赵金伟，李范洙，张 先*
(延边大学农学院食品科学系，吉林 龙井 133400)
苹果梨酚类物质抗氧化活性研究
赵金伟，李范洙，张 先*
(延边大学农学院食品科学系，吉林 龙井 133400)
通过对DPPH自由基、羟自由基(·OH)和亚硝酸根离子的清除能力实验，测定苹果梨幼果和成熟果果皮中提取的酚类物质抗氧化活性。结果表明：苹果梨酚类物质对DPPH自由基、·OH和亚硝酸根离子均有较好的清除效果，其中幼果中提取的酚类物质清除效果要好于成熟果果皮。
苹果梨；酚类物质；抗氧化
苹果梨为蔷薇科(Rosaceae)、苹果亚科(Pmoaceae)、梨属(Pyrus L.)植物，延边州栽培历史已有近90年，年产量接近6万t，曾两度被评为优良品种，有“北方梨中之秀”的美誉，是延边州一大支柱产业[1]。但是目前延边地区苹果梨生产仍然处于粗放的经营模式，田间管理、采后处理环节薄弱，导致果品质量差等问题。每年产生的残次果占总产量的1/5左右，利用率低，而且创造的价值也低。再者加工技术滞后，用于加工的量还不足总产量的10%[2]。因此，解决深加工和资源浪费的问题是当务之急。
苹果梨中含有比较丰富的糖、有机酸和钾、氮、铁等矿物质[3-4]，还含有丰富的酚类物质。酚类物质因具有抗氧化、清除自由基和抑菌等作用，在食品和医药等方面有着广泛的应用，需求量日益增加，这就需要更多的酚类物质提取资源。苹果梨疏果期疏掉的幼果，被大量丢弃，据调查每年丢弃的量约为3000t。而这些幼果中含有丰富的酚类物质，此外苹果梨加工过程中可能产生的果皮等下脚料中也含有丰富的酚类物质[5]，这些作为酚类物质的提取资源来开发，应该具有很好的前景。本研究以幼果和成熟果的果皮为原料提取酚类物质，并对其抗氧化活性进行研究，以期为苹果梨资源的有效利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
测定试材为2009年延边华龙集团果树农场试验基地生产的果实。选用疏果期疏掉的单果质量约为6g的幼果和成熟期单果质量约105g的梨果皮。
1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH) 美国Sigma公司；对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、水杨酸等均为分析纯。
1.2 仪器与设备
EYELA旋转蒸发仪 东京理化器械株式会社；FJ-200高速分散均质机 上海标本模型厂；SupelcleanTMENVITM-18 SPE Tubes 6mL(0.5g) 美国Supelco公司；UV-7504紫外-可见分光光度计 上海欣茂仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 酚类物质的提取及纯化
分别称取苹果梨幼果和成熟果果皮40g，加入200mL的80%乙醇，利用均质机均质，抽滤得到滤液，利用旋转蒸发仪浓缩至黏稠状，少量的蒸馏水分次充分洗出提取物，然后利用正己烷萃取分离，除去叶绿素等脂溶性物质，剩余水相中的物质用蒸馏水定容至25mL后利用固相萃取柱纯化以除去糖分等物质，固相萃取柱在使用前依次用无水乙醇-70%乙醇-50%乙醇-30%乙醇-蒸馏水润洗，以激活其活性，将萃取液过柱，蒸馏水充分从萃取柱中洗去糖分等水溶性物质，舍去滤液，再用30%、50%和70%乙醇依次洗脱，合并洗脱后的酚类提取液，干燥称质量后备用[6-7]。
1.3.2 苹果梨酚类物质对DPPH自由基的清除率测定
