6种小型浆果营养成分及DPPH自由基清除活性比较

唐晓姝 胡博 陈雪梅 张白曦

摘要：为探究野樱莓、蓝靛果、蓝莓、蔓越莓、黑莓和覆盆子的营养成分;对6种浆果矿物质元素、总酚、总黄酮和花色苷含量进行测定，并用电子自旋共振波谱仪（ESR）对6种浆果的DPPH自由基清除能力进行探究。结果显示，通过对比6种浆果的营养成分含量，野樱莓的镁元素、钙元素和铁元素含量，蓝靛果和覆盆子的钾元素含量，黑莓的锰元素和铁元素含量较高;野樱莓和蓝靛果的总酚含量、蔓越莓的总黄酮含量、蓝靛果与黑莓的花色苷含量在6种小型浆果中较为突出;DPPH自由基清除能力结果显示，蓝靛果与野樱莓清除自由基能力最强，100 g蓝靛果、野樱莓鲜果中约含有2 g维生素C;提示6种浆果富含丰富的矿物质元素及生物活性物质，且具有较强的清除自由基能力。

关键词：小型浆果;营养成分;ESR;清除DPPH

中图分类号： TS255.1  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）20-0182-06

收稿日期：2021-01-20

基金项目：江苏省自然科学基金青年科学基金（编号：BK20190592）。

作者简介：唐晓姝（1987—），女，江苏苏州人，硕士，实验师，主要从事功能食品的研究。E-mail：txs@jiangnan.edu.cn。

通信作者：张白曦，博士，副研究员，主要从事功能食品的研究。E-mail：zbx@jiangnan.edu.cn。

当今许多国家的饮食指南建议增加水果和蔬菜的摄入量，其中营养成分丰富的浆果类水果可以预防各种疾病。大多数浆果均美味又具有抗氧化功能，它们富含多酚、抗氧化剂、矿物质等，也占据人们饮食中水果消费的较大比例。在色彩鲜艳的浆果中，野樱莓（黑果腺肋花楸）、蓝靛果（蓝靛果忍冬）、蓝莓（蓝浆果）、蔓越莓、黑莓（露莓）、覆盆子（树莓）等被广泛应用于新鲜或加工的食品中。此外，越来越多人将浆果提取物作为功能性食品和膳食补充剂的成分，并将其与其他色彩丰富的水果、蔬菜和草本提取物结合在一起[1]。

野樱莓（Aronia melanocarpa），是落叶灌木蔷薇科的小型浆果，它的果皮呈黑紫色，果肉呈暗红色;蓝靛果（Lonicera caerulea），是忍冬科忍冬属落叶灌木的小型浆果，它的果皮呈蓝紫色，果肉也呈暗红色;蓝莓（Semen trigonellae），属于杜鹃花科越桔属，皮呈蓝色，果肉白色;蔓越莓（Vaccinium macrocarpon），属于杜鹃花科越桔属，与蓝莓颗粒大小相似，皮与果肉呈红色;黑莓（Graptopetalum blackberry），属蔷薇科悬钩子属的小型浆果，呈黑色;覆盆子（Rubus idaeus），是蔷薇科悬钩子属的小型浆果，呈红色（表1）。它们富含多种维生素、矿物质元素、黄酮、花青素、花色苷及多酚等功效成分[2-5]，具有极强的抗氧化[6-9]、抑菌作用[10-11]，还具有降血糖[12]、预防动脉粥样硬化等作用[13]。本研究对6种小型浆果的营养成分进行测定，结合文献比较分析，并用电子自旋共振波谱仪评价其清除自由基能力，为未来浆果类功能性食品的开发及医药领域的应用提供有效依据。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

野樱莓购买于吉林省辽源市，冻存后冷链运输;蓝靛果购买于黑龙江省桦南县，保鲜运输;蓝莓购买于无锡超市，产地无锡;蔓越莓购于黑龙江省抚远市，保鲜运输;黑莓、覆盆子购于无锡超市，产地云南。6种浆果抵达实验室后，一部分在-80 ℃冰箱冻存后冻干，磨成粉放入-20 ℃冰箱;一部分在-20 ℃冰箱冻存，取出鲜果后，充液氮分别打成泥，-20 ℃冰箱下储存以供研究分析使用。试验地点为江苏无锡江南大学国家功能食品工程技术研究中心实验室，试验时间为2019年9月至2020年11月。

