多酚对类胡萝卜素抗氧化性和稳定性的影响.pdf

胡雨卿，余元善，宋贤良，等.多酚对类胡萝卜素抗氧化性和稳定性的影响 J.食品工业科技，2023，44（19）：5767.doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110297HU Yuqing,YU Yuanshan,SONG Xianliang,et al.Effect of Polyphenols on Antioxidant Properties and Stabilities of CarotenoidsJ.Science and Technology of Food Industry,2023,44(19):5767.(in Chinese with English abstract).doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110297 研究与探讨 多酚对类胡萝卜素抗氧化性和稳定性的影响多酚对类胡萝卜素抗氧化性和稳定性的影响胡雨卿1,2，余元善1,3,*，宋贤良2，邹波1,3，吴继军1，徐玉娟1，肖更生1，胡腾根1,3,*（1.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东广州 510507；2.华南农业大学食品学院，广东广州 510642；3.华工利亚（佛山）有限责任公司，广东佛山 528000）摘要：本实验旨在探究多酚对类胡萝卜素抗氧化性和稳定性的影响，以常见的四种类胡萝卜素（叶黄素、玉米黄素、-胡萝卜素、番茄红素）和四种多酚（儿茶素、槲皮素、山奈酚、没食子酸酯）为原料，测定了不同浓度下多酚对类胡萝卜素的 DPPH 自由基清除率和 ABTS+自由基清除率的影响，以及在不同光照、温度、pH、金属离子和抗氧化剂浓度条件下，多酚对类胡萝卜素保留率的影响。结果表明各多酚单体对类胡萝卜素抗氧化性和稳定的强弱大小为：山奈酚儿茶素槲皮素没食子酸酯。其中，山奈酚和玉米黄素在浓度为 0.1 mg/mL 具有最高的DPPH 自由基清除率协同作用，儿茶素和-胡萝卜在浓度为 0.02 mg/mL 具有最高的 ABTS+自由基清除率协同作用。添加儿茶素和山奈酚可以使类胡萝卜素在自然光和紫外光下的保留率提高 10.32%13.82%，100 以下高温的保留率提高 6.79%13.72%，pH5 条件下的保留率提高 1.02%17.56%及多种金属离子条件下的保留率提高9.26%25.3%。因此，在使用类胡萝卜素作为抗氧化剂或增色剂应用于食品中时，可以通过添加一种或多种多酚来提高其抗氧化性和稳定性。关键词：类胡萝卜素，多酚，抗氧化性，稳定性，相互作用本文网刊:中图分类号：TS201.2 文献标识码：A 文章编号：10020306（2023）19005711DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2022110297EffectofPolyphenolsonAntioxidantPropertiesandStabilitiesofCarotenoidsHUYuqing1,2，YUYuanshan1,3,*，SONGXianliang2，ZOUBo1,3，WUJijun1，XUYujuan1，XIAOGengsheng1，HUTenggen1,3,*（1.Sericulture and Agricultural Products Processing Institute,Guangdong Academy ofAgricultural Sciences,Guangzhou 510507,China；2.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China；3.Huagongliya(Foshan)Co.,Ltd.,Foshan 528000,China）Abstract：The purpose of this experiment was to investigate the effect of polyphenols on the antioxidant properties andstability of carotenoids.Four common carotenoids (lutein,zeaxanthin,-carotene,lycopene)and four polyphenols(catechin,quercetin,kaempferol,gallate)were used as raw materials to determine the effects of polyphenols on DPPHradical scavenging and ABTS+radical scavenging of carotenoids at different concentrations,as well as the effects ofpolyphenols on carotenoid retention under different conditions of light,temperature,pH,metal ions and antioxidantconcentrations.In