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脱脂麦胚提取物抗氧化活性的研究

发布日期:2018-07-19 中国油脂网

 连彩霞,朱科学,周惠明

(江南大学 食品学院,江苏 无锡214122)

摘要:麦胚是面粉生产的主要副产物之一,含有多种生理活性成分,极具开发前景。主要对比分析了脱脂麦胚6种溶剂提取物的抗氧化活性。实验结果表明:水、70%甲醇、70%乙醇、50%丙酮的提取率较高,6种脱脂麦胚提取物都具有一定的DPPH自由基清除能力和还原能力,且提取物质量浓度与抗氧化活性呈现一定的量效关系,其中70%甲醇提取物和甲醇提取物的DPPH清除能力较高,70%乙醇提取物的还原能力最强。另外,对6种提取物中的总酚含量进行了测定,结果表明水提物和50%丙酮提取物的总酚含量较高,并且提取物的抗氧化活性与其总酚含量之间未呈现正比关系。

关键词:脱脂麦胚;提取物;抗氧化;总酚

中图分类号:TS22   文献标志码:A   文章编号:1003-7969(2010)03-0007-05

 

Antioxidative activities of defatted wheat germ extracts

LIAN Caixia, ZHU Kexue, ZHOU Huiming

(School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China)

Abstract:Wheat germ is one of the main byproducts of wheat-milling industry, and it is a rich source of many bioactive compounds. The antioxidative activities of defatted wheat germ (DWG) extracts were studied. The results indicated that extraction efficiency of water, 70% methanol, 70% ethanol and 50% acetone were higher, and six extracts had certain activities to scavenge DPPH radical and reduce power with dose-dependent manner. Furthermore,70% methanol extract and methanol extract had strong scavenging activities on DPPH radical, and 70% ethanol extract presented the highest reducing power. In addition,total phenols content of six DWG extracts were also measured. Total phenols content in water extract and 50% acetone extract were higher, and antioxidative activities of DWG extracts were not in proportion to total phenols content.

Key words:defatted wheat germ; extracts; antioxidative activity; total phenols

随着生活水平的提高和科学技术的进步,人们逐渐意识到合成抗氧化剂的潜在危害性[1],同时很多流行病学研究表明,具有抗氧化活性的物质在一定程度上具有抗癌、抑菌、抗诱变、抗衰老等功效[2],因此具有抗氧化活性的天然物质受到了广泛的重视。谷物作为我们日常生活的主食,近年来有关其抗氧化活性方面的研究成为了热点[3-6]。

    麦胚占小麦籽粒的1.5%~3.9%[7],由于其富含色素、不饱和脂肪酸以及各种酶类,因此在制粉时将其作为副产品提取出来。麦胚虽然是制粉工业的副产品,但却是整个小麦籽粒中营养价值最高的部分,被营养学家们誉为“人类天然的营养宝库”,“人类的生命之源”[8]。

    目前的研究主要集中在麦胚的稳定化、各种麦胚有效成分的提取、麦胚的综合利用这几个方面[9],其中麦胚有效成分提取这一部分主要集中在小麦胚芽油的提取上,提油后的剩余物即脱脂麦胚。脱脂麦胚[10]含有大量的优质蛋白质、碳水化合物(低聚糖、戊聚糖、膳食纤维)、B族维生素、钙、磷、铁、锌等矿物质及麦胚色素、谷胱甘肽等一些生理活性物质。小麦胚芽油因富含维生素E及一些脂溶性色素,已被证明具有很强的抗氧化性[11],而脱脂麦胚的抗氧化性则很少有人研究。目前已有研究表明黄酮等酚类物质、多糖[12]、谷胱甘肽等都具有很强的抗氧化性。本文中,我们采用不同溶剂对脱脂麦胚进行提取,考察各提取物清除DPPH自由基能力、还原能力及提取物中的总酚含量,为脱脂麦胚的抗癌、抑菌、抗衰老等生理活性研究及抗氧化保健品的开发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂

