不同品种薯尖的总酚、总黄酮含量及抗氧化活性比较

陈蓬凤，梅新，黄师荣，蔡芳，王少华，何建军，施建斌，隋勇，蔡沙，熊添，陈学玲，范传会

（1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉 430064）

（2.湘潭大学化工学院，湖南湘潭 411105）

抗氧化剂能有效降低食品氧化，稳定食品品质，延长货架期等。近年来，抗氧化食品越来越引起人们的重视，而天然抗氧化剂因其无毒、安全、经济等优点，日益受到越来越多的专家和消费者的关注。植物多酚、黄酮类物质作为天然抗氧化剂的重要来源，广泛存在于果蔬中，具有抗氧化、预防心血管疾病、抗衰老等多种生理功效[1-3]。

甘薯（Ipomoea batatasL.）属于旋花科（Convolvulaceae）甘薯属，又名甜薯、地瓜、番薯、白薯、红薯等，是我国主要栽培种植农作物之一。薯尖又称苕尖，是红薯幼茎的一部分，可分为叶、柄、茎、尖四部分，主要化学成分有纤维、蛋白质、维生素、矿物质,脂肪酸、花色素苷、黄酮、多酚、咖啡氯原酸等。正是因为具有花色苷、黄酮、多酚等这些功能性成分，所以使得薯尖具有抗氧化活性、预防心血管病和糖尿病、抗癌等多种生理保健功能[4]。有研究显示[5,6]，甘薯总酚含量大约为常见蔬菜如菠菜、油菜、卷心菜等的2~3 倍，亚洲蔬菜研究中心将薯尖列为高营养蔬菜品种，美称其为“蔬菜皇后”，在日本、美国，它被列为“长寿食品”。而在国内甘薯茎叶的利用程度普遍较低，少部分用作蔬菜和饲料外，大部分被随意丢弃，造成资源浪费[7]。并且近年来，随着农业科技的发展，薯尖作为一种时兴的蔬菜越来越受到国内外人们的青睐，同时我国农业研究机构在菜用型甘薯品种选育方面取得了较大的发展，培育出许多菜用甘薯品种，如福菜薯、广菜薯、宁菜薯、鲁薯等等。菜用甘薯易种植，生长速度快，生产成本低，且天然无公害。因此，改良型菜用甘薯薯尖的开发利用具有很好的价值和广阔的市场前景[8]。而目前类似的甘薯体外抗氧化活性等研究多以叶片、茎等单一部位为主，而以薯尖为研究对象，关于不同品种、不同部位之间的比较研究较少，目前薯尖或茎尖研究更多集中于其营养物质的测定及比较[4,8]、栽培技术[9-11]、产品加工[12-15]等，且现有的类似研究一般只有1~2 个抗氧化评价指标，往往不足够以全面详细地评价筛选某个品种。

本文通过测定福薯7-6、福薯18、宁菜、7001 四种不同叶菜型薯尖品种的叶、茎尖、柄、茎4 个部位的总酚、总黄酮含量，以DPPH·清除率、总还原力、·OH 清除能力、超氧阴离子自由基清除能力为抗氧化活性衡量指标，从而筛选出抗氧化活性较高、品质较好的甘薯品种。这一方面可为甘薯薯尖资源的利用，以及进一步促进甘薯薯尖等功能性或保健食品及其它深加工产品的开发提供一定理论依据，另一方面通过筛选优良品种，可促进其甘薯的大面积培育、种植、推广，且高品质的薯尖品种有利于某些薯尖或甘薯加工产品的工艺改良，促进其产业化发展。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

4 种叶菜型甘薯尖品种幼苗（福薯7-6、福薯18、宁菜、7001）于湖北省农科院7 月份采摘；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、没食子酸（Gallic acid，GA）、芦丁标准品，上海源叶生物科技有限公司；其他试剂均为国产分析纯。

722N 可见分光光度计，上海仪电分析仪器公司；LGJ-25C 冷冻干燥机、SB-5200D 超声波清洗机，宁波新芝生物科技公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

将采摘后的新鲜甘薯幼苗分为叶、茎尖、柄、茎四个部位的不同样品，经冷冻干燥后，用粉碎机粉碎并过60 目筛，将制得的粉末装入密封袋中，-20 ℃以下冷藏备用。称取2 g（准确至0.001 g）左右样品粉末，按1:40（m/V）加入70%乙醇提取，于50 ℃水浴中浸提60 min，4000 r/min 离心10 min，滤纸过滤后于4 ℃避光保存备用。

