火棘原花青素穩(wěn)定性研究

劉佳，許盈芃，盧紅沖，王紅娟，桂俊，陳西喆，鄢又玉，*

（1.武漢輕工大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院，湖北武漢430023；2.湖北神農(nóng)蜂語(yǔ)生物產(chǎn)業(yè)有限公司，湖北十堰442000）

火棘原花青素穩(wěn)定性研究

劉佳1，許盈芃1，盧紅沖1，王紅娟1，桂俊1，陳西喆2，鄢又玉1，*

（1.武漢輕工大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院，湖北武漢430023；2.湖北神農(nóng)蜂語(yǔ)生物產(chǎn)業(yè)有限公司，湖北十堰442000）

考察加工及儲(chǔ)存過(guò)程中火棘原花青素的穩(wěn)定性。采用鹽酸-香草醛法測(cè)定火棘提取物中原花青素含量，研究了溫度、pH、光照、常用食品添加劑及金屬離子、糖類等因素對(duì)原花青素穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：加工及存儲(chǔ)溫度低于80℃，pH3～7范圍內(nèi)原花青素穩(wěn)定性好；山梨酸鉀和苯甲酸鈉對(duì)原花青素基本無(wú)影響，VC、檸檬酸鈉以及亞硫酸氫鈉有助于維持原花青素穩(wěn)定性；Na＋、Al3＋、Zn2＋對(duì)原花青素穩(wěn)定性影響不大，Cu2＋不利于其穩(wěn)定性，F(xiàn)e3＋有明顯的破壞作用；自然光照不利于原花青素穩(wěn)定性，紫外光照則有很大的破壞性；葡萄糖和蔗糖對(duì)原花青素?zé)o明顯影響，蔗糖對(duì)原花青素穩(wěn)定性優(yōu)于葡萄糖。該研究可為火棘原花青素的工業(yè)化生產(chǎn)、儲(chǔ)存提供科學(xué)參考。

火棘；原花青素；穩(wěn)定性

火棘果，為薔薇科常綠灌木，廣泛分布于我國(guó)東南、西南、西北等地，儲(chǔ)量豐富[1-2]，僅鄂西南及神農(nóng)架年產(chǎn)果就達(dá)一億多斤[3]，可以藥食兩用，其乙醇提取物含豐富的原花青素[4]。研究表明，原花青素的抗氧化能力和自由基清除能力遠(yuǎn)強(qiáng)于VE和VC[5-7]，此外還具有抗高血糖[8]、抑制腫瘤[9]、心臟保護(hù)[10]等功效。廣泛應(yīng)用于食品[11-12]、藥品[13-14]、化妝品[15-16]等領(lǐng)域，具有極高的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

隨著環(huán)境的惡化及大眾健康意識(shí)的提升，綠色養(yǎng)生產(chǎn)品盛行，原花青素作為其中的一種倍受關(guān)注，相關(guān)產(chǎn)品陸續(xù)上市，市場(chǎng)前景非常廣闊。目前市場(chǎng)上原花青素主要來(lái)源于松樹(shù)皮[17]、葡萄皮及葡萄籽[18]等，火棘原花青素的相關(guān)研究報(bào)道較少[19]。火棘野生資源豐富且產(chǎn)量高，開(kāi)發(fā)原花青素投入成本相對(duì)降低且可極大提升火棘資源開(kāi)發(fā)的附加值。而火棘原花青素要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，首先必須要考慮的是其提取及儲(chǔ)藏過(guò)程中的穩(wěn)定性問(wèn)題。近幾年，探索從其它植物資源提取并研究原花青素穩(wěn)定性的相關(guān)報(bào)道較多[20-22]，而關(guān)于火棘原花青素穩(wěn)定性的考察未見(jiàn)報(bào)道。因此，迫切需要對(duì)火棘原花青素的穩(wěn)定性展開(kāi)系統(tǒng)研究，以期為未來(lái)火棘資源的整體開(kāi)發(fā)及火棘原花青素產(chǎn)業(yè)化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：火棘提取物，實(shí)驗(yàn)室自制。

