全 文 :黑胡椒提取物的抗氧化活性研究
李利华
(陕西理工学院 化学与环境科学学院,陕西 汉中 723000)
摘要:研究了黑胡椒提取物的抗氧化活性。分别采用60%乙醇、蒸馏水、正丁醇、乙酸乙酯提取黑胡椒
中的抗氧化活性物质,以 Vc为阳性对照,通过体外对羟基自由基(·OH)、超氧阴离子自由基
(O2-·)、亚硝酸盐(NO2-)的清除作用及还原能力的测定,评价其抗氧化性能。结果表明:在不同的抗
氧化体系中,四种黑胡椒提取物在不同的均具有一定的抗氧化活性且与提取物的质量浓度呈明显的量
效关系。60%乙醇提取物在对·OH和O2-·清除中表现出较好的抗氧化活性,乙酸乙酯提取物在对
NO2-清除中表现出较好的抗氧化活性,60%乙醇提取物和正丁醇提取物在还原能力测定中表现出较
好的抗氧化活性,且其抗氧化活性均强于同浓度的阳性对照品Vc。
关键词:黑胡椒;提取物;不同溶剂;抗氧化活性
中图分类号:TS264.2 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1000-9973.2016.09.008
文章编号:1000-9973(2016)09-0036-04
Study on Antioxidant Activity of the Extracts from Black Pepper
LI Li-hua
(Colege of Chemical and Environmental Sciences,Shaanxi University of
Technology,Hanzhong 723000,China)
Abstract:The antioxidant activity of the extracts from black pepper is studied.The extracts from
black pepper are extracted with 60%ethanol,distiled water,n-butanol and ethyl acetate respectively.Use
Vc as a positive control,the antioxidant properties of the extracts are tested by scavenging of
hydroxyl free radical(·OH),superoxide anion free radical(O2-·)and nitrite(NO2-),and detect
the reducing capacity.The results show that al the four extracts from black pepper exhibit a certain
antioxidation activity in a significant dosage-dependent manner in the different antioxidant assays.The
extracts of 60% ethanol have excelent antioxidation activity on radical scavenging of·OH and
O2-·,the extracts of ethyl acetate have excelent antioxidation activity on scavenging of NO2-,the
extracts of 60%ethanol and n-butanol have excelent antioxidation activity on reducing capacity,and
the antioxidation activities are al stronger than Vc at the same concentration.
Key words:black pepper;extracts;different solvent;antioxidant activity
胡椒(Pepper),又名昧履支、浮椒、玉椒等,为胡椒
科植物胡椒(Piper nigrum L.)的干燥近成熟或成熟
果实,收获时依后处理方法的不同,可分为黑胡椒、白
胡椒两种主要产品。秋末至次春果实呈暗绿色时采
收稿日期:2016-03-21
基金项目:陕西省科技厅资助科研项目(2014JQ2055);陕西省教育厅资助科研项目(2014JK1145)
作者简介:李利华(1977-),女,高级实验师,硕士,研究方向:天然产物有效成分的分析、检测。
—63—
基础研究 第41卷 第9期
2016年9月
中 国 调 味 品
China Condiment
收,晒干为黑胡椒;果实变红时采收,水浸数日脱去果
皮,晒干为白胡椒[1,2]。胡椒中含有挥发油、胡椒碱等
多种酰胺类化合物,是世界重要的热带香辛作物和调
味香料,并且兼具防腐作用,被广泛用作腌制食品的防
腐性香料[3]。胡椒同时是印度传统医学广泛应用的香
辛料药物之一,具有温中散寒、下气、健胃、止痛、消炎、
解毒等药理功能,可治疗风寒感冒、脘腹冷痛、消化不
良等症[4]。近年来的研究表明:胡椒在治疗癫痫、抗惊
厥、抗炎、抗癌等多方面具有生理活性[5,6]。
目前,国内外对胡椒的研究主要集中在胡椒精油、
胡椒碱的提取、组分分析及鉴定等方面[7-9],而有关胡
椒提取物抗氧化活性方面鲜有报道。本研究选取黑胡
椒为原材料,分别采用60%乙醇、蒸馏水、正丁醇、乙
酸乙酯提取黑胡椒中的活性物质,通过体外对羟自由
基、超氧阴离子自由基、亚硝酸盐的清除以及还原能力
的测定,评价胡椒提取物的抗氧化性能,为胡椒作为一
种新型的天然抗氧化剂的研发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂及主要仪器
黑胡椒:购于汉中调味品批发市场,将黑胡椒洗
净,置于烘箱中低温烘干至恒质量,粉碎,备用。
乙醇、正丁醇、乙酸乙酯、硫酸亚铁、邻二氮菲、双
氧水、邻苯三酚,柠檬酸、亚硝酸钠、对氨基苯磺酸、
N-1苯基乙二胺盐酸盐、三氯化铁等均为国产分析纯;
实验用水为纯净水。
UV型紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪
