抗辐射类饮料的开发研究*

抗辐射类饮料的开发研究*

王 荣** 华建业 姜 鑫 康新玥 史淑梅 于有强 牟德华***

（河北科技大学生物科学与工程学院，河北石家庄 050018）

摘 要 以鸡枞菌、红景天、山楂为原料，提取植物多糖、黄酮等物质，开发一种植物抗辐射饮料。对饮料中总黄酮、多糖含量等进行检测，并且做了功能性评价，包括OH·清除率、ABTS+·清除率和DPPH·清除率3项指标。结果显示3种配方中，总黄酮含量最高为0.236 mg/mL，多糖含量最高为0.267 mg/mL，其对OH·、ABTS+·和DPPH·有较高的清除率，最高清除率分别达到62.08%、80.12%和72.86%。研究表明这款功能性饮料具有很好的抗氧化作用和抗辐射功能。

关键词 辐射；黄酮；多糖；功能饮料；抗氧化作用

当今社会人们接触的辐射很多，尤其是电离辐射。辐射能够直接破坏DNA、蛋白质等，对细胞造成损坏，损伤人体；还会对人体中枢神经系统、心血管系统、免疫系统、血液系统及视觉系统等造成严重危害。另外，辐射还会使人体产生各种自由基，造成自由基堆积，进而削弱人体抵抗力，使人容易生病，机体机能下降，出现多种病变。

房岩等研究表明，黄酮类化合物可不同程度地加速小白鼠外周血红细胞、白细胞和血小板数量的恢复，说明黄酮具有明显的抗辐射作用。黄酮类化合物抗辐射损伤的机理主要有抗氧化作用，抑制膜的脂质过氧化等。具有抗辐射作用的食品有很多，主要有红景天、山楂、茶、螺旋藻、菌类、中草药、大蒜、枸杞、人参、灵芝等。食用菌是一类可被食用的大型真菌，是开发抗辐射功能性食品较好的原料，如鸡枞菌多糖能提高动物血清中SOD活性，提高抗辐射能力。在试验和临床实践中发现，红景天具有较好的抗辐射作用。李金花等研究发现，红景天灵芝胶囊能够显著增加辐射后小鼠外周血白细胞数量，并抑制小鼠骨髓细胞微核率，表明红景天灵芝胶囊具有抗辐射作用。苗艳波、孔福全、郑志清等也都通过试验表明红景天对动物具有一定的抗辐射作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡枞菌、红景天、山楂，市售；芦丁标准品，北京化学试剂公司；ABTS标准品，上海宝曼生物科技有限公司；DPPH标准品，上海宝曼生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

YGGY高压均质机，天津市特思达食品科技有限公司；鼓风干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司；V-5000紫外可见分光光度计，上海元析仪器有限公司；电动植物粉碎机，河北省黄骅县科研器械所；抽滤机，上海知信实验仪器技术有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料提取液制备

1.3.1.1 鸡枞菌多糖原液制备

称取一定量鸡枞菌，按液料比31∶1，温度100℃，水浴提取1.5 h，浸提2次，得到鸡枞菌多糖原液。

1.3.1.2 红景天黄酮原液制备

将红景天烘干粉碎过筛，取红景天粉末50 g，加入1 000 mL体积分数75%乙醇溶液，75℃水浴加热60 min，冷却抽滤，得到滤液，浓缩至400 mL得到红景天黄酮原液。

1.3.1.3 山楂黄酮原液制备

将山楂烘干粉碎过筛，取山楂粉末20 g加入800 mL体积分数70%乙醇溶液，静置40 min，50℃100 W功率超声提取50 min，冷却抽滤，得到滤液，浓缩至250 mL得到山楂黄酮原液。

1.3.2 提取液主成分含量检测

1.3.2.1 多糖含量检测

多糖原液浓度参照农业部标准NY/T 1676—2008《食用菌中粗多糖含量的测定》中方法进行测定。

1.3.2.2 黄酮含量检测

1.3.2.2.1 标准曲线的建立

准确称10 mg芦丁，用70%乙醇定容到50 mL，即得到200 μg/mL的芦丁标准溶液。准确量取0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL质量浓度为200 μg/mL的芦丁标准溶液于10 mL具塞试管，加入5 mL 70%乙醇，5%NaNO20.3 mL，摇匀后静置6 min，加入10%Al（NO3）30.3 mL，静置6 min，然后加入4%NaOH 2 mL，用70%乙醇定容至10 mL，静置15 min后在510 nm波长下测吸光度，以质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

1.3.2.2.2 黄酮的测定

取一定量黄酮提取液用70%乙醇定容至50 mL，取5 mL待测提取液于具塞试管中，加入5 mL 70%乙醇，再加入5%NaNO21.5mL后摇匀，静置6min，再加入10%Al（NO3）31.5 mL，静置6 min，加入4%NaOH 10 mL，用水定容至25 mL，静置15 min后在510 nm波长下测吸光度，用70%乙醇作为空白对照，利用吸光度代入标准曲线计算出黄酮提取液浓度。

