黃丹丹,周海媚,李 謠,杜木英,2*
(1.西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400716;2.西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院國家食品科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,重慶 400716)
苦蕎營養(yǎng)價(jià)值極高,含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)等,更主要的是含有豐富的黃酮類和多酚類化合物,具有很好的抗氧化活性[1-9]。紅曲霉的應(yīng)用在我國有悠久的歷史,長期以來被廣泛應(yīng)用于食品著色、釀酒及制醋上。紅曲霉代謝產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)、酶類、Monacolin K和麥角固醇等多種生理活性物質(zhì),具有降低血清膽固醇、抑菌、防癌等保健功效[10-14],而且紅曲味甘、性溫,可消食活血、健脾燥胃。
本研究利用前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以苦蕎和糯米為主要原料,經(jīng)紅曲、酵母發(fā)酵研制成苦蕎紅曲保健酒,為研究其抗氧化功能,測定了苦蕎紅曲保健酒中總黃酮、總酚的含量,研究了其體外抗氧化能力,并與普通市售黃酒、VC、水溶性維生素E(Trolox)進(jìn)行對比,同時(shí)分析了總黃酮、總酚含量與抗氧化能力之間的相關(guān)性,以期為苦蕎紅曲保健酒的開發(fā)與深加工提供科學(xué)依據(jù)。
苦蕎紅曲保健酒:西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室自制;黃酒:市售紹興會(huì)稽山五年陳釀黃酒;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(2,2'-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate),ABTS)、2,4,6-三 吡 啶基三嗪(2,4,6-tripyridyl-triazine,TPTZ)、Trolox 均為分析純:美國Sigma公司;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、沒食子酸:中國藥品生物制品檢定所;福林酚:北京索萊寶科技有限公司;VC、濃鹽酸、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵、冰乙酸、乙酸鈉、無水乙醇、過硫酸鉀、碳酸鈉均為國產(chǎn)分析純。
FA1004A型分析天平:上海精天電子儀器有限公司;HHS型電熱恒溫水浴鍋:上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;PHS-3C型pH計(jì):上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;UV-1240型紫外分光光度計(jì):日本島津公司。
1.3.1 苦蕎紅曲保健酒的制備
苦蕎和糯米原料配比為1∶1.5,糯米蒸熟攤涼后與苦蕎混勻,按質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加0.6%甜酒曲,于28 ℃糖化2 d后,再添加1‰酵母和12%的紅曲,于28 ℃發(fā)酵6 d。經(jīng)壓榨、煎酒后即得苦蕎紅曲保健酒。
1.3.2 總黃酮的測定[15]
(1)樣品的制備[16]
移取10 mL混合均勻的樣液到100 mL燒杯中,以0.1 mol/L NaOH調(diào)pH值至中性,再多加2滴,移入100 mL容量瓶中,用水定容至刻度,搖勻,備用。
(2)蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
準(zhǔn)確稱取在105 ℃干燥至質(zhì)量恒定的蘆丁20 mg置于100 mL容量瓶中,用體積分?jǐn)?shù)30%乙醇定容至刻度,搖勻。即得蘆丁質(zhì)量濃度0.2 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品溶液。分別取上述蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL于10 mL具塞比色管中,加入0.3 mL 5%亞硝酸鈉溶液,靜置6 min,加入0.3 mL 10%硝酸鋁溶液,靜置6 min,加入2 mL 4%氫氧化鈉溶液,混勻后,加入體積分?jǐn)?shù)30%乙醇至刻度,放置15 min后于510 nm波長處測吸光度值。以吸光度值為縱坐標(biāo),蘆丁質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)繪制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到線性回歸方程:y=10.611x+0.003 1(R2=0.999 8)。
(3)樣液測定
取2 mL樣液2等份,分別置于10 mL具塞比色管中,加入0.3 mL 5%亞硝酸鈉溶液,靜置6 min,加入0.3 mL 10%硝酸鋁溶液,靜置6 min,加入2 mL 4%氫氧化鈉溶液,混勻后,加入體積分?jǐn)?shù)30%乙醇至刻度,放置15 min后于510 nm波長處測吸光度值(以不加硝酸鋁作為空白)。
