火龙果果皮多酚及其抗氧化活性研究

孙 卉，康 蒙，陈玉凤，禤其晴

（桂林旅游学院 休闲与健康学院，广西桂林 541006）

火龙果（Hylocereus undulatesBritt），仙人掌科，柱状仙人掌亚科量天尺属，又名青龙果、玉龙果。我国主要种植区域有广西、海南、贵州和云南等地，根据果皮果肉颜色差异分为红皮红肉、红皮白肉、黄皮白肉三大类，其中以红皮白心和红皮红心系列为佳[1-4]。研究发现火龙果含有丰富的多酚、花青素和甜菜红素等多种活性成分，在抗氧化、降血糖、降高血压和预防结肠癌等方面具有良好的功效[5-7]。目前，火龙果果肉的开发应用主要有果汁[8]、果茶、果酱[9]、果酒[10-12]、酸奶[13-14]、果醋[15]、酵素[16]和饼干[17]等。火龙果果皮是果实加工中的副产物，占整个火龙果的25%左右[18]。研究表明，其酚类、黄酮、甜菜红素的含量均高于果肉，具有抗菌、抗炎和抗氧化作用[19-22]。火龙果果皮的综合利用程度较低，通常用于色素和膳食纤维提取或作为废弃物丢弃。为了提高火龙果皮的综合利用度，研究人员开展了一系列实验，探索通过发酵提高火龙果果皮的利用率[23-27]。本研究以6种常见红皮红肉和红皮白肉火龙果为对象，对不同火龙果品种的多酚含量和抗氧化活性进行研究，为今后对火龙果皮活性成分的提取及功能的深入研究提供基础，对于提高火龙果的经济价值、拉长火龙果产业链有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料

火龙果，均为食用成熟期的市售水果，具体品种为金都1号（红皮红肉，广西）、软枝大红（红皮红肉，广西）、海南蜜宝（红皮红肉，海南）、莞华白（红皮白肉，云南）、黔白1号（红皮白肉，云南）和越南1号（红皮白肉，广西）。

1.2 试剂

福林酚（分析纯）、没食子酸标准品、芦丁标准品、原花青素标准品（≥98%）（上海源叶生物科技有限公司）；无水碳酸钠、无水乙醇、亚硝酸钠、九水合硝酸铝、氢氧化钠、盐酸、三水合乙酸钠、无水甲醇和硫酸（分析纯，西陇化工股份有限公司）；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH）（≥96%）、2,4,6-三吡啶基 三 嗪（2,4,6-tripyridin-2-yl-1,3,5-triazine，TPTZ）（≥98%）、六水合氯化铁（≥99%）（上海麦克林生化科技有限公司）；2,2’-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐[2,2’-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid） ammonium salt, ABTS]（≥98%）、香草醛（≥98%）、乙酸（分析纯）（上海阿拉丁生化科技有限公司）；过硫酸钾[分析纯，优耐德引发剂（上海）有限公司]。

1.3 仪器与设备

UV-1800型紫外可见分光光度计（上海翱艺仪器有限公司）；FA1004N电子分析天平（精密度0.000 1 g，上海菁华科技仪器有限公司）；HH-6数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）；DHG-9140AL电热恒温鼓风干燥箱（上海齐欣科学仪器有限公司）；CMP-TA-20L超纯水机（成都优越科技有限公司）；Sb25-I2DTDN型超声波清洗机（宁波新芝生物科技股份有限公司）；JJ22BC型电子天平（精密度1 mg，常熟市双杰测试仪器厂）。

1.4 实验方法

1.4.1 火龙果果皮多酚的提取

选取新鲜无病虫害、表皮无破损的火龙果果皮，去掉黄绿色的茎，洗净擦干后切小丁，参考文献[28]提取方法稍作修改：称取10 g火龙果于锥形瓶，按料液比1∶10 （g∶mL）加入60%的乙醇进行超声提取（超声功率为200 W、温度60 ℃、时间30 min），重复提取1次，取滤液旋转蒸发后再用60%乙醇定容至50 mL，即得到火龙果果肉多酚提取液，4 ℃低温避光保存备用。

1.4.2 总酚含量测定

参考文献[29]，采用福林酚比色法测定样品提取液的总酚浓度。配制质量浓度分别为2.5 μg·mL-1、5.0 μg·mL-1、7.5 μg·mL-1、10.0 μg·mL-1和 15.0 μg·mL-1的没食子酸标准溶液，以吸光度浓度（X1，μg·mL-1）为纵坐标，没食子酸质量（Y1）为横坐标，765 nm波长下测定吸光度，绘制没食子酸标准曲线。吸取1 mL火龙果皮多酚提取液于10 mL刻度试管中，再加入1 mL福林酚试剂和2 mL 12%的碳酸钠溶液，最后用60%乙醇定容至10 mL后，摇匀避光静置1 h，于765 nm处测试吸光度，按照没食子酸标准曲线为Y1=0.112 6X1+0.029 7，相关系数r2=0.999 0，计算待测提取液的总酚含量。

