蜂花粉油脂抗氧化活性与类胡萝卜素含量的相关性

2010-03-21 07:24孙丽萍李天骄
食品科学 2010年21期
关键词:蜂花粉胡萝卜素油脂

徐 响,何 伟,孙丽萍,*,董 捷,李天骄

蜂花粉油脂抗氧化活性与类胡萝卜素含量的相关性

徐 响1,2,何 伟3,孙丽萍1,2,*,董 捷1,2,李天骄1

(1.中国农业科学院蜜蜂研究所,北京 100093;2.国家蜂产品加工技术研发分中心,北京 100093;3.福建农林大学食品科学学院,福建 福州 350002)

以新鲜益母草、茶花、油菜、荷花、玫瑰、籽瓜、菊花、荞麦8种常见的蜂花粉油脂为材料,测定其中的类胡萝卜素含量,同时评价不同蜂花粉油脂的抗氧化活性。结果表明:8种蜂花粉油脂对DPPH自由基均具有一定的清除作用,不同蜂花粉油脂清除能力存在显著差异(P<0.05),IC50值在0.212~7.110mg/mL之间。蜂花粉油脂中含有较高含量的类胡萝卜素类物质,其含量与油脂抗氧化活性呈正相关(R2=0.8645),表明类胡萝卜素可能是蜂花粉油脂抗氧化的主要活性成分之一。

蜂花粉;油脂;抗氧化活性;类胡萝卜素

机体在其正常代谢过程中常伴随产生少量自由基和活性氧,一般情况下机体拥有一套完整的由抗氧化酶和抗氧化剂组成的防御体系,可以清除自由基,防止脂质过氧化,维持生物体内自由基代谢平衡。但是当机体逐渐衰老或受到环境影响时,体内自由基代谢出现紊乱,自由基产生连锁反应,给机体带来损伤[1]。通过天然产物抗氧化性的研究为预防和治疗由自由基引发的疾病已成为研究的热点。

蜂花粉是蜜蜂采集的有花植物的雄性生殖细胞,其不仅含有许多营养成分,还含有许多抗氧化活性物质,如VC、黄酮类化合物等,是天然营养保健品[2]。曹玮等[3-5]对油菜、荞麦、茶花蜂花粉等醇提物的还原能力、Fe2+络合能力及自由基的清除能力进行了深入研究,对花粉提取物中黄酮类化合物对不同自由基导致的2-脱氧核糖损伤和细胞膜氧化损伤的保护机理进行了探讨[4-5]。已有的研究表明,蜂花粉含有丰富的脂类物质[6],蜂花粉的油脂具有良好的生理功效[7]。目前,关于蜂花粉脂溶性提取物中抗氧化成分及其抗氧化性鲜见报道。本研

究主要通过DPPH自由基清除来评价各种蜂花粉油脂的抗氧化性,并对蜂花粉油脂中类胡萝卜素含量与抗氧化性之间的关系进行探讨,以期为蜂花粉加工及其综合开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜益母草、茶花、油菜、荷花、玫瑰、籽瓜、菊花、荞麦8种蜂花粉 北京君健生蜂产品有限公司。

异丙醇、甲醇、乙醇、氯仿(分析纯) 北京化学试剂公司;DPPH [1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl]自由基、β-胡萝卜素 美国Sigma-Aldrich公司。

1.2 仪器与设备

UV2550型紫外-可见分光光度计 日本岛津公司;SynergyHT型酶标仪 BioTek基因有限公司;RW20n型高速剪切均质机 德国IKA公司。

1.3 花粉油脂的制备

称取25g蜂花粉样品,然后加入100mL 混合有机溶剂(氯仿-甲醇体积比 2:1)进行提取[8]、过滤,滤渣重复提取两次后,合并3次提取得到的滤液置于旋转蒸发器中,蒸发浓缩,得浓缩液。在浓缩液中加入100mL有机溶剂转移至分液漏斗中,并加入20mL 0.75%氯化钠溶液,充分混合后静置分层。再将下层有机相过无水硫酸钠去除水,得到的样液转到干燥的蒸发瓶中,继续蒸发浓缩,干燥后称质量。得到的油脂-20℃冷冻,待用。

