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鼠尾草提取物多酚含量与抗氧化活性的研究



全 文 :143
鼠尾草提取物多酚含量
与抗氧化活性的研究
章 林,冷雪娇,黄 明*
(南京农业大学国家肉品质量安全控制工程技术研究中心,江苏南京 210095)
摘 要:研究从不同的角度来评价鼠尾草提取物的抗氧化活性。采用 50%丙酮和 70%乙醇两种溶剂对鼠尾草进行提
取,用 Folin-Ciocalteu法测定提取物中的多酚含量,并用四种方法,即清除 DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基
法、螯合 Fe2 +法、还原力法和磷钼络合物法测定提取物的抗氧化活性。研究结果表明,50%丙酮提取物中的多酚含量
显著高于 70%乙醇提取物。鼠尾草提取物具有良好的自由基清除能力、螯合 Fe2 +能力、还原能力和总抗氧化能力。
鼠尾草 50%丙酮提取物的抗氧化活性总体上比 70%乙醇提取物高(还原力除外)。
关键词:多酚含量,鼠尾草,DPPH,螯合 Fe2 +,还原力,磷钼络合物法
The polyphenolic contents and antioxidant activities
of Salvia officinalis extracts
ZHANG Lin,LENG Xue-jiao,HUANG Ming*
(National Centre of Meat Quality and Safety Control,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)
Abstract:The antioxidant activities of Salvia officinalis(sage)extracts from various perspectives were evaluated.
Sage powder were extracted with 50% acetone and 70% ethanol,the polyphenol content and antioxidant activity of
sage extracts were determined by Folin-Ciocalteu method and DPPH radical scavenge,chelating Fe2 +,reducing
power,phosphomolybdenum methods,respectively.The result indicated that the polyphenol content of extract in
50% acetone was significantly higher than extract in 70% ethanol.Both of the sage extracts possessed proper free
radical scavenging activity,metal ions chelating activity,reduction activity and total antioxidant ability. In general,
except for reducing power,the antioxidant activity of sage extract in 50% acetone was higher than in 70% ethanol.
Key words:polyphenol content;Salvia officinalis;DPPH;chelating Fe2 +;reducing power;phosphomolybdenum method
中图分类号:TS201.3 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2012)19-0143-04
收稿日期:2012-03-22 * 通讯联系人
作者简介:章林(1988-) ,男,硕士研究生,研究方向:肉类质量与安全
控制。
基金项目:国家自然科学基金项目(30972133) ;江苏省自然科学基金
项目(BK2009314)。
目前,抗氧化剂已经被广泛地用作食品添加剂
来防止食品的氧化变质。工业上使用的大多数是合
成抗氧化剂,其抗氧化效果虽然较好,但安全性一直