試劑：乙醇、鹽酸、香草醛、三氯化鐵、氯化銅、氯化鈉、三氯化鋁、氯化鋅、蔗糖、葡萄糖、VC、苯甲酸鈉、檸檬酸鈉、亞硫酸氫鈉、山梨酸鉀等均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2 儀器

DF-101B集熱式磁力加熱攪拌器：金壇市醫(yī)療儀器廠；pHS-25 pH計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋：HHS武漢市琴臺(tái)醫(yī)療機(jī)械廠；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海光譜儀器有限公司；5424R小型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)：德國(guó)eppendorf；紫外滅菌工作臺(tái)：蘇凈集團(tuán)安泰公司；PYX-250S-A恒溫生化培養(yǎng)箱：科力儀器；萬(wàn)分之一電子天平：德國(guó)賽多利斯公司；UV-5800PC：掃描型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)。

1.3 方法

火棘果皮肉粉碎，過(guò)20目篩，以體積分?jǐn)?shù)70%乙醇于90℃提取80min，提取2次，合并并抽濾，離心，取上清液作為樣品液?？疾觳煌瑴囟取H、不同食品添加劑、金屬離子、糖類以及光照條件對(duì)火棘原花青素的影響?；鸺ㄇ嗨氐暮繙y(cè)定采用香草醛－鹽酸法，即1mL一定濃度的火棘提取液，加入6mL 4%（g/mL）的香草醛甲醇溶液以及3m L濃鹽酸，混勻后不避光條件下30℃水浴保溫10min后，以兒茶素為標(biāo)準(zhǔn)品，波長(zhǎng)500 nm處測(cè)定吸光度值。具體操作見(jiàn)參考文獻(xiàn)[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)火棘原花青素穩(wěn)定性的影響

取稀釋至合適濃度的樣品液5份，置于10mL具塞試管，分別于20、40、60、80、100℃下保溫2、4、6、8、10 h，同時(shí)以水為空白對(duì)照，室溫下分別測(cè)定樣品在保溫不同時(shí)間后，在最大吸收波長(zhǎng)500 nm處的吸光度值。每份樣品平行測(cè)定3次，取平均值，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，溫度低于80℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，火棘原花青素的吸光度值在10 h監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)基本穩(wěn)定；當(dāng)溫度100℃時(shí)，吸光度值隨著保溫時(shí)間延長(zhǎng)急劇下降。故加工提取原花青素時(shí)，溫度以不高于80℃為宜，低溫有利于儲(chǔ)藏。

2.2 pH對(duì)火棘原花青素穩(wěn)定性的影響

取樣品液，以pH分別為1.0～10.0緩沖溶液稀釋20倍，混勻后室溫（25℃）靜置，以水為空白對(duì)照間隔不同時(shí)間后分別測(cè)定樣品液在不同pH體系中的吸光度值，每樣平行測(cè)定3次，取平均值。結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，不同pH環(huán)境中，火棘原花青素液的吸光度值在pH3～7范圍內(nèi)較穩(wěn)定，pH>7或pH＜3時(shí)，吸光度值隨時(shí)間延長(zhǎng)減小，尤其是堿性環(huán)境中，吸光度值隨時(shí)間延長(zhǎng)急劇減小。故火棘原花青素在pH3～7的范圍內(nèi)穩(wěn)定性好，提取儲(chǔ)藏時(shí)可以此作為參考。

