冰温贮藏对鲜党参活性成分及抗氧化活性的影响

焦旋，高振峰，张立新，冯志宏，施俊凤，杜静婷

山西农业大学，山西省农业科学院，农产品贮藏保鲜研究所（太原 030031）

党参为桔梗科植物党参[Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.]、素花党参[C.PilosulaNannf.Var.modesta（Nannf.）L.T.Shen]或川党参[C.tangshen Oliv.]的干燥根[1]，是我国传统大宗常用药材。由于党参富含黄酮、多酚、苍术内酯Ⅲ、炔苷、多糖等多种活性成分，能够起到抗氧化、抗疲劳、抗缺氧、调节血糖、增强免疫力、延缓衰老、保护胃肠道黏膜等多种作用，具有很高的食用和药用价值[2-4]，而活性成分的含量已成为党参重要的质量控制指标[5]。

目前党参采收后常要进行干燥处理，通过大幅降低含水量，以延长产品的贮藏期。然而，制干过程中的高温条件会造成活性成分的大量损失[6]，使得传统的党参干品很难满足现代人们的需求。新鲜党参活性成分含量高，而且党参又属药食同源药材，鲜食鲜用是今后的发展趋势[7]。但鲜党参耐贮性较差，采用常规的通风阴凉处和普通冷藏保鲜方法很容易造成活性成分含量下降等品质劣变问题[8]。因此，为提高贮藏品质和保持营养价值，研究一种适合鲜党参的贮藏保鲜方法尤为重要。

冰温贮藏是将贮藏温度稳定设定于0 ℃以下，产品生物结冰点以上范围的一种保鲜技术。在该冰温范围下，植物组织细胞生理代谢活动被强烈抑制，成熟衰老进程受到显著延缓，营养物质消耗被大幅降低，从而能够提高产品的贮藏品质。冰温贮藏技术被认为是继机械冷藏、气调贮藏后的第三代保鲜技术[9]，已在苹果[10]、蓝莓[11]、番茄[12]、铁皮石斛[13]、油桃[14]等产品上进行了应用研究，均取得了较好的贮藏效果。然而，目前有关鲜党参冰温贮藏的研究还尚未有报道。试验以鲜党参为试材，将其分别置于常规冷藏（0±0.2 ℃）和冰温（-2±0.2 ℃）条件下贮藏，研究两种处理下党参活性成分及抗氧化性变化情况，以期为鲜党参的贮藏保鲜提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试材采自山西省壶关县东井岭乡，为二年生鲜党参，采收后立即运回实验室；0.01 mm微孔保鲜袋（山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所提供）；芦丁、没食子酸、葡萄糖、色谱级乙腈、甲醇（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；苍术内酯Ⅲ、党参炔苷（南京狄尔格医药科技有限公司）；1, 1-二苯基-2三硝基苯肼（1, 1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine，DPPH，美国Sigma-Aldrich公司）；亚硝酸钠、氯化铝、硫酸锂等其他试剂（天津科密欧有限公司）。

1.2 仪器与设备

SSN-22型温湿度记录仪（上海高致精密仪器有限公司）；CP224S电子天平（德国赛多利斯有限公司）；BGZ-70电热鼓风干燥箱（上海博迅医疗生物仪器股份有限公司）；Agilent 1200高效液相色谱仪（美国Agilent公司）；Allegra X-30R低温离心机（美国贝克曼库尔特有限公司）；Ultrospec 2000紫外分光光度计（瑞士Amersham Pharmacia Biotech公司）；BJ-150粉碎机（德清拜杰电器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 党参处理

挑选粗细、大小一致，无虫蛀霉变、无机械损伤的党参，清洗干净，并自然晾干，置于内衬有微孔保鲜袋的周转箱中，每箱1 kg试材，然后在0 ℃冷库中敞口充分预冷24 h。再将预冷好的党参分成两组，分别在0±0.2 ℃（普通冷藏）和-2±0.2 ℃（冰温贮藏）条件下贮藏240 d，每30 d各随机取出20根党参，于60 ℃烘至恒重，粉碎打粉，过230 μm孔径筛网，制得党参干粉用于各项指标测定。

1.3.2 党参冰点温度的确定

采用冻结法[14]测定党参冰点温度。随机选取20根党参，将温湿度记录仪的针式感温探头插入党参中心，然后放置于-18 ℃冰箱中，同时开始记录党参温度的变化，设定测定频率1次/10 s。测定3 h后取出，导出数据并绘制冻结曲线，从该曲线上确定冰点温度。

1.3.3 党参总黄酮和总酚含量的测定

总黄酮的测定采用李艳等[15]的方法，以芦丁作为标准物质，单位为mg/g；总酚含量选择Folin-Ciocalteu法[16]测定，以没食子酸作为标准物质，单位为mg/g。

