紫薯含有豐富的花青素、多糖、礦物質和維生素等多種營養(yǎng)成分，具有抗氧化、抗炎、降血糖、抑菌和降血脂等多種保健功能?；瘕埞且环N綠色環(huán)保水果，富含花青素、水溶性膳食纖維、植物多糖和礦物元素等營養(yǎng)成分，具有顯著的抗炎和抗氧化保健功效。將不同種類或同一種類的不同品種的抗氧化成分組合起來，可能會產生協(xié)同作用或拮抗作用。研究表明，溫度對抗氧化酶活性以及總抗氧化能力均有一定程度的影響。如果紫薯與火龍果的抗氧化成分產生協(xié)同作用，將使抗氧化活性大大增強，研發(fā)的紫薯火龍果復合飲料也有更強的抗氧化能力，將為其功能型飲料的開發(fā)提供良好的物質基礎。
本研究以紫薯、火龍果的單一果汁與其復合飲料為研究對象，分析其抗氧化性能，包括DPPH自由基、ABTS自由基和羥基自由基的清除能力以及總還原力，探討紫薯汁和火龍果汁經過加工復合后抗氧化性能的變化，分析單一果汁與復合飲料之間的差異，評價復配工藝對飲料抗氧化效果的影響，為紫薯火龍果復合飲料的進一步加工提供理論基礎。
紫薯、紅肉火龍果、白砂糖：市售；α-淀粉酶、果膠酶、纖維素酶、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、黃原膠、無水檸檬酸：食品級。
ABTS(98%)、DPPH(98%)過硫酸鉀(99.5%)；抗壞血酸VC(99.7%)；硫酸亞鐵(98%)、水楊酸(AR)：鐵氰化鉀(AR)。
電子天平；榨汁機；均質機；電熱恒溫水浴鍋；紫外/可見分光光度計；高速離心機。
紫薯分選→清洗→隔水蒸40分鐘→去皮切塊→加水打漿(料水比1∶5)→用α-淀粉酶酶解→90℃水浴5 min進行滅酶→5000 r/min離心15 min→紫薯汁。
火龍果分選→清洗去皮→切塊打漿→用果膠酶和纖維素酶酶解并滅酶→離心過濾→火龍果汁。
按以下比例添加調配，紫薯汁50%、火龍果汁20%、白砂糖8%、檸檬酸0.15%、CMC-Na與黃原膠各0.10%。將調配好的果汁放入高速均質機進行均質，再灌裝進耐高溫容器中封口滅菌。本實驗采用巴氏殺菌法，將分裝好的紫薯火龍果復合飲料置于85℃水浴條件下滅菌15 min，最大程度保留果汁中的營養(yǎng)成分。
下述抗氧化能力測試方法的樣品處理一致，具體如下：根據復合飲料中紫薯汁和火龍果汁的含量與單一果汁含量比例相同的原則，將紫薯汁與火龍果汁參照復合飲料的工藝同等條件稀釋處理，選取等量的單一果汁與復合飲料進行比較試驗，分析各果汁的清除率變化，以及單一果汁清除率的簡單加和結果與復合飲料清除率之間的變化。下文所提到的“簡單加和結果”是指紫薯汁的抗氧化結果與火龍果汁的抗氧化結果之代數和。
參照張毅等的方法，并適當修改。先配制0.2 mmol的DPPH溶液，VC標準系列濃度(μg/mL):2.0、4.0、6.0、8.0、10.0與20.0；單一果汁與復合飲料均稀釋100倍，備用。
按表1的方法加入各溶液，分別做樣品管、樣品對照管和空白管。用VC作陽性對照，蒸餾水為參比溶液，波長λ=517 nm處測定，平行測定3次。按公式(1)求出DPPH的清除率，繪制標準曲線，根據樣品的清除率計算出樣品的VC相當濃度，結果以VCEAC表示。
式中：A0為空白管的吸光度(Abs);A1為樣品管的吸光度(Abs);A2為樣品對照管的吸光度(Abs)。