1.2.2 总多酚含量测定

总多酚含量采用福林酚法[16]，稍作修改：取样品各0.1 mL 于10 mL 比色管中，加入0.5 mL 福林酚试剂，混匀反应5 min。加入1.5 mL 20% Na2CO3，加蒸馏水定容至10 mL，摇匀。室温下避光放置60 min 后765 nm 测定吸光度。同样方法以系列浓度梯度的没食子酸制得标准溶液，绘制标准曲线计算多酚含量（mg GAE/g DW）。

1.2.3 总黄酮含量测定

总黄酮含量采用硝酸铝显色法[17]：分别取1 mL样品溶液、5%亚硝酸钠溶液于25 mL 刻度试管中，摇匀放置6 min 后加10%硝酸铝溶液1 mL，混匀，静置6 min，加入1 mol/L 氢氧化钠溶液4 mL，再用蒸馏水稀释至刻度线，15 min 后分别在510 nm 处测定其吸光度。以芦丁为标准品，绘制标准曲线计算总黄酮含量(mg RE/g DW)。

1.2.4 DPPH·清除率测定

参照何礼等人[18]的方法测定，稍作改动。分别量取不同提取物2 mL 及2 mL DPPH·乙醇溶液（0.2 mmol/L，避光4 ℃保存，现用现配）混合摇匀，室温避光放置30 min，以乙醇为调零空白，517 nm 波长处测定吸光度A1，同时测定2 mL 样品及2 mL 无水乙醇混合液的吸光度A2，2 mL 乙醇及DPPH 溶液混合液的吸光度A0。按照公式（1）计算DPPH 自由基清除率。以Trolox 作为抗氧化能力参考标准,表示为Trolox 当量（Trolox mg/g）。

1.2.5 总还原力的测定

参照刘冉等人[7]的方法测定。分别吸取2.5 mL 不同浓度样品溶液，依次加入0.2 mol/L 磷酸盐缓冲溶液（pH 6.6）、1%铁氰化钾溶液各2.5 mL，混匀，50 ℃水浴20 min 后快速冷却，加入2.5 mL 10%三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）终止反应，3000 r/min 离心10 min，取2.5 mL 上清液，加入2.5 mL 蒸馏水、0.5 mL 0.1% FeCl3溶液，混匀，10 min 后于700 nm 下比色，还原能力以吸光值表示。Vc 作阳性对照，并以Vc 当量（mg Vc E/g DW）表示。

1.2.6 ·OH 清除能力测定

参照王萍等人[19]的方法测定。在比色管中依次加入10 mmol/L 的FeSO41 mL、10 mmol/L 水杨酸1 mL，再分别1 mL 加入不同样品溶液，最后加8.8 mmol/L H2O21 mL，37 ℃反应0.5 h，以蒸馏水作参比，在510 nm 波长处测吸光度，并同时做不加显色剂的样品空白；以同样的方法测定Vc 的·OH 清除能力，作为对照。按公式（2）计算·OH 清除率。

式中：A0为蒸馏水代替样品的空白对照吸光值；Ai为样品溶液反应后的吸光度值；Aj为不加H2O2的样品溶液与无水乙醇混合后的吸光度值。

1.2.7 超氧阴离子自由基清除能力测定

参照文献[20,21]的方法测定，稍作修改。取50 mmol/L Tris-HCl 溶液（pH=8.2）4.5 mL，5 mmol/L 邻苯三酚溶液0.2 mL,样品溶液1.0 mL，蒸馏水2.5 mL，迅速摇匀，每隔30 s 进行一次全波长扫描（190~400 nm），测得5 min 内的吸光值。以Tris-HCl 溶液调零，蒸馏水代替样品作空白对照。按公式（3）计算样品的超氧阴离子清除率。

式中：V0为邻苯三酚自身氧化每30 s 的吸光值拟合直线取其斜率所得自身氧化速率；V样为邻苯三酚与样品溶液混合反应液每30 s 的吸光值拟合直线取其斜率所得的氧化速率。

1.3 数据处理

所有实验数据均为3 次重复实验结果平均值，以平均值±SD 表示。采用SPSS 20.0 统计软件进行数据分析，采用Origin 8.5 绘图软件绘图，差异显著性比较使用Duncan 新复极差法，利用Pearson 进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种薯尖不同部位的总多酚含量比较

表1 不同品种薯尖不同部位的总多酚含量Table 1 The content of total polyphenols in different parts of different varieties of sweet potatoes