1.4.3 总黄酮含量测定

参考文献[30]，配制质量浓度分别为 4 μg·mL-1、8 μg·mL-1、16 μg·mL-1、24 μg·mL-1、32 μg·mL-1和40 μg·mL-1的芦丁标准溶液，以芦丁质量浓度（X2，μg·mL-1）为横坐标，吸光度（Y2）为纵坐标，510 nm 波长下测定吸光度绘制芦丁标准曲线。用移液枪吸取2.0 mL火龙果皮多酚提取液到试管中，依次加入3 mL 60%乙醇溶液，0.3 mL 5%亚硝酸钠，0.3 mL 10%硝酸铝、4.0 mL 4%氢氧化钠，最后用60%乙醇定容到10 mL，摇匀放置12 min；测量510 nm波长处的吸光度，按照芦丁标准曲线为Y2=218.24X2-0.108 3，相关系数r2=0.999 5，计算待测提取液的黄酮含量。

1.4.4 原花青素含量测定

参考文献[31]，配制质量浓度为 25 μg·mL-1、50 μg·mL-1、100 μg·mL-1、200 μg·mL-1、250 μg·mL-1和500 μg·mL-1的原花青素标准液，以原花青素质量浓度（X3，μg·mL-1）为横坐标，吸光度（Y3）为纵坐标，在546 nm的波长下测定吸光度绘制原花青素标准曲线。将1 mL火龙果皮多酚提取液、4.5 mL 3%的香草醛-甲醇溶液和4.5 mL 30%的硫酸-甲醇溶液混匀后放入30 ℃的水浴锅中，反应20 min后在546 nm的波长下测定吸光度。按照原花青素标准曲线为Y3=93.943X3-0.335，相关系数r2=0.999 2，计算待测提取液的原花青素浓度以及含量。

1.4.5 DPPH自由基清除能力测定

参照文献[32]，根据DPPH乙醇溶液呈紫色，在517 nm处有强吸收，当存在抗氧化剂时，其溶液的紫色变浅，吸光度降低，通过吸光度下降的程度可反映样品对DPPH自由基的清除能力。待测样液对DPPH自由基清除率（IDPPH，%）的计算公式为

式中：IDPPH为DPPH自由基清除率，%；Ao为初始溶液的吸光度；As为待测溶液的吸光度；Ar为参比溶液的吸光度。

1.4.6 ABTS自由基清除能力测定

ABTS自由基清除能力测定参照文献[32]并修改如下。精准配制 7 mmol·L-1ABTS 溶液和 2.45 mmol·L-1过硫酸钾溶液，将两者按比例（2∶1，V∶V）混合，于黑暗中反应12～16 h得到ABTS+储备液。使用前利用超纯水稀释ABTS+储备液，直到734 nm波长处的吸光度值为0.700±0.020。然后移取8.7 mL ABTS+稀释液与0.3 mL待测样液混合，在30 ℃黑暗条件下反应10 min。然后以超纯水为空白对照，于734 nm波长处测定其吸光度。待测样液对ABTS自由基清除率（IABTS，%）计算公式为

式中：IABTS为ABTS自由基清除率，%；Ac为待测样液的吸光度；Ab为空白对照溶液的吸光度。

1.4.7 铁离子还原能力测定

铁离子还原能力测定参照文献[32]并修改如下。将乙酸钠缓冲溶液（pH 3.6，300 mmol·L-1）、TPTZ（10 mmol·L-1）和六水合氯化铁溶液（20 mmol·L-1）按体积比（10∶1∶1，V∶V∶V）混匀得到铁离子还原能力（Ferric Reducing Ability of Plasma，FRAP）试剂。使用前将FRAP试剂预热到37 ℃，取8.55 mL FRAP试剂和0.45 mL待测提取液混合，避光反应30 min，于593 nm处测定吸光度。

1.4.8 数据处理

所有实验均平行测定3次，数值用平均值±标准偏差表示（n=3），用SPSS 22.0软件进行方差分析，统计结果P＜0.05认为差异显著，采用Origin 9.1进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 火龙果果皮中多酚含量分析

