专利名称：一种基于纳米金体系检测植物和植物源性液体食品抗氧化能力的方法
技术领域：
本发明属于植物和食品分析检验的技术领域，特别涉及一种检测植物和植物源性
液体食品抗氧化能力的方法。
二背景技术：
现有技术 研究表明，自由基产生过多，使人体氧化系统和抗氧化系统失衡，被认为是导致心 血管疾病、炎症、癌变、糖尿病和衰老的重要因素。越来越多的研究认为，食品中的抗氧化物 质可以消除体内过量自由基，如菊花茶与茶饮料中含有的抗氧化物质，能够有效清除自由 基，调节人体免疫力、有抵抗疾病、延缓衰老的作用。因此，发展简单可靠、快速检测抗氧化 物质抗氧化能力的方法，让研究者和消费者能够方便筛选活力高的样本或食品尤为重要。 抗氧化能力测定方法包括体内法和体外法，体外法由于方便、成本低廉应用更为广泛。体外 测定方法包括分光光度法(包括ABTS、 DPPH、 S0D、 0RAC和FRAP)、荧光法、化学发光法、色 谱法、电子自旋共振法等。其中分光光度法是采用在可见光区有吸收的自由基或中性分子 为探针，根据探针分子与各类氧化物质或抗氧化物质作用后吸收光谱的变化来测定抗氧化 物质的抗氧化能力，是应用最为普遍的测试手段之一。这些方法在应用过程中，均有一些限 制，如FRAP法仅能测定水溶性抗氧化活性成分对羟基自由基的清除能力；DPPH测定的是脂 溶性成分的总抗氧化活性；ABTS仅能测定水溶性成分的总抗氧化能力。因此，还没有一种 评价食品总抗氧化活性的有效、通用的方法。目前研究的热点-纳米金，为解决这一问题提 供了新思路。纳米金直径在l 100nm，一般为分散在水中的水溶胶，故也称胶体金。纳米 金在510 580nm可见光谱范围内有一吸收峰，吸收强度随着金颗粒的形成和生长而增强。 利用金纳米颗粒形成和长大导致的光学信号变化这种性质，可以可靠的应用于传感器的设 计，但是很少用在食品检验领域。本发明将纳米金体系用于检测植物和植物源性食品的抗 氧化能力，植物和植物源性食品中的抗氧化物质能介导AuCl,的还原，作为还原剂使金颗 粒形成，形成的金纳米颗粒的光学性质与被检测样本的抗氧化能力有很好的相关性。
三
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供了一种检测植物或植物源性液体食品抗氧化能力 的方法，该方法方便可靠、反应迅速。 本发明技术解决方案为首先设计制备合适的纳米金体系。该体系中含有 AuCl4— (5 X 10—4M， 100 ii L) 、 CTAB (3. 7 X 10—3M， 600 ii L)、拧檬酸钠(2 X 10—4M， 300uL)和PH = 8. 0磷酸缓冲液(0. 12M，3mL)。在上述纳米金体系中加入lmL—定浓度的待测样本，45。C水 浴加热10min。经上述反应后，样本的抗氧化活性物质将AuCl4—还原为纳米金，整个体系变 成酒红色。纳米金的生成导致反应溶液光学信号的变化，经过紫外可见分光光度计测定其 光谱吸收值，可检测出该物质抗氧化能力的大小。相同浓度的样本，光谱吸收峰值越高，其抗氧化能力越高。
本发明与现有技术相比，具有如下优点 1.本发明是基于纳米金体系检测检测植物或植物源液体食品抗氧化能力的方法， 与其他分光光度法相比，本发明可检测混浊或有色样本的抗氧化能力。 2.本发明是基于纳米颗粒的光学性质与被检测样本抗氧化能力的相关性检测植 物或植物源液体食品抗氧化能力的方法，与其他分光光度法相比，本发明紫外-可见吸收 光谱稳定、步骤简单、反应迅速。 3.本发明与一般分光光度法检测样本的抗氧化能力相比，具有可视化检测前景， 随着金颗粒浓度及粒径的变化，反应溶液颜色逐渐改变。
四.
图1为不同菊花样本粉碎后的数码照片. 图2为同浓度下不同菊花样本的紫外-可见吸收图谱，吸收峰值反映其抗氧化能 力的高低. 图3a为纳米金体系中，加入不同浓度(2. 5-12. 5g L—0太行菊花9(TC提取液反 应体系所测的紫外_可见吸收图谱. 图3b为上述不同浓度太行菊花提取液抗氧化实验的数码照片. 图3c为纳米金体系中，加入上述不同浓度太行菊花9(TC提取液反应体系542nm处
的吸光值与提取液浓度的关系. 图4为纳米金体系中，加入不同浓度(2. 5-12. 5g *L—0怀菊花9(TC提取液反应体 系所测的紫外_可见吸收图谱. 图5为纳米金体系中，加入不同浓度(2. 5-12. 5g L—0野菊花9(TC提取液反应体 系所测的紫外_可见吸收图谱. 图6为不同浓度(2. 5-12. 5g *L—0怀菊花提取液抗氧化实验的数码照片(对应图
4) :随着提取液浓度的降低，抗氧化能力降低(体现在没有酒红色的纳米金形成). 图7为不同浓度(2. 5-12. 5g *L—0野菊花提取液抗氧化实验的数码照片(对应图
5) :随着提取液浓度的降低，抗氧化能力降低(体现在没有酒红色的纳米金形成). 图8为不同浓度红茶抗氧化能力的数码照片随着浓度的降低，抗氧化能力降低 (体现在没有酒红色的纳米金形成). 图9为不同浓度绿茶抗氧化能力的数码照片随着浓度的降低，抗氧化能力降低 (体现在没有酒红色的纳米金形成). 图10为不同浓度橙汁抗氧化能力的数码照片随着浓度的降低，抗氧化能力降低 (体现在没有酒红色的纳米金形成).
