类胡萝卜素是一类具有多种生物活性的天然色素，主要存在于存在于动物、高等植物、真菌、藻类的黄色、橙红色或红色的色素之中^[1]。已有研究表明，α-胡萝卜素和β-胡萝卜素等类胡萝卜素在人体内可合成维生A，从而促进视觉细胞中感光物质的合成，有助于预防夜盲症。类胡萝卜素还具有抗氧化^[2]、免疫调节^[3]、抗癌^[4]和抗衰老^[5]等作用。更重要的是，类胡萝卜素为减少与年龄有关的眼病^[6-7]和心血管疾病的发病率提供了膳食来源^[8-9]。大量研究证明摄入富含类胡萝卜素的蔬菜、水果等食物具有潜在的健康有益作用^[10]，因此类胡萝卜素在人类健康和营养方面发挥着至关重要的作用。然而，构成类胡萝卜素化学结构的高度不饱和长烃链降低了它的水溶性和生物利用度^[11]，还增加了它们对光、pH、氧和高温的敏感性，限制了它们的工业适用性^[12-13]。

先前的研究表明许多具有抗氧化性的活性物质之间存在相互作用（协同作用，加和作用，拮抗作用），这些物质包括纯化的化合物、粗提取物和合成的抗氧化剂。因此目前增加类胡萝卜素抗氧化性和稳定性的方法有添加多酚、黄酮等辅色素类活性物质，通过氢键、静电吸附、范德华力等相互作用增强类胡萝卜素的抗氧化性和稳定性^[14]。已有研究证明某些抗氧化剂可被其他抗氧化剂再生，例如，已使用α-生育酚，维生素C和β-胡萝卜素以及叶黄素的组合证明了抗氧化协同作用，其相互作用机制主要是通过在水相和脂质相的界面处的抗氧化剂之间转移电子或氢原子^[15]。例如，细胞膜中的番茄红素或β-胡萝卜素通过减少其自由基来恢复和延长叶黄素和玉米黄素的抗氧化活性^[16]。Brito等^[17]的研究发现在溶液和有组织的脂质组件（例如胶束，脂质体，乳剂和脂蛋白）中，类胡萝卜素和其他饮食抗氧化剂可以相互作用。Ancos等^[18]的研究表明黄酮、单宁、没食子酸盐和类黄酮等化合物之间具有体外抗氧化和抗增殖的协同活性。但是，目前的研究中，多酚与类胡萝卜素之间是否存在相互作用，以及此类相互作用会对类胡萝卜素抗氧化性和稳定性产生何种影响还没有详细的研究。且复合抗氧化剂中抗氧化剂单体间的相互作用状态会随着浓度的变化而发生改变，因此，研究不同浓度下两种抗氧化剂的相互作用状态也是十分重要的。

本实验以黄色水果中含量较高的四种常见类胡萝卜素（叶黄素、玉米黄素、β-胡萝卜素、番茄红素）和四种多酚（儿茶素、槲皮素、山奈酚、没食子酸儿茶素没食子酸酯）为原料，研究了不同浓度下多酚与类胡萝卜素的DPPH、ABTS⁺自由基清除率的变化，并计算了多酚单体与类胡萝卜素单体的相互作用指数，分析了不同多酚单体和类胡萝卜素单体的相互作用强弱以及其相互作用与浓度之间的关系。进一步研究了多酚单体在不同条件下（光、温度、pH、金属离子、氧化剂）对类胡萝卜素稳定性的影响，为利用活性物质之间的相互作用提高类胡萝卜素的抗氧化性和稳定性以及类胡萝卜素在食品中的应用提供了一定的数据支撑和理论依据。