2.3 不同種類食品添加劑對(duì)火棘原花青素穩(wěn)定性的影響

取樣品液，分別以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06%的VC、亞硫酸氫鈉、苯甲酸鈉、檸檬酸鈉、山梨酸鉀溶液稀釋20倍，以蒸餾水作為空白對(duì)照，室溫避光靜置2、4、6、8、10 h。分別測(cè)定樣品在添加不同種類食品添加劑后在最大吸收波長(zhǎng)處的吸光度值。每樣平行測(cè)定3次，取平均值。結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，加入苯甲酸鈉或山梨酸鉀后的樣品液，其吸光度值基本不變，說(shuō)明苯甲酸鈉和山梨酸鉀對(duì)火棘原花青素穩(wěn)定性基本無(wú)影響；隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，加入檸檬酸鈉、亞硫酸鈉或VC后，樣品液吸光度值先增大，但隨著時(shí)間的增加，吸光度值逐步降低。這可能是因?yàn)闄幟仕徕c絡(luò)合了樣品液中的某些物質(zhì)如Ca2＋或Mg2＋等使吸光度增大，后期絡(luò)合物沉降，吸光度值減??；而亞硫酸鈉與VC加入后短時(shí)間內(nèi)有增色作用，時(shí)間延長(zhǎng)后亞硫酸鈉以及VC因自身被氧化而失去護(hù)色作用，故吸光度先升后降。因此，可以認(rèn)為上述常用防腐劑（苯甲酸鈉或山梨酸鉀）對(duì)火棘原花青素均不至造成破壞影響，穩(wěn)定劑檸檬酸鈉，抗氧劑亞硫酸鈉以及VC有助于原花青素保存。

2.4 常見(jiàn)金屬離子對(duì)火棘原花青素穩(wěn)定性的影響

取樣品液，分別以0.006mol/L（食品中金屬離子濃度限定量為 0.01 mol/L）NaCl、FeCl3、CuCl2、AlCl3、ZnCl2溶液稀釋20倍混勻，以蒸餾水為空白對(duì)照。室溫靜置2、4、6、8、10 h。分別測(cè)定樣品在不同金屬離子存在狀態(tài)下最大吸收波長(zhǎng)處的吸光度值。每樣平行測(cè)定3次，取平均值，結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知，隨著樣品儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，分別加入Na＋、Al3＋、Zn2＋后，樣品吸光度先略有減小后基本保持不變，加入Cu2＋后，吸光度減小較明顯，加入Fe3＋后吸光度急劇下降。整體而言，5種金屬離子對(duì)火棘原花青素液吸光度降低的程度依次為Na＋＜Zn2＋＜Al3＋＜Cu2＋＜Fe3＋，可以認(rèn)為Na＋、Al3＋、Zn2＋對(duì)火棘原花青素穩(wěn)定性基本無(wú)影響；Cu2＋和Fe3＋影響較大，儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)盡量避免接觸銅器或鐵器。

2.5 光照對(duì)火棘原花青素穩(wěn)定性的影響

取10mL稀釋后的樣品液2份，分別于相同溫度下避光、自然光照存放，每隔5天測(cè)定一次吸光度，連續(xù)考察30 d，每次每樣平行測(cè)定3次，取平均值；另外取稀釋后的樣品液于20W紫外光下照射105min，對(duì)照組為相同樣品避光存放，每隔15分鐘測(cè)定樣品組和對(duì)照組在最大吸收波長(zhǎng)處的吸光度值。每樣平行測(cè)定3次，取平均值，結(jié)果見(jiàn)圖5及圖6。

由圖5可知，在避光條件下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品吸光度的值基本保持不變；自然光照條件下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品吸光度值逐漸減小，因此光照對(duì)火棘原花青素穩(wěn)定性具有累積破壞影響。由圖6可知，在20W紫外燈光照條件下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品吸光度值先急劇減小后緩慢減小，而空白對(duì)照樣品則相對(duì)穩(wěn)定，說(shuō)明紫外光照對(duì)火棘原花青素的穩(wěn)定性影響較大。因此，火棘原花青素應(yīng)避免采用紫外滅菌且盡可能避光生產(chǎn)或存放。