五.
具体实施例方式
实施例1纳米金体系的实验设计 该体系中含有AuCl4— (5 X 10—4M， 100 ii L) 、 CTAB (3. 7 X 10—3M， 600 ii L)、拧檬酸钠 (2X 10—4M，300uL)和ra = 8. 0磷酸缓冲液(0. 12M，3mL)(注所有溶液的浓度均以溶液体 系的总体积5mL计算)。纳米金的制备，将lg氯金酸置于干净的烧杯中，加少量蒸馏水至其全部溶解，转移并定容于100mL容量瓶，4t:冷藏备用，使用时根据需要稀释。PH = 8.0磷 酸缓冲液的配制，首先分别配制0. 2mol/L的NaH2P04和Na2HP04，然后分别取5. 3mL NaH2P04 和94. 7mLN^HP04，将两者充分混匀即为PH = 8. 0的磷酸缓冲液。配制CTAB，称取1. 124g CTAB，用少量蒸馏水溶解，转移并定容于lOOmL容量瓶，得所需浓度的CTAB。由于CTAB在室 温时易析出，使用前放置于40-45t:水浴备用；配制柠檬酸钠，称取0. 100g柠檬酸钠，用少 量蒸馏水溶解并定容于100mL容量瓶，得所需浓度样品。
实施例2菊花提取液的制备 将菊花自然晾干后粉碎至20目，6(TC烘干至恒重后置于干燥器中备用(见图1)。 用电子天平分别准确称取0. 100g左右菊花粉末于两个15mL离心管中，分别加入8mL蒸馏 水、摇匀待用。将上述离心管一支置于4(TC水浴过夜(16h)，另一支置于9(TC水浴20min。 然后，将上述离心管分别取出，冷却至室温，5000rpm离心10min，移出上清液并置于10mL试 管，此时所得溶液浓度为12. 5g/L。
实施例3菊花提取液抗氧化能力的测定 取两支10mL试管，每支试管按照以下顺序依次加入PH = 8. 0磷酸缓冲液 (0. 12M， 3mL)，配置好的AuCl4— (5 X 10—4M， 100 ii L) 、 CTAB (3. 7 X 10—3M， 600 ii L)、拧檬酸钠 (2X 10—4M，300uL)，共4mL的纳米金体系混合液。在上述体系分别加入4(TC与9(TC提取的 lmL—定浓度的待测样本，45t:水浴加热10min。经上述反应后，整个体系变成酒红色。将 试管取出，冷却至室温并测定其紫外-可见吸收光谱，蒸馏水作空白。对照是将lmL待测液 换为lmL蒸馏水，其他条件同上。 实施例4不同菊花(毛华菊、太行菊、怀菊和野菊)提取液抗氧化能力的比较
取四支lOmL试管，标记不同的样本名称。每支试管加入4mL纳米金体系混合液， 方法同实施例3。再于每支试管加入对应菊花9(TC提取液，方法同实施例2。将上述试管 于45t:水浴加热10min，取出并冷却至室温，测其紫外-可见吸收光谱，蒸馏水作空白。图2 是相同浓度四种不同菊花提取液的紫外-可见吸收图谱，吸收峰值反映其抗氧化能力的高 低，相同浓度的样本，光谱吸收峰值越高，其抗氧化能力越高。因此，从图2可看出，几种样 本抗氧化活性从高到低依次为毛华菊>怀菊>太行菊>野菊。
实施例5不同浓度菊花提取液抗氧化能力与吸光值的关系 将样本不稀释或分别稀释3/4， 2/3， 1/2， 2/5， 1/3， 1/4， 1/5倍。取8支试管，标记 好稀释倍数，每支试管加入4mL纳米金体系混合液，方法同实施例3。再于每支试管加入对 应稀释倍数的样本提取液。将上述试管于45t:水浴中加热10min，取出并冷却至室温，测其 紫外_可见吸收光谱值，蒸馏水作空白。图3a是稀释后浓度为2. 5-12. 5g *L—1的太行菊花 提取液加入纳米金体系后的紫外_可见吸收光谱。从图3a可看出，随着提取液浓度的增加 纳米金的特征吸收信号增强，说明样本抗氧化能力增加，即抗氧化活性随着提取液浓度的 增大而增强。图3b描述了上述体系紫外_可见吸收光谱在相同波长处的特征吸收峰值与 菊花提取液浓度的关系。从图3b可以看出，在542nm处纳米金的特征吸收峰值与菊花提取 液浓度成线性关系。图3c为对应不同浓度太行菊花样本抗氧化实验的数码照片。从图3c 可以看出，随着提取液浓度的增加，酒红色的纳米金溶液颜色逐渐加深(从右到左)，说明 样本抗氧化能力增强，与图3a的光谱吸收峰值随着提取液浓度增大逐渐增高相对应。图4 与图6，图5与图7分别是怀菊花和野菊花不同浓度提取液纳米金体系的抗氧化实验检测紫
