地区，人们患直肠癌的概率降低[8].

大蒜本身具有较强的抗氧化能力，可以减少氧化应激，其含有的主要硫化物的体外抗氧化活性优于人参[9-10].Hyun等[11]研究发现，大蒜中的大蒜素具有清除氧自由基，减缓生命氧化衰亡的作用.贾江滨[12]研究发现，大蒜中的蒜氨酸是良好的羟自由基清道夫.目前醋蒜的研究多集中于绿变机理.何贵山等[13]研究了大蒜绿色素前体物吡咯基氨基酸的成因.刘玮等[14]研究了绿变大蒜色素提取物对肝癌的抑制作用.王岩等[15]研究了大蒜绿变的影响因素.王丹等[16]研究了绿色素的分离纯化法及绿变机制.大蒜经过食醋泡制成为醋蒜后，其抗氧化能力是否发生变化，目前鲜有报道.

本研究通过实验室模拟传统方法，制作醋蒜.以鲜蒜、食醋作对照，测定醋蒜中的大蒜素、多糖、多酚、黄酮、VC、皂苷、矿质元素、氨基酸等含量，并对其体外抗氧化能力进行测定，分析醋蒜泡制后抗氧化成分和体外抗氧化能力变化.本研究综合评价了醋蒜的抗氧化能力，为进一步开发醋蒜保健食品，增加大蒜的附加价值提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜蒜：2018年1月于兰州市场购买拉萨白皮大蒜；选择新鲜、大小均匀(蒜头直径约为6.5 cm)、无病虫害、无机械损伤的果实.

食醋：佛山市海天食品有限公司生产的米醋(醋酸含量为4%).

苯酚：天津光复精细化工研究所；Tris-HCl缓冲液：上海源叶生物科技有限公司；福林酚：上海源叶生物科技有限公司；焦性没食子酸：天津光复精细化工研究所；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼：上海源叶生物科技有限公司；2,6-二氯靛酚：成都市科隆化学品有限公司；薯蓣皂苷：中国药品生物制品检定所；均为市售分析纯.

1.2 仪器与设备

旋转蒸发器：RE-52系列，上海亚荣生化仪器工厂；可见分光光度计：722s，上海精密科学仪器有限公司；超声波清洗器：KQ-100E，昆山市超声仪器有限公司；电子分析天平：FA1204B，上海佑科仪器仪表有限公司；原子吸收分光光度计：AA-6800，日本岛津；氨基酸自动分析仪：8800，日本日立；薄层硅胶板：青岛海浪硅胶干燥剂厂.

1.3 试验方法

1.3.1 醋蒜制备 取1 000 g冷藏的鲜蒜，剥皮、分瓣，弃去有伤痕的蒜瓣，去除大蒜毛根，用蒸馏水清洗3次，备用.取蒜瓣和浓度5%的食醋溶液以质量体积比为1∶1(W∶V)浸泡于广口瓶中，放置于学院实验室，室温并避光泡制.由于毛根被削去，所有醋蒜均先由根部变绿，直至蒜尖.用刀切开整个蒜体，观察无白色时，作为泡制终点.鲜蒜和食醋作为对照组.

1.3.2 醋蒜抗氧化指标及体外抗氧化能力测定 大蒜素：占其大蒜总硫代亚磺酸酯的70%，硫代亚磺酸酯的变化趋势也就反映了大蒜素的变化趋势[17].总硫代亚磺酸酯采用Lawson[17]的测定方法，略作修改.取10 mmol/L半胱氨酸溶液10 mL，加2 mL蒸馏水，摇匀后取2 mL于200 mL容量瓶中，加水定容.取稀释100倍的半胱氨酸溶液9 mL与3 mmol/L DTNB溶液1 mL在26 ℃下保温15 min后，412 nm波长下测定其初始吸光度值(A0).取配置成10 mmol/L左右的半胱氨酸溶液5 mL，加入1 mL硫代亚磺酸酯提取液，在26 ℃下保温15 min后，取1 mL反应混合液于100 mL容量瓶中，加水定容.取稀释100倍的反应混合液4.5 mL与DTNB溶液1 mL在26 ℃下保温15 min后，在412 nm波长下测定其初始吸光度值(A1).