particular,kaempferol and zeaxanthin had the highest DPPH radical scavenging synergy at a 收稿日期：20221128 基金项目：广东省重点研发专项（2022B0202040002，2022B0202050001）；十四五”广东省农业科技创新十大主攻方向“揭榜挂帅”项目（2022SDZG04）；广东省现代农业产业技术体系柑橘芒果创新团队项目（2022KJ108）；灯塔实验室项目（DT20220026）；华南理工大学国家大学科技园顺德创新园区教师科技成果转化专项资金项目（KJYS2021KZ05）；农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室开放基金课题资助。作者简介：胡雨卿（1998），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与安全，E-mail：。*通信作者：余元善（1983），男，博士，研究员，研究方向：果蔬精深加工，E-mail：。胡腾根（1989），男，博士，助理研究员，研究方向：农产品加工，E-mail：。第 44 卷 第 19 期食品工业科技Vol.44 No.192023 年 10 月Science and Technology of Food IndustryOct.2023 concentration of 0.1 mg/mL,and catechin and-carotene had the highest ABTS+radical scavenging synergy at aconcentration of 0.02 mg/mL.The addition of catechin and kaempferol increased the retention of carotenoids by 10.32%13.82%10.32%under natural light and UV light,6.79%13.72%under high temperatures below 100 degrees,1.02%17.56%under pH99%）均来自上海源叶生物科技有限公司；2,2-联苯基-1-苦基肼基（DPPH）、2,2-联氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐（ABTS）、氯化钠（NaCl）、氯化钙（CaCl2）、氯化镁（MgCl2）、氯化铁（FeCl3）、氯化钾（KCl）、氢氧化钠（NaOH）、过氧化氢（分析纯）均来自上海阿拉丁生化科技有限公司；盐酸（HCl，分析纯）广东广试试剂有限公司。UV-1900i 紫外分可见光光度计日本岛津公司；VU711-HCJ-4C 恒温数显磁力搅拌水浴锅北京海富达科技有限公司；SW-CJ-1F 紫外超净工作台成都苏净科技有限公司；Varioskan LUX 多功能酶标仪美国赛默飞公司。1.2实验方法 1.2.1 类胡萝卜素抗氧化性的测定 1.2.1.1 DPPH 自由基清除率的测定参考 Kaur 等19的方法进行 DPPH 自由基清除率的测定，分别取不同浓度（0.020.10 mg/mL）的四种类胡萝卜素溶液、四种多酚溶液或类胡萝卜素-多酚混合溶液（1:1）50 L 与 150 L 0.3 mmol/L 的 DPPH 甲醇溶液混合。2000 r/min 涡旋振荡 30 s 后于室温暗处反应20 min。在反应期间，DPPH 试剂中的自由电子与抗氧化剂配对，降低了 DPPH 的蓝色，这导致含有抗氧化剂的样品的吸光度降低。反应完成后使用酶标仪在 517 nm 处测量样品的吸光度。样品的 DPPH 自由基清除率计算公式如下：清除率(%)=A517 nmcontrolA517 nmsampleA517 nmcontrol100式（1）58 食品工业科技2023 年 10 月A517 nmcontrolA517 nmsample式中：为未添加样品（以同体积乙醇溶液代替）的 DPPH 溶液在 517 nm 处的吸光度；为添加了样品的 DPPH 溶液在 517 nm 处的吸光度。1.2.1.2 ABTS+自由基清除率的测定ABTS+自由基清除率的测定参考 Kiselova-kaneva20的方法，分别取不同浓度（0.010.05 mg/mL）的类胡萝卜素溶液、多酚溶液或类胡萝卜素-多酚混合溶液（1:1）10 L 与 200 L 的 ABTS+自由基溶液（7 mmol/L）混合。涡旋振荡 30 s 后在室温下避光反应 6 min，用酶标仪测定样品在 734 nm 处的吸光值。样品的ABTS 自由基清除率计算公式如下：清除率(%)=A734 nmcontrolA734 nmsampleA517 nmcontrol100式（2）A734 nmcontrolA734 nmsample式中：为未添加样品的 ABTS 溶液在 734 nm处的吸光度；为添加了样品的 ABTS 溶液在734 nm 处的吸光度。1.2.1.3 相互作用指数计算相互作用指数计算参考 Panya 等21的方法，公式如下：相互作用指数E=W(a+b)Wa+Wb式（3）W(a+b)WaWb式中：为多酚和类胡萝卜素混合溶液的自由基清除率，%；为类胡萝卜素溶液的自由基清除率，%；为多酚溶液的自由基清除率，%。