不同品种甘薯汁抗氧化活性的研究

张启贵，魏梓芳，杨婷婷，薛 静，周晓敏，陆国权，成纪予

（浙江农林大学农业与食品科学学院，浙江临安 311300）

不同品种甘薯汁抗氧化活性的研究

张启贵，魏梓芳，杨婷婷，薛 静，周晓敏，陆国权，成纪予*

（浙江农林大学农业与食品科学学院，浙江临安 311300）

研究了9个品种甘薯汁的酚类物质及其抗氧化活性，旨在为甘薯汁的开发利用提供参考依据。分别采用Folin-酚法、亚硝酸钠法、pH示差法测定了甘薯汁的总酚、总黄酮、总花色苷含量。结果表明，甘薯汁中含有丰富的酚类物质，不同品种甘薯汁的总酚、总黄酮和总花色苷含量存在差异。通过4个体外抗氧化体系（FRAP法、DPPH自由基法、ABTS＋自由基法、OH自由基法）评价了甘薯汁的抗氧化能力。结果显示，不同品种甘薯汁所呈现的抗氧化能力不同，酚类物质含量较高的甘薯汁其抗氧化能力较强。从抗氧化能力方面考虑，杭引薯1号、杭引薯3号、浙紫薯1、13号这4个抗氧化能力较强的品种较适合用于果汁加工以及功能性饮品的开发。

甘薯汁，酚类物质，抗氧化活性

甘薯又名地瓜、红薯、白薯、番薯、红苕等，根据品种不同，薯皮颜色分白、黄、粉红、红和紫色等，薯肉颜色分白、黄、橙、红和紫色等。甘薯的营养价值很高，但是新鲜甘薯块根体积大，含水量高，在贮藏期间容易出现萌芽、鲜重损失、脱水、腐烂及食味改变等劣变症状，尤其是在亚热带和热带地区，要长期贮藏高品质的鲜薯较为困难。甘薯含有丰富的淀粉、膳食纤维、胡萝卜素、维生素A、B、C、E以及钾、铁、铜、硒、钙等10余种微量元素和亚油酸等，不仅营养价值丰富，还具有抗癌、延缓衰老的作用，药食俱佳。因此，近年来国外掀起了甘薯食品热，一些较大的食品厂竞相开发甘薯食品，使甘薯成为了人们喜好的新潮食品。在中国，甘薯的品种多样，种植面积大且产量高，将甘薯制汁后加工成保健类饮料，不仅可以大大提高甘薯的商品价值，而且可以丰富居民的食品消费结构。此外，制汁后的甘薯残渣还可进一步用来制取淀粉、膳食纤维、低聚寡糖等产品。甘薯中含有类黄酮、花色苷、酚酸等天然抗氧化成分[1]，这些物质对人体健康的作用正日益受到人们的重视，因此抗氧化活性的大小也是衡量甘薯品质的一项重要指标。本实验从抗氧化的角度来评价不同品种甘薯汁的品质，为进一步研究和开发甘薯汁功能性饮料及其他制品提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

本实验收集了9个甘薯品种 包括：杭引薯1号、杭引薯3号、浙紫薯1号、杭引薯2号、林薯15号、林薯18号、心香、福薯09Y1、以及浙13，所有原料均选用无机械伤害、无病虫害的甘薯块根，甘薯品种及薯肉颜色如表1所示；2，4，6-三（2-吡啶基）-1，3，5-三嗪（TPTZ）、2，2′-联氨-双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二胺盐（ABTS）、1，1-二苯基-2-苦基苯肼（DPPH）、Folin-酚试剂（Folin-Ciocalteu reagent） 均购自Sigma公司；没食子酸、芦丁 购于浙江省药检所提供；其他试剂 均为分析纯。

XB323电子分析天平 上海精科天美科学仪器有限公司；JYL-C051打浆机 九阳股份有限公司；HH-4数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司；TGL-16G离心机 上海安亭科学仪器厂；T6系列紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司。