新鲜小麦胚芽,淮安新丰面粉厂;正己烷、无水乙醇、甲醇、丙酮、钨酸钠、磷酸、盐酸、没食子酸、铁氢化钾、三氯化铁、磷钼酸、硫酸锂、无水碳酸钠、三氯乙酸,分析纯试剂;1,1-二苯基-2-苦基苯肼(DPPH),Fluka公司。

1.2 主要仪器设备

SHZ-82气浴恒温振荡器,HH-4数显恒温水浴锅,EL204-IC电子天平,RE-52A旋转蒸发仪,DFY-600摇摆式高速中药粉碎机,5804R高速冷冻离心机(德国艾本德公司),UV-2800型紫外分光光度计。

1.3 实验方法

1.3.1 脱脂麦胚粉和脱脂麦胚提取物的制备 除杂后的新鲜麦胚加入正己烷浸泡脱脂,间隔2 h更换1次正己烷,直至上清液无色为止。将脱脂后的麦胚风干后过筛(60目)除去附着的细粉,经摇摆式高速中药粉碎机粉碎过筛(100目),得到的细粉即为脱脂麦胚粉[13]。

    将50 mL水、甲醇、乙醇、70%甲醇、70%乙醇、50%丙酮分别加入6个盛有5 g脱脂麦胚粉的150 mL三角瓶中,在气浴恒温振荡器上以200 r/min的速度提取3 h,然后离心(10 000 r/min,4 ℃,20 min)得到上清液,将残渣用25 mL相应溶剂提取1 h,相同条件下离心,将2次得到的上清液转移到圆底烧瓶中,在50 ℃下真空旋转蒸发除去溶剂,称重[14]。提取率按下式计算:

  提取率=m/m′×100%

式中:m——提取物质量,g;

      m′——脱脂麦胚质量,g。

1.3.2 脱脂麦胚提取物DPPH自由基清除能力的测定 取2 mL不同质量浓度的样品(0.2、0.4、06、0.8、1.0、1.2 mg/mL),加入2 mL DPPH溶液(以无水乙醇为溶剂配制),混合均匀,黑暗处避光反应60 min,以2 mL样品和2 mL乙醇混合后的溶液作为空白调零,在517 nm处测定样品的吸光度[15]。按下式计算清除率:

   清除率=(1-At/A0)×100%

式中:At——样品和DPPH混合液的吸光度;

      A0——溶剂和DPPH混合液的吸光度。

1.3.3 脱脂麦胚提取物还原能力的测定[16] 分别取1 mL不同质量浓度的样品溶液(0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mg/mL),加入2 mL pH 6.6的磷酸盐缓冲溶液和2.5 mL 1%的铁氢化钾溶液,混合后于50 ℃反应20 min,取出冷却,加入2.5 mL 10%的三氯乙酸溶液,4 000 r/min离心10 min。取2.5 mL上清液,加入2.5 mL蒸馏水和0.5 mL 0.1%三氯化铁溶液,混合均匀,静置30 min,700 nm下测定混合液的吸光度。

1.3.4 脱脂麦胚提取物总酚含量的测定

1.3.4.1 Folin-Ciocalteu试剂的配制 准确称取50 g钨酸钠(Na2WO4·2H2O),12.5 g钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)于1 000 mL圆底烧瓶中,加入350 mL蒸馏水溶解,再加入25 mL 85%的磷酸及50 mL浓盐酸,充分混合后温和加热缓慢回流10 h,再加入75 g硫酸锂(Li2SO4)、25 mL蒸馏水及数滴液溴,然后开口煮15 min以除去过量的溴,冷至室温后转移到500 mL容量瓶中,定容后过滤,得到的滤液呈微绿色,置棕色瓶放入冰箱保存,使用前稀释10倍[17]。

