朝鲜蓟花苞汁总酚、总黄酮、抗氧化性比较及体外模拟胃肠消化特性

王振帅，陈善敏，信思悦，盛怀宇，蒋和体*

（西南大学食品科学学院，重庆 400716）

朝鲜蓟（Cynara scolymus L.）为菊科菜蓟属多年生草本植物，别名菜蓟、洋蓟、球蓟等，在我国主要种植于上海、浙江、云南等地，已有100多年的栽培史[1]。朝鲜蓟中除含有丰富的纤维素和矿物质元素外，还有多酚类化合物、黄酮类化合物、倍半萜内酯、木脂素等功能性成分，是一种高营养的保健蔬菜，具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降压补肾等功效[2]。

朝鲜蓟中含有丰富的多酚类物质，例如洋蓟酸、绿原酸等，植物不同部位所含的多酚类物质组成和含量均不相同，表现出不同的抗氧化活性[3]。秦桂芝[4]对朝鲜蓟化学成分进行了分析，发现了17 种化合物，其中分离出4 种酚类化合物，分别为5-O-咖啡酰基奎宁酸甲酯、原儿茶醛、洋蓟酸、洋蓟酸甲酯。杨克沙[5]利用超声波对朝鲜蓟叶多酚的提纯工艺进行了优化并对朝鲜蓟进行了化学成分和活性研究。Abu-Reidah等[6]利用高效液相色谱法对洋蓟（心）的61 种酚类化合物进行了表征，其中有34 种新的酚类化合物在洋蓟中被发现。Zhu Xianfeng等[7]从朝鲜蓟叶片的正丁醇提取物中分离得到2 种咖啡酰奎宁酸衍生物，分别为3,5-二氧咖啡酰奎宁酸和4,5-二氧咖啡酰奎宁酸。徐胜平[8]利用多种分离技术对朝鲜蓟进行分离、鉴定，确定出两种多酚类物质。Schütz等[9]利用高效液相色谱-电喷雾多级质谱联用技术对朝鲜蓟提取物的内含成分进行定性定量分析，共鉴定出22 种化合物。另外还有研究表明朝鲜蓟叶提取物具有较强的抗氧化[10]、降血脂[11]和细胞保护能力[12-13]。朝鲜蓟可食用部分是花苞的肉质花托及肥嫩苞片，所以外部粗纤维苞片的丢弃造成了极大浪费。目前研究中鲜有对花苞各部位总酚质量浓度及体外抗氧化能力的探讨，也鲜有胃肠消化环境对朝鲜蓟抗氧化能力影响的分析，本实验通过测定花苞各部位总酚质量浓度、抗氧化能力等，选取抗氧化性最强的部位进行体外模拟胃肠消化，分析胃肠消化环境对于其总酚质量浓度和抗氧化性的影响，为朝鲜蓟的综合利用提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

朝鲜蓟采摘于云南省；芦丁 中国药品生物制品检定所；没食子酸 上海源叶生物科技有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)，ABTS）（均为分析纯） 美国Sigma公司；福林-酚试剂、Tris、胃蛋白酶（250 U/mg）、胰蛋白酶（250 U/mg）北京索莱宝科技有限公司。

1.2 仪器与设备

7200紫外-可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；HWS-26电热恒温水浴锅 上海齐欣科学仪器有限公司；JYZ-B530陶瓷螺旋压榨机 九阳股份有限公司；XH-C漩涡混合器 常州越新仪器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品预处理

朝鲜蓟花苞清洗后擦干，将花苞外2～3 层苞片分类为外苞片，其余苞片为内苞片，苞片全部取下后，所剩花柄即为花托，再次清洗，以防泥沙藏于苞片间隙。

1.3.2 样品制备流程

朝鲜蓟（花托、内苞片、外苞片）→榨汁前灭酶（微波700 W、30 s、投叶量60 g）→榨汁→灭酶（微波550 W、3 min）→过滤→杀菌（121 ℃、10 min）→快速冷却→指标测定

1.3.3 总黄酮质量浓度测定

采用亚硝酸钠法[14]测定总黄酮质量浓度，以芦丁为标准物，得标准曲线方程为：y＝0.012 7x+0.025 7，R2＝0.977 4，总黄酮质量浓度以每毫升体系中所含芦丁质量表示。

1.3.4 总酚质量浓度测定

参考文献[15-16]，采用福林-酚法测定总酚质量浓度。以没食子酸为标准物绘制标准曲线，得线性方程：y＝0.097 1x+0.027 3，R2＝0.994 3。总酚质量浓度以每毫升体系中所含没食子酸质量表示。

