孫　杰，陸雙雙，徐燕燕，閔　婷,3,王宏勛,2,3,易　陽(yáng),2,3

(1.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023;2.農(nóng)產(chǎn)品加工湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430023;

3.湖北省生鮮食品工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430023)

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蓮藕不同部位酚類物質(zhì)含量、組成及抗氧化活性比較

孫杰1，陸雙雙1，徐燕燕1，閔婷1,3,王宏勛1,2,3,易陽(yáng)1,2,3

(1.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023;2.農(nóng)產(chǎn)品加工湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430023;

3.湖北省生鮮食品工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430023)

摘要：為比較蓮藕不同部位中酚類物質(zhì)在含量、組成和抗氧化活性上的差異，分別提取分離藕皮、藕節(jié)和食用部中的游離態(tài)和結(jié)合態(tài)酚類物質(zhì)，分析其總酚及總黃酮含量，采用HPLC-MS法鑒別其單體酚類組成，結(jié)合DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和FRAP抗氧化能力評(píng)價(jià)其抗氧化活性。研究結(jié)果表明：蓮藕中酚類物質(zhì)以游離態(tài)為主，不同部位游離態(tài)總酚和總黃酮的含量均以藕節(jié)>藕皮>食用部；蓮藕中酚類物質(zhì)包括沒(méi)食子酸、綠原酸、兒茶素、咖啡酸、香豆素和白藜蘆醇，除沒(méi)食子酸外，各組分在不同部位的分布及存在形式均不相同。蓮藕不同部位的DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和FRAP抗氧化能力均以藕節(jié)>藕皮>食用部，而食用部對(duì)整藕抗氧化的貢獻(xiàn)比例最大。作為蓮藕加工中的主要副產(chǎn)物，藕皮和藕節(jié)在天然抗氧化劑開(kāi)發(fā)方面具有良好用途。

關(guān)鍵詞：蓮藕; 酚類物質(zhì); 含量; 組成; 抗氧化

1引言

蓮藕是我國(guó)種植面積和產(chǎn)量均居首位的水生蔬菜，屬于睡蓮科植物蓮(Nelumbo nucifera G.)的肥大根莖。已有研究證實(shí)，在常見(jiàn)的數(shù)十種蔬菜中，蓮藕表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化功能[1-3]，且其活性與多酚含量及組成有著直接的聯(lián)系[4]。作為次級(jí)代謝產(chǎn)物的酚類物質(zhì)在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著重要作用，且在各組織部位中的分布存在明顯差異。典型地，蘋果皮中的總酚和黃酮含量顯著高于其果肉[5]，而柿子中總酚和黃酮的含量分布卻與之相反[6]。蓮藕中酚類物質(zhì)的提取及抗氧化活性頗受關(guān)注[7-10]，且有研究發(fā)現(xiàn)主要成分包括多巴、兒茶酚、沒(méi)食子酸、兒茶素和表兒茶素[11]，但涉及蓮藕不同部位中酚類物質(zhì)含量、組成及活性差異尚未見(jiàn)報(bào)道。此外，酚類物質(zhì)在植物組織中以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)的形式存在，且不同植物中酚類物質(zhì)的主要存在形式有所不同[12,13]。本研究比較分析蓮藕不同部位中游離態(tài)和結(jié)合態(tài)酚類物質(zhì)的含量、組成及其抗氧化活性差異，以期為其副產(chǎn)物綜合利用和資源的深度開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

2材料與方法

2.1　材料、試劑與儀器

新鮮且完整的九孔蓮藕由武漢世林福幸科技發(fā)展有限公司蔡甸蓮藕基地提供，清洗后分別削/切取藕皮、藕節(jié)和食用部，記錄各部位樣品質(zhì)量。樣品粉碎混勻后置于-20℃貯存?zhèn)溆茫粵](méi)食子酸(Gallic acid)、水溶性維生素E(Trolox)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2 ,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)、2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ) 東京化成工業(yè)株式會(huì)社；福林酚試劑、醋酸鈉、過(guò)硫酸鉀、三氯化鐵、甲醇等均為分析純 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙腈和冰乙酸為色譜純 美國(guó)Fisher公司。

Accela-LTQ XL高效液相串聯(lián)離子阱質(zhì)譜儀 美國(guó)ThermoFisher公司；XHF-D高速分散器 寧波新芝生物科技股份有限公司；UV-1800紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津有限公司； RE-2000A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠。

