呂佳寧, 李 影, 韓立杰, 劉子菱, 張 玲, 金鐵巖,2,*
(1.延邊大學(xué)理學(xué)院,吉林延吉 133002;2.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院,吉林延吉 133002)
蜂花粉3種溶劑提取物的抗氧化性研究
呂佳寧1, 李 影1, 韓立杰1, 劉子菱1, 張 玲1, 金鐵巖1,2,*
(1.延邊大學(xué)理學(xué)院,吉林延吉 133002;2.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院,吉林延吉 133002)
為了綜合評(píng)價(jià)蜂花粉不同溶劑提取物的抗氧化效果,以水、甲醇和三氯甲烷為提取溶劑,對(duì)蜂花粉進(jìn)行多次綜合提取,計(jì)算其得率后,對(duì)DPPH清除率、·O-陰離子清除率、·OH-自由基清除率和還原力進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明:3種溶劑提取物中,蜂花粉水提物的得率最高,為54.16%。蜂花粉甲醇提取物的DPPH清除率、·O-清除率和·OH-自由基清除率均優(yōu)于其他兩種溶劑且存在濃度依賴關(guān)系,當(dāng)甲醇提取物的質(zhì)量濃度為5 g/L時(shí),其DPPH清除率達(dá)到95.49%,且當(dāng)甲醇提取物的質(zhì)量濃度為2 g/L時(shí),·O-陰離子和·OH-自由基清除率分別為80.03%,29.14%。蜂花粉三氯甲烷提取物還原力最強(qiáng),并且還原力與濃度存在依賴關(guān)系,三氯甲烷提取物質(zhì)量濃度為5 g/L時(shí),還原力達(dá)到49.48%。實(shí)驗(yàn)表明,蜂花粉的甲醇提取物抗氧化能力較強(qiáng)。
蜂花粉;溶劑提取物;抗氧化能力
花粉是植物的精細(xì)胞,在雄蕊的花藥中產(chǎn)生。蜂花粉是蜜蜂從開花的蜜源植物內(nèi)采集的花粉,加上蜜蜂自身的腺體分泌的物質(zhì)以及唾液混合后,形成的不規(guī)則扁圓形團(tuán)狀物[1]。花粉的花粉壁由內(nèi)壁和外壁組成,外壁比較堅(jiān)硬,主要成分為孢粉素,抗水、抗腐蝕性很強(qiáng),并且不易發(fā)生滲透作用,基本上與大部分物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng);內(nèi)壁主要成分為纖維素和果膠等物質(zhì),質(zhì)地比較薄軟,不耐酸堿。由于蜂花粉結(jié)構(gòu)比較特殊,如果不對(duì)其進(jìn)行破壁提取的話,里面的物質(zhì)只能通過內(nèi)壁的萌發(fā)孔和萌發(fā)溝[2]緩慢釋放出來,不易于內(nèi)容物的提取,造成花粉內(nèi)功能性成分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi)。
蜂花粉幾乎含有人體所需的所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),營(yíng)養(yǎng)成分豐富且完全。相關(guān)研究顯示,它的蛋白質(zhì)含量是牛肉和雞蛋的5~7倍,含有8種人體必需氨基酸,且游離氨基酸比例適當(dāng)[3],易于人體消化吸收。蜂花粉還含有不飽和脂肪酸、酶類、核酸、多酚、黃酮、多糖等生理活性成分。蜂花粉對(duì)癌癥、心臟病、高血壓、高血脂、高血糖等多種疾病有很好的預(yù)防和改善作用,并且對(duì)增強(qiáng)抵抗力、記憶力,改善腦功能也有很好的作用[4]。
蜂花粉為全營(yíng)養(yǎng)食品,其成分較為復(fù)雜,且需破壁后才能進(jìn)行內(nèi)容物提取。在以往的蜂花粉抗氧化測(cè)定中,多數(shù)用70%左右乙醇溶液對(duì)破壁后的蜂花粉進(jìn)行提取,很少有研究用純有機(jī)溶劑直接提取蜂花粉。本實(shí)驗(yàn)用水、甲醇、三氯甲烷分別對(duì)蜂花粉進(jìn)行充分提取,揮干溶劑得到提取物,然后測(cè)定提取物的抗氧化能力,并以Vc為陽(yáng)性對(duì)照,確定哪一種溶劑更為適合提取蜂花粉。
1.1 材料與試劑
蜂花粉,長(zhǎng)白山脈野生蜂花粉;乙醇、三氯甲烷、維生素C、DPPH、硫酸亞鐵、水楊酸、過氧化氫、三羥甲基氨基甲烷(Tris)、鹽酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵等均為分析純。
1.2 主要儀器
