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油茶(oleifera)为山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)常绿灌木或小乔木,是中国特有的优秀木本食用油料作物,具有药用、食用、保健等多重经济价值,具有极为悠久的种植、产业历史[1-2]。油茶在海南本地俗称 “山柚”,是适应热带季风气候的特色木本油料植物资源,核心树种以越南油茶(Camellia vietnamensis)为主。越南油茶作为海南油茶产业的核心树种之一,其产业发展为海南带来了种植增收、加工增值、多产业互通融合等多维度经济效益[3-4]。在推进海南乡村振兴战略落地、助力海南国际自由贸易港建设的进程中,越南油茶产业发挥着不可替代的重要作用。
油茶茶籽枯为油茶籽榨油后产生的副产品,若仅将其视为生产中废料,假使仅仅作为燃料燃烧处理,其价值没有得到充分的利用,造成极大的资源浪费[5]。油茶茶籽枯具有皂苷类、多糖类、黄酮类、多酚类等生物活性成分[6],多酚是油茶中含酚羟基酚类的总称,其抗氧化还原活性的核心依托酚羟基的结构特性,是油茶清除自由基、抑制氧化反应的基础物质[7];油茶中的皂苷为齐墩果烷型三萜皂苷,其本身具有较强的抗氧化还原活性,更重要的是能显著增强多酚等成分的抗氧化效果,是油茶抗氧化还原体系中的关键增效物质[8]。已有研究表明,油茶茶籽枯中具有抗氧化特性、细胞毒性特性的活性成分决定了其具有抗炎、抗菌以及抗肿瘤的作用[9-11]。油茶茶籽枯在食品、医疗、化工、化妆品、饲料等其他领域都具有优异的潜在经济价值[12-14],因此,对油茶茶籽枯的深入研究,十分必要。一方面可以对废弃物进行再利用,防止对生态环境造成污染;另一方面通过提取其中活性成分也可带来可观的经济效益。有研究表明,不同地区油茶茶籽枯抗氧化能力具有显著差异,因产地差异呈现互补的营养与功能特性[7]。鉴于不同产地的茶籽枯在营养与功能上存在差异,本研究基于生物活性鉴定与分析,分析海南省内不同产区的油茶茶籽枯抗氧化活性差异,旨在挖掘不同产地茶籽枯潜在经济效益,拓展海南油茶产业链,推动海南茶油事业的发展。
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选取海南省的白沙黎族自治县细水乡(XS)、白沙黎族自治县金波乡马岭(ML)、琼海市会山镇中酒村(ZJ)、五指山市畅好乡什哈村(WZS)、澄迈县福山镇长安村侯臣咖啡文化村(HC)等5个产区的老油茶林,于2024年10月下旬分别在各产地采取越南油茶果实10 kg。严格按照2 kg标准,随机取样,取样时划分不同小区,重复5次,获取各地油茶样品。各产地主要环境条件详见表1。
表 1 油茶产地主要环境条件
Table 1. The main factors of the Camellia vietnamensis producing areas
产区
Producing area海拔/m
Altitude/m经纬度
Longitude and
latitude土壤类型
Soil type均温/℃
Annual average
temperature年降水量/mm
Annual
rainfall年日照时数/h
Annual
Sunshine durationXS 110.0 19°12′36′′N
109°32′24′′E红黄壤
Red-yellow soil24.0 1 701.2 2 266.5 ML 1390.0 19°14′24′′N
109°10′12′′E红黄壤
Red-yellow soil25.5 1 687.1 2 266.5 ZJ 13.0 19°5′18.30′′ N
110°18′18.29′′ E丘陵砂黄砖土
Sandy loam in hilly areas25.3 2 477.5 1 684.6 WZS 328.5 18◦40′31′′ N
109◦27′56′′ E中酸性喷岩风化土
Medium acid blast weathered soil22.4 1 906.0 2 000.0 HC 21.0 19°54′00′′N
109°54′00′′E红黄壤
Red-yellow soil24.7 2 250.0 1 900.0 注:XS,白沙黎族自治县细水乡;ML,白沙黎族自治县金波乡马岭;ZJ,琼海市会山镇中酒村;WZS,五指山市畅好乡什哈村;HC,澄迈县福山镇长安村侯臣咖啡文化村。下同。 Note: XS: Xishui Township, Baisha Li Autonomous County ; ML: Maling, Jinbo Township, Baisha Li Autonomous County; ZJ: Zhongjiu Village, Huishan Town, Qionghai City; WZS: Shiha Village, Changhao Township, Wuzhishan City; HC: Houchen Coffee Cultural Village, Chang’an Village, Fushan Town, Chengmai County. Similarly hereinafter. 对油茶果实样品经榨油处理后获取各产区茶籽枯,重复5次。对茶籽枯用乙醇浸提,再对乙醇提取物浸膏用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,获得石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水等萃取物。然后,测定各产区的乙醇提取物、乙醇提取物的乙酸乙酯萃取物(下简称乙酸乙酯萃取物)的抗氧化活性。