1.   材料与方法

1.1   材料与仪器

叶黄素、玉米黄素、β-胡萝卜素、番茄红素、儿茶素、槲皮素、山奈酚、没食子酸酯标准品（纯度>99%）　均来自上海源叶生物科技有限公司；2,2-联苯基-1-苦基肼基（DPPH）、2,2'-联氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐（ABTS）、氯化钠（NaCl）、氯化钙（CaCl₂）、氯化镁（MgCl₂）、氯化铁（FeCl₃）、氯化钾（KCl）、氢氧化钠（NaOH）、过氧化氢（分析纯）　均来自上海阿拉丁生化科技有限公司；盐酸（HCl，分析纯）　广东广试试剂有限公司。

UV-1900i紫外分可见光光度计　日本岛津公司；VU711-HCJ-4C恒温数显磁力搅拌水浴锅　北京海富达科技有限公司；SW-CJ-1F紫外超净工作台　成都苏净科技有限公司；Varioskan LUX多功能酶标仪　美国赛默飞公司。

1.2   实验方法

1.2.1   类胡萝卜素抗氧化性的测定

1.2.1.1   DPPH自由基清除率的测定

参考Kaur等^[19]的方法进行DPPH自由基清除率的测定，分别取不同浓度（0.02~0.10 mg/mL）的四种类胡萝卜素溶液、四种多酚溶液或类胡萝卜素-多酚混合溶液（1:1）50 μL与150 μL 0.3 mmol/L的DPPH甲醇溶液混合。2000 r/min涡旋振荡30 s后于室温暗处反应20 min。在反应期间，DPPH试剂中的自由电子与抗氧化剂配对，降低了DPPH的蓝色，这导致含有抗氧化剂的样品的吸光度降低。反应完成后使用酶标仪在517 nm处测量样品的吸光度。样品的DPPH自由基清除率计算公式如下：

式中：${\mathrm{A}}_{\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{517\;\mathrm{n}\mathrm{m}}$为未添加样品（以同体积乙醇溶液代替）的DPPH溶液在517 nm处的吸光度；${\mathrm{A}}_{\mathrm{s}\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{p}\mathrm{l}\mathrm{e}}^{517\;\mathrm{n}\mathrm{m}}$为添加了样品的DPPH溶液在517 nm处的吸光度。

1.2.1.2   ABTS⁺自由基清除率的测定

ABTS⁺自由基清除率的测定参考Kiselova-kaneva^[20]的方法，分别取不同浓度（0.01~0.05 mg/mL）的类胡萝卜素溶液、多酚溶液或类胡萝卜素-多酚混合溶液（1:1）10 µL与200 µL的ABTS⁺自由基溶液（7 mmol/L）混合。涡旋振荡30 s后在室温下避光反应6 min，用酶标仪测定样品在734 nm处的吸光值。样品的ABTS自由基清除率计算公式如下：

式中：${\mathrm{A}}_{\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{t}\mathrm{r}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{734\;\mathrm{n}\mathrm{m}}$为未添加样品的ABTS溶液在734 nm处的吸光度；${\mathrm{A}}_{\mathrm{s}\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{p}\mathrm{l}\mathrm{e}}^{734\;\mathrm{n}\mathrm{m}}$为添加了样品的ABTS溶液在734 nm处的吸光度。

1.2.1.3   相互作用指数计算

相互作用指数计算参考Panya等^[21]的方法，公式如下：

式中：${\mathrm{W}}_{(\mathrm{a}+\mathrm{b})}$为多酚和类胡萝卜素混合溶液的自由基清除率，%；${\mathrm{W}}_{\mathrm{a}}$为类胡萝卜素溶液的自由基清除率，%；${\mathrm{W}}_{\mathrm{b}}$为多酚溶液的自由基清除率，%。

当相互作用指数>1时，表明两种物质存在协同作用；当相互作用指数=1时，表明两种物质存在加和作用；当相互作用指数<1时，表明两种物质存在拮抗作用。多酚单体与类胡萝卜素单体的协同指数以不同浓度下的协同指数平均值表示。