1.2 实验方法

1.2.1 甘薯汁的制备 甘薯→清洗→去皮→切丁→打浆（甘薯∶水=1∶3，w∶w）→离心（3600r/m in，15m in）→过滤→甘薯汁

1.2.2 总酚含量的测定 采用Folin-酚法，测定方法参考文献[2]，并略做修改。取0.5m L甘薯汁，加入1m L Folin-酚试剂及5m L 5%的Na2CO3，蒸馏水定容至25m L，充分摇匀，室温静置30m in，在760nm波长下测定吸光值。以没食子酸为标准物，制作标准曲线，得到线性回归方程：y=3.5112x+0.0031（R2=0.9990）。总酚含量表示为没食子酸当量。

1.2.3 总黄酮含量的测定 采用亚硝酸钠法，测定方法参考文献[3]，并略做修改。取0.5m L甘薯汁，用30%的乙醇定容至5m L，混合均匀，加入0.3m L 5% NaNO2，混合后静置5min，加入0.3m L 10%的Al（NO3）3，混合后静置6m in，加入4m L 1mol/L的NaOH，再加入0.4m L 30%的乙醇使总体积为10m L，在510nm波长下测定吸光值。以芦丁为标准物，制作标准曲线，得到线性回归方程：y=0.722x+0.0168（R2=0.9943）。总黄酮含量表示为芦丁当量。

1.2.4 总花色苷含量的测定 采用pH示差法，测定方法参考文献[4]。将紫甘薯汁分别用0.025mol/L盐酸－氯化钾缓冲试液（pH1.0）和0.4mol/L醋酸-醋酸钠缓冲试液（pH 4.5）稀释10倍，混匀，在暗处放置30m in后，分别在510、700nm波长下测定吸光值。

式中，C为甘薯汁中总花色苷的含量，mg/L；A＝（A510－A700）pH=1.0－（A510－A700）pH=4.5；MW为矢车菊-3-葡萄糖苷的分子量，449.2g/mol；DF为稀释因子；ε为矢车菊-3-葡萄糖苷的摩尔吸收度，26900；1为比色杯宽度，1cm。

1.2.5 FRAP体系测定总还原力 根据参考文献[5]的方法并略有改动。该法原理为Fe3+-三吡啶三吖嗪可被样品中还原物质还原成二价铁形式。FRAP试剂是将0.1mol/L的醋酸缓冲试剂（pH 3.6），10mmol/L TPTZ，以及20mmol/L氯化铁按10∶1∶1的体积比混合得到。取3.9m L FRAP试剂与0.1m L甘薯汁混合均匀，置于37℃水浴10m in，然后在593nm波长下测定吸光值。

1.2.6 DPPH自由基清除实验 测定方法参考文献[6]并略有改动。取2.7m L 0.2mmol/L的DPPH试剂与0.3m L甘薯汁混合均匀，在暗处反应0.5h，在517nm波长下测定吸光值。以0.3m L的甲醇溶液加2.7m L DPPH试剂作为空白对照，测定A0。

式中，A0为空白对照的吸光值；A1是样品的吸光值。

1.2.7 ABTS+自由基清除实验 测定方法参考文献[7]并略有改动。ABTS+自由基储备液的制备：取440μL浓度为140mmol/L的过硫酸钾溶液加入到25m L浓度为7mmol/L的ABTS+自由基溶液中混合，避光反应12～16h。测定前用无水乙醇将ABTS自由基储备液溶液稀释吸光值为0.700±0.002（734nm）。取2.7m L ABTS+自由基稀释液与0.3m L甘薯汁混合均匀，在室温下反应10m in后，在734nm波长下测定吸光值。空白对照样品为0.3m L蒸馏水加2.7m L ABTS+自由基稀释液。

ABTS+自由基清除率计算按式（1）。

1.2.8 羟自由基清除实验 测定方法参考文献[8]并略有改动，取1m L甘薯汁与1m L 8.8mmo1/L H2O2、1m L 9mmol/L FeSO4、1m L 9mmo1/L水杨酸-乙醇溶液混合，静置30m in，以蒸馏水为空白对照，在510nm波长下测定吸光值。

羟基自由基清除率按式（1）计算。

1.3 数据统计

采用Excel和SPSS 15.0软件进行数据处理和统计分析。每组实验均作三次重复，测定结果用平均值±标准偏差（±SD）表示，实验数据采用ANOVA分析并进行邓肯（Dunkan）差异分析，p＜0.05为显著，p＜0.01为极显著。