SB-10A型高速粉碎機(jī),上海市蒲恒信息科技有限公司;U-3900型紫外分光度計(jì),Hitachi High-Technologies Corporation Tokyo Japan;THA-B型氣浴恒溫振蕩器,金壇市恒豐儀器廠。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 原料處理
選擇長(zhǎng)白山山脈的野生蜂花粉,收集后將其高速粉碎,將粉碎后的蜂花粉粉末過60目篩,之后將剩余粉末繼續(xù)粉碎,重復(fù)上一步操作,直至所有粉末全部通過60目篩網(wǎng),于低溫下保存。
1.3.2 蜂花粉的破壁
采用復(fù)合破壁法對(duì)蜂花粉粉末進(jìn)行破壁。首先將蜂花粉粉末的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高至30%~35%,控制溫度為35℃,持續(xù)48 h,然后在45℃下進(jìn)行鼓風(fēng)干燥,將干燥后結(jié)成團(tuán)塊的蜂花粉再次進(jìn)行高速粉碎,這樣做的目的是將堅(jiān)硬的蜂花粉外壁變得容易被溶劑浸透,易于內(nèi)容物的釋放,然后將二次粉碎好的蜂花粉冷藏保存。
1.3.3 蜂花粉的提取及得率的測(cè)定
取5 g破壁后的蜂花粉于離心管中,按1∶8的比例添加提取溶劑,37℃下?lián)u床提取1 h,350 W超聲提取30 min,5 000 r/min離心10 min[5],重復(fù)3次(超聲時(shí)間依次減半),將3次提取液過濾后合并,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮,將濃縮液置于恒溫真空干燥箱內(nèi)[6],45℃下?lián)]干其中溶劑,直至恒重后得浸膏狀固體。所得固體質(zhì)量與原蜂花粉質(zhì)量比,即為得率。
1.3.4 維生素C標(biāo)準(zhǔn)溶液及提取物待測(cè)液的配制
分析天平準(zhǔn)確稱取1.0 mg抗壞血酸粉末,用無水乙醇溶解后,定容至50 mL容量瓶,得0.02 g/L維生素C溶液,4℃避光保存。分析天平準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的提取物定容至25 mL容量瓶中,得適當(dāng)濃度的提取物溶液。水提取物以水為溶劑,甲醇提取物以甲醇為溶劑,三氯甲烷提取物以無水乙醇為溶劑,因?yàn)槿燃淄椴环€(wěn)定,在室溫下極易揮發(fā)、分解,如以三氯甲烷為溶劑,后續(xù)實(shí)驗(yàn)誤差極大,無法進(jìn)行。
1.3.5 DPPH清除能力的測(cè)定
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7-8]等的方法,分別測(cè)定蜂花粉3種溶劑提取物的DPPH清除率。
1.3.6 ·O-清除能力的測(cè)定
根據(jù)蘇曉雨等[9]的方法,采用鄰苯三酚法測(cè)定蜂花粉3種溶劑提取物的·O-清除率。
1.3.7 ·OH-清除能力的測(cè)定
根據(jù)陳晨等[10]的方法,采用水楊酸法對(duì)樣品的·OH-清除能力進(jìn)行測(cè)定。
1.3.8 還原力的測(cè)定
根據(jù)文獻(xiàn)[11-12]等的方法稍作修改,測(cè)定樣品的還原力。不加樣液組吸光度為A空白,加樣液組吸光度值為A樣品。
2.1 蜂花粉3種溶劑提取物得率
綜合多次提取結(jié)果,得出:蜂花粉水提取物的得率為54.16%,甲醇提取物的得率為46.06%,三氯甲烷提取物的得率為4.85%,由此可見,單從提取角度考慮,水為蜂花粉提取的較佳溶劑。
2.2 蜂花粉3種溶劑提取物DPPH清除能力
目前,對(duì)抗氧化能力的評(píng)價(jià)方法有很多,但DPPH法是一種便捷度強(qiáng),靈敏度高且價(jià)格相對(duì)便宜的測(cè)定方法。DPPH是有機(jī)自由基,且很穩(wěn)定,通過加入抗氧化物質(zhì),將其由紫色還原成黃色,用吸光度的變化來衡量樣品抗氧化能力的強(qiáng)弱。圖1為水、甲醇、三氯甲烷3種溶劑在相同提取條件及相同濃度下測(cè)定的提取物的DPPH清除能力。3種溶劑的DPPH清除能力均隨著溶劑的質(zhì)量濃度的增大而增大,但甲醇和水提取物在質(zhì)量濃度高于4 mg/mL時(shí),清除率增加有減緩的趨勢(shì);甲醇提取物的DPPH清除能力明顯高于水和三氯甲烷提取物,而水和三氯甲烷提取物之間的DPPH清除能力相近。以Vc做陽(yáng)性對(duì)照,當(dāng)Vc質(zhì)量濃度為0.03 g/L時(shí),DPPH清除率達(dá)到94.13%;甲醇提取物質(zhì)量濃度為5 g/L時(shí),DPPH清除率為95.49%,所以在此濃度下兩者的DPPH清除能力相近,但甲醇蜂花粉提取物的DPPH清除能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Vc。