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将新鲜种子置于105℃烘箱中杀青15 min,随后在65℃下烘干至恒重,去除种皮后,使用榨油机(RG-311,东莞市香聚智能有限公司)对干种仁进行压榨,提取茶籽油。以茶籽枯为原料,采用脂肪测定仪(SOX406,海能未来技术集团股份有限公司),以石油醚(沸程60~90℃)为萃取剂,提取残留粗油,过滤并收集残渣,将残渣置于70℃恒温箱中烘干,以去除残留石油醚,直至残渣恒重。参考中药材及农业副产物的提取工艺[15-16],按液料比10:1(体积∶质量)加入体积分数95%的乙醇进行提取,共搅拌提取3次:首次浸泡21 d,后2次各提取7 d;每次提取后过滤收集滤液。采用旋转蒸发仪(RE-52CS-1,郑州明天仪器设备有限公司)对滤液进行减压旋转蒸发,蒸干至恒重,获得乙醇提取物浸膏。将该浸膏依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和无菌水4种溶剂分别萃取3次,每次萃取过夜;分别过滤收集各相滤液,经减压旋转蒸发,制得石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相和水相浸膏,置于0℃冰箱中冷藏保存,用于后续抗氧化活性测定。
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参照试剂盒说明书测定各萃取物的DPPH 自由基清除活性、ABTS + 自由基抑制活性和铁离子总还原抗活性(FRAP),试剂盒均购自苏州科明生物技术有限公司,产品编号分别为 FRAP-2-G、DPPH-2-D和ABTS-2-D。每个萃取物设 5 个技术重复,以平均值作为抑制率结果;设置 5 个浓度梯度进行线性回归拟合,计算半清除/抑制浓度(EC50/IC50)及其 95% 置信区间。
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参照苏州科明生物技术有限公司的试剂盒(编号:TP-2-G、TSG-2-Y、ABTS-2-D)说明书测定各萃取物的总酚、总皂苷和总多糖含量,并结合Yu等[17]的方法进行优化。
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试验数据采用SAS软件进行统计学分析,其中,使用ANOVA过程进行方差分析,采用DUNCAN法进行多重比较,利用REG过程进行一元线性回归分析,并计算EC50和IC50值,以验证其抗氧化活性,同时比较各萃取物的活性强弱。
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不同产地的茶籽枯乙醇提取物对DPPH自由基清除活性的比较结果如图1和表2所示。DPPH清除率与茶籽枯乙醇提取物的质量浓度呈显著正相关,且均具有显著的一元线性回归关系。其中,XS、ZJ、WZS、HC结果极其显著,ML结果显著,表明不同产地的茶籽枯乙醇提取物均具有清除DPPH自由基的活性。
图 1 不同产区茶籽枯乙醇提取物DPPH自由基清除活性
Figure 1. The DPPH scavenging activity of ethanol extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
表 2 不同产区茶籽枯乙醇提取物DPPH自由基清除活性的一元线性回归方程和EC50值
Table 2. Equation of univariate linear regression and EC50 value of DPPH free radical scavenging activity of ethanol extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半有效浓度(95%置信区间)
IC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.020 2x+0.087 6 20.42(18.56~22.28) 0.981 5** ML y=0.008 5x+0.132 5 43.24(37.95~48.53) 0.931 8* ZJ y=0.019 3x+0.005 2 25.64(23.18~28.10) 0.965 5** WZS y=0.010 3x+0.123 5 36.55(33.06~40.04) 0.970 1** HC y=0.021 3x+0.112 4 18.19(16.52~19.86) 0.978 2** 注:*表示P<0.05;**表示P<0.01。下同。 Note: * indicates P<0.05; ** indicate P<0.01. Similarly hereinafter. 不同产地的茶籽枯乙醇提取物对DPPH自由基清除活性存在明显差异,从DPPH自由基清除率和EC50值来看,HC最强,XS次强,ZJ居中,WZS与ML差距较小,WZS次弱,ML最弱,说明产地是影响茶籽枯乙醇提取物DPPH自由基清除活性的重要因素。
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不同产地的茶籽枯乙酸乙酯萃取物对DPPH自由基清除活性的比较结果如图2和表3所示。DPPH清除率与茶籽枯乙酸乙酯萃取物的质量浓度呈显著正相关,且均具有显著的一元线性回归关系。其中,XS、ZJ、HC产区的结果极其显著,WZS和ML产区的结果显著,表明不同产地的茶籽枯乙酸乙酯萃取物均具有清除DPPH自由基的活性。
图 2 不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物DPPH自由基清除活性
Figure 2. The DPPH scavenging activity of ethyl acetate extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