总多酚含量以没食子酸当量（mg GAE/g DW）表示。由表1 可知，4 个不同类型品种甘薯中叶、茎尖、柄、茎4 个部位的总多酚含量介于4.42~98.15 mg GAE/g DW，从整体来看，叶、茎尖的多酚含量较高于其他两个部位，并且不同品种在同一个部位之间的总酚含量均具有显著性差异（p<0.05）。曹清河[22]等人筛选了包括福薯7-6 在内的7 个菜用型甘薯品种，以甘薯茎尖及其幼叶为提取对象，测定含量较高的福薯7-6 与福薯10，分别达4.47 和3.96 mg/g FW，且与其它品种（系）差异极显著。刘丽香[23]的研究发现不同品种红薯的多酚含量也具有显著差异，品种间含量相差1.22~3.02 倍。另一方面，同一品种在不同部位的总酚含量也存在显著性差异（p<0.05），只有7001 品种的柄和茎部位之间的总酚含量无显著差异。在叶、茎尖、柄、茎4 个部位之间总酚含量最高的品种分别为7001、宁菜、福18、福7-6，其含量对应为60.37、98.15、9.34、12.91 mg GAE/g DW。

2.2 不同品种薯尖不同部位的总黄酮含量比较

总黄酮含量以芦丁当量（mg RE/g DW）表示。由表2 可知，4 个不同类型品种甘薯中叶、茎尖、柄、茎4 个部位的总黄酮含量介于0.97~36.17 mg RE/g DW，从整体来看，叶、茎尖的总黄酮含量较高于其他两个部位，其中叶的总黄酮含量在13.19~23.63 mg RE/g DW 之间，这与孔秀林[24]等人用70%乙醇提取甘薯叶片所得的黄酮含量相接近。同一品种的4 个部位之间的总黄酮含量具有显著差异（p<0.05），其中只有宁菜的柄、茎部位的总黄酮含量无显著差异。熊运海[25]的研究表明不同甘薯品种叶的总黄酮含量显著高于茎、叶柄。不同品种在同一部位的总黄酮含量也存在显著差异，除了福7-6 和福18 的叶部位总黄酮含量差异不明显。叶、茎尖、柄、茎的总黄酮含量最高的品种分别为：7001、7001、福18、福7-6，其含量对应为23.63、36.17、3.09、4.84 mg RE/g DW。

表2 不同品种薯尖不同部位的总黄酮含量Table 2 The content of total flavonoids in different parts of different varieties of sweet potatoes

2.3 不同品种薯尖不同部位的抗氧化活性

2.3.1 DPPH·自由基清除能力

结果如图1 所示，DPPH·清除率以trolox 当量表示。结果表明，DPPH·清除率介于5.13~53.1 mg trolox/g，整体来看，叶和茎尖的DPPH·清除能力比其他部位高，其中，7001 品种甘薯的叶、茎尖部位DPPH·清除率最高。不同品种甘薯在同一部位之间的DPPH·清除率存在显著差异（p<0.05），其中福7-6 和福18 的茎尖部位差异不明显，福18 和宁菜的叶部位也无统计学差异（p>0.05）。田迪英[26]曾比较红薯梗、茎、叶的总黄酮含量，发现其与DPPH·清除率无显著性差异。傅玉凡[27]等人对不同叶菜型甘薯品种的绿原酸含量研究中同样发现茎尖各部位的绿原酸含量和清除DPPH·的能力有显著差异，特别是叶片含量极显著高于茎和叶柄。相同品种在不同部位表现出的DPPH·清除率也存在显著差异，其中福18 和7001 的叶、茎尖部位表现的DPPH·清除力无显著差异，且福18 的柄和茎在DPPH·清除率的表现也不具有显著差异。在叶、茎尖、柄、茎四个部位的DPPH·自由基清除力最高的品种分别为：7001、7001、7001、福7-6，其大小对应为：52.37、51.83、8.22、8.61 mg trolox/g。

图1 不同品种薯尖不同部位的DPPH·自由基清除能力Fig.1 DPPH· Free radical scavenging ability of different parts of different varieties of sweet potatoes

2.3.2 总还原能力

图2 不同品种薯尖不同部位的总还原能力Fig.2 Total reduction capacity of different parts of different varieties of sweet potato

结果如图2 所示，总还原力以Vc 当量表示。结果表明，总还原力介于5.65~115.00 mg Vc/g，叶和茎尖的总还原能力整体比其他部位高，其中，7001 品种甘薯的叶、茎尖部位总还原力最高。不同品种甘薯在同一部位之间的总还原力均存在显著差异（p<0.05）。相同品种在不同部位表现出的DPPH·清除率也存在显著差异，其中甘薯品种福18 的叶、茎尖部位的总还原力无显著差异（p>0.05）。在叶、茎尖、柄、茎各个部位的总还原力最高的品种分别为：7001、7001、福18、福7-6，其大小对应为：106.06、113.21、13.17、16.16 mg Vc/g。

2.3.3 ·OH 清除能力

图3 不同品种薯尖不同部位的·OH 清除能力Fig.3 ·OH scavenging ability of different parts of different varieties of sweet potato