当相互作用指数1 时，表明两种物质存在协同作用；当相互作用指数=1 时，表明两种物质存在加和作用；当相互作用指数1 时，表明两种物质存在拮抗作用。多酚单体与类胡萝卜素单体的协同指数以不同浓度下的协同指数平均值表示。1.2.2 类胡萝卜素的稳定性测定为了探究不同条件下多酚对类胡萝卜素稳定性的影响，将 0.05 mg/mL多酚溶液添加到 0.05 mg/mL 类胡萝卜素溶液（以-胡萝卜素代替）中，分别置于并在不同条件下（光照、温度、pH、金属离子、氧化剂）反应一段时间。后测定其在 450 nm 处的吸光度值，通过公式（4）测定溶液中类胡萝卜素的保留率：保留率(%)=A450 nm1A450 nm2100式（4）A450 nm1A450 nm2式中：是反应后类胡萝卜素溶液在 450 nm 处的吸光度值；是反应前类胡萝卜素溶液在 450 nm处的吸光度值。1.2.2.1 多酚对类胡萝卜素光稳定性的影响取3 组 10 mL 多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明玻璃样品瓶中，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），密封后分别置于避光、自然光、550 lx 紫外光条件下，静置 24 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。1.2.2.2 多酚对类胡萝卜素温度稳定性的影响取5 组 10 mL 多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明 PA 瓶中，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），密封后分别置于 60、70、80、90、100 条件下水浴 1 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。1.2.2.3 多酚对类胡萝卜素 pH 稳定性的影响取7 组 10 mL 多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明 PA 瓶中，使用 1 mol/L HCl 溶液和 1 mol/LNaOH 溶液将各组溶液 pH 分别调至 1、3、5、7、9、11、13，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），涡旋振荡 30 s 后静置 1 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。1.2.2.4 多酚对类胡萝卜素金属离子稳定性的影响取5 组 10 mL 多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明 PA 瓶中，分别加入 1 mL 0.05 molL1的 NaCl、CaCl2、MgCl2、FeCl3、KCl，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），涡旋振荡 30 s 后静置1 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。1.2.2.5 多酚对类胡萝卜素氧化剂稳定性的影响取 6 组 10 mL 多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明 PA 瓶中，分别加入不同体积分数（0、1%、2%、3%、4%、5%）的 H2O2溶液，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），涡旋振荡 30 s 后静置 1 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。1.3数据处理所有实验均重复三次，实验结果以平均值 标准差表示。使用 SPSS 20.0 软件的 Tukey 检验进行显著性分析，P0.05 表明差异显著，采用 Origin 2020和 Graphpad Prism 9 软件进行数据图形化处理，分子结构式采用 Chem Draw 16.0 绘制。2结果与分析 2.1多酚对类胡萝卜素抗氧化性的影响 2.1.1 多酚对叶黄素抗氧化性的影响由图 2、图 3可知，叶黄素具有较好的自由基清除能力，山奈酚的DPPH 自由基清除能力相对其他三种多酚单体较弱，没食子酸酯的 ABTS+自由基清除能力相对其他三种多酚单体较强。在浓度低于 0.06 mg/mL 时，儿茶素、槲皮素和没食子酸酯与叶黄素在 DPPH 清除率方面均表现出不同程度的协同作用，当浓度为 0.060.1 mg/mL 时，四种多酚单体与叶黄素存在拮抗作用，这一现象也可能是由于当抗氧化剂浓度较高时，单一抗氧化剂已经能够将自由基全部清除15。在各溶液浓度低于 0.02 mg/mL 时，四种多酚单体均与叶黄素表现出较强的 ABTS+自由基清除率协同作用，随着浓度增大，ABTS+自由基被完全清除，因此无法准确判断是否存在协同作用或拮抗作用。