表 3 不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物DPPH自由基清除活性的一元线性回归方程和EC50值
Table 3. Equation of univariate linear regression and EC50 value of DPPH free radical scavenging activity of ethyl acetate extracts of Camellia vietnamensis seed cake from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半有效浓度(95%置信区间)
EC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.016 7x+0.020 0 28.74(26.17~31.31) 0.982 1** ML y=0.006 1x+0.109 3 64.05(56.83~71.27) 0.950 8* ZJ y=0.014 3x+0.074 5 29.75(27.61~31.89) 0.989 2** WZS y=0.010 4x+0.105 9 37.89(33.78~42.00) 0.945 6* HC y= 0.0107 x+0.1898 29.03(26.67~31.39) 0.9715 **不同产地茶籽枯乙酸乙酯萃取物对DPPH自由基的清除活性存在明显差异。从DPPH自由基清除率与EC50值来看,XS、HC、ZJ三者差异较小,其中XS活性最强,HC次之,ZJ再次,WZS较弱,ML最弱,说明产地是影响茶籽枯乙酸乙酯萃取物DPPH自由基清除活性的重要因素。与乙醇提取物的结果相比,HC对DPPH自由基的清除活性有所降低。
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不同产地的茶籽枯乙醇提取物对ABTS自由基抑制活性的比较结果如图3和表4所示。ABTS抑制率与茶籽枯乙醇提取物的质量浓度呈显著正相关,且均具有极其显著的一元线性回归关系,表明不同产地的茶籽枯乙醇提取物均具有抑制ABTS自由基的活性。
图 3 不同产区茶籽枯乙醇提取物ABTS自由基抑制活性
Figure 3. The ABTS free radical inhibitory activity of ethanol extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
不同产地的茶籽枯乙醇提取物对ABTS自由基的抑制活性存在明显差异。从ABTS抑制率和IC50值来看,HC与ZJ的活性较为接近,其中HC最强,ZJ次之,WZS与ML居中且二者差异较小,XS最弱,说明产地是影响茶籽枯乙醇提取物ABTS自由基抑制活性的重要因素。
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不同产地的茶籽枯乙酸乙酯萃取物对ABTS自由基抑制活性的比较结果如图3和表4所示。ABTS抑制率与茶籽枯乙酸乙酯萃取物的质量浓度呈显著正相关,且均具有极其显著的一元线性回归关系,表明不同产地的茶籽枯乙酸乙酯萃取物均具有抑制ABTS自由基的活性。
表 4 不同产区茶籽枯乙醇提取物ABTS自由基抑制活性的一元线性回归方程和IC50值
Table 4. Equation of univariate linear regression and IC50 value of ABTS free radical inhibitory activity of ethanol extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半抑制浓度(95%置信区间)
IC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.019 6x−0.062 3 28.73(26.11~31.35) 0.951 2** ML y=0.020 1x+0.100 3 19.87(17.92~21.82) 0.968 8** ZJ y=0.020 8x+0.213 4 13.75(11.98~15.52) 0.940 5** WZS y=0.018 5x+0.161 5 18.35(16.54~20.16) 0.970 2** HC y=0.016 0x+0.294 6 12.83(10.91~14.75) 0.923 5** 不同产地的茶籽枯乙酸乙酯萃取物对ABTS自由基的抑制活性存在明显差异。从ABTS抑制率和IC50值来看,HC的活性最强,WZS、ZJ与ML差距较小、活性居中,XS最弱,说明产地是影响茶籽枯乙酸乙酯萃取物ABTS自由基抑制活性的重要因素。与乙醇提取物的结果相比,ZJ对ABTS自由基的抑制活性有所降低。
图 4 不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物ABTS自由基抑制活性
Figure 4. The ABTS free radical inhibitory activity of ethyl acetate extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
表 5 不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物ABTS自由基抑制活性的一元线性回归方程和IC50值
Table 5. Equation of univariate linear regression and IC50 value of ABTS free radical inhibitory activity of ethyl acetate extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半抑制浓度(95%置信区间)