受到质疑。如丁基羟基茴香醚(Butyl Hydroxy anisd,
BHA)虽然有很强的抗氧化能力,但是大剂量的摄入
会导致大鼠的胃发生癌变并可能导致 DNA 的氧化
损伤[1],二丁基羟基甲苯(Butylated Hydroxytoluene,
BHT)有抑制呼吸酶的作用,摄入过量会引发癌症和
畸形[2]。因为天然抗氧化剂具有更好的安全性、消费
者可接受性和潜在的保健作用,所以近年来天然抗
氧化剂的需求量不断的加大[3]。我国植物资源丰
富,很多中草药和香辛料都具有良好的抗氧化活
性[4-5],与人工合成的抗氧化剂相比具有明显的优
势。鼠尾草属为唇形科的一个大属,全世界约 1000
种,广布于热带、亚热带和温带地区,我国约有八十
余种,分布于全国各地[6]。鼠尾草是著名的民间常
用草药,有活血化淤、通经止痛、清心除烦、治月经
不调、心绞痛、肝脾肿大等作用[7],还可以作为香辛
料来调味和保藏食物[8]。植物化学研究表明鼠尾
草富含二萜、三萜、黄酮和各种酚类化合物[9]。由
于共轭环状结构和羟基的存在使得植物多酚具有
很强的抗氧化能力,它通过加氢作用与活性氧结合
形成稳定化合物来清除氧化过程中的自由基,同时
还可以通过螯合金属离子来减缓氧化过程[10]。多
酚有多种抗氧化机制,仅用一种方法不能鉴定出其
所有潜在的抗氧化机制。本研究中,用 50%丙酮和
70%乙醇来提取鼠尾草,用 Folin- Ciocaileu 法测定
提取物的总酚含量,用清除 DPPH 自由基法、还原
力法、螯合 Fe2 +法、磷钼络合物法评价鼠尾草提取
物的抗氧化能力。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2012.19.043
144
鼠尾草粉 山东济南海乐西亚泽公司;DPPH、
α-生育酚 梯希爱(上海)化成工业发展有限公司;
BHT 国药集团化学试剂有限公司;菲洛嗪 东京化
成工业株式会社;没食子酸 阿拉丁公司;其他试剂
均为国产分析纯。
ZKSY-600 恒温水浴锅 南京科尔仪器设备有
限公司;M2e 型酶标仪 美国 MD 公司;WFJ2100 可
见分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司;Avanti
J- E 离心机 Beckman Coulter;AUY120 电子天平
SHIMADZU;DGG-9240A 电热恒温鼓风干燥箱 上
海森信实验仪器有限公司;PS-10A 超声波 洁康牌
数码超声波清洗机;RE-52 旋转蒸发仪 上海亚荣
生化仪器厂。
1.2 实验方法
1.2.1 鼠尾草提取物的制备 每克鼠尾草粉末加入
10mL的石油醚,浸提 12h 脱脂,然后过滤,室温下干
燥至恒重[11]。取 1g 脱脂干燥的鼠尾草粉末,加
50mL 50%的丙酮,置于超声波中超声提取 2h(40℃,
常压) ,过滤后获得鼠尾草样品液。将样品液在旋转
蒸发仪(60℃)中浓缩后,取出浓缩液在 60℃鼓风干
燥箱中干燥至恒重,得到鼠尾草提取物,保存于 4℃
冰箱中待用。70% 乙醇提取的方法和 50% 丙酮
相同。
1.2.2 多酚含量的测定[11] 标准曲线的绘制:精密
吸取 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL 100μg /mL 没食子酸标
准液于 10mL 容量瓶内,加 1.0mL Folin-Ciocaileu 试
剂,再加入 3mL 100g /L 碳酸钠溶液,混匀,加水定
容,再混匀。然后室温下避光放置反应 2h,在 765nm
处测吸光度。以吸光度为纵坐标,标准溶液浓度为
横坐标,绘制标准曲线。
鼠尾草提取物多酚含量的测定:取鼠尾草 50%
丙酮提取物粉末 0.2g,用 50% 丙酮溶解后定容于
100mL容量瓶中配制成 2mg /mL 母液。取 0.1mL 母
液于 10mL 容量瓶中,加入 1.0mL Folin-Ciocaileu 试
剂,再加入 3mL 100g /L 的碳酸钠溶液,定容后混匀。
然后室温下避光放置反应 2h,在 765nm处测吸光度。
代入回归方程,得多酚浓度(μg /mL)。鼠尾草样品
中的多酚含量以没食子酸标准品计。用提取溶剂作
为空白对照。70%乙醇提取物测定方法同上。
1.2.3 DPPH 自由基清除能力的测定[12] 取 0.1mL
不同浓度的样品溶液加入 3.9mL 25mg /L DPPH自由
基无水乙醇溶液中,该反应体系摇匀后在室温下避