2.6 蔗糖、葡萄糖對(duì)火棘原花青素穩(wěn)定性的影響

取樣品液，分別以質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%、6%、10%蔗糖溶液和葡萄糖溶液稀釋20倍，以蒸餾水作為空白對(duì)照。24 h內(nèi)每間隔4小時(shí)測(cè)定樣品液在最大吸收波長(zhǎng)處的吸光度值。每樣平行測(cè)定3次，取平均值。結(jié)果見(jiàn)圖7。

由圖7可知：隨著時(shí)間延長(zhǎng)，加入不同濃度蔗糖和葡萄糖后，樣品吸光度值均略有減小，但總體趨勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定，說(shuō)明蔗糖和葡萄糖的引入對(duì)原花青素的影響不明顯。但相對(duì)而言，蔗糖對(duì)原花青素的穩(wěn)定性要優(yōu)于葡萄糖，且以低濃度較好。

3 結(jié)論

加工及存儲(chǔ)溫度低于80℃，pH3～7范圍內(nèi)原花青素穩(wěn)定性好；山梨酸鉀和苯甲酸鈉對(duì)原花青素基本無(wú)影響，VC、檸檬酸鈉以及亞硫酸氫鈉有助于維持原花青素穩(wěn)定；Na＋、Al3＋、Zn2＋對(duì)原花青素穩(wěn)定性影響不大，Cu2＋不利于其穩(wěn)定性，F(xiàn)e3＋有明顯的破壞作用；自然光照不利于原花青素穩(wěn)定性，紫外光照則有很大的破壞性；葡萄糖和蔗糖對(duì)原花青素?zé)o明顯影響，蔗糖對(duì)原花青素的穩(wěn)定性優(yōu)于葡萄糖。建議火棘原花青素產(chǎn)業(yè)化時(shí)，盡量弱酸或中性條件下避光低溫提取或存放；盡量避免接觸銅或鐵器皿；盡量避免紫外滅菌處理；可適當(dāng)加入VC，檸檬酸鈉及亞硫酸氫鈉等增加穩(wěn)定性。

[1] 蔣利華,熊遠(yuǎn)福,李霞,等.野生火棘果有效成分研究進(jìn)展[J].中國(guó)野生植物資源,2007,26(2):8-10

[2]王三根,鄧如福.野生植物火棘的開(kāi)發(fā)利用及生理生態(tài)[J].中國(guó)野生植物,1988(3):13-15

[3]余紅英.天然火棘色素提取方法的研究[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1998,16(6):37-39

[4]周秋枝,黃蕾,沈丹華,等.火棘果中原花青素含量測(cè)定方法的建立[J].食品工業(yè)科技,2012,34(7):314-318

[5] Bagchi D,Garg A,Krohn R L,et al.Oxygen free radical scavenging abilities of vitamins C and E,and a grape seed proanthocyanidin extract in vitro[J].Research Communications in Molecular Pathology and PHarmacology,1997,95(2):179-189

[6] BagchiD ,Bagchi M,Stohs S J,et al.Free radicals and grape seed proanthocyanidin extract:importance in human health and disease prevention[J].Toxicology,2000,148(2):187-197

[7] Bagchi D, Garg A, Krohn R L, et al. Protective effects of grape seedproanthocyanidins and selected antioxidants against TPA-inducedhepatic and brain lipid peroxidation and DNA fragmentation, andperitoneal macropHage activation in mice[J]. General PHarmacology:The Vascular System, 1998, 30(5): 771-776

[8] Pinent M,Blay M,Blade M C,et al.Grape seed-derived procyani-dins have an antihyperglycemic effect in streptozotocin-induced diabetic rats and insulinomimetic activity in insulin-sensitive cell lines[J].Endocrinology,2004,145(11):4985-4990

[9] 楊瀅瀅,王雪青,龐廣昌.原花青素抗腫瘤作用機(jī)制研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2008,29(10):694-697