1.4 清除DPPH自由基能力的测定

采用文献[9-10]中的方法,用乙醇配制3×10-4mol/L DPPH溶液,向酶标板中加入0.1mL DPPH溶液,分别加入异丙醇溶解的不同质量浓度油脂样品溶液0.1mL,空白组加入同体积的异丙醇,振荡20s,反应60min 后在515nm波长处测定吸光度,自由基清除率通过公式(1)计算。

式中:A0为DPPH空白对照的吸光度;At为样品与DPPH反应t时间时的吸光度;A样品为样品空白的吸光度。

以样品质量浓度为横坐标,清除率为纵坐标,计算回归方程及样品的半抑制质量浓度(IC50)。

1.5 样品中总类胡萝卜素含量测定

称取样品0.10g左右,用正己烷溶解并定容至10mL,再取1mL溶液稀释至适当质量浓度,参考文献[11]方法,采用紫外-可见分光光度计测定其光谱,采用酶标仪在450nm波长处对类胡萝卜素含量进行测定,类胡萝卜素含量(mg/g)以β-胡萝卜素计。以质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线,得到回归方程y=0.0791x+ 0.067(R2=0.9996)。总类胡萝卜素质量浓度在0.625~10.0μg/mL线性关系良好。

1.6 数据处理

数据以平均值±标准差表示,采用SPSS17.0进行显著性分析,显著水平P<0.05。

2 结果与分析

2.1 蜂花粉油脂萃取率

图1 不同蜂花粉油脂萃取率的比较Fig.1 Yield of oil extracted from different kinds of bee pollen

由图1可知,8种常见的蜂花粉中油脂含量差异较大,萃取率范围在3.6%~7.5%之间。油菜、荷花和荞麦蜂花粉中油脂含量较高,含量在5.8%以上。该结果与涂文利等[12]报道的研究结果一致。菊花蜂花粉油脂萃取率较低,仅为3.6%。

2.2 蜂花粉油脂对DPPH自由基清除的动力学

DPPH法是一种简单快速的自由基分析方法,稳定的DPPH自由基溶液在515nm波长处有强吸收峰,自由基清除剂通过与其单电子配对使其颜色逐渐变浅,褪色程度与接收的电子数成计量关系,通过吸光度的变化可以衡量试样清除自由基的能力。

图2 8种蜂花粉油脂清除DPPH自由基的动力学曲线Fig.2 Dynamic curves of bee pollen oil from eight floral origins for scavenging DPPH free radicals

由图2可知,8种样品对DPPH自由基均有不同程度的清除作用。随着反应时间的延长,清除率逐渐增高,在前5min反应迅速,之后反应平缓,40min后清

除率基本保持不变,确定样品和DPPH自由基的清除反应时间为40min。不同粉源的蜂花粉经过萃取得到的油脂中,茶花粉油脂的清除能力最强,在10min时清除率达到9 0%以上。而益母草和荞麦在相同质量浓度下60min时清除率仅为35.4%和29.5%。

2.3 不同蜂花粉油脂对DPPH自由基的清除作用

分别测定不同质量浓度的蜂花粉油脂对DPPH自由基的清除率,计算样品质量浓度对DPPH自由基清除率回归方程,计算IC50值。图3为荷花蜂花粉分别在0.5、1.0、2.0、4.0mg/mL和8.0mg/mL时对DPPH自由基的清除率,经回归分析得到回归方程:y=23.91lnx+50.709,R2=0.9799(表1)。结果显示,DPPH 自由基清除率对样品质量浓度有良好的依赖关系,清除率随样品质量浓度的增加而升高,当质量浓度增加到一定程度时,样品对DPPH自由基清除率的变化趋于平缓。

图3 不同质量浓度荷花蜂花粉油脂对DPPH自由基清除率Fig.3 Scavenging rates of lotus bee pollen oil with various concentrations on DPPH free radicals

表1 蜂花粉油脂清除DPPH自由基的IC50值Table 1 IC50of bee pollen oil for scavenging DPPH free radicals

由表1可知,不同样品的IC50值差异显著(P<0.05)。茶花蜂花粉油脂的IC50值最小,为(0.212±0.008)mg/mL,表明其抗氧化活性最高。荞麦蜂花粉油脂IC50值是茶花蜂花粉的30余倍,抗氧化活性最弱。不同蜂花粉的抗氧化活性大小关系为:茶花>油菜>荷花>菊花>玫瑰>籽瓜>益母草>荞麦。