5外-可见吸收光谱图及对应的数码照片。可以看出，与太行菊花的抗氧化能力检测结果一 致，随着提取液浓度的增加，样本抗氧化能力增强，反映在紫外_可见吸收光谱峰值逐渐增 高，酒红色的纳米金溶液颜色逐渐加深(从右到左)。 实施例6不同稀释浓度红茶、绿茶、茉莉花茶和橙汁抗氧化能力的检测
同样，利用纳米金体系可以检测植物源性食品的抗氧化能力。随机取市场现售的 饮料若干作为检测样本。将上述所选不同饮料不稀释或分别稀释2/3、1/2、1/3、1/4、1/10 倍。各取6支试管，标记不同稀释倍数。每支试管加入4mL纳米金体系反应混合液，方法同 实施例3。再于每支试管加入对应稀释倍数的饮料。将上述试管于45t:水浴加热10min，取 出并冷却至室温，观察颜色的变化，酒红色颜色越深，说明其抗氧化能力越强。分别见图7、 图8、图9。因此，在不使用分光光度计时，也可对食品抗氧化能力作粗略的判断，本发明有 可视化检测前景。
权利要求
一种基于纳米金体系检测植物和植物源性液体食品抗氧化能力的方法，其特征在于步骤为A.纳米金体系的设计制备，体系中包括AuCl4-(5×10-4M，100μL)、CTAB(3.7×10-3M，600μL)、柠檬酸钠(2×10-4M，300uL)和PH＝8.0磷酸缓冲液(0.12M，3mL)。(注所有溶液的浓度均以反应溶液总体积5mL计算)；B.上述纳米金体系总体积4mL，各样品加入的顺序依次为PH＝8的磷酸缓冲液、HAuCl4、CTAB、柠檬酸钠；C.在上述纳米金体系中加入1mL一定浓度的待测样本，45℃水浴加热10min，自然冷却至室温进行紫外-可见分光光度法测定。
2. 如权利要求1所述的基于纳米金体系检测植物和植物源性液体食品抗氧化能力的 方法，其特征在于待测纳米金的紫外-可见吸收光谱峰值位置范围为510 580nm。
3. 如权利要求1所述的一种基于纳米金体系检测植物和植物源性液体食品抗氧化能 力的方法，其特征在于所述纳米金体系各物质的浓度如权利要求1A所述。
4. 如权利要求1所述的一种基于纳米金体系检测植物和植物源性液体食品抗氧化能 力的方法，其特征在于加入待测样本的纳米金反应体系于45t:水浴加热10min如权利要求 1C所述后，进行紫外-可见分光光度法测定。
5. 如权利要求1所述的一种检测植物和植物源性液体食品抗氧化能力的方法，其特征 在于所述的CTAB使用前保存于40-45t:水浴中待用。
6. 如权利要求1所述的一种基于纳米金体系检测植物和植物源性液体食品抗氧化能 力的方法，其特征在于该方法不使用分光光度计，可对样本的抗氧化能力作粗略判断。
全文摘要
本发明是基于纳米金颗粒的光学性质与被检测样本抗氧化能力的相关性检测植物或植物源性液体食品抗氧化能力的方法。首先设计合适的纳米金体系，该体系中含有AuCl4-(5×10-4M，100μL)、CTAB(3.7×10-3M，600μL)、柠檬酸钠(2×10-4M，300uL)和pH＝8.0磷酸缓冲液(0.12M，3mL)。在上述纳米金体系中加入1mL一定浓度的待测样本，45℃水浴加热10min。经上述反应，样本的抗氧化活性物质将AuCl4-还原为纳米金，整个体系变成酒红色。纳米金的生成导致反应体系光学信号的变化，经过紫外-可见分光光度计测定其光谱吸收值，可检测该物质抗氧化能力的大小。相同浓度的样本，紫外-可见吸收峰值越高，其抗氧化能力越高。本发明可检测植物或植物源性液体食品抗氧化能力，且方法简单，反应迅速，具有普遍适用性和便捷性。为食品科学提供了一种检验抗氧化能力的新方法，也为纳米科技与食品科学的结合提供了新思路。
文档编号G01N21/31GK101762559SQ20101010434
公开日2010年6月30日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者叶永忠, 李胜楠, 贾翠英, 魏东伟 申请人:河南农业大学