1 10种天然黑色素提取液抗氧化研究1

第 30卷第 1期 河南工业大学学报 (自然科学版 ) Vo.l 30, No. 1 2009年 2月 Journa l ofH enanUn iversity ofTechnology(Natural Sc ience Edition) Feb. 2009 收稿日期: 2008211227 作者简介:任顺成 ( 19632),男,山东东明人,副教授,硕士生导师, 博士,研究方向为天然活性成分及其功能评价. 文章编号: 167322383( 2009) 0120006205 10种天然黑色素提取液抗氧化研究 任顺成,王国良,王 鹏,马宇翔,唐传波 (河南工业大学 粮油食品学院,河南 郑州 450052) 摘要: 以黑香米、黑小米、黑大豆、黑绿豆、黑苦荞、黑小麦、黑花生、黑玉米、黑芝麻、黑红薯为 原料,研究了 10种样品提取液的抗氧化特性.研究明,黑香米、黑苦荞、黑红薯提取液 IC50值 较小,表现出较好的清除 [DPPH# ]特性;较长的诱导时间则说明黑苦荞、黑芝麻、黑红薯提取 液有较好的延缓猪油氧化的能力. 关键词:天然黑色素;抗氧化活性; [DPPH# ];猪油 中图分类号: TS210. 2 文献标识码: B 0 前言 近年来, 关于天然产物抗氧化活性的研究十 分引人注目, 从天然材料中提取得到的活性成分 对人体的多种疾病往往具有很好的治疗、预防等 药理作用和保健功能. 天然黑色素是黑色食品中的主要活性成分, 具有延缓衰老、增强免疫力、促进造血功能、保护 心血管、抗动脉粥样硬化等功能特性 [ 1- 6] , 可开发 成保健食品或食品添加剂等, 因此研究黑色素的 抗氧化特性,对黑色素的开发有现实的指导意义. 笔者选择了黑香米、黑小米、黑大豆、黑小豆、黑荞 麦、黑小麦、黑花生、黑玉米、黑芝麻、黑红薯 10种 黑色食品,分别研究了其提取液的抗氧化特性,以 期对黑色食品的开发利用提供理论上的支持. 1 材料与方法 1. 1 材料 1. 1. 1 原料 黑香米:购于河南卢氏县;黑苦荞:购于山西 太原市;黑芝麻:购于河南信阳市;黑小米、黑小 麦、黑大豆、黑绿豆、黑花生、黑玉米、黑红薯均购 于河南洛阳市;新炼猪油购于市场. 1. 1. 2 试剂 石油醚 ( 30 ~ 60 e )、2, 22二苯基212苦肼基 [DPPH# ]、无水乙醇均为分析纯. 1. 1. 3 仪器 FW ) 200粉碎机; 101) A) 2电热鼓风干燥 箱; AY220数显电子天平; DK) 524电热恒温水 浴锅; SZH ) DÓ 循环水式真空泵; UV) 2000紫 外 2可见分光光度计; Beckman高速冷冻离心机; 743 Rancimat油脂氧化稳定测定仪. 1. 2 实验方法 1. 2. 1 原料预处理 将原料净化、干燥、粉碎过 40目筛,准确称取 样品 100 g, 再用石油醚 500mL浸泡进行脱脂,浸 泡期间每 3 ~ 5 h搅拌 1次, 24 h后进行真空抽 滤,取其滤渣晾干得脱脂粉. 1. 2. 2 黑色素提取液制备 [ 728 ] 准确称取 5 g脱脂粉, 在液料比 (mL /g)为 8, 提取时间为 2 h, 提取温度为 70 e , 乙醇浓度为 50% (由无水乙醇配制 )条件下浸提, 冷却至室温 后真空抽滤得滤液,离心后定容至 100 mL. 1. 2. 3 清除 [DPPH # ]自由基研究 [ 9210 ] [DPPH# ]溶液的配制:称取 0. 025 0 g[DP2 PH # ], 用无水乙醇溶解, 定容于 100 mL容量 瓶, 摇匀,作为储备液保存于冰箱中,用时稀释. 清除率的测定:吸取 10 mL [DPPH # ]储备 液, 用乙醇稀释至 100mL,摇匀, 按表 1配制待测 液,在 517 nm处测出各待测液的吸光度值,从第 5m in开始每隔 5m in记录不同时间 Aj值,直至保 持不变或变化较小.按下列公式计算自由基的清 第 1期 任顺成等: 10种天然黑色素提取液抗氧化研究 7 除率 (SA ). SA= (1- Aj - Ai ) A0 ) @100% ( 1) 式 ( 1)中: A0 ) 6 mL[ DPPH # ]溶液 + 0. 