2.3 蜂花粉3種溶劑提取物·O-清除能力
圖2為3種樣品·O-清除能力分析結(jié)果,由圖2可知,3種樣品均有·O-清除能力,且清除能力均隨著質(zhì)量濃度的增大而增加。當(dāng)甲醇提取物的質(zhì)量濃度為0.4~0.8 g/L時(shí),其·O-清除能力與其他兩種溶劑差異不顯著;當(dāng)甲醇提取物的質(zhì)量濃度大于0.8 g/L時(shí),其·O-清除能力增加趨勢(shì)明顯高于水提取物和三氯甲烷提取物,且三氯甲烷提取物與水提取物在各質(zhì)量濃度間的·O-清除能力均不存在顯著性差異。以Vc為陽(yáng)性對(duì)照,當(dāng)Vc添加量為0.02 g/L時(shí),·O-清除率為94.53%,甲醇提取樣添加量為2 g/L時(shí),·O-清率為80.03%,所以Vc的·O-清除能力遠(yuǎn)高于此3種溶劑的提取物。
圖1 3種溶劑提取物的DPPH清除率Fig.1 Comparison of DPPH radical scavenging activity of three solvent extracts
圖2 3種溶劑提取物的·O-清除率Fig.2 Comparison of·O-radical scavenging activity of three solvent extracts
2.4 蜂花粉3種溶劑提取物·OH-清除能力
·OH-自由基是一種很活潑的自由基,當(dāng)其與·O-發(fā)生反應(yīng)后可以破壞人體的DNA,對(duì)人體造成不可逆的傷害?!H-較容易發(fā)生電子轉(zhuǎn)移、奪取氫原子,發(fā)生羥基化反應(yīng),使體內(nèi)的糖類、蛋白質(zhì)、脂類、核酸等物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),遭到破壞[13]。圖3為蜂花粉3種溶劑提取物·OH-清除能力分析結(jié)果。由圖3可知,3種溶劑的提取物均具有·OH-清除能力,且3種溶劑提取物的清除能力差異顯著;甲醇提取物的·OH-清除能力在提取物質(zhì)量濃度為2 g/L內(nèi)基本上呈線性增長(zhǎng);水提取物的質(zhì)量濃度為0.8~1.2 g/L時(shí)增長(zhǎng)不明顯,但當(dāng)其質(zhì)量濃度大于1.2 g/L時(shí),增長(zhǎng)較快;三氯甲烷提取物在質(zhì)量濃度為1.6 g/L時(shí),·OH-清除能力達(dá)到峰值,隨后下降。以Vc為陽(yáng)性對(duì)照,當(dāng)Vc添加量為0.02 g/L時(shí),其清除率為38.23%。Vc的添加濃度遠(yuǎn)小于此3種溶劑提取物的添加量,所以Vc的·OH-自由基清除能力遠(yuǎn)高于此3種溶劑提取物。
圖3 3種溶劑提取物的·OH-清除率Fig.3 Comparison of·OH-radical scavenging activity of three solvent extracts
2.5 蜂花粉3種溶劑提取物還原力
還原力是指某種物質(zhì)能提供電子,與活潑自由基反應(yīng)后能轉(zhuǎn)化為較為穩(wěn)定的物質(zhì),不再讓自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)繼續(xù)進(jìn)行下去,從而阻止自由基對(duì)人體的傷害。圖4為3種樣品在同樣提取條件及同樣濃度下測(cè)定的還原能力,由圖4可知,3種樣品均具有還原能力,且還原能力均隨著樣品濃度的增大而增加;三氯甲烷樣品的還原力增加趨勢(shì)明顯高于水和甲醇樣品。以Vc為陽(yáng)性對(duì)照,當(dāng)Vc的質(zhì)量濃度為0.02 g/L時(shí),還原力為63.40%;三氯甲烷質(zhì)量濃度為5 g/L時(shí),還原力為49.48%,由此可見,Vc的還原力明顯高于3種溶劑的提取物。
圖4 3種溶劑提取物的還原力Fig.4 Comparison of reducing power capacity of three solvent extracts