2.2　酚類物質(zhì)的提取方法

2.2.1游離態(tài)酚類物質(zhì)提取

采用文獻(xiàn)[12]方法略作修改。稱取4℃預(yù)冷的樣品4 g，置于研缽中研碎后，用40 mL預(yù)冷的酸性甲醇溶液(95%甲醇與1mol/L HCl的體積比為85:15)沖洗轉(zhuǎn)移到50 mL離心管中。震蕩提取5 min后，于4 000 r/min轉(zhuǎn)速下離心10 min，收集上清液。殘?jiān)僦貜?fù)上述步驟提取2次，合并上清液。上清液在45℃下真空濃縮至干后用甲醇定容至10 mL，即得到游離態(tài)酚類提取液，分裝后于-20℃保存。剩余殘?jiān)糜谔崛》蛛x結(jié)合態(tài)酚類物質(zhì)。提取液平行制備3份。

2.2.2結(jié)合態(tài)酚類物質(zhì)提取

參考文獻(xiàn)[12]方法略作修改。取1.2.1中剩余殘?jiān)尤?mol/L的NaOH溶液40 mL，充入氮?dú)饷芊夂笥谑覝叵抡鹗幩?h。用6mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)水解液pH值至1，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中加入100 mL正己烷萃取脫脂，再用100 mL乙酸乙酯萃取5次后合并萃取相。乙酸乙酯萃取液于45℃下真空濃縮至干后用甲醇定容至10 mL，即得到結(jié)合態(tài)酚類提取液，分裝后于-20 ℃保存。提取液平行制備3份。 總酚含量和總黃酮含量[12]方法測(cè)定，其中：總酚含量以每100g鮮重中所含沒(méi)食子酸當(dāng)量表示；總黃酮含量以每100g鮮重中所含蘆丁當(dāng)量表示。

2.3　酚類物質(zhì)的分析方法

2.3.1含量測(cè)定

2.3.2組成鑒定

多酚組成采用HPLC-MS分析鑒定。色譜柱為Phenomenex Luna C18柱(150mm×2.0mm)，流動(dòng)相A為乙腈，流動(dòng)性B為0.4%冰乙酸，流速為0.2 mL/min，進(jìn)樣量為3μL，二極管陣列檢測(cè)器波長(zhǎng)為280nm。線性梯度洗脫：0—40 min，10%—25%流動(dòng)相A；40—45 min，25—35%流動(dòng)相A；45—70 min，35%—50%流動(dòng)相A。離子源溫度為110℃，負(fù)離子掃描范圍為200-2 000 amu，離子噴霧電壓為5.0 kV，毛細(xì)管溫度 270 ℃，毛細(xì)管電壓為14 V，透鏡電壓為45 V，洗脫劑氣(N2)流速350 L/h，錐孔氣(N2)流速350 L/h。

2.4　酚類物質(zhì)的抗氧化活性評(píng)價(jià)方法

2.4.1DPPH自由基清除能力

蓮藕酚類提取物經(jīng)甲醇梯度稀釋后，取50 μL稀釋樣液加入0.7 mL DPPH溶液(100 μmol/L)混勻作為實(shí)驗(yàn)組，以甲醇代替稀釋樣液作為空白對(duì)照，另以甲醇代替DPPH溶液作為樣液對(duì)照?；旌弦罕芄獗４?0 min后于517 nm處測(cè)定吸光值。DPPH自由基清除率(%)=[1-(A實(shí)驗(yàn)組-A樣液對(duì)照)/A空白對(duì)照]×100。以Trolox作為標(biāo)準(zhǔn)品，繪制以Trolox濃度為橫坐標(biāo)及DPPH自由基清除率為縱坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。蓮藕不同部位的DPPH自由基清除能力以每100 g鮮重中所含Trolox當(dāng)量表示。

2.4.2ABTS自由基清除能力

采用文獻(xiàn)[12]方法測(cè)定。蓮藕不同部位的ABTS自由基清除能力以每100g鮮重中所含Trolox當(dāng)量表示(mg TE/100g FW)。

2.4.3FRAP抗氧化能力

采用文獻(xiàn)[12]方法測(cè)定。蓮藕不同部位的FRAP抗氧化能力以每100g鮮重中所含Trolox當(dāng)量表示(mg TE/100g FW)。

2.5　統(tǒng)計(jì)分析

組間數(shù)據(jù)差異比較采用SPSS11.5軟件S-N-K檢驗(yàn)分析，顯著性水平為P<0.05。圖中不同小寫或大寫英文字母表征0.05水平的顯著性差異。