1.2.2   类胡萝卜素的稳定性测定

为了探究不同条件下多酚对类胡萝卜素稳定性的影响，将0.05 mg/mL多酚溶液添加到0.05 mg/mL类胡萝卜素溶液（以β-胡萝卜素代替）中，分别置于并在不同条件下（光照、温度、pH、金属离子、氧化剂）反应一段时间。

后测定其在450 nm处的吸光度值，通过公式（4）测定溶液中类胡萝卜素的保留率：

式中：${\mathrm{A}}_{1}^{450\;\mathrm{ }\mathrm{n}\mathrm{m}}$是反应后类胡萝卜素溶液在450 nm处的吸光度值；${\mathrm{A}}_{2}^{450\;\mathrm{ }\mathrm{n}\mathrm{m}}$是反应前类胡萝卜素溶液在450 nm处的吸光度值。

1.2.2.1   多酚对类胡萝卜素光稳定性的影响

取3组10 mL多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明玻璃样品瓶中，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），密封后分别置于避光、自然光、550 lx紫外光条件下，静置24 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。

1.2.2.2   多酚对类胡萝卜素温度稳定性的影响

取5组10 mL多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明PA瓶中，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），密封后分别置于60、70、80、90、100 ℃条件下水浴1 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。

1.2.2.3   多酚对类胡萝卜素pH稳定性的影响

取7组10 mL多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明PA瓶中，使用1 mol/L HCl溶液和1 mol/L NaOH溶液将各组溶液pH分别调至1、3、5、7、9、11、13，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），涡旋振荡30 s后静置1 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。

1.2.2.4   多酚对类胡萝卜素金属离子稳定性的影响

取5组10 mL多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明PA瓶中，分别加入1 mL 0.05 mol·L⁻¹的NaCl、CaCl₂、MgCl₂、FeCl₃、KCl，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），涡旋振荡30 s后静置1 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。

1.2.2.5   多酚对类胡萝卜素氧化剂稳定性的影响

取6组10 mL多酚-类胡萝卜素复合溶液（1:1，v/v）置于透明PA瓶中，分别加入不同体积分数（0、1%、2%、3%、4%、5%）的H₂O₂溶液，并设置对照组（以等体积的乙醇溶液代替多酚溶液），涡旋振荡30 s后静置1 h，测定反应前后溶液吸光度值变化。

1.3   数据处理

所有实验均重复三次，实验结果以平均值$\pm$标准差表示。使用SPSS 20.0软件的Tukey检验进行显著性分析，P<0.05表明差异显著，采用Origin 2020和Graphpad Prism 9软件进行数据图形化处理，分子结构式采用Chem Draw 16.0绘制。

2.   结果与分析

2.1   多酚对类胡萝卜素抗氧化性的影响

2.1.1   多酚对叶黄素抗氧化性的影响

由图2、图3可知，叶黄素具有较好的自由基清除能力，山奈酚的DPPH自由基清除能力相对其他三种多酚单体较弱，没食子酸酯的ABTS⁺自由基清除能力相对其他三种多酚单体较强。在浓度低于0.06 mg/mL时，儿茶素、槲皮素和没食子酸酯与叶黄素在DPPH清除率方面均表现出不同程度的协同作用，当浓度为0.06~0.1 mg/mL时，四种多酚单体与叶黄素存在拮抗作用，这一现象也可能是由于当抗氧化剂浓度较高时，单一抗氧化剂已经能够将自由基全部清除^[15]。在各溶液浓度低于0.02 mg/mL时，四种多酚单体均与叶黄素表现出较强的ABTS⁺自由基清除率协同作用，随着浓度增大，ABTS⁺自由基被完全清除，因此无法准确判断是否存在协同作用或拮抗作用。结合相互作用指数可知，没食子酸酯与叶黄素对于DPPH自由基清除率的协同作用最强，且协同作用在浓度为0.04 mg/mL时最强，儿茶素、槲皮素、山奈酚与叶黄素在ABTS⁺自由基清除率上均具有较强的协同作用。已有研究表明，类胡萝卜素与其他抗氧化剂之间的相互作用可能是由于再生假说或复合作用^[15]。因此多酚与类胡萝卜素之间的协同作用可能是由于抗氧化性相对较弱的抗氧化剂再生了抗氧化剂相对较强的抗氧化剂，或者多酚与类胡萝卜素之间通过离子交换或分子间作用力（氢键、范德华力、静电吸附）形成抗氧化性更强的复合物^[15]。图1显示了多酚和类胡萝卜素的分子结构式，多酚含有大量的酚羟基，而类胡萝卜素含有大量不饱和键，因此多酚的酚羟基能够与类胡萝卜素苯环上的氢原子或长碳链上的氢原子反应形成酮键从而增强体系的抗氧化性和稳定性，而随着浓度的增加溶液体系中两种物质的分子数差距过大无法充分反应结合，或一个类萝卜素分子与多个多酚分子结合从而使抗氧化性降低^[22]，与前人研究中，两种具有协同作用的抗氧化剂在浓度达到一定程度时，出现拮抗作用的现象相符合^{[16, 23]}。