IC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.014 2x+0.023 5 33.50(30.21~36.79) 0.942 6** ML y=0.018 4x−0.031 4 28.85(25.09~32.61) 0.910 5* ZJ y=0.021 0x−0.075 0 27.37(24.52~30.22) 0.960 3** WZS y=0.019 1x+0.000 1 26.15(23.24~29.06) 0.957 8** HC y= 0.0126 x+0.3741 10.00(8.46~11.54) 0.9318 ** -
不同产地的茶籽枯乙醇提取物对FRAP总还原活性的比较结果如图5和表6所示。FRAP总还原活性与茶籽枯乙醇提取物的质量浓呈显著正相关,且均具有极其显著的一元线性回归关系,表明不同产地的茶籽枯乙醇提取物均具备FRAP总还原活性。
图 5 不同产区茶籽枯乙醇提取物FRAP总还原活性
Figure 5. The total reducing activity assayed by FRAP of the ethanol extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
表 6 不同产区茶籽枯乙醇提取物FRAP总还原活性的一元线性回归方程和EC50值
Table 6. Equation of univariate linear regression and EC50 value of the total reducing activity assayed by FRAP of the ethanol extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半有效浓度(95%置信区间)
EC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.018 1x+0.068 4 23.85(21.55~26.15) 0.958 2** ML y=0.011 8x+0.175 8 27.48(25.12~29.84) 0.975 4** ZJ y=0.014 5x+0.178 4 22.18(20.23~24.13) 0.979 5** WZS y=0.010 8x+0.312 4 17.37(15.24~19.50) 0.928 6** HC y=0.016 0x+0.202 6 18.59(16.97~20.21) 0.982 1** 不同产地的茶籽枯乙醇提取物的FRAP总还原活性存在明显差异。从FRAP总还原活性和EC50值来看,WZS与HC的活性差距较小,其中WZS最强,HC次之,ML最弱,说明产地是影响茶籽枯乙醇提取物FRAP总还原活性的重要因素。
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不同产地的茶籽枯乙酸乙酯萃取物对FRAP抗氧化活性的比较结果如图6和表7所示。FRAP总还原活性与茶籽枯乙酸乙酯萃取物的质量浓呈显著正相关,且均具有极其显著的一元线性回归关系,表明不同产地的茶籽枯乙酸乙酯萃取物均具备FRAP抗氧化活性。
图 6 不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物FRAP总还原活性
Figure 6. The total reducing activity assayed by FRAP of the ethyl acetate extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
表 7 不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物FRAP总还原活性的一元线性回归方程和EC50值
Table 7. Equation of univariate linear regression and EC50 value of the total reducing activity assayed by FRAP of ethyl acetate extracts in oil-tea camellia seed cake from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半有效浓度(95%置信区间)
EC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.018 6x−0.002 2 26.99(24.63~29.35) 0.985 7** ML y=0.010 9x+0.095 4 37.12(33.65~40.59) 0.964 2** ZJ y=0.013 5x+0.065 8 32.16(29.17~35.15) 0.972 3** WZS y=0.014 1x+0.172 0 23.26(20.38~26.14) 0.936 5** HC y=0.012 8x+0.021 4 37.40(33.78~41.02) 0.951 8** 不同产地的茶籽枯乙酸乙酯萃取物的FRAP抗氧化活性存在明显差异。从FRAP抗氧化活性和EC50值来看,WZS最强,ZJ次之,XS居中,ML与HC最弱,且后两者之间无明显差异,说明产地是影响茶籽枯乙酸乙酯萃取物FRAP抗氧化活性抑制活性的重要因素。与乙醇提取物的结果相比,HC产区的活性排序发生了显著变化,呈现出完全相反的趋势。