2 结果与分析

2.1 不同品种甘薯汁酚类物质的含量

多酚、花色苷、黄酮类物质具有抗氧化、清除自由基、预防肿瘤等生物活性，对维持和促进人体健康具有积极的作用。从表2可知，不同品种甘薯汁中总酚、总黄酮和总花色苷的含量都存在着显著差异（p＜0.05）。其中，总酚含量最高的是杭引薯2号，其余依次是杭引薯1号、杭引薯3号、浙13、浙紫薯1号、林薯15号、福薯09Y1、心香、林薯18号；总黄酮含量最高的是杭引薯3号，其余依次是杭引薯1号、杭引薯2号、浙13、浙紫薯1号、林薯15号、福薯09Y1、林薯18号、心香；总花色苷含量最高的是杭引薯1号，其余依次是杭引薯3号、浙紫薯1号，在其余品种甘薯汁中则没有检测出花色苷的存在。

2.2 不同品种甘薯汁的总还原力

FRAP抗氧化体系可以反映样品的总还原力，通常可用来反映样品的总抗氧化活性[9-10]。不同品种甘薯汁的总还原力大小如图1所示。吸光度越大，总还原力也越大，表明抗氧化能力越强。不同品种甘薯汁的总还原力存在着较大差异，杭引薯1号总还原力最强，其次是杭引薯3号、浙13、浙紫薯1号、杭引薯2号、林薯15号、林薯18号、心香、福薯09Y 1。统计分析结果表明，杭引薯1号和杭引薯3号的总还原力没有显著差异（p＞0.05），但它们的总还原力显著高于其他品种（p＜0.05）。

表1 甘薯品种及其薯肉颜色Table 1 Varieties and flesh color of sweet potato

表2 不同品种甘薯汁的酚类物质（mg/L）Table 2 Phenolic compounds of different cultivars of sweet potato juice（mg/L）

图1 不同品种甘薯汁的总还原力Fig.1 Total reducing force of different cultivars of sweet potato juice

2.3 不同品种甘薯汁的DPPH·清除能力

DPPH自由基由于其结构中苯环的共轭、位阻及硝基的吸电子作用，在517nm处有强吸收，当样品中存在自由基清除剂，孤对电子配对，使其在517nm处的吸光值减少[11]，吸光值的变化与其所接受的电子数呈定量关系，因而可以对样品的抗氧化活性进行定量分析。不同品种甘薯汁的DPPH·清除率如图2所示。品种不同，甘薯汁对DPPH·清除能力也不同，清除率在9%～55%范围内。其中，杭引薯3号对DPPH·的清除率最高，心香对DPPH·的清除率最弱。统计分析结果表明，杭引薯1号、浙紫薯1号和浙13之间的DPPH·清除率无显著差异（p＞0.05），杭引薯3号和杭引薯1号之间存在显著差异（p＜0.05），这4个品种甘薯汁的DPPH·清除率都较高，显著优于其他品种（p＜ 0.05）。

图2 不同品种甘薯汁的DPPH·清除能力Fig.2 DPPH·scavenging capability of different cultivars of sweet potato juice

2.4 不同品种甘薯汁的ABTS+自由基清除能力

ABTS经活性氧氧化后生成稳定的蓝绿色阳离子ABTS+·，在734nm处吸收最强。当样品中存在自由基清除剂时，溶液颜色变浅，在734nm处的吸光值变小[12]，吸光值越小，表明样品对ABTS+·的清除能力越强。不同品种甘薯汁的ABTS+·清除率如图3所示。品种不同，甘薯汁对ABTS+·清除能力也不同，清除率在25%～66%范围内。其中，浙紫薯1号的清除能力最强，杭引薯2号的清除能力最弱。统计分析结果表明，浙紫薯1号和浙13的ABTS+·清除率存在显著差异（p＜0.05），但这2个品种甘薯汁清除ABTS+·的能力均显著高于其他品种（p＜0.05）。

图3 不同品种甘薯汁的ABTS+·清除能力Fig.3 ABTS+·scavenging capability of different varieties of sweet potato juice

