全 文 :唇形科青兰属植物在我国资源丰富,仅新疆就有15
种。在民间,最常用的青兰属植物是分布于青藏高原地
区的唐古特青兰、山西的岩青兰,西北地区分布较广的
异叶青兰、以及新疆的香青兰和全叶青兰。主要药用部
分为其中的精油和黄酮类化合物,分别用于高原心脏病
和高血压的头晕、心神不宁的治疗,有补脑安神、镇咳
止喘的作用[1-4]。全叶青兰,维吾尔语称其为马尔赞居
西,学名Drococephalum integrifolium,对支气管哮喘有
治疗作用,特别是对咳、痰、喘的症状缓解速度快,效
果明显[5-7],1977年中国药典就将其收录其中[8]。但由
于该植物品种主要生长地是在新疆的北疆地区,数量较
少,且比较分散,对其中药效成分的研究报道很少[9] 。
哮喘(或称为支气管哮喘)是一种严重危害人体健康的
呼吸系统常见病与多发病,据估计目前全世界哮喘患者
已达1.5亿以上。近10多年来,世界上许多国家和地区哮
喘的发病率和病死率均呈增高趋势[10],支气管哮喘的发
病机制极为复杂,主要是由嗜酸性粒细胞(EOS)、肥
大细胞和淋巴细胞等多种炎性细胞参与的慢性气道炎
症,而这些过程都与机体组织细胞的氧化有直接关系。
本文以全叶青兰的超临界萃取的萃余物质为原料,采用
乙醇提取其中的活性成分,并对乙醇提取物利用极性差
异进一步将其分离成3个不同的部分,研究了其对羟基
自由基和DPPH自由基(二苯代苦味肼基自由基)的清
除活性,以期为研究全叶青兰的药理药效作用机理提供
参考数据。
摘 要:以全叶青兰经超临界CO2萃取后的萃取物为原料,采用乙醇提取后,根据极性差异经乙醚、乙酸乙
酯和正丁醇依次萃取,对所得提取物的抗氧化活性进行了研究。结果表明,3种提取物对DPPH自由基和羟基自由
基均具有比较强的抗氧化活性。其清除DPPH自由基的能力比较接近,而对羟基自由基的清除能力三者差异较大。
其中,乙酸乙酯和乙醚提取物清除羟基自由基的半数清除率要明显小于同等条件下的对照品芦丁和BHT的清除浓
度,正丁醇提取物清除DPPH自由基的半数清除率的浓度明显要小于清除羟基自由基的浓度,乙酸乙酯萃取物和乙
醚萃取物在两个体系内的差异较小。
关键词:全叶青兰;黄酮;抗氧化活性;羟基自由基;DPPH自由基
全叶青兰提取物抗氧化活性的研究
钟 媛,李江川,刘玉梅,苏景秀
(新疆大学化学化工学院,乌鲁木齐 830046)
1 材料与方法
1.1 样品制备
全叶青兰:采自新疆塔城地区裕民县境内,将全叶
青兰粉碎,采用超临界CO2萃取技术分离出其中的脂溶
性成分,萃余物备用。
样品制备:取全叶青兰超临界萃余物,用95%的
酒精提取,浓缩提取液,得到乙醇提取物,将该提取物
依次用乙醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取,分别得到全叶青
兰的乙醚萃取物、乙酸乙酯萃取物和正丁醇萃取物的样
品,试验时分别将其配制成所需要的浓度。
1.2 仪器与试剂
1.2.1 仪器设备
WFZ—25A型紫外—可见分光光度计,天津市光学
仪器厂;电子天平,德国赛多利斯, 型号:BS210S, 读
数精度:0.1mg ;68型真空干燥箱,大连第四仪表厂。
1.2.2 试剂
2,2-二苯基-1-间三硝苯基联肼(1,1-dipHeny-2-picry-
hydrazy-1,简称DPPH),福林-酚试剂:Sigma-Aldrich
公司;芦丁;没食子酸:中国药品生物制品检定所;邻
二氮菲、硫酸亚铁、双氧水、磷酸盐、乙醇等其他试剂
均购自化学试剂商店,分析纯。
1.3 实验方法
1.3.1 总黄酮含量的测定
采用三氯化铝比色法测定[11],以105℃预先烘至恒
基金项目:新疆大学“国家大学生创新性实验计划”项目(项目编号:091075509)。
作者简介:钟媛(1988— ),女,在读本科生,化学工程与工艺专业。
通讯作者:刘玉梅
中国食物与营养 2011,17(5):43-46
Food and Nutrition in China
重的芦丁为标准定量。移取1mL样品或标准溶液(浓
度分别为20、40、60、80、100mg/mL)分别加入已
含有9mL30%乙醇溶液的25mL容量瓶中,准确加入
1mL 5%的NaNO2,避光保存1h后,再加入1mL10% 的