1.3.5 抗氧化性测定

DPPH自由基清除率测定参考文献[17]的方法；ABTS阳离子自由基清除率测定参考文献[18-19]的方法；超氧阴离子自由基清除率测定参考文献[20]的方法；总还原力的测定参考文献[21]的方法；以VC溶液为对照，同时对朝鲜蓟汁和VC溶液的DPPH自由基清除率、ABTS阳离子自由基清除率和超氧阴离子自由基清除率作标准曲线，计算其半数抑制浓度（half maximal inhibitory concentration，IC50）。

1.3.6 体外模拟胃肠消化

参考文献[22-23]的方法稍作修改。取1 mL花托汁，用生理盐水稀释20 倍体积，混合均匀。模拟胃液组：将20 mL稀释液水浴至37 ℃后，用1 mol/L HCl溶液调pH值至2.0，加入4 mL 5 000 U/mL的模拟胃液（0.2 g胃蛋白酶溶于10 mL 0.01 mol/L HCl溶液）；胃酸对照组：用4 mL 0.01 mol/L的HCl溶液代替胃液，调节pH值至2.0；空白对照组：等量生理盐水代替胃液。在37 ℃、130 r/min的恒温水浴摇床中消化1 h，待测。

用1 mol/L NaHCO3将胃消化1 h后的样品调pH值至7.0，模拟肠液组：加入4 mL 500 U/mL的模拟肠液（0.1 g胰蛋白酶、0.65 g胆汁溶于50 mL的0.1 mol/L NaHCO3-Na2CO3缓冲溶液）；肠空白对照组：等体积的0.1 mol/L的NaHCO3-Na2CO3缓冲液代替肠液。在37 ℃、45 r/min的恒温水浴摇床中消化2 h，待测。

总黄酮、总酚质量浓度及抗氧化能力测定参照1.3.4和1.3.5节方法。

1.4 数据处理与分析

每个实验处理重复3 次，结果以 ±s表示，利用SPSS 22.0软件进行单因素方差分析，P＜0.05表示差异显著；应用Origin 2017及Excel软件对所得数据进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 不同部位花苞汁总黄酮、总酚质量浓度

表1 不同部位花苞汁总黄酮及总酚质量浓度Table 1 Contents of total flavonoids and total phenols in artichoke flower bud juices

由表1可知，不同部位花苞汁总黄酮、总酚质量浓度有显著性差异（P＜0.05），其中花托汁中总黄酮、总酚质量浓度最高，其总黄酮质量浓度分别为内苞叶汁的1.15 倍，外苞叶汁的2.06 倍；总酚质量浓度分别为内苞叶汁的1.13 倍，外苞叶汁的1.94 倍。内苞叶汁仅次于花托汁，其总黄酮质量浓度、总酚质量浓度分别为外苞叶汁的1.79、1.71 倍，3 种样品所含总黄酮、总酚质量浓度顺序为花托汁＞内苞叶汁＞外苞叶汁。

2.2 不同部位花苞汁抗氧化性比较

图1 不同部位花苞汁的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、超氧阴离子自由基清除能力Fig. 1 DPPH, ABTS and O2-· radical scavenging capacities of artichoke flower bud juices

将样品稀释20 倍后，以0.06 mg/mL VC溶液为对照，分析其DPPH自由基、超氧阴离子自由基清除能力，由图1可知，在DPPH自由基评价体系中，花托汁与VC溶液自由基清除率没有显著差异，而与内苞叶汁和外苞叶汁差异显著（P＜0.05），花托汁、内苞叶汁、外苞叶汁、VC溶液DPPH自由基清除率分别为94.68%、92.06%、83.76%、94.19%；VC溶液对超氧阴离子自由基的清除率显著高于3 种样品，且3 种样品之间有显著差异，自由基清除率强弱顺序为花托汁＞内苞叶汁＞外苞叶汁；由于稀释20 倍体积后的样品与VC溶液对ABTS阳离子自由基清除率过高，所以再分别将其稀释2 倍，由图1可以看出，花托汁ABTS阳离子自由基清除率大于内苞叶汁，但差异不显著，且两者均与VC溶液和外苞叶汁有显著性差异，花托汁ABTS阳离子自由基清除率分别为VC溶液和外苞叶汁的1.07、1.24 倍，内苞叶汁ABTS阳离子自由基清除率分别为VC溶液和外苞叶汁的1.06、1.22 倍。

图2 不同部位花苞汁的总还原能力Fig. 2 Total reducing power of artichoke flower bud juices

图2 所示为不同部位花苞汁的总还原能力，稀释20 倍体积后的3 种样品与VC溶液之间均呈现显著性差异，其中，花托汁总还原能力最高，分别为VC溶液、内苞叶汁、外苞叶汁还原能力的1.12、1.10、1.27 倍。综合来看，花托汁在3 种样品中抗氧化性最强。