3結(jié)果與討論

3.1　蓮藕不同部位中酚類物質(zhì)的含量

由圖1可見(jiàn)，蓮藕不同部位中酚類物質(zhì)含量存在顯著差異，而酚類物質(zhì)存在形式均以游離態(tài)為主。藕節(jié)中游離態(tài)總酚含量(409 mg GAE/100 g FW)和結(jié)合態(tài)總酚含量(29 mg GAE/100 g FW)均顯著高于藕皮(P<0.05)。食用部中不同形態(tài)的總酚含量均最低(P<0.05)，共計(jì)約82 mg GAE/100 g FW。蓮藕不同部位中總黃酮的分布與總酚相似，其中藕節(jié)中游離態(tài)和結(jié)合態(tài)總黃酮含量分別為837和36 mg RE/100g FW。“東河早藕”藕皮中的總酚含量要高于食用部位，含量較高的老藕藕皮中總酚含量達(dá)340.7 mg GAE/100 g，而含量較低的嫩藕食用部中總酚含量為88.7 mg GAE/100 g[3]，與本研究結(jié)果略有差異，可能與蓮藕品種、采收時(shí)期及酚類物質(zhì)提取方法的不同有關(guān)。徐金蓉和王清章分析鄂蓮系列蓮藕不同部位的黃酮含量，發(fā)現(xiàn)藕節(jié)>藕尾>藕中>藕頭[14]。研究結(jié)果一致表明，藕節(jié)是酚類物質(zhì)開(kāi)發(fā)的優(yōu)質(zhì)資源。

圖1　蓮藕不同部位中酚類物質(zhì)的含量

3.2　蓮藕不同部位中酚類物質(zhì)的組成

蓮藕不同部位的游離態(tài)酚和結(jié)合態(tài)酚的HPLC圖譜如圖2所示，酚類物質(zhì)的分離效果理想，不同部位及其不同形態(tài)的酚類物質(zhì)組成存在明顯差異。目前，蓮藕可食部位中已報(bào)道的酚類物質(zhì)有多巴、兒茶酚、沒(méi)食子酸、D-(+)-兒茶素、L-(-)-表兒茶素和咖啡酸[11,15]。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品比對(duì)，確認(rèn)蓮藕中主要酚類物質(zhì)包括沒(méi)食子酸、綠原酸、兒茶素和咖啡酸，而保留時(shí)間5.8和8.7 min的物質(zhì)無(wú)法確認(rèn)。分析主要色譜峰在ESI負(fù)離子模式下得到的MS信息，結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道[16,17]，判定蓮藕中主要酚類物質(zhì)如表1所示。沒(méi)食子酸同時(shí)以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)的形式分布于蓮藕各部位；香豆酸以藕皮游離態(tài)和藕節(jié)結(jié)合態(tài)的形式存在；白藜蘆醇、綠原酸和咖啡酸分布于蓮藕不同部位，但在各部位中的存在形式均有差異；兒茶素僅分布于藕節(jié)和食用部，而在食用部?jī)H以結(jié)合態(tài)形式存在。

圖2　蓮藕不同部位游離態(tài)和結(jié)合態(tài)酚類提取物的HPLC圖譜

表1蓮藕不同部位酚類物質(zhì)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)

酚類物質(zhì)保留時(shí)間/min分子量多反映監(jiān)測(cè)/m·z-1藕皮多酚藕節(jié)多酚食用部多酚游離結(jié)合游離結(jié)合游離結(jié)合沒(méi)食子酸3.2170169/125++++++香豆酸#5.8164163/119+--+--白藜蘆醇#8.7228227/185,227/143+-+-++綠原酸11.3354353/191+--+++兒茶素12.0290289/245,289/205--++-+咖啡酸13.2180179/135+++-+-

#表示未采用標(biāo)準(zhǔn)品比對(duì)，+表示存在，-表示不存在。

3.3　蓮藕不同部位中酚類物質(zhì)的抗氧化活性

蓮藕不同部位酚類提取物的DPPH自由基清除能力均與總酚濃度存在顯著的線性關(guān)系(P<0.05)，如圖3所示。通過(guò)線性擬合計(jì)算其IC50值分別為：藕皮游離酚55.83 μg GAE/mL；藕皮結(jié)合酚65.48 μg GAE/mL；藕節(jié)游離酚57.60 μg GAE/mL；藕節(jié)結(jié)合酚73.65μg GAE/mL；可食部游離酚62.37 μg GAE/mL；可食部結(jié)合酚73.91 μg GAE/mL。而Trolox的DPPH自由基清除IC50值為68.40 μg GAE/mL。蓮藕各部位的游離態(tài)酚的DPPH自由基清除能力均顯著強(qiáng)于其結(jié)合態(tài)酚，而后者的清除能力與Trolox接近。