图  1  类胡萝卜素与多酚的化学式与分子结构图

Figure  1.  Chemical formula and molecular structure diagram of carotenoids and polyphenols

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图  2  多酚对叶黄素DPPH自由基清除率的影响

Figure  2.  Effect of polyphenols on the DPPH radical scavenging rate of lutein

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图  3  多酚对叶黄素ABTS⁺自由基清除率的影响

Figure  3.  Effect of polyphenols on the ABTS⁺ radical scavenging rate of lutein

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2.1.2   多酚对玉米黄素抗氧化性的影响

由图4和图5可以看出，多酚、玉米黄素以及多酚-玉米黄素混合溶液的抗氧化性都在一定范围内随着浓度的增加逐渐增强。通过各复合溶液的抗氧化性相互作用指数可知，儿茶素、槲皮素、山奈酚三种物质与玉米黄素在DPPH自由基清除率上表现出协同作用，当溶液浓度增加到0.06 mg/mL时，协同作用明显增强；儿茶素和槲皮素与玉米黄素在ABTS⁺自由基清除率上表现出协同作用，且在浓度低于0.04 mg/mL时协同作用更强。在相同浓度下，协同指数越大，表明两种物质的协同作用越强，因此，山奈酚和玉米黄素在0.1 mg/mL浓度下有最强的DPPH自由基清除率协同作用，槲皮素和玉米黄素在0.01 mg/mL浓度下对于ABTS⁺自由基清除率的协同作用相对更强。

图  4  多酚对玉米黄素DPPH自由基清除率的影响

Figure  4.  Effect of polyphenols on the DPPH radical scavenging rate of zeaxanthin

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图  5  多酚对玉米黄素ABTS⁺自由基清除率的影响

Figure  5.  Effect of polyphenols on the ABTS⁺ radical scavenging rate of zeaxanthin

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2.1.3   多酚对β-胡萝卜素抗氧化性的影响

由图6、图7可以看出，对于DPPH清除率，多酚与β-胡萝卜素在浓度低于0.04 mg/mL时未表现出协同作用，当浓度继续增大，四种多酚单体均与β-胡萝卜素表现出不同程度的协同作用，其中山奈酚对其抗氧化性的积极作用最显著。对于ABTS⁺自由基清除率，儿茶素和槲皮素与β-胡萝卜素在溶液浓度低于0.04 mg/mL时，表现出明显的协同作用，没食子酸酯与β-胡萝卜素在浓度处于0.01~0.05 mg/mL时可能产生拮抗作用，这可能是由于抗氧化活性较强的抗氧化剂解离出氢离子与自由基结合后，弱的抗氧化剂提供氢离子给强抗氧化剂再生类强的抗氧化剂，或形成抗氧化性更弱的复合物，从而提高了整个体系的抗氧化活性。总的来说，β-胡萝卜素与山奈酚在浓度为0.1 mg/mL时具有最强的DPPH自由基清除协同作用，而β-胡萝卜素和槲皮素在浓度为0.02 mg/mL时具有最强的ABTS⁺自由基清除协同作用。

