新疆大学化学化工学院的徐海宁、刘玉梅在比较了7 种HH-CD包合物清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基和·OH活性的基础上,筛选出4 种HH-CD包合物,分别与食品添加剂柠檬酸,氯化钠(NaCl),蔗糖,VC等进行单独和混合复配,考察复配溶液体系对DPPH自由基和·OH清除活性;通过计算协同系数,评价HH-CD包合物与上述食品添加剂的协同抗氧化活性。通过上述研究,以期为天然来源的HH作为功能性食品抑菌防腐剂的应用和开发提供理论参考。
1、清除·OH的抗氧化活性评价
1.1 HH-CD包合物、食品添加剂单组分体系清除·OH的能力
1.2 双组分复配体系清除·OH的抗氧化活性
随着包合物质量浓度的增加,复配液清除·OH的能力也逐渐增加,其中在质量浓度为5.00 μg/mL时HH-HP-β-CD包合物与NaCl的复配液和HH-γ-CD包合物与蔗糖的复配液对·OH清除率呈现下降趋势,而随苯甲酸钠质量浓度的增加,其复配液的清除率远远低于包合物的复配液,且增长幅度不显着,并也在质量浓度增加时出现了下降趋势。在双组分复配体系中,食品添加剂柠檬酸与包合物复配呈现促氧化作用(其清除率均为负值)。
1.3 多组分复配溶液清除·OH的抗氧化活性
复配液清除·OH能力随包合物质量浓度的增加而增加,HH-M-β-CD包合物复配液的清除率明显高于含有其他包合物的复配液,说明HH-M-β-CD包合物的复配液具有较好的抗氧化活性。总体上来看,多组分复配体系的清除活性要弱于双组分复配体系,说明随着体系组分的增加,包合物对·OH的清除活性呈现下降的趋势。
2、清除DPPH自由基的抗氧化活性评价
2.1 HH-CD包合物、食品添加剂单组分体系清除DPPH自由基的活性
当溶液质量浓度为100.00 μg/mL时,HH甲醇溶液清除DPPH自由基的清除率为36.85%,HHTM-β-CD、HH-HP-β-CD、HH-M-β-CD、HH-DM-β-CD包合物随质量浓度的增加,抗氧化活性不断增强,其清除率远远高于质量浓度为100.00 μg/mL时阳性对照品BHT溶液;且均高于HH甲醇溶液。
2.2 双组分复配体系清除DPPH自由基的抗氧化活性
加入VC、NaCl、柠檬酸、蔗糖后,所有复配体系均有清除DPPH自由基的作用,且清除率与各自的质量浓度呈正相关,但当质量浓度达到一定值后,其清除率接近平缓趋势;其中,HH-TM-β-CD包合物与4 种添加剂两两复配后的清除率最高,HH-M-β-CD包合物次之。而苯甲酸钠与食品添加剂的复配体系基本没有对DPPH自由基的清除活性,且不随其质量浓度的增加发生改变,与其单组分体系的测定结果一致。
2.3 多组分复配体系清除DPPH自由基的抗氧化活性
4 种包合物复配体系的清除率均随包合物质量浓度的增加而增加,其中含HH-M-β-CD包合物的复配液的清除率最高。在10~60 μg/mL的线性范围内,其对应的F值分别为133.59、69.62、88.88、25.93、275.37、198.83(F>>F 0.01(3,8)=7.59,记为**),可以得出当质量浓度大于40.00 μg/mL时,复配液清除DPPH自由基能力的组间差异较质量浓度小于40.00 μg/mL时显着。
3、抗氧化协同系数的计算
3.1 双组分复配体系协同系数的计算
在·OH体系中,4 种包合物与柠檬酸溶液复配后的协同系数均小于1,表现出无协同增效作用;与VC、NaCl、蔗糖复配后的协同系数均大于1,即包合物与VC、NaCl、蔗糖均具有一定的协同增效作用。
在DPPH自由基体系中,4 种包合物与柠檬酸溶液之间的协同系数均大于1,说明包合物与柠檬酸之间具有协同增效作用。HH-TM-β-CD、HH-M-β-CD包合物与VC之间都有较好的协同抗氧化性,但随质量浓度的增加,协同增效作用有减小的趋势;而HH-γ-CD包合物仅在10.00~30.00 μg/mL之间与VC有协同抗氧化性,HH-HP-β-CD包合物与VC无协同增效作用。在与NaCl复配时,仅有HH-TM-β-CD包合物与NaCl存在协同抗氧化作用。
3.2 多组分复配体系的协同系数
在·OH体系中,复配液的协同系数都小于1;在DPPH自由基体系中,复配液的协同系数均大于1,说明复配液在·OH体系中无协同增效作用,而在DPPH自由基体系具有较好的协同增效作用。
结 论
经7 种CD包合后,除α-CD包合物无清除DPPH自由基的活性外,其余所有HH的CD包合物都表现出了比其自身更强的清除·OH和DPPH自由基的活性,并且增加了其水溶性;其中,HH-M-β-CD、HH-γ-CD、HH-HP-β-CD、HH-TM-β-CD包合物的效果尤为显着。上述4 种HH-CD包合物与常用食品添加剂VC、NaCl、蔗糖、柠檬酸所形成的双组分复配体系在不同程度上均表现出协同抗氧化作用,而多组分体系仅表现出清除DPPH自由基的协同抗氧化性;对照品苯甲酸钠与4 种食品添加剂组成的双组分体系均无协同抗氧化作用。啤酒花应用具有非常悠久的历史,其安全性已在长期的使用中得以证实,上述研究可为天然来源的HH作为功能性食品抑菌防腐剂的开发和应用提供理论参考,也为拓宽啤酒花的应用领域提供了参考。