3 mL无 水乙醇的吸光值; Ai ) 6 mL无水乙醇 + 0. 3 mL提取液的 吸光值; Aj ) 6mL[DPPH # ]溶液 + 0. 3 mL提 取液的吸光值. 表 1 清除 [DPPH# ]自由基各物质加入量 mL 实验管 [ DPPH # ]溶液 样品溶液 无水乙醇 A0管 6 0. 3 Ai管 0. 3 6 Aj管 6 0. 3 IC50值测定[ 11213] :取 5mL稀释后的 [DPPH# ] 溶液, 分别加入不同体积的样液, 振荡, 室温放置 一定时间,于 517 nm处测定吸光值, 计算不同体 积样液对 [DPPH # ]清除率, 并绘制清除率对提 取液体积曲线,由曲线回归方程计算 IC 50值 (指清 除体系中 50% [DPPH# ]所需提取液的体积 ). 1. 2. 4 在猪油体系中的抗氧化研究 [ 14215] 将样液与新鲜炼制的猪油按照表 2中的量混 合,放入油脂氧化稳定性测定仪, 以 50%乙醇为 空白进行实验,记录抗氧化曲线和诱导时间,比较 不同样液在猪油中的抗氧化能力. 表 2 猪油抗氧化各物质加入量 mL 反应物 新炼猪油 样品溶液 50%乙醇 实验管 3 3 空白管 3 3 2 结果与讨论 2. 1 黑色素提取液清除 [DPPH# ]能力比较 2. 1. 1 黑色素提取液对 [DPPH # ]的清除特性 比较 不同浓度的 [ DPPH # ]乙醇溶液, 在 517 nm 处表现出不同的吸收强度, 当向 [ DPPH # ]的乙 醇溶液中加入受试物后,若受试物能清除它,表现 在 517 nm处的吸收强度不断减弱,直至稳定. 因 此,加入受试物后在 517 nm处的吸光值可以动态 检测其对 [DPPH # ]的清除特性 [ 16] , 以清除时间 为横坐标, Aj - Ai为纵坐标作图, 绘制清除曲线如 图 1所示. 图 1 黑色素提取液对 [DPPH# ]清除曲线图 由图 1可见, 黑香米、黑小米、黑绿豆、黑苦 荞、黑小麦、黑花生、黑红薯提取液对 [DPPH # ] 的清除较快, 10m in之内吸光值已经趋于稳定,而 黑大豆、黑玉米、黑芝麻提取液的清除过程比较缓 慢, 100 m in后还有很小的变化趋势. 10种黑色素 提取液对 [DPPH# ]清除率比较如图 2所示. 图 2 黑色素提取液对 [DPPH# ]清除率比较 2. 1. 2 黑色素提取液清除 [DPPH# ] IC50值比较 IC 50是衡量自由基清除效率而广泛使用的参 数,为了便于同行之间的比较, 测定 IC50是很有必 要的, IC50值越小, 说明该提取液的清除能力越 强. 10种样品提取液的清除率2体积线性关系图 如图 3所示, IC50值及其比较见表 3、图 4. 表 3 提取液清除 [DPPH# ] IC50值 样品名称 线性方程 R IC 50 /mL 黑香米 Y= 479. 6X+ 29. 47 0. 991 8 0. 043 黑小米 Y= 42. 8X+ 7. 64 0. 999 1 0. 990 黑大豆 Y= 218. 2X+ 20. 93 0. 978 8 0. 133 黑绿豆 Y= 171. 4X+ 13. 21 0. 998 3 0. 215 黑苦荞 Y= 1 752X + 17. 54 0. 985 4 0. 018 黑小麦 Y= 19. 44X+ 20. 36 0. 976 5 1. 657 黑花生 Y= 509. 6X+ 14. 06 0. 999 8 0. 070 黑玉米 Y= 224X + 15. 66 0. 996 5 0. 152 黑芝麻 Y= 191. 2X+ 10. 76 0. 993 9 0. 205 黑红薯 Y= 1 288X + 15. 9 0. 974 1 0. 