2.5 不同品种甘薯汁的·OH清除能力

图4 不同品种甘薯汁的·OH清除能力Fig.4 Hydroxyl free radical scavenging capability of different varieties of sweet potato juice

羟基自由基可导致生物体组织脂质过氧化，蛋白质解聚、聚合，核酸断裂，多糖解聚，破坏细胞膜的结构与功能，引发细胞凋亡[13]。不同品种甘薯汁对·OH的清除率如图4所示。不同品种甘薯汁对·OH的清除能力存在着较大差异，清除率在34%～65%范围内。其中，杭引薯2号的清除能力最强，浙紫薯1号的清除能力最弱。统计分析结果表明，杭引薯1号、浙紫薯1号与林薯15号，杭引薯3号、福薯09Y1与浙13，心香、福薯09Y 1与浙13这三组甘薯汁分别对·OH的清除率无显著性差异（p＞0.05）。杭引薯2号与其他品种的·OH清除率之间存在显著差异，且显著高于其他品种（p＜0.05）。

2.6 甘薯汁总酚、总黄酮与抗氧化能力的相关性

甘薯汁总酚、总黄酮含量与抗氧化能力的相关性如表3所示。总酚、总黄酮与总还原力、DPPH·清除率相关性极显著（p＜0.01）。但是，总酚、总黄酮与ABTS+·清除率、·OH清除率相关性不显著，这可能是因为甘薯汁中存在其他的抗氧化活性成分，在这两种体系（ABTS＋自由基法、OH自由基法）中发挥更强的抗氧化作用所致。

表3 甘薯汁总酚、总黄酮含量与抗氧化能力的相关性Table 3 Correlation between total phenolics，flavonoids content and antioxidant capacity of sweet potato juice

3 结论

本实验测定了不同品种甘薯汁中的总酚、总黄酮、总花色苷含量和体外抗氧化能力。结果表明，不同品种甘薯汁的酚类物质含量及其抗氧化能力存在较大差异。酚类物质在甘薯汁抗氧化能力中起重要作用。从抗氧化能力方面考虑，在这9个甘薯品种中，杭引薯1号、杭引薯3号、浙紫薯1号和浙13这4个抗氧化能力较强的品种更适合于果汁加工以及功能性饮品的开发。从抗氧化能力与酚类物质含量来看，这些特性将使这些品种具有良好的市场推广价值。

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Study on antioxidant activity of different varieties sweet potato juice

ZHANG Qi-gui，WEIZi-fang，YANG Ting-ting，XUE Jing，ZHOU Xiao-m in，LU Guo-quan，CHENG Ji-yu*
（School of Agriculture and Food Science，Zhejiang A&FUniversity，Lin’an 311300，China）

Phenolic com pouds and antioxidant ac tivity of 9 cultivars sweet potato juice were investigated to p rovide reference for the utilization of sweet potato juice.The amount of flavonoids，total phenolics content and total anthocyanins content of sweet potato juice were determ ined using Folin-Ciocalteu method，Sodium nitrite method and pH d ifferentialmethod respectively.The result showed that phenolic compouds were rich in sweet potato juice and amount of flavonoids，total phenolics and anthocyanins were variant in different cultivar of sweet potato juice.The antioxidant activity of sweet potato juice was evaluated by means of four vitro antioxidant system s（FRAP，DPPH，ABTS+and OH radical scavenging method）.Results indicated that different cultivars of sweet potato juice had d ifferent antioxidant activities and cultivars containing higher amount of total phenolics had higher antioxidantactivities.Cultivars of Hangyinshu 1，Hangyinshu 3，Zhezishu 1 and Zheshu 13，which had higher antioxidant activitiy were more app rop riate for juice p rocessing and functional beverage development in terms of antioxidantac tivity.

sweet potato juice；phenolic com pounds；antioxidantactivity

TS215

A

1002-0306（2012）20-0119-04

2012－05－07 *通讯联系人

张启贵（1991-），男，本科，研究方向：农产品的贮藏与加工。

现代农业产业技术体系建设专项资金资助（CARS-11-B-18）；浙江农林大学大学生科技创新活动项目（201100111）；浙江农林大学科研发展基金（2010FR092）。