Al(NO3)3,放置6min,然后加入10mL 1mol/L的NaOH,
用蒸馏水定容,摇匀放置15min后在510nm下测其吸光
度,以30%的乙醇溶液做参比。根据A510—芦丁浓度制
作标准曲线,计算样品中的黄酮含量。
1.3.2 总多酚含量的测定
样品中总多酚含量是采用福林-酚比色法(Folin-
Ciocalteu)测定的[12]。以真空干燥至恒重的没食子酸为
标准,配制浓度分别为10、20、40、60、80、100mg/L
的溶液,分别取1mL上述溶液加到10mL比色管中,依
次加入1mL去离子水,0.5mL采用去离子水稀释2倍的
福林-酚试剂的稀释液,混匀并放置5min,然后加入
26.7% Na2CO3溶液1.5mL,用去离子水定容到10mL并
混合均匀,室温下反应2h,然后在760nm的波长下,采
用分光光度计来测定其吸光值,由吸光度对浓度进行回
归得到标准曲线。样品采用同法测定其吸光值,所得的
吸光值代入没食子酸的标准曲线中,求出样品的总多酚
含量。样品中的总多酚含量以每100g相当于没食子酸的
量[(GAE)/100g]来计算。
1.3.3 羟基自由基的清除能力试验
采用邻二氮菲-二价铁氧化法测定。取1mL样品于
15mL试管中,依次加入1mL浓度为 0.75mmol/L的邻二
氮菲(该稀释液要求每天用重蒸水新鲜配制)、pH=7.4
的0.2mmol/L磷酸盐缓冲溶液2mL、蒸馏水1mL,混匀;
然后加入浓度为0.75mmol/L FeSO4溶液1mL,充分混匀;
再加入0.01%的H2O21mL,混匀后于37℃保温箱中保温
1h,冷却至室温后在536nm波长下测其吸光值,其值称
为样品的吸光值,记为As。同理,将上述步骤中的1mL
样品用1mL蒸馏水代替,测得损伤管的吸光值,记为
Ap;将上述步骤中的1mL样品和1mL H2O2用2mL蒸馏
水代替,测得未损伤管的吸光值,记为Ab。清除率的
计算公式为:
清除率E(%)=[(AS-AP)/(AB-AP)]×100%
1.3.4 DPPH自由基的清除能力试验
用甲醇配制成浓度为0.04 mg/mL的DPPH标准溶
液,取1mL样品(浓度在0.01—2mg/mL)于试管中,
加入3mLDPPH溶液,放置1h后,在517nm处测其吸光
值(空白对照组用1mL甲醇代替样品)。考虑到样品的
颜色不完全一致,可能会给结果带来一定的误差,因此
实验中采用1mL样品溶于3mL甲醇作参比。计算公式
为:
清除率E(%)=[1-A(样)/A(控)] ×100%
1.4 统计分析
试验数据的统计分析结果均是采用Microsoft Excel
或OriginPro 7.0专业软件来处理的,试验数据表示为平
均值±标准偏差(means±standard deviation)。
2 结果与讨论
2.1 全叶青兰提取物多酚黄酮含量的测定
多酚类化合物广泛地存在于整个植物界中,是植物
体代谢过程中的次级产物。大多数的多酚类或黄酮类物
质都具有非常强的抗氧化活性和生理活性,是人们每天
从饮食中所摄取的数量最多的抗氧化物质。植物多酚的
抗氧化特性是一种综合效应,其清除活性氧的能力来自
于酚羟基,通常,植物的抗氧化活性的强弱和其中总多
酚和总黄酮类化合物的含量高低有密切关系。附表为全
叶青兰的不同提取物中总多酚和总黄酮类物质含量的测
定结果。
附表 全叶青兰不同提取物的总多酚和总黄酮黄酮含量的分析
萃取物 乙醚萃取物 乙酸乙酯萃取物 正丁醇萃取物
黄酮含量(%) 2.41±0.35 2.78±0.19 3.29±0.24
多酚含量(%) 3.11±0.27 2.48±0.33 1.95±0.41
2.2 全叶青兰提取物清除DPPH自由基能力的评价
DPPH自由基在有机溶剂中是一种很稳定的以氮为
中心的自由基,其甲醇溶液呈深紫色,在517nm附近有
强吸收(呈深紫色),当自由基清除剂存在时,孤对电子
被配对,吸收消失或减弱,通过测定吸收减弱的程度,
可评价该自由基清除剂的活性强弱。若加入受试物有一
定的自由基清除能力,则能将其清除,其清除率的高低
与受试物具有的降低羟自由基、烷自由基或过氧化自由
基的强度和能力有关。DPPH·清除试验在进行抗氧化
能力评价中应用广泛,其灵敏度高、简便实用,重现性
好,是一种能够较好地评价自由基清除剂活性的方法。