操作參照Thaipong等方法，并適當修改。先配制14 mmol/L ABTS溶液和4.9 mmol/L過硫酸鉀水溶液，等體積混勻，避光靜置12 h～16 h得到ABTS母液，低溫避光保存；在使用前用蒸餾水稀釋ABTS母液，使其A734值為0.070±0.02(一般稀釋35～55倍)，得到ABTS工作液。VC標準系列濃度(μg/mL):2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、15.0；單一果汁與復合飲料均稀釋100倍備用。
按表2的方法加入各溶液，分別做樣品管、樣品對照管和空白管，搖勻后在室溫下避光靜置6 min，用VC作陽性對照，以蒸餾水為參比溶液，波長λ=734 nm處測定，平行測定3次。清除率計算同3.3.1。
參照趙楠的方法，并稍作修改。先配制1.8 mmol/L的FeSO4、1.8 mmol/L的水楊酸與0.3%H2O2。單一果汁與復合飲料均稀釋100倍備用。
按表3的方法加入各溶液，分別做樣品管、樣品對照管和空白管，置于37℃避光反應20 min，用VC作陽性對照，以蒸餾水作為參比，于λ=510 nm處測定吸光值，重復三次。清除率計算同3.3.1。
操作參照何瑞的方法，并稍作修改。預先制備好試驗用的試劑，滅菌前后的單一果汁與復合飲料均稀釋50倍，接著分別取上述稀釋過的待測樣品溶液2.5 mL樣品，磷酸緩沖液(0.2 mol/L)和鐵氰化鉀(1%)各加2.5 mL，混勻，50℃保溫30 min，快速冷卻，加入2.5 mL三氯乙酸(1%)，靜置5 min，然后加入2.5 mL三氯化鐵(0.1%)，避光靜置10 min。以蒸餾水為參比，以VC為對照，于λ=700 nm處測定吸光度，重復三次測定。
按照3.3.1的測定方法，VC對DPPH自由基的清除率標準曲線擬合方程式為y=3.424148x-0.366230,R2=0.985228，根據擬合方程求出單一果汁和復合飲料的清除率及相對應的VC相當濃度VCEAC(μg/mL)如表4所示。
從表4中可以看出，火龍果汁、紫薯汁與復合飲料對DPPH自由基均有不同程度的清除能力，復合飲料的清除率53.82%，單一果汁清除率加和結果為52.87%，加工后，復合飲料的清除率提高了0.95%。VC相當濃度與DPPH自由基的清除率呈正相關關系，復合飲料待測液的VCEAC為15.825μg/mL，比單一果汁簡單加和的結果(15.654μg/mL)高。研究表明，當溶液中水溶性抗氧化物的比例更高時，整體可表現出明顯的抗氧化協(xié)同作用。紫薯汁與火龍果汁復合后，兩種果汁的抗氧化性物質合在一起，總的濃度比例高于單一果汁的，產生了抗氧化協(xié)同作用，所以表現出復合飲料的清除率比單一果汁加和的高。
按照3.3.2的測定方法，VC對ABTS自由基的清除率標準曲線擬合方程式為y=5.660558x-0.334186,R2=0.997417，根據擬合方程求出單一果汁和復合飲料的清除率及相對應的VC相當濃度VCEAC(μg/mL)如表5所示。
從表5中可以看出，火龍果汁、紫薯汁與復合飲料對DPPH自由基均有不同程度的清除能力。VC相當濃度與清除率呈正相關關系，復合飲料滅菌后的VC相當濃度為7.342μg/mL，乘以稀釋倍數，復合飲料的VCEAC高達734.2μg/mL，說明紫薯火龍果復合飲料有良好的抗氧化功效。
單一果汁清除率加和結果為47.77%，復合后清除率為40.82%，復合飲料清除率比簡單加和的降低6.95%。這可能與方法的時間設定有關，ABTS法規(guī)定一個較短的反應時間，對于需要較長時間才能完成的反應來說，這可能導致其抗氧化能力的檢測值偏低，而復合飲料的基底較單一果汁復雜，反應可能更緩慢，導致復合飲料的結果比單一果汁簡單加和的低。