1.3.4 党参苍术内酯Ⅲ和炔苷含量的测定

采用高效液相色谱法进行测定，参照李莹莹等[17]的方法，并做适当修改。称取2.0 g党参粉，加入40 mL甲醇，超声30 min后过滤，滤液旋干，残渣加少量甲醇溶解，定容至5 mL，混合均匀后，过0.45 μm滤膜，收集滤液后进样分析，利用外标法计算苍术内酯Ⅲ和党参炔苷含量，单位为mg/g。高效液相色谱条件：色谱柱Agilent C18（150 mm×4.6 mm×5 μm）；检测器为二极管阵列检测器（DAD）；流动相为乙腈-0.02%磷酸水溶液；采用梯度洗脱：0～5 min乙腈10%，5～15 min乙腈15%，15～20 min乙腈25%，20～30 min乙腈30%，30～35 min乙腈40%，35～45 min乙腈60%；柱温30 ℃；流速1 mL/min；进样量20 μL；检测波长选择220 nm（苍术内酯Ⅲ）和267 nm（炔苷）。

1.3.5 党参多糖含量和抗氧化性的测定

党参多糖含量采用苯酚浓硫酸法[18]，在484 nm波长处测定吸光度，以葡萄糖作为标准物质，单位为%。

DPPH自由基清除能力采用Brand-William等[19]的方法测定，并作适当修改。称取5 g党参粉，加入20 mL 80%甲醇溶液，于37 ℃超声提取1 h，过滤后收集滤液，残渣重复提取一次，并合并两次滤液待用。配制25 mg/L的DPPH甲醇溶液，将100 μL党参样品提取液加入到2.9 mL DPPH甲醇溶液中，避光反应20 min后于517 nm处测定吸光度，结果以DPPH自由基清除率表示，清除率=（1-A1/A0）×100%，其中A1为样品吸光度，A0为空白对照吸光度。

1.3.6 数据处理

所有测定指标均重复3次，试验结果以“平均值±标准偏差”表示；使用Origin 9.0绘图，利用SPSS 23.0软件进行差异显著性分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 党参冰温的确定

如图1（A）所示，新鲜党参在-18 ℃环境中迅速降温，到达过冷点后，党参组织中的水分发生相变并释放潜热，使温度从-2.8 ℃回升至-2.3 ℃，此时党参内部开始冻结，然后温度继续下降直至接近环境温度。如图1（B）所示，党参的过冷点为-2.8 ℃，冰点为-2.3 ℃，将温度上调0.3 ℃，即-2 ℃作为党参冰温贮藏的温度。

图1 党参的冻结曲线（A）和结冰点（B）

2.2 贮藏过程中党参总黄酮含量的变化

黄酮是药用植物主要的活性成分之一，具有抗氧化活性，能够降低活性氧（ROS）的伤害，延缓膜脂过氧化，对治疗慢性病具有重要的药用价值[20]。如图2所示，党参在贮藏过程中的总黄酮含量呈现出先上升后下降的趋势，两种处理的峰值均出现在90 d。与0 ℃处理相比，冰温条件下党参总黄酮的上升和下降速率更加平缓，使其在贮藏中后期积累了更高含量的总黄酮。贮藏240 d时，冰温条件下党参的总黄酮含量为0.609 mg/g，显著高于0 ℃条件下的0.576 mg/g（p＜0.05）。

图2 0 ℃和冰温贮藏过程中党参总黄酮含量的变化

2.3 贮藏过程中党参总酚含量的变化

多酚是党参另一类重要的抗氧化活性成分，其在贮藏过程中的变化趋势与黄酮类似（图3），该物质在贮藏初期缓慢上升，之后迅速下降。而冰温条件下党参总酚含量的下降速率明显低于0 ℃，贮藏150～240 d后，两个处理间的总酚含量差异显著（p＜0.05）。结果说明，冰温贮藏有利于党参维持更高含量的多酚。

图3 0 ℃和冰温贮藏过程中党参总酚含量的变化

2.4 贮藏过程中党参苍术内酯Ⅲ含量的变化

苍术内酯Ⅲ属三萜类化合物，是党参的特征性成分，具有明显的消炎活性，其含量高低与党参的药效直接相关[21]。如图4所示，苍术内酯Ⅲ含量在贮藏期间呈不断下降的趋势，与0 ℃相比，冰温可以明显减缓党参苍术内酯Ⅲ的下降速率。贮藏240 d时，冰温处理组党参的苍术内酯Ⅲ降至初始值的62.50%，显著高于0 ℃处理组的53.12%（p＜0.05）。

图4 0 ℃和冰温贮藏过程中党参苍术内酯Ⅲ含量的变化

2.5 贮藏过程中党参炔苷含量的变化

炔苷为党参的指标性活性成分，是评价党参质量的重要依据[22]。如图5所示，随着贮藏时间的延长，党参炔苷含量逐渐降低，而0 ℃条件下炔苷下降速率较冰温处理更快。当贮藏240 d时，冰温贮藏的党参炔苷含量为0.762 mg/g，比0 ℃贮藏组高9.64%，差异显著（p＜0.05）。结果说明，冰温可以减缓炔苷在贮藏过程中的损失。