1.3.4.2 标准曲线的建立 精密称取没食子酸(C7H6O5·H2O)0.111 g,溶解定容至100 mL。准确吸取没食子酸溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL于50 mL容量瓶中,加入蒸馏水定容即得到不同质量浓度的溶液。准确移取0.5 mL不同质量浓度溶液,分别加入2.5 mL Folin-Ciocalteu试剂(稀释10倍),摇匀后再加入7.5%Na2CO3溶液2 mL,混匀后30 ℃反应1.5 h,以第1个溶液(没食子酸质量浓度为0)为空白,在765 nm处测定各溶液的吸光度,以没食子酸的含量为横坐标,以吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。

1.3.4.3 样品的测定[18] 移取0.5 mL质量浓度为1 mg/mL的各提取物溶液,加入2.5 mL Folin-Ciocalteu试剂(稀释10倍),混匀后加入2 mL 75%Na2CO3溶液,摇匀后室温下静置1.5 h,在765 nm处测定吸光度,根据标准曲线的线性回归方程得出总酚含量,以没食子酸含量表示。

1.3.5 数据分析 每个实验进行3次平行实验,结果以平均值±标准偏差表示。文中数据间的差异显著性分析采用SPSS13.0软件Tukey HSD test法进行分析。

2 结果与讨论

2.1 6种溶剂提取结果的比较

有机溶剂、水以及水和有机溶剂按照不同配比混合的溶液都是常用的提取溶剂,提取物的质量取决于提取溶剂的性质、提取时间、提取温度以及样品本身的成分[19]。本实验选择水、50%丙酮、70%乙醇、70%甲醇、甲醇、乙醇作为提取剂,考察它们对脱脂麦胚的提取效果,结果见表1。从表1可知,6种溶剂对脱脂麦胚提取率的大小顺序为:水>50%丙酮>70%乙醇>70%甲醇>甲醇>乙醇,其中水提取率最高,50%丙酮与70%甲醇的提取率接近,与其他提取剂相比,乙醇的提取率明显较低。

表1 6种溶剂对脱脂麦胚的提取效果

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 注:同一列数值上不同字母之间表示有显著性差异,p<005。

2.2 6种脱脂麦胚提取物DPPH自由基清除能力的比较

DPPH自由基分析法是测定自由基清除能力的常用方法,稳定的DPPH自由基呈深紫色,因其具有单电子而在517 nm处有强吸收,DPPH自由基接受了其他物质提供的电子或羟自由基后就会形成稳定的反磁体分子并且吸收会消失,紫色会逐渐消失,褪色的程度与其接受的电子呈定量关系[16],通过吸光度的变化可以衡量样品清除自由基的能力。

    6种脱脂麦胚提取物的DPPH自由基清除能力结果如图1所示。从图1可以看出,各提取物随着其质量浓度的升高,DPPH自由基清除率也随之上升,但是上升幅度不同,50%丙酮、乙醇提取物上升的幅度较大。同种质量浓度情况下,70%甲醇、甲醇提取物的DPPH自由基清除能力较强,70%乙醇、乙醇次之,并且二者之间的差距随提取物质量浓度的升高而变小,50%丙酮、水提取物DPPH自由基清除能力较弱,在低质量浓度时,50%丙酮DPPH自由基清除能力低于水提物,随着提取物质量浓度的升高,50%丙酮提取物DPPH自由基清除能力逐渐超过水提取物。

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图1 6种脱脂麦胚提取物对DPPH自由基的清除能力

IC50表示在线性范围内,能够有效清除50%DPPH自由基的提取物质量浓度[20]。IC50值越小,说明该提取物的DPPH自由基清除能力越强。从表2可以看出,6种溶剂提取物IC50的大小顺序为:50%丙酮>水>乙醇>70%乙醇>甲醇>70%甲醇,其中70%甲醇提取物的IC50最小,DPPH自由基清除能力最强。

表2 6种脱脂麦胚提取物清除DPPH自由基的IC50

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2.3 6种脱脂麦胚提取物还原能力的比较(见图2)