图1为全叶青兰的不同提取物对DPPH自由基的清除率
曲线。
图1 不同全叶青兰提取物清除DPPH自由基的清除率曲线
清
除
率
(
%
)
浓度(mg/mL)
乙醚
正丁醇
乙酸乙脂
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
44 中 国 食 物 与 营 养 第17卷
从图1可以看出,3种提取物均有一定的清除DPPH
自由基的作用,其清除率在浓度小于0.05mg/mL时随着
浓度的逐渐增大,清除率呈明显的增加趋势。当浓度
达到0.05mg/mL时3种提取物的清除率均超过80%。但
随着浓度的继续增大, 对DPPH自由基的清除能力增加
相对缓慢当达到0.25mg/mL时,对体系内的DPPH自由
基的清除率均达到90%以上。 乙醚萃取物在较低浓度
时(浓度低于0.10mg/mL)DPPH清除率随浓度的升高
迅速增大;在浓度为0.082mg/mL时,其清除率就已经
达到了89.75%;当浓度大于0.082mg/mL,DPPH自由
基清除率随浓度的升高变化较小,其DPPH自由基清除
率的值都落在90%—95%范围内,曲线趋于平行。正
丁醇萃取物在浓度低于0.07mg/mL时,DPPH自由基清
除率随浓度的升高增大,但其增大速率小于乙醚萃取物
DPPH自由基清除率随浓度升高而增大的速率;在浓度
为0.07—0.56mg/mL的范围里,DPPH自由基的清除率只
是从85.40%升高到88.51%。乙酸乙酯萃取物在浓度低
于0.05mg/mL时对DPPH自由基清除率也随浓度升高而
增大,与同样浓度的乙醚萃取物的DPPH自由基清除率
相当;当浓度大于0.1mg/mL时,DPPH自由基清除率随
浓度的变化相对平缓,曲线相对平滑。图1中的数据还
表明,在低浓度时(浓度低于0.03mg/mL),乙酸乙酯萃
取物和正丁醇萃取物的DPPH自由基清除率较接近,乙
醚萃取物的DPPH自由基清除率则要低于前两者。在浓
度大于0.03mg/mL时,DPPH自由基清除率为乙醚萃取
物最大,乙酸乙酯萃取物次之,正丁醇萃取物最小。但
当浓度高于0.08 mg/mL时,三者的清除能力的变化均趋
于平衡。
2.3 全叶青兰提取物清除羟基自由基能力的评价
羟自由基(HO·)是活性氧中反应性最强、对细
胞损伤程度最大的一种氧自由基。在抗氧化研究中,通
过比色法测定 Fenton 反应产生的羟自由基,检测离体实
验体系中羟基自由基的氧化效应,特别是对于抗氧化剂
的选择有重要的价值。H2O2-Fe2+体系可通过Fenton反应
产生羟基自由基,H2O2-Fe2+水溶液被羟基自由基氧化为
邻二氮菲-三价铁后,其536nm最大吸收峰消失,根据
上述原理,可以通过比色法监测A536 变化来观察反应体
系中羟基自由基氧化作用的强弱。羟基自由基的清除能
力通常用清除体系中的50%羟自由基的半数清除率EC50
值来表示。EC50值越小,则样品清除羟基自由基能力越
强。全叶青兰不同提取物清除羟基自由基的浓度剂量曲
线见图2。
图2的数据表明,3种提取物中乙酸乙酯和乙醚这
两种萃取剂萃取的样品清除羟基自由基的能力总体上好
于正丁醇萃取物,其清除羟基自由基的半数清除率EC50
值依次为乙酸乙酯0.027mg/mL、乙醚0.045mg/mL、正
丁醇0.17mg/mL。其中,乙酸乙酯和乙醚提取物的半数
清除率均低于同等条件下的对照品芦丁0.080 mg/mL和
BHT 0.098 mg/mL;乙酸乙酯萃取物清除羟自由基的半
数清除浓度约为乙醚萃取物浓度的1/2,是正丁醇萃取物
浓度的1/6。乙酸乙酯提取物在浓度从0.01—0.05mg/mL的
浓度范围内清除能力迅速增加到接近80%,但当继续提
高浓度时,其清除率增加的速度相对减缓;而乙醚提取
物则在浓度从0.025—0.095mg/mL逐渐增加时,清除率
几乎呈线性迅速增加到97%以上;正丁醇提取物的清除
能力同样与浓度呈明显地正相关性,其清除羟基自由基
的能力随着浓度从0.05—0.64mg/mL之间增加,清除能
力也从2.24%—99.13%缓慢提高。
3 结论
全叶青兰的乙醇提取物根据极性差异进行初步分离
后,所得全叶青兰乙酸乙酯、乙醚和正丁醇等3种提取
物的抗氧化活性评价表明,全叶青兰的3种提取物均具
有比较强的抗氧化活性,其清除DPPH自由基的能力比