1.2 试验试剂

无水乙醇、硝酸、亚硝酸钠、氢氧化钠、三水合醋酸钠、氯化钾、芸香苷、30% H2O2、FeSO4·7H2O，国药集团化学试剂有限公司; 钠、钾、钙等混合标准品， 安捷伦科技（中国）有限公司;DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苦肼），美国Sigma公司。

1.3 主要仪器与设备

电子自旋共振波谱仪EMXplus，Bruker公司;Freezone Plus冷冻干燥机，美国Labconco公司;TDFI全自动膳食纤维分析仪，美国Ankom公司;NexION 350D电感耦合等离子体质谱仪，美国珀金埃尔默公司;1510 全波长酶标仪，美国赛默飞世尔科技公司;UV-2600 紫外可见分光光度计，日本岛津公司;FED115多功能热风循环烘箱，德国宾德公司。

1.4 试验方法

1.4.1 6种浆果中水分含量的测定

按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[14]，对6种浆果鲜果和冻干粉进行测定，以下营养成分含量均折算回鲜果质量并进行比较分析。

1.4.2 6种浆果中矿物质元素含量的测定

按照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》[15]，对6种浆果的冻干粉进行测定。

1.4.3 6种浆果中总酚含量的测定

按照T/AHFIA 005—2018《植物提取物及其制品中总多酚含量的测定》[16]中分光光度法，对6种浆果的冻干粉进行测定。

1.4.4 6种浆果中总黄酮含量的测定

参照SZDB/Z 349—2019《食品中总黄酮的测定》[17]的分光光度法及吕金慧等的方法[18]，并进行一定优化，对6种浆果的冻干粉进行总黄酮含量的测定。

1.4.4.1 标准溶液的配制

称取10 mg芸香苷标准品于100 mL容量瓶中，用60%乙醇定容，得到质量浓度为0.10 g/L的芸香苷溶液，再稀释成0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 g/L。稀释后的溶液均按顺序加入0.15 mL的5%亚硝酸钠，放置6 min;0.15 mL的10%氯化铝，放置6 min;2 mL的4%氢氧化钠和5 mL蒸馏水，静置15 min，在 510 nm 波长下测吸光度。以标准芸香苷溶液质量浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线，由图1所示。标准曲线方程：y=0.003 2x+0.000 2（r2=0.998 8），線性关系良好。

1.4.4.2 样品的制备

分别称取6种浆果冻干粉0.5 g于50 mL离心管中，加入60%乙醇溶液 40 mL，40 ℃下超声提取30 min，离心取上清液。提取2次，再用10 mL温热60%乙醇溶液洗涤滤渣，离心后合并3次上清液于100 mL容量瓶中，冷却至室温，采用60%乙醇溶液定容，摇匀后检测。

1.4.4.3 计算公式

X=mW×d×100×100%;

式中：X表示总黄酮的含量，mg/100 g;m表示根据标准曲线方程计算出的芸香苷质量，mg;W表示样品的质量，g;d表示稀释比例。

1.4.5 6种浆果中花色苷含量的测定

参照AOAC分析方法中的pH示差法[19]和郭浩然的方法[20]，并进行一定优化，对6种浆果的冻干粉进行花色苷的测定。

1.4.5.1 溶液配制

pH值1.0缓冲溶液：1.86 g氯化钾，加入980 mL去离子水，用HCl调节pH值至1.0，定容至1 L;pH值4.5缓冲溶液：54.43 g三水合醋酸钠，加入960 mL去离子水，用HCl调节pH值至4.5（约20 mL），定容至1 L。

1.4.5.2 样品的制备

分别取6种浆果冻干粉样品于锥形瓶中，按1 ∶20（g ∶mL）比例加入80%乙醇-盐酸溶液（pH值3.0），在温度40 ℃、功率为100 W条件下超声辅助提取30 min，4 000 r/min离心20 min，经分离得到花色苷上清液，重复1次，合并上清液，于37 ℃条件下减压浓缩去乙醇，定容至50 mL，备用。

精确取一定体积花色苷提取液于2个25 mL棕色容量瓶中，分别用pH值1.0和pH值4.5缓冲溶液定容至25 mL，摇匀，平衡90 min后，分别于 540 nm 和700 nm测定吸光度，以矢车菊素-3-葡萄糖苷计，按照公式计算出2种果实中花色苷的含量。

1.4.5.3 计算公式

X=D×V×D×Mwε×L×m×100;