结合相互作用指数可知，没食子酸酯与叶黄素对于 DPPH 自由基清除率的协同作用最强，且协同作用在浓度为0.04 mg/mL 时最强，儿茶素、槲皮素、山奈酚与叶黄素在 ABTS+自由基清除率上均具有较强的协同作用。已有研究表明，类胡萝卜素与其他抗氧化剂之间的相互作用可能是由于再生假说或复合作用15。因第 44 卷 第 19 期胡雨卿，等：多酚对类胡萝卜素抗氧化性和稳定性的影响 59 a:叶黄素C40H56O2b:玉米黄素C40H56O2c:-胡萝卜素C40H56d:番茄红素C40H56e:儿茶素C15H14O6f:槲皮素C15H10O7g:山奈酚C15H10O6h:没食子酸儿茶素没食子酸酯C22H18O1113681012141412108631OHOH5HOHO1357911131513579111315HOOHOHOHOH123456781015OHOOHOHOHOH123456781015OOHOHOOHOHOHOHOHOHOHOHOHOOOOH123456781015OO145691012141617192122图 1 类胡萝卜素与多酚的化学式与分子结构图Fig.1 Chemical formula and molecular structure diagram of carotenoids and polyphenols 100a80604020DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.21叶黄素儿茶素叶黄素+儿茶素b10080604020DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.28叶黄素槲皮素叶黄素+槲皮素c100806040020DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=0.82叶黄素山奈酚叶黄素+山奈酚d10080604020DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.42叶黄素没食子酸酯叶黄素+没食子酸酯图 2 多酚对叶黄素 DPPH 自由基清除率的影响Fig.2 Effect of polyphenols on the DPPH radical scavenging rate of lutein 60 食品工业科技2023 年 10 月此多酚与类胡萝卜素之间的协同作用可能是由于抗氧化性相对较弱的抗氧化剂再生了抗氧化剂相对较强的抗氧化剂，或者多酚与类胡萝卜素之间通过离子交换或分子间作用力（氢键、范德华力、静电吸附）形成抗氧化性更强的复合物15。图 1 显示了多酚和类胡萝卜素的分子结构式，多酚含有大量的酚羟基，而类胡萝卜素含有大量不饱和键，因此多酚的酚羟基能够与类胡萝卜素苯环上的氢原子或长碳链上的氢原子反应形成酮键从而增强体系的抗氧化性和稳定性，而随着浓度的增加溶液体系中两种物质的分子数差距过大无法充分反应结合，或一个类萝卜素分子与多个多酚分子结合从而使抗氧化性降低22，与前人研究中，两种具有协同作用的抗氧化剂在浓度达到一定程度时，出现拮抗作用的现象相符合16,23。2.1.2 多酚对玉米黄素抗氧化性的影响由图 4 和图 5 可以看出，多酚、玉米黄素以及多酚-玉米黄素 100a806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=1.48叶黄素儿茶素叶黄素+儿茶素b100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=1.54叶黄素槲皮素叶黄素+槲皮素c100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=1.39叶黄素山奈酚叶黄素+山奈酚d100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=0.80叶黄素没食子酸酯叶黄素+没食子酸酯图 3 多酚对叶黄素 ABTS+自由基清除率的影响Fig.3 Effect of polyphenols on the ABTS+radical scavenging rate of lutein 100a806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.32玉米黄素儿茶素玉米黄素+儿茶素b100806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.34玉米黄素槲皮素玉米黄素+槲皮素c100806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=2.19玉米黄素山奈酚玉米黄素+山奈酚d100806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=0.88玉米黄素没食子酸酯玉米黄素+没食子酸酯图 4 多酚对玉米黄素 DPPH 自由基清除率的影响Fig.4 Effect of polyphenols on the DPPH radical scavenging rate of zeaxanthin 第 44 卷 第 19 期胡雨卿，等：多酚对类胡萝卜素抗氧化性和稳定性的影响 61 混合溶液的抗氧化性都在一定范围内随着浓度的增加逐渐增强。