红景天黄酮类化合物提取得率的计算方法如下：

式中：c——从标准曲线上查得的测定液中的黄酮浓度，μg/mL；

v——提取液定容量，mL；

n——稀释倍数；

m——样品质量，g。

1.3.3 饮料配制

1.3.3.1 配方（T）

配方1：山楂黄酮提取液5.53 L，红景天黄酮提取液23.30 L，鸡枞菌多糖提取液84.75 L，糖浆80 L，VC80 g，柠檬酸1.2 kg。

配方2：山楂黄酮提取液8.03 L，红景天黄酮提取液15.53 L，鸡枞菌多糖提取液84.75 L，糖浆100 L，VC60 g，柠檬酸1.4 kg。

配方3：山楂黄酮提取液6.69 L，红景天黄酮提取液19.42 L，鸡枞菌多糖提取液84.75 L，糖浆90 L，VC100 g，柠檬酸1.6 kg。

1.3.3.2 操作要点

a） 均质：鸡枞菌饮料高压均质2次，第1次均质压力为25 MPa，第2次为28 MPa～30 MPa。

b）杀菌：常温常压，95℃以上杀菌30 min。

1.3.4 饮料抗氧化作用

1.3.4.1 OH·清除能力的测定

分别吸取饮料、抗坏血酸溶液（0.25 mg/mL）各 1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、6 mL、8 mL、12 mL于不同试管中，再分别加入水杨酸、硫酸亚铁溶液、过氧化氢溶液各2 mL，用蒸馏水分别定容到20 mL，充分摇匀，于510 nm处测定吸光值，记为A1。

分别吸取鸡枞菌多糖饮料、抗坏血酸溶液各1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、6 mL、8 mL、12 mL于不同试管中，用蒸馏水分别定容到20 mL，充分摇匀，迅速倒入比色皿中，于510 nm处测定其吸光度值，记为A2。

分别吸取水杨酸、硫酸亚铁溶液、过氧化氢溶液各2 mL于试管中，用蒸馏水分别定容至20 mL，于510 nm处测定其吸光度值，记为A0。于510 nm处测定吸光值，用蒸馏水校零。

自由基清除率计算公式如下：

1.3.4.2 ABTS+·清除能力的测定

分别吸取饮料、抗坏血酸溶液各1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、6 mL、8 mL、12 mL于不同试管中，然后分别加入2 mLABTS工作液，再用蒸馏水分别定容至15 mL，混合均匀，避光放置30 min后，于734 nm下测定其吸光度值，记为A1。

分别吸取鸡枞菌多糖饮料、抗坏血酸溶液各1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、6 mL、8 mL、12 mL于不同试管中，再用蒸馏水分别定容至15 mL，混合均匀，避光放置30 min后，于734 nm下测定其吸光度值，记为A2。试管中加入2 mL ABTS工作液，并用蒸馏水定容至15 mL，测定得到的吸光度值，记为A0。于734 nm下用紫外分光光度计测定吸光度值，用蒸馏水校零。

自由基清除率计算公式如下：

1.3.4.3 DPPH·清除能力的测定

分别吸取饮料、抗坏血酸各1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL于试管中，加入 1.00 mL DPPH（0.2 mmol/L） 溶液，用95%乙醇定容至总体积为6 mL，充分摇匀，避光放置30 min后，于517 nm下测定吸光值，记为A1。

分别吸取鸡枞菌多糖饮料、抗坏血酸溶液各1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5mL于不同试管中，再用蒸馏水分别定容至6 mL，混合均匀，避光放置30 min后，于517 nm下测定其吸光度值，记为A2。

加入1 mL DPPH工作液，并用蒸馏水定容至6 mL，于517 nm下测定其吸光度值，记为A0。

自由基清除率计算公式如下：

2 试验结果与分析

2.1 芦丁标准曲线

芦丁标准曲线由图1所示，线性回归方程为y=0.001 9X+0.001 2，相关系数R2=0.999 8。

图1 芦丁标准曲线

2.2 原料提取液及饮料成分检测

以鸡纵菌、红景天、山楂为原料，制备多糖、黄酮提取液，并分别对提取液中多糖、黄酮的含量进行测定，结果见表1。分别检测3种配方抗辐射饮料中黄酮、多糖的含量，结果见表2。由表1可以看出，3种原料提取液中的黄酮和多糖含量较高，适合添加到饮料中。由表2可以看出，在配制好的3款饮料中，检测到的黄酮和多糖的含量也比较高，其中黄酮的含量在配方1中最高，多糖的含量在配方3中最高。