按照3.3.3的測定方法，VC對羥基自由基的清除率標準曲線擬合方程式為y=0.593297x+0.001546,R2=0.997498，根據擬合方程求出單一果汁和復合飲料的清除率相對應的VC相當濃度如表6所示。
從表6可以看出，火龍果汁、紫薯汁與復合飲料對羥基自由基均有不同程度的清除能力，紫薯汁的清除率與火龍果汁的較為相近，復合飲料的清除率明顯高于單一果汁的。VC相當濃度與羥基自由基的清除率呈正相關變化，算上稀釋倍數后，火龍果汁的VCEAC為915.5μg/mL，紫薯汁的VCEAC為875.0μg/mL，復合飲料的VCEAC高達2447.6μg/mL，說明紫薯火龍果復合飲料的抗氧化能力比單一果汁更強。復合加工后，單一果汁清除率加和結果為10.62%，復合后清除率升至14.52%，復合飲料清除率比簡單加和的高3.90%。說明本次研究的復合飲料在清除羥基自由基能力上也表現出抗氧化協(xié)同作用。
按照3.3.4的測定方法，VC還原力標準曲線的擬合方程式為y=0.029811x+0.012649,R2=0.999412，根據單一果汁和復合飲料的吸光度，經擬合方程可求出相對應的VC相當濃度如表7所示。
從表7中可知，在同等含量的前提下，火龍果汁、紫薯汁與復合飲料都有一定的還原力，其中復合飲料的還原力高于紫薯的，火龍果汁的最低。VCEAC與吸光度值呈正相關的關系，乘上稀釋倍數后，火龍果汁的VCEAC為233.7μg/m L，紫薯汁的VCEAC為361.2μg/mL，復合飲料的VCEAC高達673.15μg/mL，說明紫薯火龍果復合飲料的還原能力比單一果汁強。還原力的大小可間接反映該試樣的抗氧化性，結果表明復合飲料的抗氧化性強于單一果汁的簡單加和。
綜合4.1至4.4的結果可發(fā)現，從復合飲料和單一果汁的簡單相加結果來看，無論是DPPH自由基清除率、羥基自由基清除率還是還原力，復合飲料的抗氧化值都高于簡單相加后的果汁。某些具有抗氧化活性的物質進過復合后其抗氧化性能優(yōu)于單獨使用時的活性，說明復合后的組分間發(fā)生了復雜的反應，表現出抗氧化協(xié)同效應，從而提高總體的抗氧化能力。例如多酚類與多糖、多酚類與維生素、類胡蘿卜素與多酚類、番薯提取液與茶多酚等，這些物質相互復合后都具有明顯的抗氧化協(xié)同作用抗氧化的協(xié)調機制比較復雜，只要有以下三種：構成了氧化還原系統(tǒng)的互補；改變氧化酶活性；損失分子的修復與替代。紫薯汁與火龍果汁均富含抗氧化活性物質，花青素、類胡蘿卜素、多糖、酚類、維生素等復合之后，可能會發(fā)生多重協(xié)同效應，從而呈現出復合飲料的抗氧化性比單一果汁之和高的結果。試驗結果表明，兩者經復合加工后制成的復合飲料，抗氧化性能更強，具有可開發(fā)的意義。
通過四種測定方法，分析加工過程對飲料的抗氧化性能影響，可得下列結論：DPPH自由基清除率的測定結果顯示，經過加工后，復合飲料清除率比簡單加和的結果高出0.95%。ABTS自由基清除率的測定結果顯示，復合飲料對ABTS自由基的清除能力在加工后，比單一果汁簡單加和結果稍低，降幅為6.95%，但復合飲料清除ABTS自由基的VCEAC仍高達734.2μg/mL。羥基自由基清除率的測定結果顯示，加工后，復合飲料的清除率高于單一果汁加和后的結果，提高幅度為3.90%。還原力分析結果表明，加工后，復合飲料的還原力強于單一果汁的簡單加和結果，復合飲料VC相當濃度比簡單加和的結果高78.25μg/mL。由此可見，紫薯和火龍果復合加工后的復合飲料具有抗氧化性能，且加工后的復合飲料抗氧化性強于同等濃度的單一果汁。
