云南特色豆类的酚类含量及其抗氧化活性

2015-12-19 08:34任顺成常云彩张圆俊
中国粮油学报 2015年4期
关键词:豆类总酚清除率

巩 蔼 任顺成 常云彩 李 辉 李 然 张圆俊

(云南省粮油科学研究院1,昆明 650053)(河南工业大学粮油食品学院2,郑州 450001)

云南特色豆类的酚类含量及其抗氧化活性

巩 蔼1任顺成2常云彩2李 辉1李 然1张圆俊1

(云南省粮油科学研究院1,昆明 650053)(河南工业大学粮油食品学院2,郑州 450001)

采用分光光度计法,对云南产的8种特色豆类的酚类含量及其抗氧化活性进行研究。结果表明:雀蛋豆的黄酮质量分数最高,为0.55%,丽江大花豆、保山透心绿蚕豆和保山大绿豆提取液中的总酚质量分数相对较高,均达到0.25%。雀蛋豆提取液的总还原力最高,而昆明白花豆最低。剑川荷包豆对DPPH·的清除率仅为52.28%,其他豆类品种对DPPH·的清除率较高,均在69%以上。剑川荷包豆和丽江大花豆2个品种对·OH都有很好的清除效果。相关性分析得出8种豆类的总黄酮含量与抗氧化之间没有显著性相关关系(P>0.05),而且总酚含量与自由基清除率之间也没有显著性相关关系(P>0.05),但总酚含量与总还原力之间具有极显著相关关系(P<0.01)。云南产的8种特色豆类酚类含量较高,抗氧化活性较强,经常食用对人类健康有促进作用。

豆类 总黄酮 总酚 抗氧化

中国食用豆类资源非常丰富、品种多样,广泛分布于全国各地,共有12个属17个种,是名副其实的食用豆类生产大国。豆类中含有丰富的生物活性物质,如黄酮类化合物、酚类化合物等,这些活性物质具有一定的抗氧化能力,能够抑制生物膜的过氧化作用,保护生物膜的各种生理功能,阻止人体内癌变或动脉粥样硬化等疾病的产生[1]。

国内外对大豆等方面的研究较多,但对于地方杂豆,尤其对本试验涉及的8种豆类的抗氧化研究较少。刘琴等[2]利用液质联用及串联质谱法对黑豆、黄豆及青豆等8个大豆样品进行了大豆异黄酮分析,发现大粒种黄豆的异黄酮含量高于黑豆及青豆,而小粒种大豆的异黄酮含量要明显高于大粒种,黑豆的抗氧化性高于黄豆及青豆,小粒种豆的抗氧化性高于大粒种豆。李思荻等[3]研究了东北几种豆类提取物的抗氧化性,研究发现豆类提取物的还原能力与总黄酮和总酚类物质的含量正相关。袁雪芬等[4]研究表明,大豆异黄酮对小鼠体内脂质过氧化有明显的抑制作用。Nuria等[5]发现7种豆类样品的总酚含量和抗氧化性之间具有较高的相关性(r2=0.960 5)。云南滇西位于海拔1 500~2 200 m,昼夜温差较大,为豆类的生长提供了独特的地理优势和环境,本研究选择了滇西种植面积较大、研究不多的8个特色豆类品种,研究其黄酮含量、总酚含量及其抗氧化性能,通过研究有助于了解云南特色豆类资源的功能特性,为其开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料

豆类样品为花生豆、丽江大花豆、剑川荷包豆、紫月亮、昆明白花豆、雀蛋豆、保山透心绿蚕豆、保山大绿豆等8个品种,均收集于云南省滇西。

1.2 主要设备

FW-200粉碎机:北京中兴伟业仪器有限公司;UV-2000紫外—可见分光光度计:上海菁华科技仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 豆类样品的前处理

1.3.1.1 豆类样品脱脂处理

取样品 100 g,粉碎机破碎过 60目筛,置于250 mL锥形瓶中,加入等量石油醚,保鲜膜封口,置于恒温振荡器中,室温条件下以200 r/min震荡脱脂3~4 h。将提取物置于离心机中3 000 r/min离心20 min,弃去上清液,样品低温干燥[6]。