2.3 总酚质量浓度对不同部位花苞汁DPPH自由基清除能力的影响

图3 总酚质量浓度对不同部位花苞汁DPPH自由基清除能力的影响Fig. 3 Effect of total phenol concentration on DPPH radical scavenging capacity of artichoke flower bud juices

由图3A可知，3 种样品的DPPH自由基清除能力随着总酚质量浓度增加而增大，在样品总酚质量浓度为5 μg/mL时，3 种样品清除能力均小于VC溶液且相互之间有明显差异，此时内苞叶汁清除率小于花托汁及外苞叶汁，总酚质量浓度在5～10 μg/mL之间时，3 种样品的DPPH自由基清除率急剧上升，并在总酚质量浓度为10 μg/mL时，内苞叶汁清除率已超过外苞叶汁且与其有明显差异；当总酚质量浓度为40 μg/mL时，3 种样品均已达到较高的DPPH自由基清除效果，此时花托汁、内苞叶汁、外苞叶汁清除率分别为89.57%、87.68%、83.06%；在总酚质量浓度为40～80 μg/mL之间时，DPPH自由基清除率仍在上升，但趋势较缓。由图3B可知，3 种样品及VC溶液清除DPPH自由基的IC50有显著差异，花托汁IC50为6.23 μg/mL，内苞叶汁IC50为8.35 μg/mL，外苞叶汁IC50为11.95 μg/mL，所以花托汁DPPH自由基清除率最高。

2.4 总酚质量浓度对不同部位花苞汁ABTS阳离子自由基清除能力的影响

图4 总酚质量浓度对不同部位花苞汁ABTS阳离子自由基清除能力的影响Fig. 4 Effect of total phenol concentration on ABTS radical cation scavenging capacity of artichoke flower bud juices

以VC溶液为对照，探究3 种样品在不同总酚质量浓度下的ABTS阳离子自由基清除能力，由图4A可知，随着样品总酚质量浓度的增加，ABTS阳离子自由基清除率快速增长，当总酚含量在较低范围时，样品间有明显差异，ABTS阳离子自由基清除率大小顺序为VC溶液＞花托汁＞内苞叶汁＞外苞叶汁。当总酚质量浓度在20 μg/mL时，花托汁和内苞叶汁ABTS阳离子自由基清除率差异较小，但与外苞叶汁差异明显，此时花托汁、内苞叶汁、外苞叶汁ABTS阳离子自由基清除率分别为67.29%、66.24%、61.80%；由图4B可以看出，花托汁的IC50显著小于内苞叶汁和外苞叶汁，具有较强的ABTS阳离子自由基清除能力，花托汁的IC50为14.39 μg/mL，内苞叶汁的IC50为15.37 μg/mL，外苞叶汁的IC50为17.22 μg/mL，VC溶液的IC50为12.07 μg/mL。由此可知，VC溶液ABTS阳离子自由基清除能力显著高于3 种样品，除VC溶液外，花托汁ABTS阳离子自由基清除能力最强。

2.5 总酚质量浓度对不同部位花苞汁超氧阴离子自由基清除能力的影响

图5 总酚质量浓度对不同部位花苞汁超氧阴离子自由基清除能力的影响Fig. 5 Effect of total phenol concentration on superoxide anion radical scavenging capacity of artichoke flower bud juices

由图5A可以看出，当总酚质量浓度在10 μg/mL时，超氧阴离子自由基清除率强弱顺序为VC溶液（35.70%）＞内苞叶汁（32.11%）＞外苞叶汁（28.31%）＞花托汁（14.90%）；当总酚质量浓度在20 μg/mL时，VC溶液超氧阴离子自由基清除率达到79.68%，相比10 μg/mL时提高43.98%，花托汁超氧阴离子自由基清除率也急剧上升，由14.90%上升至38.15%，超过了内苞叶汁和外苞叶汁，与内苞叶汁超氧阴离子自由基清除率差异不明显，但两者与外苞叶汁有明显差异。当总酚质量浓度在40 μg/mL时，VC溶液超氧阴离子自由基清除率达到89.75%，并在质量浓度大于40 μg/mL时，清除率保持在90%左右；样品的超氧阴离子自由基清除率随着总酚质量浓度增加而逐渐增大，当总酚质量浓度在60 μg/mL时，花托汁和内苞叶汁清除率没有明显差异，其超氧阴离子清除率均大于外苞叶汁，质量浓度达到100 μg/mL时，内苞叶汁与外苞叶超氧阴离子自由基汁清除率差异不明显。由图5B可得，样品的超氧阴离子自由基IC50大小顺序为外苞叶汁（51.01 μg/mL）＞内苞叶汁（36.39 μg/mL）＞花托汁（31.73 μg/mL）＞VC溶液（13.25 μg/mL），所以花托汁具有较强的超氧阴离子自由基清除能力。