進(jìn)一步比較蓮藕不同部位酚類提取物的抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)酚類物質(zhì)的抗氧化功能主要由游離態(tài)貢獻(xiàn)(表2)。藕節(jié)的游離酚DPPH自由基清除能力顯著高于藕皮(P<0.05)，而食用部的游離酚DPPH自由基清除能力不及兩者的1/5。藕皮的游離酚ABTS自由基清除能力與藕節(jié)無(wú)顯著差異(P>0.05)，但均顯著高于食用部(P<0.05)。藕皮的游離酚FRAP總抗氧化能力顯著低于藕皮(P<0.05)，但顯著高于食用部(P<0.05)。由此可見(jiàn)，蓮藕不同部位的酚類物質(zhì)抗氧化能力強(qiáng)弱順序依次為：藕節(jié)>藕皮>食用部。

藕節(jié)、藕皮和食用部占整藕的質(zhì)量百分比分別為(9.30±0.62)%、(8.46±0.09)%和(80.69±2.02)%?；谝陨腺|(zhì)量百分比，分析各部位對(duì)蓮藕酚類物質(zhì)抗氧化能力的貢獻(xiàn)比，如圖4所示。蓮藕食用部的抗氧化能力雖弱，但其所占質(zhì)量比遠(yuǎn)大于藕皮和藕節(jié)，對(duì)蓮藕抗氧化能力貢獻(xiàn)比例最大；食用部位游離酚分別占DPPH自由基清除能力的43.63%、FRAP抗氧化能力的58.76%和ABTS自由基清除能力的60.74%；藕節(jié)和藕皮的游離酚對(duì)蓮藕抗氧化能力的貢獻(xiàn)比例近視相等；而蓮藕中總結(jié)合酚僅占DPPH自由基清除能力的4.34%、FRAP抗氧化能力的1.83%和ABTS自由基清除能力的1.81%。

圖3　蓮藕不同部位酚類提取物的DPPH自由基清除能力

表2　蓮藕不同部位酚類提取物的抗氧化能力　　　/(mgTE/100g F W)

注：相同抗氧化指標(biāo)的組間數(shù)值采用不同小寫字母表示0.05水平顯著性差異。

圖4　不同部位對(duì)蓮藕酚類物質(zhì)抗氧化能力的貢獻(xiàn)百分比

4結(jié)論

蓮藕不同部位中酚類物質(zhì)含量存在顯著差異，總酚和總黃酮含量均以藕節(jié)>藕皮>食用部，而酚類物質(zhì)主要以游離形式存在。蓮藕中主要酚類物質(zhì)包括沒(méi)食子酸、綠原酸、兒茶素、咖啡酸、香豆素和白藜蘆醇，且各組分在不同部位的分布及存在形式均有所不同。蓮藕不同部位的酚類物質(zhì)的抗氧化能力強(qiáng)弱順序依次為：藕節(jié)>藕皮>食用部，但食用部對(duì)整藕抗氧化的貢獻(xiàn)比例最大。研究揭示蓮藕不同部位酚類物質(zhì)的含量、組成及抗氧化活性，可為藕節(jié)和藕皮的綜合利用開(kāi)發(fā)提供參考。

[1]Kaur Charanjit, Kapoor Harish C. Anti-oxidant activity and total phenolic content of some Asian vegetables[J]. International Journal of Food Science & Technology, 2002, 37(2): 153-161.

[2]郭長(zhǎng)江, 韋京豫, 楊繼軍, 等. 66種蔬菜、水果抗氧化活性的比較研究[J]. 營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào), 2003, 25(2): 203-207.

[3]楊冬梅. 蓮藕抗氧化特性研究[D]. 杭州: 浙江大學(xué), 2007.

[4]Hu Min, Skibsted Leif H. Antioxidative capacity of rhizome extract and rhizome knot extract of edible lotus (Nelumbo nuficera)[J]. Food Chemistry, 2002, 76(3): 327-333.

[5]D’Abrosca Brigida, Pacifico Severina, Cefarelli Giuseppe, et al. ‘Limoncella’ apple, an Italian apple cultivar: Phenolic and flavonoid contents and antioxidant activity[J]. Food Chemistry, 2007, 104(4): 1333-1337.