光存放,经过 30min的孵育后,在 517nm 下测定吸光
度(AS) ,用无水乙醇作空白对照测吸光度(A0) ,
0.1mL样品溶液与 3.9mL 无水乙醇混合液作为样品
对照(AX)以消除样品本身颜色的影响。70%乙醇提
取物测定方法同上。清除率按式(1)计算。
DPPH自由基清除率(%)
=[A0-(AS-AX) ]/A0 × 100 式(1)
1.2.4 螯合 Fe2 +能力的测定[13] 取不同浓度的样品
溶液 5mL 于试管中,分别加入 0.1mL 氯化亚铁溶液
(2.0mmol /L)、0.2mL 菲咯嗪溶液(5.0mmol /L)。混
匀反应体系,10min后于 562nm波长下测吸光值。以
蒸馏水作空白。螯合能力按式(2)计算。
螯合率(%)=[A0-(A1-A2) ]/A0 × 100 式(2)
其中:A0 为空白对照的吸光值;A1 为样品的吸
光值;A2 为样品干扰实验(蒸馏水代替氯化亚铁溶
液)的吸光值。
1.2.5 还原力测定[10] 取不同浓度的样品溶液 2mL
与磷酸缓冲溶液(2mL,0.2mol /L,pH6.6)和铁氰化钾
(2mL,10mg /mL)混匀,然后在 50℃水浴 20min。把
三氯乙酸(2mL,100mg /mL)加入体系中,然后在
3000r /min 离心 10min。然后取 2mL 上清液于离心
管中,加入 2mL 蒸馏水和 0.4mL 0.1%的三氯化铁,
10min后于 700nm下测吸光度。反应体系的吸光度
越高表明还原力越强。
1.2.6 磷钼络合物法测定总抗氧化能力[14-15] 分别
取不同浓度的样品溶液 0.1mL 于 2mL 离心管中,加
入 1mL磷钼试剂(0.6mol /L硫酸,28mmol /L磷酸钠,
4mmol /L 钼酸铵) ,盖好盖子于 95℃ 水浴中孵育
90min,冷却至室温,于 695nm波长下测吸光度。
1.2.7 数据分析 所有数据用 SAS8.0 软件进行单因
素方差分析和回归分析。
2 结果与讨论
2.1 多酚含量
近年来,酚类物质的生物学活性成为科学家们
研究的焦点,它们具有抗氧化和清除自由基的能力。
研究表明鼠尾草中主要的抗氧化成分为多酚类物
质[16-17],因此本研究测定了鼠尾草提取物中多酚的含
量。没食子酸标准曲线如图 1,回归方程:Y =
0.0916X + 0.0349(R2 = 0.998)。50%丙酮提取物中
多酚含量为 14.0%,70%乙醇提取物中多酚含量为
12.5%,前者显著高于后者(p < 0.05)。这表明在相
同条件下 50%丙酮比 70%乙醇具有更高的多酚提取
效率。Dorman[18]等人用水来提取唇形科植物,得到
牛至、迷迭香、鼠尾草和百里香提取物中多酚含量分
别为 14.9%、18.5%、16.6%和 9.56%,与本文多酚含
量相近。鼠尾草的生长环境和加工贮藏方式可能会
影响鼠尾草提取物中多酚的含量,提取溶剂和检测
方法 的 不 同 也 会 导 致 多 酚 含 量 的 差 异。
Grzegorczyk[17]等人的研究也表明不同极性的溶剂会
对提取物中活性物质的种类和含量产生影响,鼠尾
草丙酮提取物中的多酚主要是小极性的鼠尾草酸和
鼠尾草酚,极性大的醇提取物主要成分是迷迭香酸
等酚类物质。
2.2 清除 DPPH自由基能力
DPPH自由基已经被广泛地用来评价抗氧化剂
的清除自由基能力。为了评价抗氧化剂的抗氧化活
性和自由基的清除能力,通常选择清除率为 50%时
抗氧化剂的质量浓度(EC50)作为评价指标,EC50越
小,抗氧化剂清除自由基的能力越强。由图 2 可知,
鼠尾草 50%丙酮提取物和 70%乙醇提取物均具有良
好的清除 DPPH自由基的能力,且具有明显的剂量-
效应关系。由表 1 可知,不同抗氧化剂清除 DPPH自
由基的 EC50值顺序为:α-生育酚 < 50%丙酮提取物
< 70%乙醇提取物 < BHT,即鼠尾草提取物的清除
145
表 1 抗氧化剂清除 DPPH自由基 EC50值
Table 1 The EC50 of DPPH free radical scavenging effect of various antioxidants
样品名称 回归方程 R2 EC50(μg /mL)
α-生育酚 Y =0.0022X + 0.0911 0.9991 184.9
BHT Y = 0.2325Ln(X)-0.9545 0.9996 512.6