本實(shí)驗(yàn)分別研究了蜂花粉的水提取物、甲醇提取物和三氯甲烷提取物的得率和抗氧化性,結(jié)果表明,水、甲醇、三氯甲烷3種溶劑的提取率中,水提取物的得率最高,達(dá)到54.16%;1~5 g/L甲醇提取物的DPPH清除能力均高于其他兩種溶劑提取物,當(dāng)甲醇提取物的質(zhì)量濃度達(dá)到5 g/L時(shí),其DPPH清除率達(dá)到95.49%;0.4~2 g/L甲醇提取物的·O-清除能力高于其他兩種溶劑提取物,在甲醇提取物的質(zhì)量濃度為2 g/L時(shí),其清除率達(dá)到80.03%;與三氯甲烷·OH-清除率先上升后下降的趨勢(shì)相比,甲醇提取物·OH-清除率基本呈線性增長(zhǎng),當(dāng)甲醇提取物的質(zhì)量濃度為2 g/L時(shí),清除率達(dá)到29.14%;1~5 g/L三氯甲烷提取物的還原能力均高于水和甲醇提取物,當(dāng)三氯甲烷提取物的濃度為5 g/L時(shí),其還原力為49.48%,所以三氯甲烷提取物的還原力強(qiáng)于其他兩種溶劑提取物,因此蜂花粉甲醇提取物的抗氧化能力在此3種溶劑中最強(qiáng)。
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Study on Antioxidant Activities of bee Pollen Extractives Using Three Kinds Solvents
Lü Jianing1, LI Ying1, HAN Lijie1, LIU Ziling1, ZHANG Ling1, JIN Tieyan1,2,*
(1.College of Science,Yanbian University,Yanji 133002,China;2.College of Agriculture,Yanbian University,Yanji 133002,China)
To investigate the antioxidant activities of the bee pollen extractives,water,methanol,and chloroform were used as extraction solvents and DPPH eliminating rate,·O-removing rate,·OH-eliminating rate,and reducing power were determined.The results showed that the water extraction had the highest yield(54.16%)while the extractives from methanol had the highest DPPH eliminating rate,·O-removing rate,and·OH-eliminating rate and the antioxidant activities increased with the increasing concentration.The highest DPPH eliminating rate(95.49%)was obtained under the concentration of 5 g/L while the highest·O-removing rate(80.03%)and·OH-eliminating rate(29.14%)were obtained under the concentration of 2 g/L.The chloroform extracts had the highest reducing power(49.48%)under the concentration of 5 g/L.Based on the results,methanol extractives had the best antioxidant activities.
bee pollen;solvent extraction;antioxidant activities
葉紅波)
TS201.2
A
10.3969/j.issn.2095-6002.2015.02.010
2095-6002(2015)02-0054-04
呂佳寧,李影,韓立杰,等.蜂花粉3種溶劑提取物的抗氧化性研究[J].食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào),2015,33(2):54-57.
LV Jianing,LI Ying,HAN Lijie,et al.Study on antioxidant activities of bee pollen extractives using three kinds solvents[J].Journal of Food Science and Technology,2015,33(2):54-57.
2014-03-12
呂佳寧,女,碩士研究生,研究方向?yàn)楣δ苄允称罚?/p>
*金鐵巖,男,副教授,博士,主要從事功能性食品方面的研究。
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