[6]Maisuthisakul Pitchaon, Suttajit Maitree, Pongsawatmanit Rungnaphar. Assessment of phenolic content and free radical-scavenging capacity of some Thai indigenous plants[J]. Food Chemistry, 2007, 100(4): 1409-1418.

[7]李映. 蓮藕藕節(jié)鞭質(zhì)提取純化及其抗氧化活性研究[D]. 武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009.

[8]嚴(yán)守雷, 王清章, 彭光華. 蓮藕多酚抗氧化作用研究[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2005, 20(4): 77-81.

[9]劉煥云, 劉月英, 陳延峰, 等. 蓮藕皮多酚的提取及抗氧化性能研究[J]. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè), 2011, 31(2): 87-90.

[10]易陽(yáng), 艾有偉, 王宏勛. 蓮藕總黃酮的超聲波提取工藝優(yōu)化[J]. 食品工業(yè)科技, 2014, 35(13): 207-212.

[11]王清章, 彭光華, 金悠, 等. 蓮藕中酚類物質(zhì)的提取分析及酶促褐變底物的研究[J]. 分析科學(xué)學(xué)報(bào), 2004, 20(1): 38-40.

[12]Guo Xu-Dan, Wu Chun-Sen, Ma Yu-Jie, et al. Comparison of milling fractions of tartary buckwheat for their phenolics and antioxidant properties[J]. Food Research International, 2012, 49(1): 53-59.

[13]李青, 張名位, 張瑞芬, 等. 5 種秈稻品種谷殼中游離態(tài)和結(jié)合態(tài)酚類物質(zhì)含量及其抗氧化活性比較[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 45(6): 1150-1158.

[14]許金蓉, 王清章. 蓮藕中黃酮含量與分布研究[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 50(2): 386-388.

[15]蔣娟, 姜麗, 傅淋然, 等. 鮮切蓮藕褐變期間酚類提取及其對(duì)自由基的清除能力[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(15): 32.

[16]孫建平, 侯小歌, 梁峰, 等. 高效液相色譜-電噴霧離子阱質(zhì)譜法測(cè)定紅葡萄酒中酚類物質(zhì)[J]. 分析化學(xué), 2006, 34(11): 1565-1569.

[17]潘見(jiàn), 楊毅, 夏瀟瀟, 等. 高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定碭山酥梨中的酚類物質(zhì)[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(12): 578-581.

Comparison on the content, composition and antioxidant activity of phenolics among different parts of lotus root

SUNJie1,LUShuang-shuang1,XUYan-yan1,MINTing1,3,WANGHong-xun1,2,3,YIYang1,2,3

(1.College of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China；

2.Hubei Collaborative Innovation Center for Processing of Agricultural Products, Wuhan 430023, China；

3.Hubei Engineering Research Center for Fresh Food, Wuhan 430023, China)

Abstract：To explore the differences of phenolics from various parts of lotus root in content, composition and antioxidant activity, the free and bound phenolics from lotus root peel, node and edible part were respectively isolated. Their total phenolic and total flavonoid contents were measured, phenolic composition was identified by HPLC-MS method, and antioxidant activities including DPPH free radical scavenging ability, ABTS free radical scavenging ability and FRAP antioxidant ability were evaluated. The results confirmed that phenolic compounds in lotus root mainly existed as free, and both the contents of free phenolics and free flavonoids in the three parts could be ordered as node > peel > edible part. The phenolic compounds in lotus root contained gallic acid, chlorogenic acid, catechinic acid, caffeic acid, coumarin and resveratrol. Except gallic acid, all the other phenolics showed different distributions and existence forms among the three parts of lotus root. The DPPH free radical scavenging ability, ABTS free radical scavenging ability and FRAP antioxidant ability of the three parts could be also ordered as node > peel > edible part. However, the edible part contributed the maximal percentage to antioxidant activity. As the main by-products of lotus root, peel and node possessed excellent potentials in the development of natural antioxidant.

Key words：lotus root; phenolic compound; content; composition; antioxidant activity

DOI:10.3969/j.issn.2095-7386.2015.02.006

文章編號(hào)：2095-7386(2015)02-0026-05

通信作者：王海濱(1964-),男,教授,博士,E-mail:whb6412@163.com.

作者簡(jiǎn)介：雷雨(1991-),女,碩士研究生,E-mail:411567030@qq.com.

收稿日期：2015-01-22.

中圖分類號(hào)：TS 255.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A