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图2 6种脱脂麦胚提取物的还原能力

还原能力是衡量提取物将Fe3+还原成Fe2+的能力。样品中具有抗氧化活性的成分能将铁氰化钾中的Fe3+还原成Fe2+,Fe2+进一步生成在700 nm处有最大吸光度的Perl普鲁士兰,测定700 nm处吸光度即可反应样品还原能力的大小[21]。由图2可以看出,6种脱脂麦胚提取物还原能力强弱顺序为:70%乙醇>50%丙酮>甲醇>乙醇>70%甲醇>水。其中70%乙醇提取物还原能力最强,50%丙酮提取物的还原能力次之,甲醇和乙醇提取物、70%甲醇和水提取物还原能力相近。另外,脱脂麦胚提取物的还原能力呈现剂量效应关系,即在反应体系中,加入的提取物浓度越大,吸光度越大,还原能力越强。

2.4 6种脱脂麦胚提取物的总酚含量(见图3)

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图3 6种脱脂麦胚提取物中的总酚含量

酚类化合物是抗氧化活性重要的成分之一,为了初步探究提取物中发挥抗氧化作用的成分,本实验采用Folin-Ciocalteu法测定各提取物中总酚的含量。从图3可以看出,各提取物中总酚含量的高低顺序为:水>50%丙酮>70%甲醇>70%乙醇>乙醇>甲醇。水提取物和50%丙酮提取物总酚含量相近,甲醇提取物中总酚含量最低。刘清等[22]人测定的大麦3种溶剂提取物中总酚含量和本文有相同的趋势,即70%丙酮提取物>70%甲醇提取物>70%乙醇提取物。Chew等[23]人测定了豆球蛋白科中草药的75%甲醇和纯甲醇提取物中的总酚含量,也得出70%甲醇提取物>甲醇提取物的结论。

    前人的一些研究表明样品中总酚含量应与抗氧化活性呈一定的线性关系[23],但是从本实验结果得到的脱脂麦胚提取物的抗氧化性和总酚含量的关系较为复杂,不同提取物的总酚含量和DPPH清除能力以及还原能力的强弱是不一致的,这种不一致的原因有以下几种推测:①除了酚类物质,脱脂麦胚提取物中可能还有其他成分发挥着抗氧化作用,比如多糖[12]、色素等其他脱脂麦胚组分;②提取物中的其他非抗氧化成分和酚类物质同时存在时也可能会使酚类物质的抗氧化活性加强[24];③测定抗氧化性方法的选择也会有一定的影响。各种测定样品抗氧化性方法的机理和反应条件是不一样的,得到的结果也会有所差异。

3 结 论

脱脂麦胚提取物具有一定的抗氧化活性,但是不同溶剂的提取物其还原能力、对DPPH自由基的清除作用以及总酚含量有较大的差别,这可能是因为溶剂的极性差异导致提取的化学成分有一定的差别。综合提取率和抗氧化活性二者来看,70%甲醇和70%乙醇提取效果好并且得到的提取物抗氧化活性也较好。水提物提取率虽高,但抗氧化活性较低,纯有机溶剂提取率较低。提取物中除了酚类物质以外还有哪些组分发挥抗氧化作用以及这些组分在抗氧化性上如何发挥作用,还有待进一步研究。

参考文献:

[1] DASTMALCHI K, DORMAN H J P,OINonEN P P,et al.Chemical composition and in vitro antioxidative activity of a lemon balm (Melissa officinalis L.) extract[J]. Lebensmittel-wissenschaft und Technologre, 2008, 41(31):391-400.

[2] ORHAN I, KARTAL M,ABU-ASAKER M,et al. Free radical scavenging properties and phenolic characterization of some edible plants[J]. Food Chemistry, 2009, 114(1):276-281.

[3] YU L, HALEY S, PERRET J, et al. Antioxidant properties of hard winter wheat extracts[J]. Food Chemistry, 2002, 78(4):457-461.