图  6  多酚对β-胡萝卜DPPH自由基清除率的影响

Figure  6.  Effect of polyphenols on the DPPH radical scavenging rate of β-carotene

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图  7  多酚对β-胡萝卜ABTS⁺自由基清除率的影响

Figure  7.  Effect of polyphenols on the ABTS⁺ radical scavenging rate of β-carotene

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2.1.4   多酚对番茄红素抗氧化性的影响

由图8、图9可以看出，对于DPPH自由基清除率，儿茶素、槲皮素和山奈酚与番茄红素在浓度处于0.04~0.1 mg/mL时具有协同作用，而相同浓度范围内的没食子酸酯与番茄红素未表现出协同作用。对于ABTS⁺自由基清除率，四种多酚单体与番茄红素在浓度处于0.01~0.05 mg/mL时均无协同作用，且槲皮素、山奈酚和没食子酸酯与番茄红素表现出抗氧化性拮抗作用。结合相互作用指数可知，山奈酚与番茄红素在DPPH自由基清除率上具有最强强的协同作用，而没食子酸酯与番茄红素在ABTS⁺自由基清除率上具有较强的拮抗作用。

图  8  多酚对番茄红素DPPH自由基清除率的影响

Figure  8.  Effect of polyphenols on the DPPH radical scavenging rate of lycopene

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图  9  多酚对番茄红素ABTS⁺自由基清除率的影响

Figure  9.  Effect of polyphenols on the ABTS⁺ radical scavenging rate of lycopene

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因此，可以发现浓度对抗氧化物之间的相互作用具有较大的影响，且相同的两种抗氧剂对于不同的体外抗氧化性评价方法可能表现出不同的相互作用，在使用多酚类物质与类胡萝卜素之间的协同作用来提高抗氧化性时，需要考虑到具体的适用范围^[24-25]。

2.2   多酚对类胡萝卜素稳定性的影响

2.2.1   多酚对类胡萝卜素光照稳定性的影响

类胡萝卜素的降解主要是因为被氧化，这可能是由于在加工、运输和储存过程中暴露于光造成的，类胡萝卜素对光的敏感会导致其暴露于光照条件下时发生降解从而丧失生物活性^[26]，因此探究其光稳定性是十分重要的。通过图10可以看出，在自然光照射下类胡萝卜素的保留率下降了7.55%~21.38%，其中儿茶素和山奈酚显著增加了类胡萝卜素的保留率（P<0.05），且山奈酚的增强作用又显著优于儿茶素（P<0.05），而槲皮素和没食子酸酯对增强类胡萝卜素的保留率无显著作用（P>0.05）。在紫外光照射下，类胡萝卜素的保留率下降了51.82%~62.14%，儿茶素和山奈酚同样显著增加了紫外光下类胡萝卜素的保留率（P<0.05），二者的增强作用无显著差异（P>0.05）。因此，添加儿茶素和山奈酚能降低类胡萝卜素在自然光和紫外光条件下的降解率，增加类胡萝卜素的光稳定性，但增强效果有限，这可能是由于多酚的浓度受到限制以及多酚因为自身的多羟基结构也易氧化分解^[27-28]。

图  10  不同光照下类胡萝卜素的保留率

注：各组中不同小写字母表示同一光照条件下差异显著（P<0.05）；A：类胡萝卜素溶液；B：类胡萝卜素-儿茶素复合溶液；C：类胡萝卜素-槲皮素复合溶液；D：类胡萝卜素-山奈酚复合溶液；E：类胡萝卜素-没食子酸酯复合溶液，图11~图14同。

