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甘薯茎尖被美誉为“蔬菜皇后”,不仅含有膳食纤维、糖类、蛋白质、β-胡萝卜素、矿物质、花色苷等营养成分,并且也富含绿原酸、黄酮等抗氧化剂,使其具有预防心血管病和糖尿病、抗癌等多种生理保健功能。因此,甘薯茎尖的鲜销食用、加工开发成为甘薯产业化的重要方向和热点之一。而如何对甘薯茎尖抗氧化性做出完整、准确的评价对于叶菜型甘薯品种选育、茎尖的开发利用具有重要的指导意义。本文通过测定65个甘薯品种苗期茎尖醇溶提取物在0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、2.0mg·mL-16个浓度下清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)反应的0-210min中19个时间点的DPPH·清除率,计算反应速率及变化、半最大效应浓度(EC50)值和各浓度下清除率达到50%与80%所需时间等指标来探索其清除DPPH·的行为特征差异,从而对其抗氧化性进行全面、准确的评价提供一定的依据。
本研究获得如下结果:
1、DPPH·清除率及其EC50值在65个品种间存在显著差异。65个品种间各浓度下210min的清除率存在极显著差异。其中,清除率较突出的品种中莆薯53、2010019和渝苏162在醇溶物浓度较低的条件下210min清除率极显著大于其它品种,高浓度时并不突出,莆薯53、2010019和渝苏162的EC50值是最小的;与之相反,渝紫263、2010226、0505-5和021706低浓度时的清除率居中,但高浓度时极显著大于几乎所有品种,EC50值在0.52-0.74,此类有2010273、广济白皮等;而苏薯4号在各浓度下的清除率均表现较佳,EC50值为0.43。
2、65个品种DPPH·清除0-5min的反应速率及其变化明显不同。65个品种间0-1min的反应速率差异极显著,而莆薯53、2010019和渝苏162的0-1min的反应速率极显著大于其它品种的。相同浓度0-1min的反应速率是1-3min几倍甚至几十倍,尤其是上述三个品种在1.6和2.0mg·mL-1时的反应速率相差极大,这正与其清除率-反应时间曲线相吻合,即1min后反应已经达到平衡。
3、不同形态的叶片的DPPH·清除行为有差异。中间颜色的、深缺刻的叶片的抗氧化能力较强,且与DPPH·的反应速率也较快;叶片为黄色品种无论是清除能力还是反应速率均是最差的。并且叶片的大小对其抗氧化能力几乎无影响,但叶片较小的品种茎尖醇提物与DPPH·反应较快。
4、DPPH·清除率随反应时间的变化曲线表现为前期直线上升、中期缓慢上升和后期达到平衡的特征。单个品种的清除率-时间变化曲线或五种类型品种清除率平均值-时间变化曲线均包括前期直线上升、中期缓慢上升和后期达到平衡三个变化阶段,依据曲线斜率及所需时间长短分为不同种类。就单个品种而言,编号62-65的4个品种的反应曲线的斜率最大,时间最短;其次就是编号59-61的3个品种,与之相反的是编号1-3、16、17、19这6个品种的曲线上升的最慢;而其余的44个品种居于这两者之间。
5、65个品种DPPH·清除率达到50%和80%时所需时间明显不同。一方面,不同品种达到50%和80%清除率的醇溶物浓度存在差异,0.4mg·mL-1时仅有7个品种达到50%,没有品种达到80%;另一方面,相同浓度下品种间清除率达到50%和80%所需时间存在极显著的差异,如,2.0mg·mL-1时,2010061达到50%需172.83min,而0505-5开始的品种所需时间均小于0.01min。
6、65个品种聚类为五种类型,DPPH·清除行为在类型间存在显著的差异。
甘薯苗期茎尖醇溶提取物的DPPH·清除行为在65个品种间虽然表现为连续性,但聚类分析能将其分为5种行为类型。其中,类型Ⅰ包含1个品种,0-1min和1-3min的反应速率、210min的清除率均显著小于其它类型,醇溶提取物浓度达2.0mg·mL-1时清除率仍不能达到50%;类型Ⅱ包含44个品种,平均抗氧化能力显著优于类型Ⅰ,次于其它三种类型。醇溶提取物浓度达到0.8mg·mL-1时有24个品种能达到50%清除能力,平均需时83.89min,但无品种能达到80%;而2.0mg·mL-1时有37个品种能达到80%清除率,平均需时59.23min;类型Ⅲ包含17个品种,其清除率曲线变化趋势、210min的清除率、EC50、反应速率以及清除率达到50%和80%的品种比例及所需时间均介于类型Ⅱ和类型Ⅳ之间,并偏向类型Ⅳ;类型Ⅳ包括1个品种,类型Ⅴ包括2个品种。两者的EC50低于前3种类型,均在0.4mg·mL-1时就能达到50%,在0.8mg·mL-1就能达到80%,且所需时间显著低于其它类型。
7、甘薯茎尖多酚含量品种间存在显著差异。25个甘薯品种中2010019的多酚含量显著大于剩余24个品种,为54.65mgCHA/gDW,莆薯53次之为53.51mgCHA/gDW,而渝菜1号最小为8.342mgCHA/gDW。多酚含量较高的201019、莆薯53与中草药金银花的55.61mgCHA/gDW多酚含量接近。25个甘薯品种茎尖中多酚含量与其相应的EC50值呈显著相关性。
总之,可以利用DPPH·清除法评定甘薯苗期茎尖醇溶提取物抗氧化能力差异,但在评价过程中需要综合考虑清除率随反应时间、醇溶提取物浓度的变化趋势,阶段反应速率,反应消耗时间,EC50值等多项抗氧化反应行为特征指标。