2.6 总酚质量浓度对不同部位花苞汁总还原能力的影响

图6 总酚质量浓度对不同部位花苞汁总还原力的影响Fig. 6 Effects of total phenol concentration on total reducing power of artichoke flower bud juices

图6 所示为在不同质量浓度总酚条件下各部位花苞汁的还原能力，当总酚质量浓度为10 μg/mL时，外苞叶汁还原力明显大于内苞叶汁和花托汁，而内苞叶汁与花托汁之间没有明显差异；当总酚质量浓度为20 μg/mL时，花托汁与内苞叶汁还原力均超过外苞叶汁，此时3 种样品的总还原力分别为0.771、0.745、0.722，均小于VC溶液总还原力。在总酚质量浓度为10～60 μg/mL之间时，总还原力与总酚质量浓度成正比，均呈现出明显的上升趋势，由此可知，总酚及多酚类物质在抗氧化性方面起到重要的作用。当总酚质量浓度为50～60 μg/mL之间时，内苞叶汁与花托汁之间还原力差异逐渐减小，并与外苞叶汁还原力有较大差异，总酚质量浓度为60 μg/mL时，花托汁、内苞叶汁、外苞叶汁的总还原力分别为VC溶液的0.94、0.92、0.88 倍。总地来说，3 种样品的抗氧化能力强弱顺序依次为花托汁＞内苞叶汁＞外苞叶汁。

2.7 不同部位花苞汁总酚质量浓度与抗氧化能力相关性分析

表2 不同部位花苞汁总酚质量浓度与抗氧化能力相关性分析Table 2 Correlation between total phenol content and antioxidant capacity of artichoke flower bud juices

由表2可以看出，外苞叶汁总酚质量浓度与4 种抗氧化评价指标均呈显著性相关，其中与DPPH自由基清除率显著相关，与另外3 种评价指标极显著相关；内苞叶汁和外苞叶汁在DPPH自由基评价体系中相关系数较小，但仍呈一定的线性关系。另外，内苞叶汁对ABTS阳离子自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率、总还原力的相关系数分别为0.994、0.960、0.997，均为极显著相关。花托汁除DPPH自由基清除率外，对超氧阴离子自由基清除率、ABTS阳离子自由基清除率、总还原力也表现出较强的相关关系（P＜0.05）。

2.8 体外模拟胃液消化处理对花托汁多酚质量浓度及自由基清除率的影响

植物中活性成分的摄入与整个胃肠道的生物利用率是评估其对人类健康生物学意义的关键因素。萃取的活性成分含量可能会与胃肠消化过程后被人体吸收的活性成分含量有较大差异，其受食品基质、胃肠环境（pH值和温度）、酶和其他相关因素的影响[24]。食品中多酚物质含量及其组成成分对抗氧化性会产生较大的影响，在体内各种消化道酶和酸碱环境的作用下其结构、含量及构成可能发生改变，从而影响生理活性[23]。

表3 胃液处理对花托汁总黄酮及总酚质量浓度的影响Table 3 Effect of simulated gastric juice treatment on contents of total flavonoids and total phenols in receptacle juice

图7 胃液处理对花托汁自由基清除率的影响Fig. 7 Effect of simulated gastric juice treatment on free radicalscavenging capacity of receptacle juice

选取3 种样品中抗氧化性最强的花托汁进行体外模拟胃肠消化处理，分析其经过胃液和肠液处理后总酚质量浓度及自由基清除率的变化。表3所示为经过胃液处理后总酚和总黄酮质量浓度的变化，模拟胃液组和胃酸对照组均高于空白对照，且有显著性差异。这可能是因为胃蛋白酶会分解大分子蛋白质，从而使一些被蛋白质包围的多酚类物质释放出来，同时胃蛋白酶也会减弱部分酚酸与细胞壁之间的酯键，使酚酸得以脱离[25]；在胃酸对照组中，酸性环境有利于抗氧化物质释放，多酚类物质在低pH值下发生水解，一些苷类化合物变成相应苷元，使多酚含量有所上升[22]，另外酚类物质单体之间也存在相互作用，增加了其稳定性[26]；由图7可知，花托汁在经过胃液处理后，其自由基清除率均显著提高，在DPPH自由基清除率评价体系中，模拟胃液组、胃酸对照组、胃空白对照组清除率分别为96.01%、94.42%、80.96%，模拟胃液组、胃酸对照组清除率分别提高了15.05%、13.46%；另外，模拟胃液组、胃酸对照组ABTS阳离子自由基清除率相比空白对照组有显著差异（P＜0.05），而两者间差异不显著；在超氧阴离子自由基清除率评价体系中，清除率强弱顺序为模拟胃液组＞胃酸对照组＞空白对照组，自由基清除率分别为84.31%、81.66%、70.80%，表明经过胃酸及胃液处理后超氧阴离子自由基清除率增幅较大，这一结论也可由总还原力实验结果看出。Bouayed[27-28]、Tagliazucchi[29]等的研究均表明，样品经模拟胃液消化后多酚释放量和抗氧化活性有所提高。