Figure  10.  Retention of carotenoids under different light

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2.2.2   多酚对类胡萝卜素温度稳定性的影响

由图11可知，随着温度的升高，类胡萝卜素的保留率逐渐下降，当温度低于90 ℃时，多酚能有效抑制类胡萝卜素的降解。温度为60 ℃时，5组类胡萝卜素溶液均只有少量降解，且无显著差异（P>0.05）。当温度为70 ℃时，未添加多酚的类胡萝卜素降解了21.18%，而添加儿茶素的类胡萝卜素仅降解了10.23%，添加山奈酚的类胡萝卜素仅降解7.46%，添加儿茶素和山奈酚的类胡萝卜素保留率显著高于未添加多酚和添加槲皮素和没食子酸酯的类胡萝卜。温度为80 ℃时，未添加多酚的类胡萝卜素降解了25.52%，与添加儿茶素、槲皮素和没食子酸酯的类胡萝卜素无显著差异（P>0.05），添加儿茶素和山奈酚的类胡萝卜素分别降解了18.45%和13.12%，均与其他三组之间存在显著差异（P<0.05）。当温度为90 ℃时，未添加多酚的类胡萝卜素降解了38.46%，添加多酚的类胡萝卜素降解了25.15%~22.73%，其中添加儿茶素和山奈酚的类胡萝卜素保留率显著高于添加槲皮素和没食子酸酯的类胡萝卜素，所有添加多酚的类胡萝卜保留率均显著高于未添加多酚的类胡萝卜素（P<0.05）。当温度达到100 ℃时，5组类胡萝卜素的保留率均大幅降低，未添加多酚的类胡萝卜素保留率下降至48.96%，添加儿茶素和山奈酚的类胡萝卜素保留率虽然显著高于未添加多酚的类胡萝卜素（P<0.05），但是也仅保留55.75%左右。因此，当温度过高时，多酚失去对类胡萝卜素的保护作用，这可能是由于高温下多酚极易分解从而无法起到对类胡萝卜素的护色作用^[29-30]。

图  11  不同温度下类胡萝卜素的保留率

注：各组中不同小写字母表示同一温度条件下差异显著（P<0.05）；

Figure  11.  Retention of carotenoids at different temperature

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2.2.3   多酚对类胡萝卜素pH稳定性的影响

由图12可知，类胡萝卜素在中性和碱性条件下具有较高的稳定性，而在强酸性条件下不稳定，pH1和pH3条件下，类胡萝卜素的保留率显著低于pH大于5条件下的类胡萝卜保留率，这与Song等^[31]的研究结果一致。通过对比不同类胡萝卜素溶液中类胡萝卜素的保留率可以看出，添加多酚后类胡萝卜素在不同pH条件下的保留率有所增加，因此添加多酚可以增强类胡萝卜素的pH稳定性。在pH1时，添加多酚后类胡萝卜素的保留率增加了3.97%~17.56%；在pH3时，添加多酚后类胡萝卜素的保留率增加了1.85%~11.24%；在pH5时，添加多酚后类胡萝卜素的保留率增加了1.02%~16.36%；在所有酸性条件下，山奈酚对类胡萝卜素保留率的增强作用最优，且均显著高于其他组（P<0.05）。在中性和碱性条件下各组类胡萝卜素溶液中类胡萝卜素的保留率无显著差异（P>0.05）。四种多酚对类胡萝卜素pH稳定性的增强作用从大到小依次为山奈酚、儿茶素、槲皮素、没食子酸酯。