式中：X表示花色苷含量，mg/100 g;D表示根据（D540 nm～D700 nm）pH值1.0-（D540 nm～D700 nm）pH值4.5计算得出;V表示提取液体积，mL;D表示稀释倍数;Mw表示重均分子质量，g/mol，Mw=449.2 g/mol;L表示光程，cm;m表示样品质量，g;ε表示摩尔消化系数，L/（mol·cm），以矢车菊素-3-葡萄糖苷计，ε=26 900 L/（mol·cm）。

1.4.6 DPPH自由基清除能力的测定

1.4.6.1 测试参数条件

X波段，磁场范围，（3 507.55±50） G;微波功率，0.2 mW;频率，9.85 GHz;调制幅度 100 kHz，扫描时间 40 s;温度，室温25 ℃。

1.4.6.2 样品的测定

分别称取6种浆果冻干粉3 g于50 mL离心管中，加入60%乙醇溶液30 mL，40 ℃下超声提取30 min，离心取上清液。将提取液按照一定比例稀释后，吸取溶液100 μL，分别加入100 μL的1.5 mmol/L DPPH乙醇溶液，混匀后避光反应30 min，吸入直径为1 mm的毛细管，放入谐振腔，在参数条件下测定DPPH自由基。用相对应浓度的维生素C和60%乙醇溶液代替提取物溶液，测量结果作为标准对照和空白对照。

DPPH自由基清除率E=S0-SxS0×100%;

其中S0和Sx分别为体系中加入乙醇和提取物溶液测得的DPPH自由基的峰面积。

DPPH自由基清除能力与维生素C质量浓度在一定范围内呈正相关性，以维生素C浓度为横坐标，DPPH自由基清除率為纵坐标，绘制标准曲线，如图2可知，维生素C质量浓度在5～18 mg/L时，即清除率在30%～80%时，线性关系良好。标准曲线方程：y=0.003 89x+0.110 1（r2=0.988 6）。

2 结果与分析

2.1 矿物质元素含量分析

微量元素是人体不可缺少的重要营养素，镁元素是维持神经、肌肉和心脏应激性的重要元素之一;钾元素维持血液和体液的酸碱平衡，在摄入高钠而导致高血压时，钾具有降血压功能;人体中牙齿和骨骼是由钙元素构成，并且钙元素能维持正常的神经兴奋性，能维持肌肉收缩动作的完成;锰元素在体内主要通过参与酶的构成或激活酶来发挥生理作用;铁元素在血液中起到运输和携带营养物质的作用;铜元素对人体血液、中枢神经和免疫系统，头发、皮肤和骨骼组织以及脑、肝和心等内脏的发育和功能都有重要影响;锌在人体生长发育、免疫调节、微生物的利用等起着极其重要的作用;钠元素是人体中最基本的电解质，但过多的摄入钠会使人体心脏负荷过重，诱发或加重心力衰竭，也会使血压升高。

由表2可知，6种浆果种的镁、钾、钙元素含量均较丰富，其中蔓越莓的钠元素含量较高，蓝莓和野樱莓的钠元素含量最低;镁元素含量属野樱莓最高;6种浆果的钾元素含量都较高，其中覆盆子、蓝靛果的钾元素含量位居前列，蓝莓的钾元素含量最低;野樱莓的钙元素含量最高，覆盆子最低;黑莓的锰元素对比于其他5种浆果含量较高;野樱莓的铁、铜元素比其他5种浆果含量高;覆盆子、蓝靛果的锌元素含量较高，蔓越莓较低。

与Nile等研究中的5种小型浆果比较，蓝莓、蔓越莓、黑莓和覆盆子的微量元素含量相近[1]。Jeszka-Skowron等对浆果类中枸杞和葡萄干中的重金属及锰、铜微量元素进行了检测，结果枸杞的锰元素含量为8.55 mg/kg，高于野樱莓、蓝靛果、蔓越莓，低于蓝莓、黑莓、覆盆子;枸杞的铜元素含量为 7.78 mg/kg[20]，均高于本研究中的6种浆果;葡萄干的锰元素含量为3.34 mg/kg，与蔓越莓、蓝靛果的锰元素含量相似，低于其他4种浆果;葡萄干的铜元素含量为7.98 mg/kg，均高于本研究6种浆果。