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由图7可知,在所有茶籽枯样品中,乙酸乙酯萃取物的总酚含量普遍高于乙醇提取物,仅ZJ样品的两者含量相近。不同产区茶籽枯的乙醇提取物和乙酸乙酯萃取物在总酚含量上均表现出明显差异。就乙醇提取物而言,总酚含量以HC最高,ZJ次之,XS居中,WZS较低,ML最低,说明产地对其总酚含量有显著影响。就乙酸乙酯萃取物而言,总酚含量以HC最高,XS次之,ZJ居中,WZS较低,ML最低,表明产地同样影响该萃取物的总酚含量。
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从图8可知,在所有茶籽枯样品中,乙酸乙酯萃取物的总皂苷含量普遍低于乙醇提取物,仅在 WZS 样品中两者含量相近。不同产区茶籽枯乙醇提取物、乙酸乙酯萃取物总皂苷含量存在明显差异。不同产区茶籽枯乙醇提取物总皂苷含量表明,HC最高,ZJ次高,WZS居中,ML次低,XS最低,说明不同产地会影响乙醇提取物总酚含量;不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物总皂苷含量表明,HC最高,WZS次高,ML居中,ZJ次低,XS最低,说明不同产地影响茶籽枯乙酸乙酯萃取物总皂苷含量。
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不同产区茶籽枯乙醇提取物、乙酸乙酯萃取物总多糖含量比较结果如图5所示,在所有茶籽枯样品中,乙酸乙酯萃取物的总多糖含量明显低于乙醇提取物。不同产区茶籽枯乙醇提取物、乙酸乙酯萃取物总多糖含量存在明显差异。不同产区茶籽枯乙醇提取物总多糖含量表明,ZJ最高,WZS次高,HC居中,XS次低,ML最低,说明不同产地会影响乙醇提取物多糖含量;不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物总多糖含量表明,ML最高,WZS次高,XS居中,ZJ次低,HC最低,说明不同产地影响茶籽枯乙酸乙酯萃取物总多糖含量。
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本研究选取的油茶枯地理区位相近,但海拔、土壤类型和气候因子差异明显。其中,土壤类型可分为3类,海拔跨度较大;气候因子方面,年降水量和日照时数的差异高于年均温的差异。结合不同地区乙醇提取物的三种抗氧化活性测定结果,HC产区为茶籽枯高抗氧化活性的优势产区,抗氧化活性综合表现最优,总酚和总皂苷含量最高,具有低海拔、红黄壤、温暖湿润等特征。而同属红黄壤的ML产区,抗氧化活性综合表现最弱,总酚和总皂苷含量最低。HC与ML两产区之间,海拔差异明显(ML为
1390 m,HC为21 m),推测海拔是导致二者差异的关键因素,极高海拔可能降低油茶枯的抗氧化活性。研究表明,不同茶籽油抗氧化活性的差异应归因于其生物活性物质组成的差异。DPPH自由基清除能力、铁还原能力与总酚、总黄酮含量呈正相关,而ABTS阳离子抑制能力表现更优,与其较高的茶皂素和多糖含量密切相关[18-20]。
FRAP体系的总还原活性本质是成分的铁离子还原能力,主要依赖于含有邻苯二酚羟基、酮基等强电子供体结构的物质(如黄酮苷元、原花青素、缩合单宁等)。这类成分的合成与土壤的酸碱性及矿质元素含量密切相关[21-23],中酸性喷岩风化土能够促进该类物质的合成,这可能是WZS地区两种提取物在FRAP总还原活性优异的原因。
结合土壤差异,推测决定总酚和总皂苷含量的因素,其关联性先后排序为海拔、土壤、气候。据相关报道,可能因为高海拔地区具有紫外线强度高、昼夜温差较大等特点[24-25]。茶籽枯的抗氧化活性具有体系特异性,同一产区在不同抗氧化活性评价体系中表现差异显著,需结合多指标综合判定,这与Wang等[26]的研究结果一致。
比较5个地区油茶籽枯的3种抗氧化活性测定结果发现,乙酸乙酯萃取物与乙醇提取物的结果存在较大差异。不同地区不仅抗氧化活性成分含量不一,总酚、总多糖、总皂苷含量也存在显著差异。根据聂明等[27]的研究,茶籽油中富含维生素E、β-胡萝卜素、角鲨烯和β-谷甾醇等营养成分,分别属于脂溶性维生素类、类胡萝卜素类、萜类化合物和植物甾醇类,为易溶于乙酸乙酯、微溶于乙醇的脂溶性抗氧化活性物质。但由于乙酸乙酯萃取物在3种抗氧化活性测定试验中结果差异较大,除土壤差异影响较为明显外,其他因素难以进行关联分析。因此,后续研究需进一步深入探讨活性成分含量对应的抗氧化机理,以及不同多组分在抗氧化活性中的协同与拮抗作用等[28]。
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海南省不同产地的茶籽枯均表现出较强的抗氧化活性,且油茶茶籽枯的抗氧化活性及其活性物质组成可能受海拔高度、土壤类型、气候因子等多种因素的共同影响。为充分利用油茶茶籽枯中含量较高的多酚和皂苷,发挥其较强的抗氧化活性,建议在低海拔、温暖湿润、红黄壤分布区域采集茶籽枯原材料。本试验仅初步探讨了产地对茶籽枯抗氧化活性的影响,后续研究可进一步分析不同产地环境因素对抗氧化活性的主效应与互作效应,探讨其对油茶自身适应性的形成意义,从而为油茶林的经营技术制定提供科学依据。
Comparisons of antioxidant activities of Camellia vietnamensis seed cake from different producing areas in Hainan Province