[4] 侯锐骁,吴祎林,张路祎,等.大米中黄酮和脂肪酸成分及抗氧化性能的分析[J].食品科学,2008,29(9):451-454.

[5] LIU Qing, YAO Huiyuan. Antioxidant activities of barley seeds extracts[J]. Food Chemistry, 2007, 102(31):732-737.

[6] DAKER M ABDULLAH N,VIKINESWARY S,et al. Antioxidant from maize and maize fermented by Marasmiellus sp.as stabiliser of lipid-rich foods[J]. Food Chemistry, 2008, 107(3):1092-1098.

[7] 朱科学,纪莹,周惠明.小麦胚芽水溶性蛋白提取工艺优化[J].粮食与油脂,2004(5):24-27.

[8] 韩文凤,邱泼.小麦胚芽的开发利用研究动态[J].粮食加工,2008,33(3):64-67.

[9] 陈存社,刘玉峰.小麦胚芽深加工技术的研究[J].食品工业科技,2004(6):139-141.

[10] 曲艺,王晓曦,雷宏.小麦胚芽及其脂类和蛋白质的研究现状[J].食品加工,2009(1):31-35. 

[11] MALECKA M. Antioxidant properties of the unsaponifiable matter isolated from tomato seeds, oat grains and wheat germ oil[J]. Food Chemistry, 2002, 79(3):327-330.

[12] 张苏阳,蒋开年,王煜,等.平甘松多糖的体外抗氧化性研究[J].华西药学杂志,2009,24(2):145-146.

[13] SUN X H, ZHU K X, ZHOU H M.Protein extraction from defatted wheat germ by reverse micelles:Optimization of the forward extraction[J]. Journal of Cereal Science, 2008, 48:829-835.

[14] LAI P, LI K Y,LU S,et al.Phytochemicals and antioxidant properties of solvent extracts from japonica rice bran[J]. 2009, 117(3):538-544.

[15] ZHU K X, ZHOU H M, QIAN H F. Antioxidant and free radical-scavenging activities of wheat germ protein hydrolysates (WGPH) prepared with alcalase[J]. Process Biochemistry, 2006, 41:1296-1302.

[16] ATMANI D,CHAHER N,BERBOUCHA M, et al. Antioxidant capacity and phenol content of selected Algerian medicinal plants[J]. Food Chemistry, 2008, 112(2):303-309.

[17] 徐辉艳,孙晓东,张佩君,等.红枣汁中总酚含量的福林法测定[J].食品研究与开发,2009,30(3):126-128.

[18] BAHRAMIKIA S,ARDESTANI A, YAZDANPARARAST R. Protective effects of four Iranian medicinal plants against free radical-mediated protein oxidation[J]. Food Chemistry, 2009, 115(1):37-42.

[19] SUN T, HO CT. Antioxidant activities of buckwheat extracts[J]. Food Chemistry, 2005, 90(4):743-749.

[20] LUO W, ZHAO M,YANG B, et al. Identification of bioactive compounds in Phyllenthus emblica L. fruit and their free radical scavenging activities[J]. Food Chemistry, 2009, 114(2):499-504. 

[21] 姚亚平,曹炜,陈卫军,等.不同品种荞麦提取物抗氧化作用的研究[J].食品科学,2006,27(11):49-52.

[22] 刘清,李玉,姚惠源.大麦提取物的体外抗氧化活性研究[J].食品工业科技,2007,28(2):131-132.

[23] CHEW Y L, GOH J K, LIM Y Y. Assessment of in vitro antioxidant capacity and polyphenolic composition of selected medicinal herbs from Leguminosae family in Peninsular Malaysia[J]. Food Chemistry, 2009, 116(1):13-18.

[24] 曹艳萍.苦荞叶提取物抗氧化性及其协同效应的研究[J].西北农林科技大学学报,2005,33(8):144-147.

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