1.3.3 總酚的測定[17]
(1)沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:稱取0.500 g沒食子酸用水定容于100 mL容量瓶中,制得5 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)酚溶液,分別吸取0、0.3 mL、0.6 mL、0.9 mL、1.2 mL、1.5 mL標(biāo)準(zhǔn)酚溶液于100 mL容量瓶中,用水定容,則酚質(zhì)量濃度依次為0 μg/mL、15 μg/mL、30 μg/mL、45 μg/mL、60 μg/mL、75 μg/mL。分別從其中吸取1 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,加4 mL水補(bǔ)至5 mL,再加入0.5 mL福林酚,充分搖勻30 s后,加入1 mL 7.5%碳酸鈉溶液,45 ℃條件下反應(yīng)15 min后,在765 nm波長處測吸光度值,以沒食子酸質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),吸光度值為縱坐標(biāo)繪制沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到線性回歸方程:y=0.079 6x+0.007 8(R2=0.999 0)。
(2)樣液測定:實(shí)驗(yàn)組加樣液0.05 mL、4.95 mL去離子水,空白組為5 mL水,向各管中加入0.5 mL福林酚,充分搖勻,30 s后加入1 mL 7.5%碳酸鈉溶液,45 ℃反應(yīng)15 min,在765 nm波長處測吸光度值。
1.3.4 抗氧化活性的測定
(1)DPPH自由基清除率的測定[18]:稱取0.007 9 g DPPH標(biāo)準(zhǔn)品,用無水乙醇溶解后定容至100 mL容量瓶中,配制得0.2 mmol/L DPPH溶液,同時(shí)配制不同濃度梯度的樣液(無水乙醇稀釋)。吸取0.1 mL樣品溶液,加入3.9 mL DPPH溶液,暗處避光30 min后于517 nm波長處測吸光度值A(chǔ)1,用無水乙醇作參比。同時(shí)測定0.1 mL 無水乙醇與3.9 mL DPPH溶液混合后的吸光度值A(chǔ)2,以及0.1 mL樣品溶液與3.9 mL無水乙醇混合后的吸光度值A(chǔ)3,按以下公式計(jì)算DPPH自由基清除率,同時(shí)用紹興黃酒、0.4 mg/mL VC和0.8 mg/mL Trolox作對比。
(2)ABTS自由基清除率的測定[19]:將等量的7 mmol/L ABTS溶液與2.45 mmol/L過硫酸鉀水溶液混合避光放置12~16 h。用無水乙醇將該溶液稀釋至其在波長為734 nm處吸光度為0.7±0.02,得到ABTS自由基工作液(現(xiàn)配現(xiàn)用),同時(shí)制備不同濃度梯度的樣液(乙醇稀釋)。吸取0.15 mL樣品溶液,加入2.85 mL ABTS自由基工作液,暗處避光10 min后734 nm波長處測定吸光度值A(chǔ)1,以無水乙醇為參比。同時(shí)測定0.15 mL無水乙醇與2.85 mL ABTS自由基工作液混合后的吸光度值A(chǔ)2,ABTS自由基清除率計(jì)算公式如下,同時(shí)用紹興黃酒、0.4mg/mL VC和0.8 mg/mL Trolox作對比。
(3)FRAP值的測定[20]:將300 mmol/L 醋酸鈉緩沖溶液(pH 3.6)、10 mmol/LTPTZ鹽酸溶液(鹽酸濃度40 mmol/L)、20 mmol/L FeCl3溶液按照10∶1∶1(V/V)混合制得FRAP工作液(現(xiàn)配現(xiàn)用)。
FeSO4標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:配制不同濃度的FeSO4溶液(0、0.1 mmol/L、0.2 mmol/L、0.4 mmol/L、0.6 mmol/L、0.8 mmol/L、1.0 mmol/L),吸取0.1 mL不同濃度FeSO4溶液,加入2.9 mL FRAP工作液,混勻,于37 ℃恒溫水浴10 min后在593 nm波長處測定吸光度值,以蒸餾水為參比。以吸光度值為縱坐標(biāo),F(xiàn)eSO4溶液濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到線性回歸方程:y=0.754 2x+0.076 8(R2=0.999 6)。
樣品的測定:配制不同濃度梯度的樣液,吸取0.1 mL不同濃度樣品溶液,加入2.9 mL FRAP工作液中,混勻,于37 ℃恒溫水浴10 min后在593 nm波長處測定吸光度值,以蒸餾水為參比。樣品抗氧化能力以FeSO4濃度(即FRAP值)表示,同時(shí)用紹興黃酒、0.4mg/mL VC和0.8 mg/mL Trolox作對比。
1.3.5 數(shù)據(jù)處理
所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都是3次實(shí)驗(yàn)的平均值,應(yīng)用Excel和SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用Origin 8.6軟件作圖。