[10]Lu Y,ZhaoW Z,Chang Z,et al.Procyanidins from grape seeds protect against pHorbol ester-induced oxidative cellular and genotoxic damage[J].Acta PHarmacologica Sinica,2004,25(8):1083-1089

[11]楊勝敖,石志紅.火棘發(fā)酵乳酸飲料加工技術(shù)研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2010,31(5):103-106

[12]周文斌,王崇均.火棘果酒生產(chǎn)工藝研究[J].食品科學(xué),2009,30 (4):81-84

[13]Baiges I,Palm feldt J,Blade C,et al.Lipogenesis is decreased by grape seed proanthocyanidins according to liver proteomics of rats fed a high fat diet[J].Mol Cell Proteomics.2010,9(7):1499-1513

[14]韋忠恒,胡柳,黃劍嫻.火棘果汁干預(yù)砷中毒小鼠肝功能損害指標(biāo)的變化[J].中國(guó)臨床康復(fù),2006,10(23):99-101

[15]Kuroda A,Ogawa T.Topical preparations containing branched glucans[P].JP 2003238377,2003-08-27

[16]Togiya H.Skin cosmetics containing caruitines,antioxidant plant products and skin-lightening agents[P].JP2004339141,2004-12-02

[17]秦濤,王興濤,劉軍海.雪松樹(shù)皮及樹(shù)葉原花青素的提取工藝研究[J].糧油食品科技,2009,17(5):44-46

[18]楊迎花,李玉峰,寇麗.從葡萄籽中分離純化原花青素的研究[J].天津科技大學(xué)學(xué)報(bào),2009,23(4):52-55

[19]楊博,鄢又玉,鐘方旭,等.火棘果中原花青素提取工藝優(yōu)化[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),2011,17(5):60-66

[20]張琦,孟憲軍,孫希云,等.葡萄籽中原花青素的穩(wěn)定性研究[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,37(2):232-234

[21]吳娟,魏和平,許遠(yuǎn).油菜籽皮中原花青素的提取及穩(wěn)定性分析[J].中國(guó)油脂,2010(3):67-69

[22]戚向陽(yáng),陳維軍.蘋(píng)果原花青素的穩(wěn)定性及其保健飲品的研究[J].食品科技,2003(1):88-90

Study on the Stability of Proanthocyanidins from Pyracantha Fortuneana Fruit

LIU Jia1，XU Ying-peng1，LU Hong-chong1，WANG Hong-juan1，GUI Jun1，CHEN Xi-zhe2，YAN You-yu1，*
（School of Biological and Pharmaceutical Engineering，Wuhan Polytechnic University，Wuhan 430023，Hubei，China；2.Hubei Shennong Honey Bio-Tech.Co.，Ltd.，Shiyan 442000，Hubei，China）

The influence of many factors during processing and storage on the stability of proanthocyanidins from Pyracantha fortuneana was explored.Content of proanthocyanidins in Pyracantha fortuneana was determined by Vanillin-HCl assay.The effect of temperature，pH，light，the common food additives，metal ions and saccharides on the stability of proanthocyanidins were studied.The results showed proanthocyanidins showed strong stability under 80℃and pH 3-7.Potassium sorbate and sodium benzoate barely affected the stability，but VC，sodium citrate and sodium bisulfite will be helpful ones.The proanthocyanidins was severely destroyed when Fe3＋or Cu2＋was added，whereas other metal ions such as Na＋，Al3＋，Zn2＋，had little effect on its stability.Moreover，it was also found that natural light can exert certain effect on proanthocyanidins，but UV irradiation was the one that can destroy it.Glucose and sucrose had little effect on the stability，sucrose was better.The results provided the basis for the processing and storage of proanthocyanidins from Pyracantha fortuneana in industrial production.

Pyracantha fortuneana；proanthocyanidins；stability

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.07.008

2014-12-18

劉佳（1992—），男（漢），學(xué)士，研究方向：中藥制藥方向。

*通信作者：鄢又玉（1975—）女（漢），博士，研究方向：天然藥物方向。