取一定质量的提取物利用80%乙醇定容，然后稀释成不同的浓度，从中取样液2mL，加入2.0×10-4mol/L DPPH溶液2mL，摇匀，在暗处静置30min，在波长517nm处测定吸光度[8-9]。以抗坏血酸、熊果苷和绿原酸为对照。按式(1)计算。
式中：A0表示溶剂加DPPH后的吸光度；Aj表示样液加DPPH 后的吸光度。
1.3.3 苹果梨酚类物质对·OH的清除率测定
取6mmol/L硫酸亚铁溶液2mL加入不同浓度酚类提取物2mL，然后加入6mmol/L的双氧水2mL，静置10min后加入6mmol/L的水杨酸溶液2mL，摇匀静置30min，在510nm波长处测定吸光度[10]。以抗坏血酸、熊果苷和绿原酸为对照。按式(2)计算。
式中：A1表示某质量浓度酚类物质反应后的吸光度；A2表示不添加水杨酸时酚类物质的吸光度；A3表示空白对照的吸光度。
1.3.4 苹果梨酚类物质对亚硝酸根清除率的测定
取一定浓度的样品溶液2mL，加入20μg/mL的亚硝酸钠1mL，在37℃恒温保持30min，取出后加入0.4%对氨基苯磺酸溶液1mL，混匀静置5min，加入0.2%盐酸萘乙二胺溶液5mL。加水至10mL静置15min在538nm波长处测定吸光度，通过标准曲线计算亚硝酸根残留量[11]。以抗坏血酸、熊果苷和绿原酸为对照。按式(3)计算亚硝酸根清除率。
2 结果与分析
2.1 苹果梨酚类物质纯度的测定结果
从苹果梨幼果和成熟果果皮中获得的乙醇提取物，由于含有糖类物质，浓缩后呈黏稠状，将会影响酚类物质的作用效果，所以利用固相萃取柱进行了提纯，其纯度平均值分别达到81.7%和78.2%。
2.2 苹果梨酚类物质对DPPH自由基的清除作用
DPPH自由基在有机溶剂中是一种以氮为中心的很稳定的自由基，DPPH本身带有深紫色，在可见光区517nm波长处有一吸收高峰[12]。
图1 不同质量浓度试样对DPPH自由基的清除效果Fig.1 Scavenging effects of the phenolic extracts from young and ripe Pingguoli pear peels on DPPH free radicals
由图1可以看出，苹果梨幼果和成熟果果皮中提取的酚类物质对DPPH自由基的清除率均随着其质量浓度的升高逐渐增大。幼果中提取的酚类物质当质量浓度达到40μg/mL时，对DPPH自由基的清除率超过93%，IC50为19μg/mL，稍高于对照抗坏血酸。成熟果果皮中提取的酚类物质最高清除率接近90%，IC50为30μg/mL。通过上述对最高清除率和IC50的比较，可以看出成熟果果皮中提取的酚类物质对DPPH自由基的清除能力稍低于幼果中提取的酚类物质。据研究，苹果梨酚类物质中含量较多的两种成分是熊果苷和绿原酸[5]，所以利用熊果苷和绿原酸纯品进行了对照实验，其中熊果苷的IC50为4mg/mL，而绿原酸的IC50为15μg/mL。通过IC50的比较，说明绿原酸的清除能力明显好于熊果苷，而且其随浓度的变化，清除率变化趋势与幼果和成熟果果皮中提取的酚类物质基本一致，说明在苹果梨酚类提取物中，对清除DPPH自由基起主要作用的可能是绿原酸。
2.3 苹果梨酚类物质对·OH的清除作用
图2 不同质量浓度试样对·OH的清除效果Fig.2 Scavenging effects of the phenolic extracts from young and ripe Pingguoli pear peels on hydroxyl free radicals