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摘要: 为了探究海南省不同产区越南油茶(Camellia vietnamensis)茶籽枯的抗氧化活性差异,本研究选取白沙黎族自治县细水乡(XS)、白沙黎族自治县金波乡马岭(ML)、琼海市会山镇中酒村(ZJ)、五指山市畅好乡什哈村(WZS)、澄迈县福山镇长安村侯臣咖啡文化村(HC)等5 个产区的越南油茶茶籽枯为材料,测定其乙醇提取物及乙酸乙酯萃取物的DPPH自由基清除能力、ABTS + 自由基抑制能力和铁总还原能力(FRAP),分析其多酚、皂苷和多糖等总含量。结果表明,5 个产区茶籽枯均具有显著抗氧化活性,且产地差异显著:HC 产区为高抗氧化活性优势产区,乙醇提取物的 DPPH、ABTS + 自由基清除、抑制活性最优,总酚和总皂苷含量最高;WZS 产区 FRAP 总还原活性表现突出;ML 产区各项抗氧化活性及总酚、总皂苷含量均为最低,海拔高度可能是其与同属红黄壤的HC产区差异的关键因素。乙酸乙酯萃取物的抗氧化活性稍弱于乙醇提取物,且其多酚总含量普遍更高、皂苷和多糖的总含量更低。由此可见,茶籽枯的抗氧化活性可能受海拔、气候因子、土壤类型共同调控,并且低海拔、温暖湿润气候、红黄壤分布的区域的茶籽枯似乎抗氧化活性最强。本研究为海南越南油茶的合理种植、茶籽枯副产物的资源化利用及油茶产业链完善等提供了理论依据,也为后续深入研究活性成分的抗氧化机理及组分间协同、拮抗作用等奠定了基础。Abstract: To investigate the differences in antioxidant activities of Camellia vietnamensis seed cake from different producing areas in Hainan Province, seed cake samples were collected from five areas, namely Xisha Township (XS) and Jinbo Township (ML) in Baisha county; Zhongjiu Village (ZJ), Huishan Town in Qionghai city; Shisha Village, Changhao Township in Wuzhishan (WZS); Houchen Coffee Culture Village (HC), Chang’an Village, Fushan Town in Chengmai county, and extracted with ethanol and ethyl acetate to determine their DPPH radical scavenging capacity, ABTS+ free radical inhibitory capacity, and FRAP total reducing activity as well as their total contents of polyphenols, saponins, and polysaccharides. The results showed that the seed cakes from all the five C. vietnamensis producing areas exhibited significant antioxidant activities with obvious geographical differences. The C. vietnamensis seed cake from the HC producing area had the highest antioxidant activity, and its ethanol extract showed the optimal DPPH and ABTS+ free radical scavenging capacity and inhibitory activities, respectively, as well as the highest total phenolic and total saponin contents. The seed cake from the WZS producing area displayed outstanding FRAP total reducing activity. The seed cake from the ML producing area had the lowest antioxidant activities and contents of total phenols and total saponins. The altitude might be the key factor causing the difference between the seed cakes from the ML and HC areas where the soil is red-yellow soil. The ethyl acetate extracts had the slightly lower antioxidant activities than the ethanol extracts. Generally, the ethyl acetate extracts had higher total polyphenol contents but lower total saponin and polysaccharide contents. In summary, the antioxidant activities of the seed cakes were jointly regulated by altitude, soil type, and climatic factors, and the seed cakes from the areas with lower altitude, warm and moist climate, yellow-red soil seems to have the highest antioxidant activity. These findings provide a theoretical basis for the rational cultivation of C. vietnamensis in Hainan province, and the resource utilization of seed cake by-products to improve the camellia industrial chain, and they also lay a foundation for further research on the antioxidant mechanism of bio-active components and the synergistic or antagonistic effects among components.
