吳 春， 孫勝敏， 姜黎明， 劉 濤

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076）

紫甘薯花青素的功能特性研究*

吳 春， 孫勝敏， 姜黎明， 劉 濤

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076）

采用抗壞血酸和BH T作為對(duì)照，測(cè)定了紫甘薯花青素的還原能力、對(duì)食用油脂的抗氧化能力及對(duì)·OH自由基和自由基的清除能力。結(jié)果表明，當(dāng)濃度大到0.5 m g/mL時(shí)，其還原能力接近抗壞血酸；在豆油基質(zhì)中紫甘薯花青素的抗氧化活性高于BHT；在試驗(yàn)質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，紫甘薯花青素對(duì)·OH自由基的清除率為81.2%，活性略低于抗壞血酸；對(duì)自由基的清除率可達(dá)91.3%，活性強(qiáng)于BHT。

紫甘薯；花青素；功能性

前 言

近年來(lái)，大量的醫(yī)學(xué)毒理學(xué)和生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，合成色素多數(shù)對(duì)人體都有不同程度的傷害，有的甚至有累積性致畸和致癌作用，使用天然色素取代合成色素已成為必然趨勢(shì)?；ㄇ嗨刈鳛橐环N天然食用色素，安全、無(wú)毒、資源豐富，而且具有多種保健功能，許多國(guó)家都允許其用于食品著色。目前已開(kāi)發(fā)成功的花青素有葡萄皮紅色素、蘿卜紅色素、紫玉米色素、紫甘藍(lán)色素等，由于受到穩(wěn)定性、雜質(zhì)或原料數(shù)量等因素的影響，使這些色素的應(yīng)用受到一定程度的限制。

紫甘薯屬旋花科一年生草本植物，是近年來(lái)培育的一類(lèi)集營(yíng)養(yǎng)、保健和色素于一體的甘薯新品種，其肉質(zhì)紫紅，富含花青素。與其它天然色素相比，紫甘薯花青素具有安全、無(wú)毒、色澤亮麗、穩(wěn)定性好、原料來(lái)源方便等特點(diǎn)，是一種很好的天然色素原料，在食品、化妝品、醫(yī)藥領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力[1～4]。本文對(duì)自制的紫甘薯花青素產(chǎn)品清除自由基、抗油脂自動(dòng)氧化等功能特性進(jìn)行研究，以期為紫甘薯花青素的深度開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫甘薯，大豆油（市售）；Tris（三羥甲基氨基甲烷）：上海三浦化工有限公司；抗壞血酸，2，6-二叔丁基對(duì)甲酚（BHT）：食品級(jí)。其它試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

普利塞斯XT 4200 C型原裝天平：瑞士；PHS-25型精密酸度計(jì)：上海偉業(yè)儀器廠(chǎng)；721分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 紫甘薯花青素的制備

將新鮮紫甘薯去皮后切片,50℃烘干,粉碎,過(guò)80目篩,得紫甘薯全粉樣品。取一定量的紫甘薯全粉置于錐形瓶中，按料液比為1∶50（g/mL）加入50%（體積分?jǐn)?shù)）的乙醇溶液混合均勻，置于50℃水浴浸提1.5 h，離心取上清液，調(diào)pH值至3.0，經(jīng)AB-8大孔樹(shù)脂分離純化，收集70%（體積分?jǐn)?shù)）乙醇洗脫液，將洗脫液于40℃下減壓濃縮，經(jīng)真空冷凍干燥成粉，實(shí)驗(yàn)前用雙蒸水配成所需濃度。

1.3.2 紫甘薯花青素還原力的測(cè)定

在10 mL具塞試管中加入1 mL樣品，2.5 mL磷酸緩沖溶液（0.2 mol/L，pH=6.6）和 2.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的 K3F e（C N）6溶液，混勻，50℃水浴保溫 20 min后，快速冷卻，再加入2.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的三氯乙酸，以3000 r/min離心10 min，取上層液2.5 mL，依次加入2.5 mL蒸餾水和0.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的F e C l3溶液，于700 n m處測(cè)定吸光度。比較吸光度的大小確定樣品的還原能力，吸光度越大表示還原能力越強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)選擇抗壞血酸作對(duì)比[5]。

1.3.3 紫甘薯花青素抗氧化能力的測(cè)定

采用S c h a a l烘箱法：取30 g油樣，放入100 mL燒杯中，敞口，按0.02%的添加量加入抗氧化劑，混合均勻，將油樣放入60℃恒溫烘箱中強(qiáng)化保存，每隔24 h攪拌一次，并交換它們?cè)诤嫦渲械奈恢?，按照GB/T 5009.37-1996規(guī)定的方法，定期測(cè)定油樣的過(guò)氧化值（P O V）。根據(jù)過(guò)氧化值的變化情況判斷紫甘薯花青素的抗氧化能力。

1.3.4 紫甘薯花青素對(duì)·OH的清除作用[6]

在25 mL容量瓶中依次加入2 mmol/L F e S O43 mL、1 mmol/LH2O23 mL，搖勻，接著加入6 mmol/L水楊酸3 mL，加入蒸餾水補(bǔ)充至25 mL，搖勻，于37℃水浴加熱60 min后取出，測(cè)其吸光度A0。分別加入一定量的樣品液于25 mL容量瓶中，重復(fù)上述操作，測(cè)其吸光度Ai。按下式計(jì)算待測(cè)液清除率。

式中：Ai-加樣液時(shí)溶液的吸光度；A0-不加樣液時(shí)溶液的吸光度。

1.3.5 紫甘薯花青素對(duì)O2-·自由基的清除作用[6]

