紫甘薯花青素的功能特性研究*

吴 春， 孙胜敏， 姜黎明， 刘 涛

（哈尔滨商业大学 食品工程学院，黑龙江 哈尔滨 150076）

紫甘薯花青素的功能特性研究*

吴 春， 孙胜敏， 姜黎明， 刘 涛

（哈尔滨商业大学 食品工程学院，黑龙江 哈尔滨 150076）

采用抗坏血酸和BH T作为对照，测定了紫甘薯花青素的还原能力、对食用油脂的抗氧化能力及对·OH自由基和自由基的清除能力。结果表明，当浓度大到0.5 m g/mL时，其还原能力接近抗坏血酸；在豆油基质中紫甘薯花青素的抗氧化活性高于BHT；在试验质量浓度范围内，紫甘薯花青素对·OH自由基的清除率为81.2%，活性略低于抗坏血酸；对自由基的清除率可达91.3%，活性强于BHT。

紫甘薯；花青素；功能性

前 言

近年来，大量的医学毒理学和生物学研究发现，合成色素多数对人体都有不同程度的伤害，有的甚至有累积性致畸和致癌作用，使用天然色素取代合成色素已成为必然趋势。花青素作为一种天然食用色素，安全、无毒、资源丰富，而且具有多种保健功能，许多国家都允许其用于食品着色。目前已开发成功的花青素有葡萄皮红色素、萝卜红色素、紫玉米色素、紫甘蓝色素等，由于受到稳定性、杂质或原料数量等因素的影响，使这些色素的应用受到一定程度的限制。

紫甘薯属旋花科一年生草本植物，是近年来培育的一类集营养、保健和色素于一体的甘薯新品种，其肉质紫红，富含花青素。与其它天然色素相比，紫甘薯花青素具有安全、无毒、色泽亮丽、稳定性好、原料来源方便等特点，是一种很好的天然色素原料，在食品、化妆品、医药领域有着巨大的应用潜力[1～4]。本文对自制的紫甘薯花青素产品清除自由基、抗油脂自动氧化等功能特性进行研究，以期为紫甘薯花青素的深度开发和应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

紫甘薯，大豆油（市售）；Tris（三羟甲基氨基甲烷）：上海三浦化工有限公司；抗坏血酸，2，6-二叔丁基对甲酚（BHT）：食品级。其它试剂均为国产分析纯。

1.2 实验仪器

普利塞斯XT 4200 C型原装天平：瑞士；PHS-25型精密酸度计：上海伟业仪器厂；721分光光度计：上海精密科学仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 紫甘薯花青素的制备

将新鲜紫甘薯去皮后切片,50℃烘干,粉碎,过80目筛,得紫甘薯全粉样品。取一定量的紫甘薯全粉置于锥形瓶中，按料液比为1∶50（g/mL）加入50%（体积分数）的乙醇溶液混合均匀，置于50℃水浴浸提1.5 h，离心取上清液，调pH值至3.0，经AB-8大孔树脂分离纯化，收集70%（体积分数）乙醇洗脱液，将洗脱液于40℃下减压浓缩，经真空冷冻干燥成粉，实验前用双蒸水配成所需浓度。

1.3.2 紫甘薯花青素还原力的测定

在10 mL具塞试管中加入1 mL样品，2.5 mL磷酸缓冲溶液（0.2 mol/L，pH=6.6）和 2.5 mL质量分数1%的 K3F e（C N）6溶液，混匀，50℃水浴保温 20 min后，快速冷却，再加入2.5 mL质量分数10%的三氯乙酸，以3000 r/min离心10 min，取上层液2.5 mL，依次加入2.5 mL蒸馏水和0.5 mL质量分数0.1%的F e C l3溶液，于700 n m处测定吸光度。比较吸光度的大小确定样品的还原能力，吸光度越大表示还原能力越强。实验选择抗坏血酸作对比[5]。

1.3.3 紫甘薯花青素抗氧化能力的测定

采用S c h a a l烘箱法：取30 g油样，放入100 mL烧杯中，敞口，按0.02%的添加量加入抗氧化剂，混合均匀，将油样放入60℃恒温烘箱中强化保存，每隔24 h搅拌一次，并交换它们在烘箱中的位置，按照GB/T 5009.37-1996规定的方法，定期测定油样的过氧化值（P O V）。根据过氧化值的变化情况判断紫甘薯花青素的抗氧化能力。

