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电子顺磁共振波谱仪(EPR)应用丨干红葡萄酒DPPH的清除分析

Date:2021/6/28 11:32:28


葡萄酒是以新鲜葡萄或葡萄汁为原料,经全部或部分发酵酿制而成的酒精饮料。其中富含酚类物质,如花青素、黄酮醇、儿茶酸和酚酸等,可以有效地清除自由基,有很强的抗氧化能力,长期适量饮用葡萄酒具有抑制冠心病、动脉粥样硬化、抗癌和抗炎症等功效。


目前测定葡萄酒抗氧化性的方法有很多,如分光光度法、色谱法、毛细管凝胶电泳法等。而电子顺磁共振波谱法是当前用于研究生物和医学体系中活泼自由基较为有效的方法之一,与其他方法比,具有样品不受损、无干扰、灵敏度和分辨率高等优点。国外利用这种方法针对抗氧化能力强的营养保健食品,例如茶、啤酒、咖啡等进行的相关研究已成为热点。



扬州大学食品科学与工程学院利用EPR技术对几种原产地为中国的干红葡萄酒进行了研究,进行了发酵后的抗氧化性分析试验和总酚检测。通过不同单品种干红葡萄酒总酚含量比较可知(图1),5个单品种葡萄酒的总酚含量存在比较明显的差异(P<0.05),其中西拉和增芳德葡萄酒的总酚含量相对较低。取总酚含量最高的梅鹿辄干红葡萄酒作为测试样品,用蒸馏水稀释100倍至800倍进行EPR测试。由结果可知,稀释100倍的样品在5min时DPPH信号完全消失,说明此时DPPH已被完全清除,而其他样品仍有剩余,但信号完整。为保证实验准确性,选取200倍稀释倍数作为实验条件。


在不同反应时间下对不同单品种干红葡萄酒DPPH清除效果进行比较可知,反应5min时,5种不同的葡萄酒反应体系中的剩余DPPH的信号值都有明显的降低,而且各葡萄酒清除DPPH自由基的能力有明显差异。(图3)


而当实验时间进行到10min时,其中梅鹿辄、宝石解百纳和赤霞珠三种干红葡萄酒样品中DPPH信号基本消失,说明这三种葡萄酒样品中DPPH自由基已被几乎完全清除,而且三种样品的清除能力相差无几。西拉和增芳德两个样品中DPPH信号仍保持完整,但是与5min时相比,信号值已有明显下降,说明样品中抗氧化性物质比5min时消耗的更多。


实验结果表明DPPH清除率与总酚的变化趋势基本一致。以这次实验的样品数据拟合可以得知,干红葡萄酒样品的抗氧化性与其总酚含量呈正相关。此次实验所用的EPR技术可用于直接检测各种未成对电子的自由基,不但可以很大程度上提高实验的稳定性、可靠性和信噪比,也对下一步研究葡萄酒对其他自由基(ABTS、OH自由基等)的清除作用提供了更多的可能性,有利于全面分析葡萄酒的抗氧化性。


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EPR是由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术,可用于从定性和定量方面检测物质原子或分子中所含的不配对电子,并探索其周围环境的结构特性。对自由基而言,轨道磁矩几乎不起作用,总磁矩的绝大部分(99%以上)的贡献来自电子自旋,所以电子顺磁共振亦称“电子自旋共振”(ESR)。在此研究中的EPR实验结果均使用了先进的EPR技术(德国Bruker)去证实。



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