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Key words:
- Camellia vietnamensis /
- producing area /
- seed cake /
- antioxidant activity /
- bio-active component
-
表 1 油茶产地主要环境条件
Table 1 The main factors of the Camellia vietnamensis producing areas
产区
Producing area海拔/m
Altitude/m经纬度
Longitude and
latitude土壤类型
Soil type均温/℃
Annual average
temperature年降水量/mm
Annual
rainfall年日照时数/h
Annual
Sunshine durationXS 110.0 19°12′36′′N
109°32′24′′E红黄壤
Red-yellow soil24.0 1 701.2 2 266.5 ML 1390.0 19°14′24′′N
109°10′12′′E红黄壤
Red-yellow soil25.5 1 687.1 2 266.5 ZJ 13.0 19°5′18.30′′ N
110°18′18.29′′ E丘陵砂黄砖土
Sandy loam in hilly areas25.3 2 477.5 1 684.6 WZS 328.5 18◦40′31′′ N
109◦27′56′′ E中酸性喷岩风化土
Medium acid blast weathered soil22.4 1 906.0 2 000.0 HC 21.0 19°54′00′′N
109°54′00′′E红黄壤
Red-yellow soil24.7 2 250.0 1 900.0 注:XS,白沙黎族自治县细水乡;ML,白沙黎族自治县金波乡马岭;ZJ,琼海市会山镇中酒村;WZS,五指山市畅好乡什哈村;HC,澄迈县福山镇长安村侯臣咖啡文化村。下同。 Note: XS: Xishui Township, Baisha Li Autonomous County ; ML: Maling, Jinbo Township, Baisha Li Autonomous County; ZJ: Zhongjiu Village, Huishan Town, Qionghai City; WZS: Shiha Village, Changhao Township, Wuzhishan City; HC: Houchen Coffee Cultural Village, Chang’an Village, Fushan Town, Chengmai County. Similarly hereinafter. 表 2 不同产区茶籽枯乙醇提取物DPPH自由基清除活性的一元线性回归方程和EC50值
Table 2 Equation of univariate linear regression and EC50 value of DPPH free radical scavenging activity of ethanol extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半有效浓度(95%置信区间)
IC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.020 2x+0.087 6 20.42(18.56~22.28) 0.981 5** ML y=0.008 5x+0.132 5 43.24(37.95~48.53) 0.931 8* ZJ y=0.019 3x+0.005 2 25.64(23.18~28.10) 0.965 5** WZS y=0.010 3x+0.123 5 36.55(33.06~40.04) 0.970 1** HC y=0.021 3x+0.112 4 18.19(16.52~19.86) 0.978 2** 注:*表示P<0.05;**表示P<0.01。下同。 Note: * indicates P<0.05; ** indicate P<0.01. Similarly hereinafter. 表 3 不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物DPPH自由基清除活性的一元线性回归方程和EC50值
Table 3 Equation of univariate linear regression and EC50 value of DPPH free radical scavenging activity of ethyl acetate extracts of Camellia vietnamensis seed cake from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半有效浓度(95%置信区间)