图  12  不同pH下类胡萝卜素的保留率

注：各组中不同小写字母表示不同pH条件下保留率差异显著（P<0.05）。

Figure  12.  Retention of carotenoids at different pH

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2.2.4   多酚对类胡萝卜素金属离子稳定性的影响

由图13可知，添加K⁺类胡萝卜素的保留率几乎无影响；添加Mg²⁺，Ca²⁺，Na⁺对类胡萝卜的保留率有较小的影响，在Mg²⁺，Ca²⁺，Na⁺存在的条件下，未添加多酚的类胡萝卜素保留率下降了5.12%~9.26%，添加多酚的类胡萝卜素保留率下降了0~8.64%，其中添加儿茶素和山奈酚后类胡萝卜的保留率几乎未下降，显著高于未添加多酚组，添加槲皮素也显著增强了类胡萝卜素在Na⁺条件下的稳定性；而添加Fe³⁺后未添加多酚的类胡萝卜素保留率下降了32.55%，添加山奈酚的类胡萝卜素保留率仅下降7.25%，与其他组之间具有显著性差异，添加儿茶素和槲皮素的类胡萝卜素保留率分别下降14.10%和17.88%，保留率显著高于添加没食子酸酯和未添加多酚的类胡萝卜素，添加没食子酸酯的类胡萝卜素保留率下降28.78%， 与未添加多酚组无显著差异（P>0.05）。结果表明，保存类胡萝卜素的过程中应尽量避免与Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺接触。添加多酚能提高类胡萝卜素的金属离子稳定性，其中添加山奈酚对类胡萝卜素稳定性的增强作用最好。

图  13  不同金属离子条件下类胡萝卜素的保留率

注：各组中不同小写字母表示同一金属离子条件下保留率差异显著（P<0.05）。

Figure  13.  Retention of carotenoids at different metal ion

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2.2.5   多酚对类胡萝卜素氧化剂稳定性的影响

由图14可知，不同浓度的氧化剂对类胡萝卜素的保留率影响较小，这一现象表明类胡萝卜素具有一定的抗氧化能力。随着氧化剂浓度的增加，类胡萝卜素的保留率有少量下降，这是因为少部分类胡萝卜素被氧化分解。且添加多酚后类胡萝卜素保留率有少量上升，但与未添加多酚的类胡萝卜素无显著差异（P>0.05），这是因为类胡萝卜素与多酚都具有较好的抗氧化性，即使未添加多酚，类胡萝卜素的保留率也始终保持90%以上，添加多酚后，H₂O₂先氧化了部分多酚，使类胡萝卜保留率升高^[32]。

图  14  不同H₂O₂浓度下类胡萝卜素的保留率

注：ns（not significant）表明无显著差异（P>0.05）。

Figure  14.  Retention of carotenoids at different H₂O₂ concentrations

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3.   结论

本实验分析了不同浓度下多酚与类胡萝卜素的DPPH、ABTS⁺自由基清除率的变化，结合多酚与类胡萝卜素的相互作用指数，发现浓度对抗氧化物之间的相互作用具有较大的影响，且相同的两种抗氧剂对于不同的体外抗氧化性评价方法可能表现出不同的相互作用。总体而言，各多酚单体对类胡萝卜素抗氧化性和稳定的强弱大小为：山奈酚>儿茶素>槲皮素>没食子酸酯。其中，山奈酚和玉米黄素在浓度为0.1 mg/mL具有最高的DPPH自由基清除率协同作用，儿茶素和β-胡萝卜在浓度为0.02 mg/mL具有最高的ABTS⁺自由基清除率协同作用。通过研究多酚对类胡萝卜素在不同条件下的保留率的影响发现，添加儿茶素和山奈酚可以使类胡萝卜素在自然光和紫外光下的保留率提高10.32%~13.82%，100 ℃以下高温的保留率提高6.79%～13.72%，pH<5条件下的保留率提高1.02%～17.56%及多种金属离子（Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺）条件下的保留率提高9.26%～25.3%，从而一定程度上提高类胡萝卜素的稳定性，而槲皮素和没食子酸酯对类胡萝卜素的稳定性基本无显著提升。本研究为利用活性物质之间的相互作用提高类胡萝卜素的抗氧化性和稳定性以及类胡萝卜素在食品中的应用提供了一定的数据支撑和理论依据，为进一步地研究类胡萝卜素与多酚在细胞水平的相互作用机制提供了一定的参考。