取pH為8.2的0.05 mol/LT r i s-H C l緩沖溶液4.5 mL，置于25℃水浴中預(yù)熱20 min，分別加入1 mL試樣和0.4 mL25 mmol/L鄰苯三酚溶液，混勻后于25℃水浴中反應(yīng)5 min，加入8 mol/LH C l 1 mL終止反應(yīng)，299 n m處測(cè)定吸光度A，空白對(duì)照組A0以相同體積的蒸餾水代替樣品，并與B H T進(jìn)行對(duì)比。清除率：P=[（A0-Ai）/A0]×100%

2 結(jié)果與討論

2.1 紫甘薯花青素的還原能力

紫甘薯花青素的還原能力測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 紫甘薯花青素與抗壞血酸還原Fe3+的能力Table 1 The reduction of Fe3+by purple sweet potato anthocyanins and ascorbic acid

由表1可知,紫甘薯花青素和抗壞血酸均具有較強(qiáng)的還原能力,且隨濃度的增大,吸光度值增加，還原F e3+的能力逐漸增強(qiáng)。當(dāng)濃度小于0.30 m g/mL時(shí)，紫甘薯花青素的還原能力與抗壞血酸的還原能力差距較大；當(dāng)濃度大到0.5 m g/mL時(shí),二者間的差距逐漸縮小，變化趨勢(shì)趨于平緩。由此表明，紫甘薯花青素可作為電子供體，與自由基反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的產(chǎn)物，從而終斷自由基的鏈反應(yīng)。

2.2 紫甘薯花青素對(duì)大豆油的抗氧化活性

圖1 紫甘薯花青素的抗氧化效果Fig.1 Antioxidant effect of purple sweet potato anthocyanins

由圖1可見(jiàn)，紫甘薯花青素和B H T對(duì)大豆油脂均具有較強(qiáng)的抗氧化活性，即清除有機(jī)過(guò)氧化自由基（L O O·）的能力。在相同添加量時(shí)，紫甘薯花青素的抗氧化活性略高于B H T，與空白油樣相比，能明顯抑制油脂的自動(dòng)氧化過(guò)程。

2.3 紫甘薯花青素對(duì)·OH自由基的清除效果

與抗壞血酸比較測(cè)定紫甘薯花青素對(duì)·O H自由基的清除活性，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 紫甘薯花青素和抗壞血酸對(duì)·OH自由基的清除活性Table 2 The hydroxyl radical scavenging activity of purple sweet potato anthocyanins and ascorbic acid

由表2可知，紫甘薯花青素和抗壞血酸都具有較強(qiáng)的清除·OH自由基能力。隨著加入樣液量的增大，對(duì)·OH自由基的清除率均逐漸增大，且具有一定的量效關(guān)系。在相同濃度條件下，紫甘薯花青素清除·OH自由基的活性略低于抗壞血酸。

2.4 紫甘薯花青素對(duì)O2-·自由基的清除能力

圖2 紫甘薯花青素與BHT對(duì)超氧陰離子自由基的清除活性Fig.2 Superoxide anion radical scavenging activity of purple sweet potato anthocyanins and BHT

如圖2所示，紫甘薯花青素、BHT對(duì)O2-·都有清除作用，且隨濃度的增加而增強(qiáng)。在濃度低于0.3 mg/mL時(shí)，BHT的清除能力強(qiáng)于紫甘薯花青素，而超過(guò)此濃度，紫甘薯花青素清除超氧陰離子能力顯著強(qiáng)于BHT。在試驗(yàn)質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，紫甘薯花青素對(duì)O2-·自由基最終的清除率可達(dá)91.30%，表現(xiàn)出了良好的清除效果。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定紫甘薯花青素的還原能力、對(duì)食用油脂的抗氧化性、對(duì)羥基自由基及超氧陰離子自由基的清除率，證實(shí)紫甘薯花青素具有較強(qiáng)的綜合抗氧化能力,是一種天然、有效的抗氧化劑。

［1］肖素榮，李京東.新型天然色素——紫甘薯色素［J］.中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2009（6）：29～31.

［2］TRUONG V D,ROGER N D,THOMPSON T,et al.Characterization of anthocyanins and anthocyanidins in purple-fleshedsweet potatoes by HPLC-DAD/ESI-MS/MS ［J］.J Agric Food Chem，2010，58：404～410.

［3］陸國(guó)權(quán)，李秀玲.紫甘薯紅色素與其它同類(lèi)色素的穩(wěn)定性比較［J］.浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)，2001，27（6）：635～638.

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［6］吳春,黃梅桂,車(chē)春波.槲皮素-鋅（Ⅱ）配合物清除自由基的活性研究［J］.食品工業(yè)科技，2010，31（1）：128～129，247.

Study on Functional Properties of Purple Sweet Potato Anthocyanins

WU Chun,SUN Sheng-min,JIANG Li-ming and LIU Tao
（College of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China）

The functional properties of purple sweet potato anthocyanins were tested and compared with ascorbic acid and BHT,such as the reduction ability,the oxidation resistance towards the edible oils,and the hydroxyl radical and superoxide anion radical scavenging activity.The results indicated that the reduction ability was similar with ascorbic acid when the concentration was 0.5mg/mL;the oxidation resistance was higher than BHT in oils.In the range of test mass concentration,the maximum hydroxyl radical scavenging rate was 81.2%which was lower than that of ascorbic acid and the superoxide anion radical scavenging rate was 91.3%which was higher than that of BHT.

Purple sweet potato;anthocyanins;functional properties

TS 202.3

A

1001-0017（2012）06-0013-03

2012-05-05 *

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：12511 z 010）

吳春（1962-），女，天津市人，碩士，教授，主要研究方向：食品化學(xué)。