结果如图3 所示，·OH 清除能力以Vc 当量表示。结果表明，·OH 清除能力介于0.04~0.06 Vc mg/g，叶和茎尖的·OH 清除能力整体均比其他部位高，不同品种在叶和茎部位的·OH 清除能力存在显著差异（p<0.05），由图可知，福18 和宁菜的叶部位·OH 清除能力无显著差异，福18 和福7-6、宁菜和7001 的茎部位无显著差异。同时，4 个品种甘薯在茎尖和柄部位的·OH 清除能力均无显著差异。而对于同一品种，其不同部位之间也存在显著差异，其中，福7-6、7001的叶、茎尖部位，福18 的叶、茎部位，以及宁菜的柄、茎部位均无显著差异。在叶、茎部位的·OH 清除能力最高的品种分别为：7001、福7-6，其大小对应为：0.06、0.05 mg Vc/g。

2.3.4 超氧阴离子自由基清除能力

图4 不同品种薯尖不同部位的超氧阴离子自由基清除能力Fig.4 Superoxide anion free radical scavenging ability of different parts of different varieties of sweet potatoes

结果如图4 所示，超氧阴离子清除能力介于27.11%~54.50%之间，叶、茎尖的清除力也比其他部位要高，且同一品种叶、茎尖部位的超氧阴离子清除力均无显著差异（p>0.05），而不同品种在同一部位的超氧阴离子清除力具有显著差异（p<0.05）。其中，只有福7-6 和宁菜在柄部位的自由基清除力无显著差异；宁菜和7001 薯尖的茎部位的清除力也无统计学差异。在叶、茎尖、柄、茎各个部位的超氧阴离子清除力最高的品种分别为：7001、7001、福7-6、7001，其大小对应为：54.21%、53.90%、34.58%、46.86%。

2.4 相关性分析

表3 总多酚和总黄酮与抗氧化活性指标的相关性Table 3 Correlation between total polyphenols and total flavonoids and antioxidant activity indicators

不同品种薯尖不同部位的总多酚和总黄酮与抗氧化活性指标的相关性见表3。其总酚、总黄酮与DPPH·清除率、总还原力、·OH 清除能力均呈极显著正相关（p<0.01），而总酚含量与超氧阴离子自由基清除能力显著正相关（p<0.05），总黄酮含量与超氧阴离子自由基清除能力呈正相关但不显著（p>0.05），这种差异性的原因可能是由于多酚、黄酮类物质的多样性及各个样品中具有抗氧化作用的有效酚类物质的种类和含量不同,显示出的抗氧化活性有一定的差异[28]。结果表明,多酚和黄酮是甘薯不同部位中重要的抗氧化物质,其含量高低直接反映其抗氧化能力，是重要的抗氧化剂来源。

3 结论

3.1 本实验对福7-6、福18、宁菜、7001 四种不同类型的甘薯薯尖及其叶、茎尖、柄、茎4 个不同部位的酚类物质含量和相关抗氧化性指标进行了研究，结果表明四种甘薯品种的总多酚含量介于4.42~98.15 mg GAE/g DW，总黄酮含量介于0.97~36.17 mg RE/g DW，DPPH·清除率介于5.13~53.10 mg trolox/g，总还原力介于5.65~115.00 mg Vc/g，·OH 清除能力介于0.04~0.06mg Vc/g，超氧阴离子清除能力介于27.11%~54.50%之间。甘薯不同部位之间的总酚和总黄酮含量，以及其抗氧化活性均存在显著差异，叶、茎尖的酚类物质含量及相关抗氧化活性总体上显著高于其他部位。另一方面，不同品种在同一部位的酚类物质含量具有显著差异，只有福7-6 和福18 在叶部位的总黄酮含量无显著差异。不同品种的同一部位在抗氧化活性的表现上也具有显著差异，但在茎尖和柄部位的·OH 清除能力均无显著差异。总体而言，4 种薯尖在品种、部位之间的总酚、总黄酮含量和抗氧化活性均存在显著性差异，且抗氧化活性与总酚总黄酮含量呈正相关，这与靳艳玲[29]等人的结果相类似。福薯7001 品种薯尖的总酚、总黄酮含量及其抗氧化能力相对最高，可作为优质抗氧化剂的资源。

3.2 而目前关于薯尖的多酚、黄酮组分及其抗氧化机制等深入研究还比较少，傅玉凡[27]等人曾探讨叶菜型甘薯品种茎尖叶片、茎和叶柄的绿原酸在不同时期的含量差异，且有资料显示[4]，多酚含量有器官依赖性,甘薯叶片最多,刘丽香[23]发现甘薯叶中的主要多酚组成是绿原酸及其衍生物，鉴于此，本文研究结果对于甘薯薯尖品种筛选及酚类物质含量、抗氧化水平提供一定参考价值，这也为进一步的薯尖抗氧化组分测定及相关深入研究作铺垫。