ΔA412=A0-A1

硫代亚磺酸酯(mmol/mL)=(ΔA412×β)/(2×14 150)

大蒜素(mmol/mL)=硫代亚磺酸酯×70%

式中，β为稀释倍数；14 150为2-硝基-5-硫代苯甲酸(NTB)在412 nm处的摩尔消光系数(1 cm的光径).

多糖：采用苯酚硫酸法[18]法测定；黄酮：根据三氯化铝比色法[19]法测定；多酚：采用福林酚[11]法测定；VC：采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[20]；Mn：参照GB/ T 5009.90-2017，采用火焰原子吸收分光光度法；Fe：参照GB/ T 5009.90-2016，采用火焰原子吸收分光光度法；Se：参照GB/ T 5009.93-2017，采用氢化物原子荧光光谱法测定；总皂苷：采用香草醛-冰醋酸-高氯酸比色法[18]测定；氨基酸：参照QB/T5197-2017方法测定；抗氧化体系：采用Kim等[21]的方法：O2-·、·OH、DPPH自由基清除率.

1.4 数据分析

以上试验重复3次，测定的数据采用Excel 2010软件进行统计；显著性检验采用SPSS 19.0软件.

2 结果与分析

2.1 泡制醋蒜抗氧化成分的变化

由表1所示，与鲜蒜相比，醋蒜的大蒜素、多糖、多酚、黄酮、VC含量均显著降低(P<0.01)，皂苷含量显著增加(P<0.05).醋蒜的大蒜素含量0.023 mmol/L，相比于鲜蒜下降了23.33%；多糖含量为192.85 mg/100 g，相比于鲜蒜含量下降了28.93%；多酚含量为36.94 mg/100 g，相比于鲜蒜下降了26.62%；黄酮含量为98.85 mg/100 g，相比于鲜蒜相比下降了31.64%；VC含量3.53 mg/100 g，相比于鲜蒜下降了58.37%.醋蒜的总皂苷含量分别为346.33 mg/kg，相比于鲜蒜增加了1.66%.浸泡液中大蒜素、多糖、黄酮、VC含量均显著高于食醋(P<0.01).食醋和浸泡液中的多酚、皂苷含量差异不显著(P>0.05).

表1 鲜蒜、食醋、醋蒜、浸泡液主要抗氧化物质含量变化

大写字母表示P<0.01差异极显著，小写字母P<0.05差异显著,下同.

Capital letters indicateP<0.01 is extremely significant,lowercase，P<0.05 is significant,the same below.

2.2 泡制醋蒜矿质元素含量变化

由图1可知，经过食醋泡制后，醋蒜中的Mn、Fe含量均显著高于鲜蒜，而Se含量显著低于鲜蒜(P<0.01).醋蒜的Mn、Fe含量分别为31.43、25.78 mg/kg，，相比于鲜蒜的6.38、8.89 mg/kg，分别增加了3.92倍和1.90倍.食醋和浸泡液的中Mn、Fe含量，均显著高于鲜蒜、醋蒜(P<0.01).醋蒜Se含量为12.33 μg/kg，相比于浸泡前的鲜蒜降低了15.32%；浸泡液中Se含量为10.74 μg/kg，相比于食醋升高了15.98%.

图1 鲜蒜、食醋、醋蒜、浸泡液矿质元素质含量变化Figure 1 Changes in metal element quality of fresh garlic,vinegar,pickled garlic and soaking liquid

2.3 泡制醋蒜氨基酸含量的变化

对鲜蒜、食醋、醋蒜和浸泡液进行氨基酸含量测定.由图2可知，鲜蒜和醋蒜均含有丰富的氨基酸和人体必需的7种氨基酸.4种样本的氨基酸总量最高的是鲜蒜，其次是醋蒜，食醋和浸泡液中的氨基酸含量均较低.