从图2可以看出，苹果梨酚类物质对·OH的清除能力虽然不及对照抗坏血酸，但是有一定的清除作用，最高清除率在60%以上，无论是幼果中还是成熟果果皮中提取的酚类物质在400μg/mL时其清除率接近最高峰，这与抗坏血酸相一致。苹果梨酚类物质中主要成分之一的绿原酸对·OH的清除率最高达到80%，而熊果苷对·OH的清除效果不明显，从而说明苹果梨酚类物质对·OH的清除作用中，主要的作用物质也可能是绿原酸。
2.4 苹果梨酚类物质清除亚硝酸根的能力
图3 不同质量浓度试样对亚硝酸根清除率的影响Fig.3 Scavenging effects of the phenolic extracts from young and ripe Pingguoli pear peels on nitrite
亚硝酸盐和硝酸盐在食品工业中常做为发色剂，具有一定的抗菌防腐作用，同时一些蔬菜中也含有天然的硝酸盐，亚硝酸盐更是广泛存在于各种腌制类食品中。亚硝酸根易与仲胺类化合物在体内形成强致癌物——亚硝胺[10]。
从图3可以看出，随着试样质量浓度的升高，对亚硝酸根的清除率也逐渐增加，从幼果中提取的酚类物质清除率达到80%，成熟果果皮中提取的酚类物质最高清除率为65%，均低于对照抗坏血酸。当苹果梨酚类物质的质量浓度达到1500μg/mL时对亚硝酸根的清除率接近最高峰，随质量浓度的变化，清除率的增加趋势与绿原酸和熊果苷的变化趋势基本一致。苹果梨酚类物质中主要成分的绿原酸和熊果苷对亚硝酸根的清除作用和抗坏血酸一样达到90%以上。幼果和成熟果果皮中提取的酚类物质IC50分别为760μg/mL和850μg/mL，幼果中提取的酚类物质清除能力稍高于成熟果果皮中的酚类物质。
3 讨论与结论
对苹果渣酚类物质的抗氧化活性研究结果表明，苹果酚类物质对DPPH自由基的清除率达80%[13]，李安平等[14]利用星苹果和曼密苹果提取抗氧化成分测定对DPPH自由基的清除作用，结果表明IC50分别为10mg/mL和12mg/mL，可以看出其清除能力明显低于苹果梨中提取的酚类物质。另外研究表明苹果酚类物质中二聚体原花青素含量较高，所以具有较强清除·OH的活性，清除率可高达91%[15]，明显高于本实验中测得的苹果梨酚类物质的清除效果。
本实验中苹果梨幼果中提取的酚类物质对DPPH自由基、·OH和亚硝酸根的清除率均高于成熟果果皮中提取的酚类物质，分析其原因可能是苹果梨生长过程中不同生长时期、果实的不同部位的酚类物质种类和含量比例不同所致。据研究，整个生长期苹果梨果皮中熊果苷的含量显着高于绿原酸，而果肉中熊果苷和绿原酸的含量比例约1:1[5]。因为实验中使用的幼果是整果，所以从中提取的酚类物质中绿原酸所占的比率可能高于从果皮提取的酚类物质中的比率，从而导致上述的结果，对此在今后的研究中需要进一步证明。
本实验中对苹果梨酚类提取物的纯度进行分析，结果从幼果中和成熟果果皮中提取的酚类物质纯度分别为81.7%和78.2%。
苹果梨幼果和成熟果果皮中提取的酚类物质对DPPH自由基、·OH和亚硝酸根的清除率达不到绿原酸和熊果苷的效果，可能是因为受到提取物纯度的影响，或者是由于提取的苹果梨酚类物质为多种酚类物质的混合物，酚类物质间的拮抗作用会影响清除效果[16]，具体原因有待进一步的研究。
苹果梨幼果和成熟果果皮中提取的酚类物质对DPPH自由基、·OH和亚硝酸根具有较好的清除作用。因此，栽培过程中大量丢弃的幼果、加工过程中可能产生的果皮等副产物可作为安全、天然、无毒的酚类物质提取资源开发利用，从而提高苹果梨的附加值。
[1] 朴宇, 全相均, 白红女. 浅谈延边州苹果梨发展对策[J]. 延边农业科技, 2004(1): 29-31.