EC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.016 7x+0.020 0 28.74(26.17~31.31) 0.982 1** ML y=0.006 1x+0.109 3 64.05(56.83~71.27) 0.950 8* ZJ y=0.014 3x+0.074 5 29.75(27.61~31.89) 0.989 2** WZS y=0.010 4x+0.105 9 37.89(33.78~42.00) 0.945 6* HC y= 0.0107 x+0.1898 29.03(26.67~31.39) 0.9715 **表 4 不同产区茶籽枯乙醇提取物ABTS自由基抑制活性的一元线性回归方程和IC50值
Table 4 Equation of univariate linear regression and IC50 value of ABTS free radical inhibitory activity of ethanol extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半抑制浓度(95%置信区间)
IC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.019 6x−0.062 3 28.73(26.11~31.35) 0.951 2** ML y=0.020 1x+0.100 3 19.87(17.92~21.82) 0.968 8** ZJ y=0.020 8x+0.213 4 13.75(11.98~15.52) 0.940 5** WZS y=0.018 5x+0.161 5 18.35(16.54~20.16) 0.970 2** HC y=0.016 0x+0.294 6 12.83(10.91~14.75) 0.923 5** 表 5 不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物ABTS自由基抑制活性的一元线性回归方程和IC50值
Table 5 Equation of univariate linear regression and IC50 value of ABTS free radical inhibitory activity of ethyl acetate extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半抑制浓度(95%置信区间)
IC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.014 2x+0.023 5 33.50(30.21~36.79) 0.942 6** ML y=0.018 4x−0.031 4 28.85(25.09~32.61) 0.910 5* ZJ y=0.021 0x−0.075 0 27.37(24.52~30.22) 0.960 3** WZS y=0.019 1x+0.000 1 26.15(23.24~29.06) 0.957 8** HC y= 0.0126 x+0.3741 10.00(8.46~11.54) 0.9318 **表 6 不同产区茶籽枯乙醇提取物FRAP总还原活性的一元线性回归方程和EC50值
Table 6 Equation of univariate linear regression and EC50 value of the total reducing activity assayed by FRAP of the ethanol extracts of Camellia vietnamensis seed cakes from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半有效浓度(95%置信区间)
EC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.018 1x+0.068 4 23.85(21.55~26.15) 0.958 2** ML y=0.011 8x+0.175 8 27.48(25.12~29.84) 0.975 4** ZJ y=0.014 5x+0.178 4 22.18(20.23~24.13) 0.979 5** WZS y=0.010 8x+0.312 4 17.37(15.24~19.50) 0.928 6** HC y=0.016 0x+0.202 6 18.59(16.97~20.21) 0.982 1** 表 7 不同产区茶籽枯乙酸乙酯萃取物FRAP总还原活性的一元线性回归方程和EC50值
Table 7 Equation of univariate linear regression and EC50 value of the total reducing activity assayed by FRAP of ethyl acetate extracts in oil-tea camellia seed cake from different producing areas
样品
Sample线性回归方程
Regression equation半有效浓度(95%置信区间)
EC50 /(g·L−1)(95% CI)决定系数
R2XS y=0.018 6x−0.002 2 26.99(24.63~29.35) 0.985 7** ML y=0.010 9x+0.095 4 37.12(33.65~40.59) 0.964 2** ZJ y=0.013 5x+0.065 8 32.16(29.17~35.15) 0.972 3** WZS y=0.014 1x+0.172 0 23.26(20.38~26.14) 0.936 5** HC y=0.012 8x+0.021 4 37.40(33.78~41.02) 0.951 8** -
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