数据经过Z-score归一处理， 越接近红色，代表数值上调，反之，下调.The data was normalized by Z-score，the closer to red,the higher the value；on the contrary,the lower the value；pairwise comparison between groups.图2 鲜蒜、食醋、醋蒜、浸泡液氨基酸含量变化Figure 2 Amino acid content changes of fresh garlic,vinegar,pickled garlic and soaking liquid

与鲜蒜相比，醋蒜中半胱氨酸、丙氨酸、蛋氨酸的含量升高，而其余氨基酸都较浸泡前降低.醋蒜中的半胱氨酸、丙氨酸、蛋氨酸含量分别为：71.19、196.72、38.89 mg/100 g，相比于鲜蒜分别增加了75.82%、2.05%、4.46%.可知，鲜蒜和醋蒜含有丰富的氨基酸和人体必需的7种氨基酸，且经食醋泡制，醋蒜中3种氨基酸含量增加.

2.4 泡制醋蒜体外抗氧化能力分析

对鲜蒜、食醋、醋蒜、浸泡液的O2-·、·OH、DPPH自由基清除率进行测定，结果如图3所示.可知4种样本的抗氧化能力的强弱顺序为浸泡液>醋蒜>食醋>鲜蒜.经泡制后，醋蒜的O2-·、·OH、DPPH自由基清除率分别为43.91%、48.34%、40.98%，分别比泡制前的鲜蒜提高了19.51%、20.20%、19.73%，且差异显著(P<0.05).

图3 鲜蒜、食醋、醋蒜、浸泡液的抗氧化体系清除率比较Figure 3 Comparison of antioxidant system clearance rate of fresh garlic,vinegar,pickled garlic,and soaking liquid

3 讨论

本试验利用食醋常温泡制大蒜获得醋蒜.食醋的主要成分为醋酸，在泡制过程中，醋酸可以在较短的时间内增加大蒜细胞膜的通透性[22].通过渗透作用，使得醋蒜中一部分水溶性物质渗出，进入到浸泡液中，造成醋蒜中的大蒜素、多糖、多酚、黄酮、VC、Se及部分氨基酸含量均有降低.食醋中Fe、Mn、Se、半胱氨酸、丙氨酸、蛋氨酸含量均比鲜蒜中含量高，在浸泡时，醋蒜在吸收食醋中的水分过程中，伴随着矿质元素、氨基酸等的转移，使得醋蒜中的对应物质含量增加，但由于矿质元素Se分为有机与无机硒，有机硒会结合大量的多糖、氨基酸等物质，可能导致醋蒜中的总硒含量降低[23-24].大蒜中的皂苷属于非极性物质，难溶于水，在制作中被保留在醋蒜中，醋蒜泡制后，水分含量降低，使得皂苷的浓度大于鲜蒜[25-26].因此，醋蒜在泡制前后，其中抗氧化成分发生了相应的变化.

机体抗氧化能力分为直接和间接作用.自由基作为一类含有未成对电子的物质被认为可以和生物分子反应而造成细胞损伤和凋亡，它的清除是需要多种物质协同进行.多糖、VC能直接清除活性氧；皂苷也可清除细胞内活性氧，并对基因表达和酶活性具有正向影响效应[26].黄酮、多酚类物质能与自由基反应形成较为稳定的酚氧自由基、且可螯合金属离子、从而抑制氧化酶活性；并能通过保护机体的内源性抗氧化酶(SOD、CAT等)而起到间接的抗氧化效果，提高醋蒜的抗氧化作用[27].大蒜素分子含亚甲基亚砜、烯丙基，该结构通过提供活泼氢与自由基反应，并形成自由基共振杂化而被稳定，有较好的抗氧化效果[28].Fe、Mn、Se是构成各种抗氧化酶的重要辅因子，Mn是SOD的辅因子，Fe是CAT的辅因子，Se参与谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px的构成[29].当这些微量元素充足时，可激活抗氧化酶活性基因，从而发挥抗氧化作用.本研究表明，大蒜在泡制前后均具有抗氧化能力，泡制后因部分抗氧化成分的显著增加，使得醋蒜的抗氧化能力显著高于泡制前.

4 结论

经食醋浸泡后，醋蒜中的大蒜素、多糖、黄酮、多酚、VC、Se及部分氨基酸含量显著降低，而Mn、Fe、总皂苷、半胱氨酸、丙氨酸、蛋氨酸含量显著升高(P<0.01).醋蒜的O2-·、·OH、DPPH自由基清除率均显著高于泡制前的鲜蒜.鲜蒜经过食醋泡制后，其浸泡液也具有较强的抗氧化能力.本研究为进一步开发醋蒜功能性食品提供了理论依据.