通過比色法測得苦蕎紅曲保健酒的吸光度值,由標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)方程得到總黃酮和總酚含量分別為1 011.02 μg/mL、1 569.80 μg/mL;市售黃酒的總黃酮和總酚含量為78.06 μg/mL、778.87 μg/mL。
DPPH自由基是一種很穩(wěn)定的自由基,在乙醇溶劑中呈紫色,在517 nm波長處有最大吸收峰,當(dāng)有自由基清除劑存在時(shí),DPPH自由基的單電子被配對使其吸收逐漸消失,顏色變淺,且褪色程度與其接受的電子數(shù)成化學(xué)計(jì)量關(guān)系。因此,可以根據(jù)反應(yīng)液在最大吸收波長處吸光度的大小來評價(jià)被測樣品抗氧化能力的強(qiáng)弱,吸光度值越小,被測樣品的抗氧化能力越強(qiáng)[21]。結(jié)果見圖1。
圖1 各樣品對DPPH自由基的清除作用Fig.1 Scavenging effect of each sample on DPPH free radicals
從圖1可以看出,苦蕎紅曲酒、紹興黃酒、VC和Trolox對DPPH自由基均具有一定的清除能力,且苦蕎紅曲酒對DPPH自由基的清除能力明顯高于Trolox、VC和紹興黃酒。各樣品對DPPH自由基的清除能力隨著用量的增加而上升,其中苦蕎紅曲酒和Trolox對DPPH自由基的清除能力隨用量變化的增效明顯,而VC和紹興黃酒的各濃度梯度之間DPPH自由基清除率差異不顯著。樣品用量在40~70 μL之間變化時(shí),除了紹興黃酒,其他3種樣品對DPPH自由基清除率與用量之間呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系,結(jié)果表明苦蕎紅曲酒對DPPH自由基有較好的清除能力。
ABTS經(jīng)活性氧氧化后生成穩(wěn)定的藍(lán)綠色陽離子自由基ABTS+,當(dāng)加入的被測物質(zhì)含有抗氧化成分時(shí),該物質(zhì)會(huì)與ABTS+發(fā)生反應(yīng)使反應(yīng)體系褪色,顏色變淺,在其最大吸收光波長734 nm下測定其吸光度值變化。根據(jù)吸光度值的大小判定被測樣品抗氧化能力的強(qiáng)弱,吸光度值越小,被測樣品抗氧化能力越強(qiáng)[22],結(jié)果見圖2。
圖2 各樣品對ABTS自由基的清除作用Fig.2 Scavenging effect of each sample on ABTS free radicals
從圖2可以看出,苦蕎紅曲酒、紹興黃酒、VC和Trolox對ABTS自由基均具有一定的清除能力,且苦蕎紅曲酒對ABTS自由基的清除能力明顯高于Trolox、VC和紹興黃酒。各樣品對ABTS自由基的清除能力隨著用量的增加而上升,其中苦蕎紅曲酒、Trolox和VC對ABTS自由基的清除能力隨用量變化的增效明顯,而紹興黃酒的各濃度梯度之間ABTS自由基清除率差異不顯著,結(jié)果表明苦蕎紅曲酒對ABTS自由基有很好的清除能力。
FRAP法是基于氧化還原反應(yīng),在酸性pH值下,F(xiàn)e3+與TPTZ形成復(fù)合物(Fe3+-TPTZ),在被測物的還原物質(zhì)作用下,復(fù)合物被還原為Fe2+而呈藍(lán)色,在593 nm波長處達(dá)到最大吸收,還原物質(zhì)的含量與吸光度值的變化呈比例關(guān)系。因此,可用來判定物質(zhì)的抗氧化能力,在593 nm波長處檢測吸光度值,吸光度值越大,F(xiàn)RAP值也就越大,被測樣品抗氧化能力越強(qiáng)[23]。結(jié)果見圖3。
圖3 各樣品對Fe3+的還原能力Fig.3 Reducing power of each sample on Fe3+
從圖3可以看出,苦蕎紅曲酒、紹興黃酒、VC和Trolox對Fe3+均具有一定的還原能力,說明4種被測物都含有一定的還原性物質(zhì)。且苦蕎紅曲酒對Fe3+的還原能力明顯高于Trolox、VC和紹興黃酒。各樣品對Fe3+的還原能力隨著用量的增加而上升,其中苦蕎紅曲酒對Fe3+的還原能力隨用量變化的增效明顯。而Trolox、VC和紹興黃酒的各濃度梯度之間對Fe3+的還原能力差異不顯著。
根據(jù)圖1~圖3測定結(jié)果,采用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件,將苦蕎紅曲酒樣品的總黃酮含量和總酚含量與其抗氧化能力作相關(guān)性分析,結(jié)果見表1。
表1 樣品總黃酮、總酚含量與抗氧化相關(guān)性Table 1 Correlation between antioxidant activity and total flavonoids or total polyphenols
由表1可知,樣品中的總黃酮、總酚含量對DPPH自由基、ABTS自由基的清除率和對Fe3+的還原能力呈極顯著相關(guān)(P<0.01),說明黃酮類物質(zhì)、酚類物質(zhì)對樣品抗氧化能力有顯著影響。
本實(shí)驗(yàn)測定了苦蕎紅曲保健酒中總黃酮和總酚的含量,并且對比了苦蕎紅曲保健酒、市售黃酒、VC、Trolox對DPPH自由基、ABTS自由基的清除能力和對Fe3+的還原能力。結(jié)果表明,隨著被測樣液用量的增加,其抗氧化能力也在不斷增強(qiáng)。對相關(guān)性的分析表明,苦蕎紅曲保健酒黃酮及總酚含量與其對DPPH自由基、ABTS自由基的清除能力和對Fe3+的還原能力之間存在極顯著差異。
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