图5 0 ℃和冰温贮藏过程中党参炔苷含量的变化

2.6 贮藏过程中党参多糖含量的变化

多糖是党参重要的特征性活性成分，能够增强人体免疫能力，具有抗肿瘤、抗衰老、降血糖、抗辐射、抗缺氧等活性作用[23]。如图6所示，在贮藏过程中，党参多糖含量逐渐降低。与0 ℃贮藏相比，冰温贮藏的党参多糖在整个贮藏期含量都更高，但在贮藏180 d前差异并不显著（p＞0.05）。

图6 0 ℃和冰温贮藏过程中党参多糖含量的变化

2.7 贮藏过程中对党参DPPH自由基清除能力的变化

DPPH自由基是一类较稳定的自由基，其清除能力是常用的植物抗氧化活性体外评价方法。如图7所示，党参DPPH自由基清除率在贮藏前90 d缓慢上升，而后在贮藏中后期迅速下降。冰温和0 ℃贮藏DPPH清除率最大峰值相近，但下降速率差异明显。自贮藏150 d开始，冰温贮藏显著提高了党参的DPPH自由基清除率（p＜0.05）；贮藏至240 d时，冰温贮藏组的党参DPPH清除能力比0 ℃贮藏组高出13.50%。结果说明，冰温贮藏有利于党参保持更高的DPPH自由基清除率，具备更好的抗氧化能力。

图7 0 ℃和冰温贮藏过程中党参DPPH自由基清除率的变化

2.8 活性成分含量与DPPH自由基清除能力的相关性

对党参贮藏期间总黄酮、总酚、苍术内酯Ⅲ、炔苷、多糖等抗氧化活性成分含量变化与其DPPH自由基清除能力进行了相关性分析。从表1可以看出，上述各活性成分含量均与DPPH自由基清除率呈现出正相关关系，其中在不同贮藏温度条件下，总黄酮、总酚含量均与DPPH自由基清除率高度正相关（p＜0.05），相关系数分别达到0.742，0.954（0 ℃）和0.723，0.855（冰温）。结果说明，总黄酮、多酚、苍术内酯Ⅲ、炔苷、多糖等活性成分与党参抗氧化能力相关，而总黄酮和多酚类物质构成了其主要的抗氧化作用物质基础。

表1 0 ℃和冰温贮藏中党参总黄酮、总酚、苍术内酯Ⅲ、炔苷、多糖含量与DPPH自由基清除能力的相关性

3 讨论和结论

药用植物在采收后被加工成传统的干药材过程中，所含的化学成分会发生酶解、氧化、挥发等反应而导致大量损失。鲜药作为“原生药材”，活性成分含量丰富，在治疗一些疾病上比干药具有更好的药效，已愈益受到人们重视[7]。但是相比于果蔬贮藏，目前鲜药的贮藏技术落后，这在很大程度上制约了鲜药，特别是党参等药食同源药材的发展和临床应用[24]。党参含有的黄酮、多酚、苍术内酯Ⅲ、炔苷、多糖等特征活性成分多为热敏性，在加热干制过程中损失很大[6]，加之人们对党参干品二氧化硫残留的疑虑[25]，导致其在当前市场上供求矛盾较为突出。因此，解决鲜党参的贮藏保鲜技术问题具有十分重要的现实意义，然而目前相关的研究仍然很少。

鲜党参在采后仍然进行着呼吸作用等生理代谢活动，需要不断消耗自身营养物质以维持生命。此次试验表明，在贮藏过程中，党参的五种活性成分均呈整体下降趋势，其中有些活性成分是被转化为呼吸底物被一直消耗，如多糖[13]；而黄酮、多酚等抗氧化成分是在清除由组织衰老引起的活性氧时被不断氧化分解[26]。冰温贮藏能最大程度地抑制鲜活农产品的呼吸作用等生命活动，延缓其衰老进程，因此冰温贮藏减少了党参活性成分的损耗，维持了更高的贮藏品质，这与舒畅等[10]在苹果上、于金香等[11]在蓝莓、陈东来讯等[13]在铁皮石斛开展的冰温贮藏研究结果相一致。

抗氧化活性是衡量药用植物品质的一个重要指标，其活性大小常用DPPH自由基清除能力来表示，而DPPH自由基清除率高低又与植物组织中抗氧化活性成分含量相关。此次试验表明，冰温贮藏组的党参保持了更高含量的活性成分，使得其DPPH自由基清除率明显高于0 ℃贮藏组，具有了更好的抗氧化活性。而且党参在贮藏期间的DPPH自由基清除率与其总黄酮和总酚含量均呈现出高度正相关关系，说明了党参总黄酮和总酚含量越高，其抗氧化活性就越强，这与段琦梅等[4]的研究结果相一致。

冰温贮藏（-2±0.2 ℃）能减缓鲜党参贮藏期间总黄酮、总酚、苍术内酯Ⅲ、炔苷和多糖含量的下降，保持更高的DPPH自由基清除能力，有效提高了党参活性成分含量和抗氧化性。因此，冰温贮藏是鲜党参适宜的贮藏保鲜方法，具有较高的推广价值。