026 8 河南工业大学学报 (自然科学版 ) 第 30卷 图 3 黑色素提取液的 [DPPH# ]清除率 - 体积线性曲线 图 4 黑色素提取液清除 [DPPH # ] IC 50值 由图 4可见, 10种样品提取液的 IC50值大小 差别比较明显, 黑香米、黑苦荞、黑红薯提取液 IC 50值较小,表现出较好清除 [ DPPH # ]特性, 而 黑小米、黑小麦提取液 IC 50值较大, 说明其清除 [DPPH# ]能力较差, 10种样品提取液清除 [DP2 PH # ]能力由强到弱依次为: 黑苦荞 >黑红薯 > 黑香米 >黑花生 >黑大豆 >黑玉米 >黑芝麻 >黑 绿豆 >黑小米 >黑小麦. 2. 2 黑色素提取液抗猪油氧化能力比较 将样品提取液加入到油脂中,在恒温下,向油 第 1期 任顺成等: 10种天然黑色素提取液抗氧化研究 9 脂中以恒定速率通干燥空气, 油脂中易氧化的物 质被氧化成小分子易挥发的酸, 挥发的酸被空气 带入盛水的电导率测量池中, 在线测量测量池中 的电导率,记录电导率对反应时间的氧化曲线,对 曲线求二阶导数,从而测出样品的诱导时间,诱导 时间越长,样品的抗氧化效果越好. 10种样品提 取液在猪油中抗氧化效果比较如图 5所示. 图 5 黑色素提取液抗猪油氧化能力 由图 5可见, 10种样品提取液都具有延缓猪 油氧化的能力,其中黑苦荞提取液能力最强,远远 超出其他样品提取液,黑芝麻、黑红薯提取液也表 现出较好的抗猪油氧化性能, 10种样品提取液的 抗猪油氧化能力从强到弱依次为: 黑苦荞 >黑红 薯 >黑芝麻 >黑花生 >黑绿豆 >黑大豆 >黑玉米 >黑香米 >黑小米 >黑小麦. 2. 3 抗氧化机理分析 [ 17218] [DPPH# ]易溶于乙醇, 其乙醇溶液呈深紫 色,当有自由基清除剂 (AH )存在时, [DPPH # ] 与氢配对生成稳定的 DPPH - H, 而使其在 517 nm处没有吸收, [DPPH# ]的减少与其接受的氢 成定量关系.预期作用模式为: AH + [DPPH# ] y DPPH- H + [A# ] 脂肪在高温和氧存在条件下,易引发生成过 氧化物自由基,从而导致脂肪的氧化酸败,而有效 的自由基吸收剂,它们可以作为电子或氢的给予 体,与脂肪氧化生产的自由基反应,将自由基转变 为相对稳定的化合物,从而中断了链反应的传递, 阻止了脂肪被进一步氧化. 本文中,黑色素提取液清除 [DPPH # ] 自由 基和在猪油体系中抗氧化效果实验结果基本吻 合,这是由两者反应的内在机理决定的, 清除 [DPPH# ]能力越强, 则清除猪油氧化产生的过 氧化物自由基能力也越强, 但由于自由基类型不 同以及提取液中还存在其他成分, 2种试验结果 略有差异.样品提取液中主要成分黑色素能提供 与 [DPPH # ] 结合所需的羟基氢, 起到了清除 [DPPH# ]的作用, 同时也能与脂肪酸过氧化物 自由基结合生成稳定化合物, 从而阻止脂肪进一 步氧化,有效地延长了猪油的氧化时间. 3 结论 10种样品黑色素提取液都有清除 [DPPH # ] 能力, 黑香米、黑苦荞、黑红薯提取液较强, 黑小 米、黑小麦提取液较差,清除 [ DPPH# ]能力由强 到弱依次为: 黑苦荞 >黑红薯 >黑香米 >黑花生 >黑大豆 >黑玉米 >黑芝麻 >黑绿豆 >黑小米 > 黑小麦. 10种样品黑色素提取液都具有延缓猪油氧 化的能力,其中黑苦荞提取液的抗猪油氧化性能 最好, 黑红薯、黑芝麻提取液也表现出较好的抗猪 油氧化性能,而黑小米、黑小麦提取液较差,其抗 猪油氧化能力从强到弱依次为: 黑苦荞 >黑红薯 >黑芝麻 >黑花生 >黑绿豆 >黑大豆 >黑玉米 > 黑香米 >黑小米 >黑小麦. 黑苦荞、黑红薯提取液都表现出很强的清除 [DPPH# ]能力和抗猪油氧化能力, 它们是开发 保健品或食品添加剂的理想原料. 参考文献: [ 1] 王红育,李颖.黑色食品的研究现状与发展 前景 [ J]. 安徽农业科学, 2007, 35 ( 8 ): 239722398. 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K ey word s: natureme lanins; ant ioxidant activity; [DPPH# ]; lord