鼠尾草 50%丙酮提取物 Y =0.1103X + 6.9825 0.9963 390.0
鼠尾草 70%乙醇提取物 Y =0.1003X + 7.8431 0.9991 420.3
表 2 鼠尾草提取物螯合 Fe2 +的 EC50值
Table 2 The EC50 of Fe
2 + chelating capacities of sage extracts
样品名称 回归方程 R2 EC50(μg /mL)
鼠尾草 50%丙酮提取物 Y =31Ln(X)-101.09 0.9985 131.27
鼠尾草 70%乙醇提取物 Y =0.1339X + 7.0127 0.9922 325.67
图 1 没食子酸标准曲线
Fig.1 Gallic acid standard curve
DPPH自由基能力介于 α-生育酚和 BHT 之间。鼠
尾草提取物的主要活性成分为咖啡酸衍生物,如迷
迭香酸、鼠尾草酸、鼠尾草酚等,这些具有邻苯二酚
结构的化合物可以清除自由基[17]。
图 2 鼠尾草提取物对 DPPH自由基的清除效果
Fig.2 DPPH free radical scavenging effects
of sage extracts
2.3 螯合 Fe2 +能力测定
过渡金属是起始自由基形成的催化剂,螯合剂
可以稳定过渡金属,降低它们作为催化剂的活性,抑
制起始自由基的传播,从而抑制机体和食物内部的
脂质过氧化[19]。鼠尾草提取物螯合铁离子能力如图
3 所示。鼠尾草 50%丙酮提取物和 70%乙醇提取物
均具有良好的螯合 Fe2 +的能力。由表 2 可知,在该
反应体系中,50%丙酮提取物表现出更高的活性,这
与它们多酚含量的趋势一致。鼠尾草提取物螯合
Fe2 +的能力归因于其中的内源性螯合剂,主要是酚类
物质。某些酚类物质具有特定的功能基团可以螯合
Fe2 +,且六元环结构与金属离子形成的螯合物比与五
元环形成的螯合物更稳定[13]。
2.4 还原力测定
图 3 鼠尾草提取物对 Fe2 +螯合能力
Fig.3 Fe2 + chelating capacities of sage extracts
抗氧化剂的还原能力一般依赖其中的还原酮,
它可以通过提供氢原子将铁氰化物中的三价铁还原
为二价铁,二价铁可以通过形成普鲁士蓝在 700nm
下被检测出来,且浓度越高,吸光度越大,即还原力
越强。由图 4 可知,四种抗氧化剂的还原力大小为:
BHT > α-生育酚 > 70%乙醇提取物 > 50%丙酮提取
物。鼠尾草 70%乙醇提取物的还原力活性高于 50%
丙酮提取物,但其多酚含量却低于后者。因此,在鼠
尾草提取物中除了多酚之外,应该还有其他具有还
原力的物质存在。进一步的分离、鉴定鼠尾草提取
物中活性物质的成分和结构将是下一步的工作。
图 4 各抗氧化剂的还原能力
Fig.4 Reduction activities of various antioxidants
2.5 总抗氧化能力
磷钼络合物法测定抗氧化活性的原理是 Mo
(Ⅵ)被抗氧化物质还原生成绿色的 Mo(Ⅴ)络合物,
其最大吸收波长为 695nm。抗氧化物质活性越强,测
定的吸光度值越大[20]。由图 5 可知,在此反应体系
中,四种抗氧化剂的活性大小为:α-生育酚 > 50%丙
酮提取物 > 70%乙醇提取物 > BHT,其中 50%丙酮
提取物、70%乙醇提取物和 BHT 三者之间差异不显
146
著(p > 0.05)。研究表明鼠尾草提取物中的鼠尾草
酸、鼠尾草酚和迷迭香酸在此反应体系起重要作
用[17]。可能是由于鼠尾草 50%丙酮提取物中的多酚
含量高于 70%乙醇提取物,而导致前者的总抗氧化
能力高于后者。
图 5 各抗氧化剂总抗氧化能力
Fig.5 Total antioxidant activities of various antioxidants
3 结论
鼠尾草 50%丙酮提取物和 70%乙醇提取物中的
多酚含量分别为 14.0%和 12.5%,表明 50%丙酮相
对于 70%乙醇具有更高的提取效率。鼠尾草提取物
具有良好的自由基清除能力、螯合 Fe2 +能力、还原能
力和总抗氧化能力。鼠尾草 50%丙酮提取物的抗氧
化活性总体上比 70%乙醇提取物高(还原力除外) ,
这与它们的多酚含量趋势一致。因此,可进一步加
深鼠尾草提取物作为天然抗氧化剂在食品和药品行
业中的应用。
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