1.3.1.2 豆类样品提取液的制备

准确称量豆类样品2 g,按照料液比1∶10的比例,加入60%的乙醇溶液,在水浴中浸提3 h,真空过滤取清液倒入新容器中,连续3次浸提,合并上清液并定容。

1.3.2 豆类中酚类含量测定

1.3.2.1 豆类中黄酮类化合物含量的测定

1.3.2.1.1 芦丁标准曲线的绘制

参照文献[7]的测定方法,得芦丁标准曲线回归方程:Y=0.029 2X+0.009 4,R2=0.999 1。

式中:Y为吸光度;X为黄酮浓度/μg/mL。

1.3.2.1.2 豆类中黄酮含量的测定

参照文献[7]的测定方法,由标准曲线计算样品中总黄酮含量。

总黄酮质量分数 =[(Y×25V)/(M×1 000×1 000)]×100%

式中:Y为测定的浓度/μg/mL;25为测定时定容的体积/mL;V为提取液的总体积/mL;M为样品的质量/g。

1.3.2.2 豆类中总酚含量的测定

1.3.2.2.1 没食子酸标准曲线的绘制

参照文献[7-8]的测定方法,没食子酸标准曲线回归方程:Y=0.008 5X-0.0141,R2=0.999 6。

式中:Y为吸光度;X为总酚浓度 /μg/mL。

1.3.2.2.2 总酚含量的测定

参照文献[7-8]的测定方法,在波长760 nm下测定吸光度,用蒸馏水代替样品溶液做空白对照。

总酚质量分数 =[(Y×V)/(M×1 000×1 000)]×100%

式中:Y为测定的浓度 /μg/mL;V为提取液的总体积 /mL;M为样品的质量 /g。

1.3.3 豆类样品总还原力的测定

参照参考文献 [8],并稍作改进,取洁净的试管9个,依次加入豆类样品提取物2.5 mL,0.2 mol/L磷酸盐缓冲液(pH 6.6)2.5 mL,1%铁氰化钾溶液2.5 mL,混匀,在50℃条件下保温20 min,迅速冷却后立即加入10%三氯乙酸溶液(TCA)2.5 mL,混匀后以3 500 r/min离心10 min,取上清液2.5 mL与2 mL蒸馏水以及0.4 mL 0.1%氯化铁在试管中反应,10 min后在700 nm处测吸光值。用无水乙醇代替样品溶液作为参比溶液。

1.3.4 豆类样品对DPPH·的清除

参照文献[9]的测定方法,在517 nm处测得吸光度Ai值。用蒸馏水代替样品溶液作为校核液,测得吸光度Aj值。

1.3.5 豆类样品对·OH的清除

参照文献[10-11]的测定方法,在510 nm处测定吸光度。

式中:Ai为含有样品液的吸光度;Aj为蒸馏水代替H2O2的吸光度;A0为蒸馏水代替样品液的吸光度。

1.3.6 数据处理

采用SPSS 17.0统计软件进行数据分析,应用方差分析(ANOVA)进行显著性分析,以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 豆类中的酚类含量

2.1.1 豆类中的总黄酮含量

黄酮类化合物是一类有益于人体健康的天然产物,广泛存在于各种植物组织中,在人体内可以清除游离的自由基,对人类衰老和疾病的预防有重要的作用。

由图1可知,8种不同品种的豆类中黄酮质量分数不同,都在0.3%~0.6%之间,其中雀蛋豆的黄酮质量分数最高,达0.55%,紫月亮和保山大绿豆的黄酮质量分数最低,均为0.38%。Peng等[12]测得红芸豆中的总黄酮质量分数为1.24%。李思荻[13]测得东北黑豆中的总黄酮质量分数为0.22%。这些研究结果均表明豆类植物中富含黄酮类化合物,是黄酮类的良好资源。