表1 原料提取液的黄酮和多糖含量

鸡枞菌提取液多糖含量g/L山楂提取液黄酮含量g/L 2.3 6 5.1 5 1 4.9 5红景天提取液黄酮含量g/L

表2 3种配方饮料中总黄酮和多糖含量

配方 总黄酮含量m g/m L多糖含量m g/m L 1 0.2 3 6 0.2 6 0 2 0.2 0 5 0.2 6 3 3 0.2 1 7 0.2 6 7

2.3 饮料抗氧化作用结果分析

2.3.1 OH·清除能力的测定

图2 OH·清除能力

饮料OH·清除能力测定结果见图2。由图2结果表明OH·的清除能力与试验组1、试验组2、试验组3和VC对照组的浓度成正相关，在低浓度下对OH·的清除率较低，在高浓度下对OH·的清除率较高。当添加量达到12 mL时，试验组1、试验组2、试验组3和VC对照组对OH·的清除率分别达到62.08%、62.08%、62.08%和69.27%，表示了很强的OH·清除能力，试验范围内，3种配方饮料对OH·的清除效果相差很小，略低于VC的清除效果。试验结果表明了饮料具有良好的OH·清除活性。

2.3.2 ABTS+·清除能力的测定

图3 ABTS+·清除能力

3种饮料ABTS+·自由基清除能力测定结果见图3。由图3可知，ABTS+·的清除能力与试验组1、试验组2、试验组3和VC对照组的浓度成正相关，在低浓度下对ABTS+·的清除率较低，在高浓度下对ABTS+·自由基的清除率较高。当添加量达到6 mL时，试验组1、试验组2、试验组3和VC对照组对 ABTS+·的清除率分别达到52.17%、51.55%、51.55%和56.52%，都超过50%；当添加量达到12 mL时，试验组1、试验组2、试验组3和 VC对照组对 ABTS+·的清除率分别达到77.64%、79.5%、80.12%和82.92%，表明饮料有很强的ABTS+·清除能力，试验范围内，3种配方饮料对ABTS+·的清除效果相差很小，略低于VC的清除效果。试验结果表明饮料具有良好的ABTS+·清除活性。

2.3.3 DPPH·清除能力的测定

图4 DPPH·清除能力

3种饮料的DPPH·自由基清除能力测定结果见图4。由图4可知，DPPH·自由基的清除能力与试验组1、试验组2、试验组3和VC对照组的浓度成正相关，在低浓度下对DPPH·的清除率较低，在高浓度下对DPPH·的清除率较高。当添加量达到3 mL时，试验组1、试验组2、试验组3和VC对照组对 ABTS·的清除率分别达到 52.23%、50.93%、51.3%和54.28%，超过50%；当添加量达到5 mL时，试验组1、试验组2、试验组3和VC对照组对DPPH·的清除率分别达到68.96%、71.38%、72.86%和75.28%，表明饮料有很强的DPPH·清除能力，试验范围内，3种配方饮料对DPPH·的清除效果相差很小，略低于VC的清除效果。试验结果表明饮料具有良好的DPPH·清除活性。

3 结论

辐射可以作用于机体内水分子，使其发生水解，产生大量具有强氧化性的自由基，间接使组织细胞变性、坏死，以致机体代谢紊乱，引起免疫、神经和内分泌等系统的调节功能障碍。在研究中发现许多天然药物具有明显的抗辐射作用，如山楂、红景天和鸡枞菌，其机制可能与保护DNA、抗免疫损伤、保护造血系统、清除自由基等方面有关。

本研究以山楂、红景天和鸡枞菌为主要原料进行多糖和黄酮等功能成分的提取，制作3种不同配方的功能性饮料，并且做了功能性评价，包括OH·清除率、ABTS+·清除率和DPPH·清除率3项指标。试验结果显示3种配方饮料均对OH·、ABTS+·和DPPH·有较高的清除率。因为其饮料本身的抗氧化效果，可以从一定机理上起到抗辐射的作用。因此试验结果表明这款功能性饮料具有很好的抗氧化作用和抗辐射功能。

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Study on the development ofanti-radiation beverage*

WANGRong**HUAJianyeJIANGXin KANGXinyueSHI ShumeiYUYouqiangMOUDehua***
（College ofbiological science and engineering，Hebei universityofscience and technology，Hebei Shijiazhuang 050018，China）

Abstract A kind of plant anti-radiation beverage was developed,with the plant polysaccharides and flavonoids extracted fromthe rawmaterials ofchicken firs,rhodiola and hawthorn.The contents offlavonoids and total sugars in beverages were tested and evaluated by functional evaluation,including hydroxyl radical scavenging rate,ABTS radical scavenging rate and DPPH radical scavenging rate.The results showed that the total flavonoids content in the optimum formula was 0.236 mg/mLand the polysaccharide content was 0.263 mg/mL,and its scavengingrate ofhydroxyl radical,ABTS radical and DPPH radical was higher,and the highest clearance rate was 62.08%,80.12%and 72.86%respectively.It shows that this kind offunctional drink has good antioxidation and anti-radiation function.

Keywords radiation；flavonoids；polysaccharides；functional beverage；antioxidation

中图分类号：TS275.4

文献标识码：A

文 章 编 号：1673-6044（2017）03-0057-05

DOI：10.3969/j.issn.1673-6044.2017.03.017

* 基金项目：2016年省级大学生创新创业训练计划项目（2016014）。

**王荣，女，1996年出生，河北科技大学在读本科。

*** 牟德华，通讯作者，E-mail：[e-mail].

收稿日期：2017-05-31