[2] 赵兰花, 金东浩, 朴一龙. 延边地区有机苹果梨生产可行性分析[J].延边大学农学学报, 2008, 30(3): 188-191.
[3] 陈艳秋, 曲柏宏, 牛广才, 等. 苹果梨果实矿质元素含量及其品质效应的研究[J]. 吉林农业科学, 2000, 25(6): 44-48.
[4] 韩苗苗, 张先, 李范洙. 苹果梨果实生长过程中碳水化合物的变化[J]. 延边大学农学学报, 2009, 31(2):113-118.
[5] 赵金伟, 李范洙, 崔泰花, 等. 苹果梨生育期酚类物质的分析[J]. 食品工业科技, 2009, 30(9): 105-107.
[6] RUSSELL L E, WOLFE L I, RYAN D A J. Method development and generation of profiles for selected phenolics apple cultivars used for processed products[J]. Journal of Food Science, 2002 , 67(8): 2819-2826.
[7] 张海霞, 朱彭龄. 固相萃取[J]. 分析化学评述与进展, 2000, 28(9): 1172-1180.
[8] OZGEN M, REESE R N, TULIO A Z, Jr. Modified 2,2-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) method to measure antioxidant capacity of selected small fruits and comparison to ferric reducing antioxidant power(FRAP)and 2,2＇-diphenyl-1-picrylhydrazyl(dpph) methods[J]. J Agric Food Chem, 2006, 54: 1151-1157.
[9] 金莹, 孙爱东. 苹果多酚清除DPPH自由基活性的研究[J]. 中国酿造, 2006, 158(5): 48-51.
[10] 郭丽萍. 香蕉皮中多酚物质抗氧化性能的研究[D]. 南宁: 广西大学, 2006.
[11] 郝会芳. 枣果中多酚物质的提取工艺及体外抗氧化作用研究[D]. 保定: 河北农业大学, 2005.
[12] 彭长连, 陈少微. 用清除有机自由基DPPH法评价植物抗氧化能力[J]. 生物化学与生物物理进展, 2000, 27(6): 658-661.
[13] 李红, 张元湖. 应用DPPH法测定苹果提取物的抗氧化能力[J]. 山东农业大学学报: 自然科学版, 2005, 36(1): 35-38.
[14] 李安平, 谢碧霞, 王森, 等. 人心果，星苹果和曼密苹果抗氧化活性比较[J]. 园艺学报, 2008, 35(2): 175-180.
[15] 戚向阳, 王小红, 容建华, 等. 不同苹果多酚提取物清除OH自由基效果的研究[J]. 食品工业科技, 2001, 22(4): 7-9.
[16] 庞伟. 苹果多酚的分离纯化及抗氧化性研究[D]. 西安: 西北大学, 2007.
Antioxidant Activity Study of Phenolic Compounds from Pingguoli Pear Peels
ZHAO Jin-wei，LI Fan-zhu，ZHANG Xian*
(Department of Food Science, Agricultural College of Yanbian University, Longjing 133400, China)
An antioxidant activity study of phenolic compounds from young and ripe Pingguoli pear peels was carried out by DPPH free radical, hydroxyl free radical and nitrite scavenging assays. It was found that phenolic compounds from Pingguoli pears had good scavenging effect against all DPPH and hydroxyl free radicals and nitrite and that the phenolic extract from young fruit peels was superior to that from ripe fruit peels.
Pingguoli pear；phenolic compounds；antioxidant activity
R284.1
A
1002-6630(2010)17-0170-03
2010-06-22
留学回国人员科研启动基金项目(教外司留[2007]1108号)；延边大学科技发展计划项目(延大科合字(2006)第14号)
赵金伟(1983—)，男，硕士研究生，研究方向为食品功能性成分分析。E-mail：jinweifull@yahoo.com.cn
*通信作者：张先(1963—)，女，副教授，博士，研究方向为食品功能性素材开发与应用技术。E-mail：zhangxian@ybu.edu.cn