图1 8种不同豆类样品的总黄酮含量

2.1.2 豆类中的总酚含量

多酚类化合物种类很多,结构各异,普遍存在于水果、蔬菜中,以及各种香辛料、谷物、豆类及果仁等中。它们能够提供氢与自由基结合,抑制自由基所引发的氧化作用,是人们每天从饮食中摄取的数量最多的抗氧化物质[14]。所以多吃这些食物有助于人体的健康。

由图2可知,8种豆类的多酚类化合物质量分数均在0.1%~0.3%之间,差别不明显。其中丽江大花豆、保山透心绿蚕豆和保山大绿豆提取液中的总多酚质量分数相对较高,均达到0.25%,昆明白花豆中的总酚质量分数最低,为0.13%。关于多酚的研究已经很多,但主要以茶多酚研究最多,而对地方产的豆类植物中的多酚研究较少。Sowndhararajan等[15]测定了野豇豆样品中总酚质量分数在0.1%~0.6%。本研究进一步证实了豆类中含有丰富的多酚化合物,是豆类中的重要活性成分。

图2 8种不同豆类样品的总酚含量

2.2 豆类提取物的抗氧化活性

2.2.1 豆类提取物的总还原能力

豆类样品中具有还原力的成分可以将铁氰化钾还原为亚铁氰化钾,亚铁氰化钾再与三价铁离子作用形成普鲁士蓝[Fe(Fe(CN)6)3],在 700 nm下吸光值越高,表示样品还原能力越强。

由图3可知,8种不同品种的豆类样品总还原能力大小不同,其中花生豆、丽江大花豆、雀蛋豆和保山大绿豆的总还原能力相对较强,昆明白花豆的总还原能力最弱。昆明白花豆的黄酮含量相较丽江大花豆和剑川荷包豆都较高,但是总的还原力却是最低的,这是因为抗氧化性的高低并不完全取决于总黄酮含量的高低,也与豆类中的其他抗氧化物质如多酚、维生素等有关,由图2可知,昆明白花豆的总酚含量是最低的,而图3中的昆明白花豆的总还原力也是最低的,总酚含量较高的丽江大花豆,其总还原力也相对较高,所以总酚含量的高低可能是影响总还原力的重要因素。

图3 8种不同豆类样品的总还原力大小

2.2.2 豆类提取物对自由基DPPH·的清除率

DPPH·是一种稳定的有机自由基,在517 nm处有最大吸收,豆类样品中的清除剂与DPPH·电子配对使DPPH·液吸收逐渐从紫色褪变为黄色[16]。

图4 8种不同豆类样品提取物对DPPH·的清除率

由图4可知,8种不同品种的豆子对DPPH·的清除率各不相同,其中剑川荷包豆的清除率最低,其他豆类品种对DPPH·的清除率均在69%以上。由测定的总黄酮类化合物、总酚的含量以及豆类样品提取液的抗氧化性可知,豆类样品中总黄酮和总酚含量高的样品并不一定对DPPH·具有高的清除率。黄酮类化合物是一类结构相似但种类繁多的化合物,对于清除各个自由基的作用机制各不相同,所以对各个不同自由基的清除有一定的选择性[17]。

2.2.3 豆类提取物对羟基自由基的清除率

自由基是危害人类健康,引发疾病的重要因素,如果自由基在人体内产生过多或者清除的过慢,它就会攻击人体的正常细胞,会对人体器官产生损伤并加速正常细胞的衰老,而羟基自由基又是自由基里面对机体危害最大的一种,所以羟基自由基的清除对人体健康有至关重要的作用。采用H2O2/Fe2+体系,通过Fenton反应生成羟自由基(·OH),水杨酸结合·OH后形成2,3二羟基苯甲酸,最大吸光度在510 nm处。因为抗氧化剂类化合物有清除自由基的特性,会降低甚至完全的消除2,3二羟基苯甲酸的生成,表现出高的羟基自由基清除能力[18]。