研究表明，植物多酚主要有酚酸类化合物和黄酮类化合物，能够通过调节肠道菌群，起到降血糖、降血脂、减少炎症反应等多种生理活性作用[33-35]。由表1可知，红皮白肉品种的火龙果果皮多酚提取液含量普遍大于红皮红肉品种的火龙果果皮，总酚含量在95.7～181.7 μg·mL-1。选取的6种不同品种的火龙果果皮提取液总酚含量大小依次为越南1号＞黔白1号＞莞华白＞海南蜜宝＞软枝大红＞金都1号；总黄酮含量在80.9～222.1 μg·mL-1，总黄酮含量大小依次为黔白1号＞越南1号＞莞华白＞海南蜜宝＞软枝大红＞金都1号。原花青素具有强抗氧化、消除自由基的作用，可有效消除超氧阴离子自由基和羟基自由基，也参与磷酸、花生四烯酸的代谢和蛋白质磷酸化，保护脂质不发生过氧化损伤，有助于维生素C的吸收和利用[36-38]。研究发现，不同品种火龙果果皮提取液原花青素含量在42.7～124.7 μg·mL-1，含量大小依次为越南1号＞黔白1号＞莞华白＞海南蜜宝＞金都1号＞软枝大红。

表1 不同火龙果果皮提取液多酚含量（单位：μg·mL-1）

2.2 火龙果果皮抗氧化活性分析

多酚类化合物可通过酚羟基的解离与自由基结合，使之还原为惰性化合物或较稳定的自由基而避免氧化损伤，是一类具有较高开发价值的天然抗氧化剂和自由基清除剂[26]。本研究通过测定火龙果多酚提取物对DPPH、ABTS自由基的清除能力以及FRAP，分析不同品种火龙果果皮多酚提取物抗氧化能力。

DPPH是一种以氮为中心的稳定的自由基。例如，样品具有清除DPPH自由基的作用，则表明样品具有清除羟自由基、烷自由基或过氧自由基等自由基，中断脂质过氧化链反应的能力[39]。由表2可知，①白肉品种的火龙果果皮DPPH和ABTS自由基清除率以及FRAP普遍高于红肉品种的火龙果果皮，不同品种间抗氧化活性存在显著性差异（P＜0.05）。测定的6种火龙果果皮中DPPH自由基清除率在81.9%～97.3%，越南1号的DPPH清除率最高，为97.3%，DPPH自由基清除能力强弱依次为越南1号＞黔白1号＞莞华白＞海南蜜宝＞软枝大红＞金都1号。②不同品种的火龙果果皮都具有清除ABTS自由基的能力。ABTS自由基清除率在38.0%～69.5%，越南1号的ABTS清除率最高，为69.5%，能力强弱依次为越南1号＞莞华白＞黔白1号＞海南蜜宝＞软枝大红＞金都1号。③采用FRAP法测定抗氧化物质的还原能力，也被称为总抗氧化能力。吸光值越高，说明被测物质的还原能力越强，表示其抗氧化活性也越高。研究结果表明，不同品种火龙果果皮FRAP吸光值在0.396～0.859，越南1号吸光值最高为0.859。不同品种的FRAP能力强弱依次为越南1号＞莞华白＞黔白1号＞海南蜜宝＞金都1号＞软枝大红。

表2 不同火龙果果皮提取液抗氧化活性分析

2.3 相关性分析

由表3可知，总黄酮与DPPH和ABTS清除率以及FRAP都呈极显著正相关性（P＜0.01），其与DPPH自由基清除率的相关系数最高为0.958；原花青素与DPPH自由基清除率和FRAP呈极显著正相关性（P＜0.01），其与FRAP相关系数最高为0.974，与ABTS自由基清除率呈显著正相关性（P＜0.05）；总酚与FRAP呈极显著正相关性（P＜0.01），相关系数为0.920，与ABTS自由基清除率呈显著正相关性（P＜0.05），与DPPH自由基清除率相关，但不显著（P＞ 0.05）。

表3 不同火龙果果皮多酚含量与抗氧化能力相关性分析

3 结论

本研究对6种火龙果（金都1号、软枝大红、海南蜜宝、莞华白、黔白1号和越南1号）果皮的总酚、总黄酮和原花青素含量和DPPH、ABTS自由基清除能力和FARP进行了比较研究，并对多酚含量与抗氧化能力进行相关性分析。研究发现，不同火龙果果皮的活性成分含量存在一定差异，使得其提取液的抗氧化活性也存在显著差异。多酚含量和抗氧化活性均是白肉红皮大于红肉红皮，其中越南1号的果皮多酚类物质及抗氧化活性最高。

火龙果的品种很多，要想对不同品种、产地的火龙果皮抗氧化性进行更深入的了解，还需要采用不同的检测方法研究火龙果果皮中的抗氧化活性成分及抗氧化能力，为火龙果皮的开发和利用提供依据。另外，研究过程中发现加热会影响火龙果皮多酚的含量及抗氧化活性，因此如何在加工过程中最大程度地保留火龙果皮的有效成分也是下一步研究的重要课题。