1.3.4 紫甘薯花青素对·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，摇匀，接着加入6 mmol/L水杨酸3 mL，加入蒸馏水补充至25 mL，摇匀，于37℃水浴加热60 min后取出，测其吸光度A0。分别加入一定量的样品液于25 mL容量瓶中，重复上述操作，测其吸光度Ai。按下式计算待测液清除率。

式中：Ai-加样液时溶液的吸光度；A0-不加样液时溶液的吸光度。

1.3.5 紫甘薯花青素对O2-·自由基的清除作用[6]

取pH为8.2的0.05 mol/LT r i s-H C l缓冲溶液4.5 mL，置于25℃水浴中预热20 min，分别加入1 mL试样和0.4 mL25 mmol/L邻苯三酚溶液，混匀后于25℃水浴中反应5 min，加入8 mol/LH C l 1 mL终止反应，299 n m处测定吸光度A，空白对照组A0以相同体积的蒸馏水代替样品，并与B H T进行对比。清除率：P=[（A0-Ai）/A0]×100%

2 结果与讨论

2.1 紫甘薯花青素的还原能力

紫甘薯花青素的还原能力测定结果见表1。

表1 紫甘薯花青素与抗坏血酸还原Fe3+的能力Table 1 The reduction of Fe3+by purple sweet potato anthocyanins and ascorbic acid

由表1可知,紫甘薯花青素和抗坏血酸均具有较强的还原能力,且随浓度的增大,吸光度值增加，还原F e3+的能力逐渐增强。当浓度小于0.30 m g/mL时，紫甘薯花青素的还原能力与抗坏血酸的还原能力差距较大；当浓度大到0.5 m g/mL时,二者间的差距逐渐缩小，变化趋势趋于平缓。由此表明，紫甘薯花青素可作为电子供体，与自由基反应将其转化为更稳定的产物，从而终断自由基的链反应。

2.2 紫甘薯花青素对大豆油的抗氧化活性

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

由图1可见，紫甘薯花青素和B H T对大豆油脂均具有较强的抗氧化活性，即清除有机过氧化自由基（L O O·）的能力。在相同添加量时，紫甘薯花青素的抗氧化活性略高于B H T，与空白油样相比，能明显抑制油脂的自动氧化过程。

2.3 紫甘薯花青素对·OH自由基的清除效果

与抗坏血酸比较测定紫甘薯花青素对·O H自由基的清除活性，结果见表2。

表2 紫甘薯花青素和抗坏血酸对·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，紫甘薯花青素和抗坏血酸都具有较强的清除·OH自由基能力。随着加入样液量的增大，对·OH自由基的清除率均逐渐增大，且具有一定的量效关系。在相同浓度条件下，紫甘薯花青素清除·OH自由基的活性略低于抗坏血酸。

2.4 紫甘薯花青素对O2-·自由基的清除能力

图2 紫甘薯花青素与BHT对超氧阴离子自由基的清除活性Fig.2 Superoxide anion radical scavenging activity of purple sweet potato anthocyanins and BHT

如图2所示，紫甘薯花青素、BHT对O2-·都有清除作用，且随浓度的增加而增强。在浓度低于0.3 mg/mL时，BHT的清除能力强于紫甘薯花青素，而超过此浓度，紫甘薯花青素清除超氧阴离子能力显著强于BHT。在试验质量浓度范围内，紫甘薯花青素对O2-·自由基最终的清除率可达91.30%，表现出了良好的清除效果。

3 结论

本实验通过测定紫甘薯花青素的还原能力、对食用油脂的抗氧化性、对羟基自由基及超氧阴离子自由基的清除率，证实紫甘薯花青素具有较强的综合抗氧化能力,是一种天然、有效的抗氧化剂。

［1］肖素荣，李京东.新型天然色素——紫甘薯色素［J］.中国食物与营养，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］陆国权，李秀玲.紫甘薯红色素与其它同类色素的稳定性比较［J］.浙江大学学报：农业与生命科学，2001，27（6）：635～638.

［4］STEED L E,TRUONG V-D.Anthocyanin content,antioxidantactivity and selected physical properties of flowable purple-fleshed sweet potato purees［J］.J Food Sci，2008，73：215～221.

［5］徐金瑞，张名位，刘兴华，等.黑大豆种皮花色苷体外抗氧化活性研究［J］.营养学报，2007，29（1）：54～57.

［6］吴春,黄梅桂,车春波.槲皮素-锌（Ⅱ）配合物清除自由基的活性研究［J］.食品工业科技，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 *

黑龙江省教育厅科学技术研究重点项目（编号：12511 z 010）

吴春（1962-），女，天津市人，硕士，教授，主要研究方向：食品化学。