通过各复合溶液的抗氧化性相互作用指数可知，儿茶素、槲皮素、山奈酚三种物质与玉米黄素在 DPPH 自由基清除率上表现出协同作用，当溶液浓度增加到 0.06 mg/mL 时，协同作用明显增强；儿茶素和槲皮素与玉米黄素在 ABTS+自由基清除率上表现出协同作用，且在浓度低于 0.04 mg/mL时协同作用更强。在相同浓度下，协同指数越大，表明两种物质的协同作用越强，因此，山奈酚和玉米黄素在 0.1 mg/mL 浓度下有最强的 DPPH 自由基清除率协同作用，槲皮素和玉米黄素在 0.01 mg/mL 浓度下对于 ABTS+自由基清除率的协同作用相对更强。2.1.3 多酚对-胡萝卜素抗氧化性的影响由图 6、图 7 可以看出，对于 DPPH 清除率，多酚与-胡萝卜素在浓度低于 0.04 mg/mL 时未表现出协同作用，当浓度继续增大，四种多酚单体均与-胡萝卜素表现 100a806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=1.03玉米黄素儿茶素玉米黄素+儿茶素b100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=1.10玉米黄素槲皮素玉米黄素+槲皮素c100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=0.63玉米黄素山奈酚玉米黄素+山奈酚d100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=0.74玉米黄素没食子酸酯玉米黄素+没食子酸酯图 5 多酚对玉米黄素 ABTS+自由基清除率的影响Fig.5 Effect of polyphenols on the ABTS+radical scavenging rate of zeaxanthin 100a806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.11-胡萝卜素儿茶素-胡萝卜素+儿茶素b100806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.19-胡萝卜素槲皮素-胡萝卜素+槲皮素c100806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.69-胡萝卜素山奈酚-胡萝卜素+山奈酚d 100806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=0.91-胡萝卜素没食子酸酯-胡萝卜素+没食子酸酯图 6 多酚对-胡萝卜 DPPH 自由基清除率的影响Fig.6 Effect of polyphenols on the DPPH radical scavenging rate of-carotene 62 食品工业科技2023 年 10 月出不同程度的协同作用，其中山奈酚对其抗氧化性的积极作用最显著。对于 ABTS+自由基清除率，儿茶素和槲皮素与-胡萝卜素在溶液浓度低于 0.04 mg/mL时，表现出明显的协同作用，没食子酸酯与-胡萝卜素在浓度处于 0.010.05 mg/mL 时可能产生拮抗作用，这可能是由于抗氧化活性较强的抗氧化剂解离出氢离子与自由基结合后，弱的抗氧化剂提供氢离子给强抗氧化剂再生类强的抗氧化剂，或形成抗氧化性更弱的复合物，从而提高了整个体系的抗氧化活性。总的来说，-胡萝卜素与山奈酚在浓度为 0.1 mg/mL 时具有最强的 DPPH 自由基清除协同作用，而-胡萝卜素和槲皮素在浓度为 0.02 mg/mL 时具有最强的ABTS+自由基清除协同作用。2.1.4 多酚对番茄红素抗氧化性的影响由图 8、图 9可以看出，对于 DPPH 自由基清除率，儿茶素、槲皮素和山奈酚与番茄红素在浓度处于 0.040.1 mg/mL 100a806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=1.57-胡萝卜素儿茶素-胡萝卜素+儿茶素b100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=1.70-胡萝卜素槲皮素-胡萝卜素+槲皮素c100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=0.75-胡萝卜素山奈酚-胡萝卜素+山奈酚d100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=0.84-胡萝卜素没食子酸酯-胡萝卜素+没食子酸酯图 7 多酚对-胡萝卜 ABTS+自由基清除率的影响Fig.7 Effect of polyphenols on the ABTS+radical scavenging rate of-carotene 100a806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.11番茄红素儿茶素番茄红素+儿茶素b100806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=1.27番茄红素槲皮素番茄红素+槲皮素c100806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=2.14番茄红素山奈酚番茄红素+山奈酚d 100806040200DPPH自由基清除率(%)0.020.040.060.080.10浓度(mg/mL)E=0.79番茄红素没食子酸酯番茄红素+没食子酸酯图 8 多酚对番茄红素 DPPH 自由基清除率的影响Fig.8 Effect of polyphenols on the DPPH radical scavenging rate of lycopene 第 44 卷 第 19 期胡雨卿，等：多酚对类胡萝卜素抗氧化性和稳定性的影响 63 时具有协同作用，而相同浓度范围内的没食子酸酯与番茄红素未表现出协同作用。