2.2 总酚、总黄酮、花色苷的含量分析

6种浆果中富含多酚、黄酮、花色苷等生物活性物质，食用含有大量生物活性物质的浆果有益于人体健康[21-22]。多酚是含有苯环与酚羟基结构的化合物的总称，存在于植物性食物中，别称植物单宁。作为植物体内重要的次生代谢产物，植物多酚是果蔬营养品质的主要决定因素之一[23];黄酮类化合物是植物体内重要的次级代谢产物，是植物发挥多种生物学活性的物质基础，对人体健康起到重要作用[24];花青素属于一种广泛存在于植物中的水溶性天然色素，是由花色苷水解而得的有颜色的苷元，花青素以糖苷键结合而成的一类化合物，称为花色苷[25]。这3种生物活性物质均具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤活性及调节免疫等多种功效[26-27]。

由图3可知，野樱莓的总酚含量最高，其次是蓝靛果，最后是蓝莓。蔓越莓的总黄酮含量较高，黑莓和蓝靛果的花色苷含量都较高，覆盆子的总黄酮、花色苷含量较低。生活中常吃的蓝莓活性物质含量居于6种浆果之中，并没有过高的活性物质，可以对其他几种活性成分高的浆果进行开发与利用。

Zorzi等对几种小型浆果中总黄酮、花色苷的含量进行了测定，其中，蓝莓中的总黄酮含量为 11.15 mg/g、花色苷含量为0.55 mg/g;黑莓的总黄酮含量为6.54 mg/g、花色苷含量为0.57 mg/g;覆盆子的总黄酮、花色苷含量分别是1.72、0.05 mg/g[28]，与本研究测定结果相近。Giovanelli等对栽种蓝莓和野生蓝莓的总酚、花色苷进行测定，结果显示，栽种蓝莓的总酚含量在2.51～3.10 mg/g、野生蓝莓的总酚含量在5.77～6.14 mg/g;栽种蓝莓的花色苷含量为0.92～1.29 mg/g、野生蓝莓的花色苷含量为3.30～3.44 mg/g[29]。本研究中测定的蓝莓属本地栽种，总酚与花色苷含量与文献相同，文献中也说明野生蓝莓生物活性成分略高于栽种蓝莓。

2.3 DPPH自由基的清除能力

DPPH自由基是一种稳定的自由基，常用于抗氧化能力的研究。该方法以稳定自由基（DPPH）的脱色为基础，其溶液与H原子供体混合后，形成还原态，其苦味醇肼基（紫红色）还原为苦味醇肼（淡黄色）[30]。

由表3可知，稀释1 000倍后的野樱莓、蓝靛果、黑莓冻干粉提取物清除DPPH能力分别为52.10%、78.42%、43.05%，即100 g野樱莓中相当于含有 2.0 g 的维生素C，100 g蓝靛果中相当于含有2.1 g的维生素C，100 g黑莓中相当于含有1.2 g的维生素C。蓝莓清除DPPH自由基能力最弱，可能原因是其为非野生的栽种品种，100 g蓝莓中相当于含有0.24 g维生素C。王纯等在4种小浆果的抗氧化活性研究中得出藍靛果清除自由基能力略高于野樱莓，明显高于覆盆子，蓝莓清除自由基能力最弱[31]，本结果与之一致。

基于各种浆果总酚、总黄酮及花色苷的含量，本研究对活性物质与清除DPPH自由基能力做了相关性检验，图4为6种浆果冻干粉提取物清除DPPH的ESR谱图。由图4、表4可知，浆果清除自由基的能力与浆果中含有总酚含量高度相关，与花色苷含量为中度相关，与总黄酮含量的相关性最低。Zorzi等对小型浆果中总黄酮、花色苷含量与清除DPPH自由基能力做了相关性检验，结果显示，总黄酮、花色苷含量均与DPPH自由基清除能力有较低相关性[28];康兆勇等对植物提取物中总酚含量与DPPH自由基清除能力进行了相关性分析，相关性系数为0.797[32]。

3 结论

通过对野樱莓、蓝靛果、蓝莓、蔓越莓、黑莓和覆盆子营养成分的分析，得出野樱莓的镁元素、钙元素和铁元素，蓝靛果和覆盆子的钾元素，黑莓的锰元素和铁元素含量较高;野樱莓和蓝靛果的总酚含量、蔓越莓的总黄酮含量、蓝靛果与黑莓的花色苷含量在6种小型浆果中较为突出;在进行DPPH自由基清除试验中，野樱莓与蓝靛果展现了很好的清除自由基能力。

本研究对6种浆果营养成分的检测分析及清除自由基能力的测定，为利用浆果类营养物质、生物活性物质、开发浆果类抗氧化产品、预防和控制各种疾病等提供依据，为未来浆果类功能性食品的开发及医药领域的应用提供参考。

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