2.9 体外模拟肠液处理对花托汁总黄酮、总酚质量浓度及自由基清除率的影响

表4 肠液处理对花托汁总黄酮及总酚质量浓度的影响Table 4 Effect of simulated intestinal fluid treatment on contents of total flavonoids and total phenols in receptacle juice

图8 肠液处理对花托汁自由基清除率的影响Fig. 8 Effect of simulated intestinal liquid treatment on free radical scavenging capacity of receptacle juice

将花托汁经过模拟胃液处理后再经模拟肠液处理，分析其对总酚质量浓度及自由基清除率的影响，由表4可知，相比于未经模拟肠液处理的花托汁（未处理组），模拟肠液组和空白对照组总黄酮及总酚质量浓度均显著下降（P＜0.05）。这是由于从酸性的胃液环境中过渡到中性或弱碱性的肠液环境，多酚容易降解为酚醛或其他化合物，造成酚类物质含量减少[30]；另外模拟肠液组总酚质量浓度高于空白对照组，可能是由于胰蛋白酶和胆汁水解了多酚与蛋白质结合形成的共价键，使得酚类物质得以释放。由图8可以看出，模拟肠液组和空白对照组自由基清除率都产生了不同程度的下降。未处理组由于总酚质量浓度较高，所以有较强的自由基清除能力。在DPPH自由基清除率评价体系中，模拟肠液组和空白对照组清除率下降极为明显，分别由未处理时的96.01%下降至21.25%、12.95%，模拟肠液组清除率高于肠空白对照组并与其有显著差异（P＜0.05）。在ABTS阳离子自由基清除率评价体系中，模拟肠液组和空白对照组下降程度较小，清除率分别为93.10%、90.32%，仍具有较好的ABTS阳离子自由基清除效果。在超氧阴离子自由基清除率和总还原力方面，模拟肠液组和肠空白对照组分别为未处理组的0.76、0.63 倍和0.78、0.76 倍。总地来说，自由基清除能力强弱顺序为未处理组＞模拟肠液组＞肠空白对照组。

3 结 论

本实验对比了朝鲜蓟不同部位花苞汁的总黄酮、总酚及抗氧化性，结果表明，花托汁的总黄酮、总酚质量浓度最高，分别为内苞叶汁的1.15、1.13 倍，外苞叶汁的2.06、1.94 倍，在4 种抗氧化性评价体系中，当样品稀释相同的倍数时，各样品中总酚质量浓度不同，表现出不同的抗氧化能力。另外在探究不同总酚质量浓度对3 种样品抗氧化能力的影响时，均表现为自由基清除率随着总酚质量浓度的增加而增大，具有良好的线性关系，其中花托汁的自由基清除率最高，且与内苞叶汁、外苞叶汁有显著性差异（P＜0.05）。

体外模拟胃肠消化实验中，选取了抗氧化能力最强的花托汁作为样品，在经过胃液处理后，模拟胃液组和胃酸对照组总酚质量浓度和抗氧化性都得到了提高，与从彦丽等[31]的研究结果相一致；经过肠液处理后，尽管胰蛋白酶和胆汁可促使多酚物质和黄酮的释放，自由基清除率仍然有不同程度的下降，可能是由于酸性多酚大量降解或异构为在碱性条件下稳定的结构，从而使得活性有所下降[32]。

朝鲜蓟含有丰富的多酚类化合物，具有很强的抗氧化能力，是不可多得的保健类食材，但是目前的加工方式如罐头、鲜食、蒸煮等，均造成了外苞叶大量的浪费，虽然其没有花托及内苞叶的营养丰富，但仍有较高的抗氧化性，所以为了提高朝鲜蓟的综合利用价值，其各部分的多酚类物质含量、组成及结构的研究显得尤为重要。