对于 ABTS+自由基清除率，四种多酚单体与番茄红素在浓度处于 0.010.05 mg/mL 时均无协同作用，且槲皮素、山奈酚和没食子酸酯与番茄红素表现出抗氧化性拮抗作用。结合相互作用指数可知，山奈酚与番茄红素在 DPPH自由基清除率上具有最强强的协同作用，而没食子酸酯与番茄红素在 ABTS+自由基清除率上具有较强的拮抗作用。因此，可以发现浓度对抗氧化物之间的相互作用具有较大的影响，且相同的两种抗氧剂对于不同的体外抗氧化性评价方法可能表现出不同的相互作用，在使用多酚类物质与类胡萝卜素之间的协同作用来提高抗氧化性时，需要考虑到具体的适用范围2425。2.2多酚对类胡萝卜素稳定性的影响 2.2.1 多酚对类胡萝卜素光照稳定性的影响类胡萝卜素的降解主要是因为被氧化，这可能是由于在加工、运输和储存过程中暴露于光造成的，类胡萝卜素对光的敏感会导致其暴露于光照条件下时发生降解从而丧失生物活性26，因此探究其光稳定性是十分重要的。通过图 10 可以看出，在自然光照射下类胡萝卜素的保留率下降了 7.55%21.38%，其中儿茶素和山奈酚显著增加了类胡萝卜素的保留率（P0.05），且山奈酚的增强作用又显著优于儿茶素（P0.05）。在紫外光照射下，类胡萝卜素的保留率下降了 51.82%62.14%，儿茶素和山奈酚同样显著增加了紫外光下类胡萝卜素的保留率（P0.05）。因此，添加儿茶素和山奈酚能降低类胡萝卜素在自然光和紫外光条件下的降解率，增加类胡萝卜素的光稳定性，但增强效果有限，这可能是由于多酚的浓度受到限制以及多酚因为自身的多羟基结构也易氧化分解2728。100aa a a aaaacccbbbb500保留率(%)避光自然光紫外光ABCDE图 10 不同光照下类胡萝卜素的保留率Fig.10 Retention of carotenoids under different light注：各组中不同小写字母表示同一光照条件下差异显著（P0.05）。当温度为70 时，未添加多酚的类胡萝卜素降解了 21.18%，而添加儿茶素的类胡萝卜素仅降解了 10.23%，添加山奈酚的类胡萝卜素仅降解 7.46%，添加儿茶素和山奈酚的类胡萝卜素保留率显著高于未添加多酚和添加槲皮素和没食子酸酯的类胡萝卜。温度为 80 100a806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=0.81番茄红素儿茶素番茄红素+儿茶素b100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=0.68番茄红素槲皮素番茄红素+槲皮素c100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=0.70番茄红素山奈酚番茄红素+山奈酚d100806040200ABTS+自由基清除率(%)0.010.020.030.040.05浓度(mg/mL)E=0.55番茄红素没食子酸酯番茄红素+没食子酸酯图 9 多酚对番茄红素 ABTS+自由基清除率的影响Fig.9 Effect of polyphenols on the ABTS+radical scavenging rate of lycopene 64 食品工业科技2023 年 10 月时，未添加多酚的类胡萝卜素降解了 25.52%，与添加儿茶素、槲皮素和没食子酸酯的类胡萝卜素无显著差异（P0.05），添加儿茶素和山奈酚的类胡萝卜素分别降解了 18.45%和 13.12%，均与其他三组之间存在显著差异（P0.05）。当温度为 90 时，未添加多酚的类胡萝卜素降解了 38.46%，添加多酚的类胡萝卜素降解了 25.15%22.73%，其中添加儿茶素和山奈酚的类胡萝卜素保留率显著高于添加槲皮素和没食子酸酯的类胡萝卜素，所有添加多酚的类胡萝卜保留率均显著高于未添加多酚的类胡萝卜素（P0.05）。当温度达到 100 时，5 组类胡萝卜素的保留率均大幅降低，未添加多酚的类胡萝卜素保留率下降至48.96%，添加儿茶素和山奈酚的类胡萝卜素保留率虽然显著高于未添加多酚的类胡萝卜素（P0.05），但是也仅保留 55.75%左右。因此，当温度过高时，多酚失去对类胡萝卜素的保护作用，这可能是由于高温下多酚极易分解从而无法起到对类胡萝卜素的护色作用2930。