已有的研究表明酚类物质能有效清除自由基,黄酮类物质和酚类物质的测定结果也表明,豆类中富含这2类抗氧化物质。由图5可知,剑川荷包豆和丽江大花豆2个品种对羟基自由基有很好的清除效果,花生豆次之,其他的5个豆类品种的清除效果较差。其中保山大绿豆和保山透心绿蚕豆对DPPH·的清除率最低,但是它们对羟基自由基的清除率却很高,说明这2种豆类样品内含有的抗氧化物质对于羟基自由基有明显的选择作用。

图5 8种不同豆类样品提取物对羟基自由基的清除率

2.3 豆类样品中总黄酮含量、总酚含量与自由基清除率的相关性分析

用SPSS软件对8种不同品种豆类中总黄酮含量、总酚含量、总还原力、DPPH·、·OH清除率之间进行两两相关分析,8种豆类品种中的总黄酮含量和总还原力、DPPH·、·OH清除率之间没有显著性关系(P>0.05),总酚含量和自由基清除率之间也没有显著性相关关系(P>0.05),但总酚含量与总还原力之间具有极显著性相关关系(P<0.01)。

因为天然植物中的总酚类化合物最主要的生理功能是抗氧化,所以总酚含量的高低直接影响着总还原力的强弱,但是植物中的抗氧化成分很多,包括黄酮类化合物、维生素、多酚类、黑色素和皂苷类等[19]。这些成分在不同品种豆类中的含量和组分各不相同,再加上清除游离基的机理各不相同,这就造成了豆类中的醇提取物的抗氧化性能各不相同。

表1 豆类样品中总黄酮含量、总酚含量与自由基清除率的相关性分析

3 结论

在8种豆类中,雀蛋豆的总黄酮质量分数最高,为0.55%,而紫月亮和保山大绿豆中的总黄酮质量分数相对较低,为0.38%。丽江大花豆、保山透心绿蚕豆和保山大绿豆提取液中的总多酚质量分数相对较高,均达到0.25%,昆明白花豆中的总酚质量分数相对较低,为0.13%。在8种豆类中,昆明白花豆的总还原力明显低于其他豆类品种。剑川荷包豆对DPPH·的清除率最低,其他7种豆类对DPPH·的清除率相对较高,均在69%以上。剑川荷包豆和丽江大花豆2个品种对·OH有很好的清除效果,清除率均达到50%以上。

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Phenolic Content and Antioxidant Activity of Characteristic Legume Seeds Grown in Yunnan

Gong Ai1Ren Shuncheng2Chang Yuncai2Li Hui1Li Ran1Zhang Yuanjun1

(Yunnan Grain and Oil Science Research Institute1,Kunming 650033)
(School of Food Science and Technology,Henan University of Technology2,Zhengzhou 450001)

In this paper,eight kinds of legume seeds grown in Yunnan have been utilized as materials.Their total flavonoid content,total phenol content and antioxidant activities have been studied by spectrophotometry.The results showed that the content of flavonoids of common bean was up to 0.55%,the total polyphenol content of Lijiang runner beans,Baoshan faba beans and Baoshan horsebeans raised higher to up to 0.25%.The total reducing power of common bean was the strongest in the eight kinds of legume seeds.However,the power of Kunming hyacinth beans was the weakest.The capability of scavenging DPPH·of Jianchuan lima beans was only 52.28%,while that of other beans could be over 69%.Jianchuan lima beans and Lijiang runner beans had a stronger capability of scavenging·OH radical.The results of correlation analysis showed that no significant correlation between total flavonoid content and the antioxidant activities of those eight kinds of legume seeds was found(P>0.05).No significant correlation between total phenol content and radical-scavenging activity(P>0.05)was also detected.But a highly significant correlation expressed between the total phenol content and the total reducing power(P<0.01).In these eight kinds of legume seeds grown in Yunnan,the phenolic content was rather higher and so was the antioxidant activity.They were indicated to be positive effects on human health.

legume seeds,total flavonoids,total phenol,antioxidant activities

TS235.3

A

1003-0174(2015)04-0001-05

云南省应用基础研究计划(2011FB144)

2013-12-09

巩蔼,女,1962年出生,高级工程师,粮食储藏

任顺成,男,1963年出生,副教授,食品营养与功能食品

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