较接近,而对羟基自由基的清除能力三者差异较大。其
中,乙酸乙酯和乙醚提取物清除羟基自由基的半数清除
率要明显小于同等条件下的对照品芦丁和BHT的清除浓
度,正丁醇提取物清除DPPH自由基的半数清除率的浓
度明显要小于清除羟基自由基的浓度,乙酸乙酯萃取物
和乙醚萃取物在两个体系内的差异较小,这可能与3种
溶剂萃取所得到的提取物中的黄酮类物质的组成和含量
差异有关。◇
参考文献
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[2]马志军,贾炜,王可,王榕,张军. 异叶青兰对高原低
图2 全叶青兰不同提取物清除羟基自由基的浓度剂量曲线
清
除
率
(
%
)
浓度(mg/mL)
乙醚
正丁醇
乙酸乙酯
100
80
60
40
20
0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
45钟媛等:全叶青兰提取物抗氧化活性的研究第5期
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Study on Antioxidant Activity of Dracocephalum integrifolium
ZHONG Yuan, LI Jiang-chuan, LIU Yu-mei, SU Jing-xiu,
(College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830046, China)
Abstract:Antioxidant activities of Dracocephalum integrifolium ethanol extract were evaluated using two complementary in
vitro assays: hydroxyl radicals scavenging and DPPH radical scavenging. The ethanol extract took the spent Dracocephalum integri-
folium derived from waste residues of supercritical CO2 extract as the material and were separated according to the polarity difference
by ether, ethyl acetate and n-butanol. Three extracts showed that varying degrees of antioxidant capacity, the free radicals scavenging
activities were similar to DPPH radicals but different from that of hydroxyl radicals. Among them the half eliminating ratio of ethyl
acetate and ether extract for hydroxyl radicals were significantly less than the reference standard Rutin and BHT under the same
conditions. The half eliminating ratio of n-butanol extract for DPPH radicals was less than that for hydroxyl radicals, but there is little
difference within the two assays system for ethyl acetate and ether extract.
Keywords:Dracocephalum integrifolium; flavonoids; antioxidant activity; hydroxyl radical scavenging; DPPH radical scavenging
46 中 国 食 物 与 营 养 第17卷