ABCDE100aaaaaaaaaaa acbbbbbbbbbccc500保留率(%)60708090100温度()图 11 不同温度下类胡萝卜素的保留率Fig.11 Retention of carotenoids at different temperature注：各组中不同小写字母表示同一温度条件下差异显著（P0.05）；2.2.3 多酚对类胡萝卜素 pH 稳定性的影响由图 12可知，类胡萝卜素在中性和碱性条件下具有较高的稳定性，而在强酸性条件下不稳定，pH1 和 pH3 条件下，类胡萝卜素的保留率显著低于 pH 大于 5 条件下的类胡萝卜保留率，这与 Song 等31的研究结果一致。通过对比不同类胡萝卜素溶液中类胡萝卜素的保留率可以看出，添加多酚后类胡萝卜素在不同pH 条件下的保留率有所增加，因此添加多酚可以增强类胡萝卜素的 pH 稳定性。在 pH1 时，添加多酚后类胡萝卜素的保留率增加了 3.97%17.56%；在pH3 时，添加多酚后类胡萝卜素的保留率增加了1.85%11.24%；在 pH5 时，添加多酚后类胡萝卜素的保留率增加了 1.02%16.36%；在所有酸性条件下，山奈酚对类胡萝卜素保留率的增强作用最优，且均显著高于其他组（P0.05）。四种多酚对类胡萝卜素 pH 稳定性的增强作用从大到小依次为山奈酚、儿茶素、槲皮素、没食子酸酯。1009080706050保留率(%)02bbaaaaa46pH8101214ABCDE图 12 不同 pH 下类胡萝卜素的保留率Fig.12 Retention of carotenoids at different pH注：各组中不同小写字母表示不同 pH 条件下保留率差异显著（P0.05）。结果表明，保存类胡萝卜素的过程中应尽量避免与 Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+接触。添加多酚能提高类胡萝卜素的金属离子稳定性，其中添加山奈酚对类胡萝卜素稳定性的增强作用最好。ABCDE120100 aaaaaaaaaaaaaaaaaabb bbbb b bbbcc806040200保留率(%)对照Na+Ca2+Mg2+Fe3+K+金属离子图 13 不同金属离子条件下类胡萝卜素的保留率Fig.13 Retention of carotenoids at different metal ion注：各组中不同小写字母表示同一金属离子条件下保留率差异显著（P0.05），这是因为类胡萝卜素与多酚都具有较好的抗氧化性，即使未添加多酚，类胡萝卜素的保留率也始终保持90%以上，添加多酚后，H2O2先氧化了部分多酚，使类胡萝卜保留率升高32。11010510095908580保留率(%)ABnsCDE012345H2O2体积分数(%)图 14 不同 H2O2浓度下类胡萝卜素的保留率Fig.14 Retention of carotenoids at different H2O2concentrations注：ns（not significant）表明无显著差异（P0.05）。3结论本实验分析了不同浓度下多酚与类胡萝卜素的DPPH、ABTS+自由基清除率的变化，结合多酚与类胡萝卜素的相互作用指数，发现浓度对抗氧化物之间的相互作用具有较大的影响，且相同的两种抗氧剂对于不同的体外抗氧化性评价方法可能表现出不同的相互作用。总体而言，各多酚单体对类胡萝卜素抗氧化性和稳定的强弱大小为：山奈酚儿茶素槲皮素没食子酸酯。其中，山奈酚和玉米黄素在浓度为0.1 mg/mL 具有最高的 DPPH 自由基清除率协同作用，儿茶素和-胡萝卜在浓度为 0.02 mg/mL 具有最高的 ABTS+自由基清除率协同作用。通过研究多酚对类胡萝卜素在不同条件下的保留率的影响发现，添加儿茶素和山奈酚可以使类胡萝卜素在自然光和紫外光下的保留率提高 10.32%13.82%，100 以下高温的保留率提高 6.79%13.72%，pH5 条件下的保留率提高 1.02%17.56%及多种金属离子（Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+）条件下的保留率提高 9.26%25.3%，从而一定程度上提高类胡萝卜素的稳定性，而槲皮素和没食子酸酯对类胡萝卜素的稳定性基本无显著提升。本研究为利用活性物质之间的相互作用提高类胡萝卜素的抗氧化性和稳定性以及类胡萝卜素在食品中的应用提供了一定的数据支撑和理论依据，为进一步地研究类胡萝卜素与多酚在细胞水平的相互作用机制提供了一定的参考。参考文献 1 ALI S,AKBAR ANJUM M,SATTAR KHAN A,et al.Car-boxymethyl cellulose coating delays ripening of harvested mangofruits by regulating softening enzymes activitiesJ.Food Chem-istry，2022，380：131804.2 ABDUL AZIZ N A,WONG L M,BHAT R,et al.Evaluationof processed green and ripe mango peel and pulp flours(Mangiferaindica var.Chokanan)in terms of chemical composition,antioxi-dant compounds and functional propertiesJ.Journal of the Sci-ence of Food and Agriculture，20