2.4 蜂花粉油脂抗氧化活性与类胡萝卜素含量相关性

蜂花粉醇提物对DPPH自由基清除作用的IC50值为149.07μg/mL[13],与茶花蜂花粉油脂的清除作用相当(表1)。蜂花粉提取物抗氧化活性的高低与其功效成分组成和含量有密切的关系,蜂花粉醇提物中主要的抗氧化成分是黄酮类化合物[14]。已有研究表明,蜂花粉中含有较高含量的多不饱和脂肪酸,包括亚油酸、α-亚麻酸等[6],作为不可缺少的必需脂肪酸,在体内起着极为重要的作用。除多不饱和脂肪酸外,蜂花粉油脂中还含有发挥抗氧化活性的其他活性物质。由图4可知,油脂样品呈现典型的类胡萝卜素的紫外可见吸收光谱。类胡萝卜素在近紫外光区无吸收峰,而在可见吸收光谱有3个最大峰[15],最大吸收峰波长分别为400、421nm和446nm。类胡萝卜素是一种重要的抗氧化剂,具有很好的清除自由基作用,在体内外具有良好的抗氧化活性[16]。不同蜂花粉油脂中含有丰富的胡萝卜素,其含量与油脂清除自由基IC50值倒数的关系如图5所示,不同油脂中功效成分组成和含量存在的差异造成清除自由基能力大小不同。

图4 荷花蜂花粉油脂可见光谱图Fig.4 Visible spectrum of lotus bee pollen oil

图5 类胡萝卜素含量和样品清除DPPH自由基1/IC50值的相关性Fig.5 Correlation between the content of carotenoids and 1/IC50for scavenging DPPH free radicals

8种样品中,茶花粉油脂的类胡萝卜素含量最高,为46.335mg/g油脂,其对应的1/IC50值最高。由图5可知,蜂花粉油脂中类胡萝卜素含量与清除DPPH自由基IC50值的倒数呈线性相关,相关系数达到0.8645。类胡萝卜素含量越高,样品的1/IC50值越高,其抗氧化性越强,两者呈现良好的相关性,蜂花粉油脂中的类胡萝卜素类物质可能是其抗氧化活性的主要成分之一。

然而,类胡萝卜素的种类及蜂花粉油脂中其他抗氧

化物质对其抗氧化活性有一定的影响。因此,有必要进一步研究不同蜂花粉油脂抗氧化活性与其所含抗氧化物质的内在关系,以深入了解蜂花粉油脂抗氧化的机理。

3 结 论

蜂花粉油脂对DPPH自由基均具有一定的清除作用,不同蜂花粉油脂清除能力存在显著差异(P<0.05),不同蜂花粉油脂的抗氧化活性大小关系为:茶花>油菜>荷花>菊花>玫瑰>籽瓜>益母草>荞麦。蜂花粉油脂的抗氧化活性与类胡萝卜素含量之间呈正相关,表明,类胡萝卜素可能是蜂花粉油脂中的主要抗氧化成分之一。

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Correlation between Antioxidant Activity and Carotenoid Content in Bee Pollen Oil

XU Xiang1,2,HE Wei3,SUN Li-ping1,2,*,DONG Jie1,2,LI Tian-jiao1
(1. Bee Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100093, China;2. National R&D Center for Bee Product Processing, Beijing 100093, China;3. College of Food Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China)

The contents of carotenoids and antioxidant activity of the oils extracted from eight kinds of common bee pollen were determined to analyze the correlation between the two parameters. Results indicated that all the eight bee pollen oils had scavenging effect on DPPH free radicals, but displayed a significant difference (P<0.05) and their IC50values for scavenging DPPH free radicals ranged from 0.212 to 7.110 mg/mL. Carotenoids was abundantly contained in bee pollen oil and the content of carotenoids was linearly correlated (R2= 0.8645) with antioxidant activity. These results indicate that carotenoids might be one kind of the predominant antioxidants in bee pollen oil.

bee pollen;oil;antioxidant activity;carotenoid

TS201.2

A

1002-6630(2010)21-0155-04

2010-08-27

中国农业科学院院本级基本科研业务费(0032010012);科技部农业科技成果转化资金项目(2009GB23260456);国家现代农业(蜂)产业技术体系建设专项(NYCYTX-43)

徐响(1983—),男,助理研究员,硕士,研究方向为蜂产品化学。E-mail:caasxx@163.com

*通信作者:孙丽萍(1963—),女,研究员,硕士,研究方向为蜂产品化学。E-mail:caasun@126.com

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