器有限公司;RE-52AA型旋转蒸发仪 上海亚荣生化
仪器有限公司;TDL-5-A低速台式离心机 上海安亭
科技仪器厂;pHS-3C酸度计 上海精密科学仪器有
限公司;DZF-602真空干燥箱 上海申贤恒温设备厂。
1.2 实验方法
1.2.1 胡椒提取物的制备
分别准确称取黑胡椒粉末10.0g,按料液比1∶20
分别加入60%乙醇、蒸馏水、乙酸乙酯和正丁醇,于
70℃水浴回流浸提2h,过滤,滤液减压浓缩,真空干
燥,得到黑胡椒不同溶剂提取物浸膏。将各浸膏分别
用无水乙醇溶解,定容至100mL容量瓶中,-4℃冷
藏备用。
1.2.2 胡椒提取物抗氧化性能的测定
1.2.2.1 对羟自由基(·OH)清除作用的测定
参照邻二氮菲-Fe2+氧化法[10]。反应管中依次加
入5mmol/L邻二氮菲1mL,pH 7.4PBS缓冲液
3.8mL,黑胡椒提取液0.2mL,5.0mmol/L FeSO4
1.5mL以及 0.1% H2O2 1 mL,37 ℃ 水浴保温
60min,于536nm处测定吸光度值A样品,用蒸馏水取
代黑胡椒提取液测定吸光度值A损伤,用蒸馏水取代黑
胡椒提取液和0.1%H2O2 测定吸光度值A未损。并以
同浓度的Vc做阳性对照,计算对·OH清除率:
·OH 清除率(%)=(A样品 -A损伤)/(A未损 -
A损伤)×100%。
1.2.2.2 对超氧阴离子自由基(O2-·)清除作用的
测定
参照邻苯三酚自氧化法[11]。反应管中依次加入
0.05mol/L pH 8.2的 Tris-HCl溶液6mL,黑胡椒
提取液0.5mL,再加入7mmol/L邻苯三酚1mL,于
25℃水浴中准确反应4min,立即滴加浓盐酸2滴终
止反应,测320nm处吸光度A样品。并以同浓度的Vc
做阳性对照,计算对O2-·清除率:
O2- · 清除率 (%)= (A空白 -A样品 )/A空白 ×
100%。
1.2.2.3 对亚硝酸盐(NO2-)清除作用的测定
参照盐酸萘乙二胺法[12]。反应管中依次加入
5mg/L亚硝酸钠标准液3.0mL,pH 3.0柠檬酸-磷酸
氢二钠缓冲液5.0mL和黑胡椒提取液0.2mL,摇匀
于37℃水浴中反应15min,立即加入0.4%对氨基苯
磺酸溶液2.0mL,混匀并放置3~5min,再加入0.2%
盐酸萘乙二胺溶液1.0mL,混匀,静置15min,于
544nm处吸光度,配制同浓度的Vc做阳性对照,计算
对NO2-清除率:
NO2- 清 除 率 (%)= (A空白 - A样品 )/A空白 ×
100%。
1.2.2.4 还原能力的测定
参照普鲁士蓝法[13]。反应管中依次加入pH 6.6
磷酸盐缓冲液2.5mL,1%铁氰化钾2.5mL和黑胡
椒提取液0.5mL,混匀,于50℃水浴中保温20min,
—73—
第41卷 第9期
2016年9月
中 国 调 味 品
China Condiment 基础研究
急速冷却,加入10%三氯乙酸 2.5 mL,混匀,以
35000r/min离心10min,取上清液2.5mL,加蒸馏水
2.5mL和0.1%三氯化铁0.5mL,常温反应5min后
于700nm处测吸光度。吸光度越高,还原能力越强。
以同浓度的Vc做阳性对照。
2 结果与讨论
2.1 对羟自由基(·OH)的清除作用
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
质量浓度 (mg/mL )
0
20
40
60
80
对
羟
自
由
基
(·
OH
)清
除
率
( %
)
乙酸乙酯提取物
正丁醇提取物
蒸馏水提取物
60%乙醇提取物
Vc
●
●
●
●
●
▲
▲
▲
▲
▲
▲
▲
▲
▲
▲
图1 黑胡椒提取物对·OH的清除作用
Fig.1Scavenging effect of the extracts from
black pepper on·OH
由图1可知,在测试范围内,随着提取液浓度的增
加,四种黑胡椒提取物对·OH 的清除率均呈上升趋
势,表明四种不同溶剂黑胡椒提取物对·OH 均具有
一定的清除作用。对比Vc可知,在浓度较低范围内,
60%乙醇提取物对·OH的清除率低于Vc,随着浓度
的增大,60%乙醇提取物对·OH 的清除率逐渐超过
Vc,而蒸馏水提取物、正丁醇提取物和乙酸乙酯提取
物对·OH的清除作用均低于同浓度 Vc。由此表明
四种提取物中60%乙醇提取物对·OH 的清除作用
最强。
2.2 对超氧阴离子自由基(O2-·)的清除作用
由图2可知,四种黑胡椒提取物对O2-·的清除
率均随着提取液浓度的增大而增加,且呈明显的剂量
效应关系;与 Vc对比可知,在实验范围内,60%乙醇
提取物对O2-·的清除率始终高于 Vc,蒸馏水提取
物、乙酸乙酯提取物和正丁醇提取物对O2-·的清除
率低于Vc,各提取物对O2-·清除的强弱顺序依次为
60%乙醇提取物>蒸馏水提取物>乙酸乙酯提取物>
正丁醇提取物,60%乙醇提取物对O2-·的清除作用
最强。
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
质量浓度 (mg/mL )
0
20
40
60
对
O 2
- ·
清
除
率
( %
)
乙酸乙酯提取物
正丁醇提取物
蒸馏水提取物
60%乙醇提取物
Vc
图2 黑胡椒提取物对O2-·的清除作用
Fig.2Scavenging effect of the extracts from
black pepper on O2-·
2.3 对亚硝酸盐(NO2-)的清除作用
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
质量浓度 (mg/mL )
乙酸乙酯提取物
正丁醇提取物
蒸馏水提取物
60%乙醇提取物
Vc
80
60
0
20
40
对
NO
2-
清
除
率
( %
)
图3 黑胡椒提取物对NO2-的清除作用
Fig.3Scavenging effect of the extracts from
black pepper on NO2-
由图3可知,四种黑胡椒提取物对 NO2-均具有
一定的清除作用,且随着浓度的增大,其清除作用逐渐
增强。与Vc对比可知,在实验范围内,乙酸乙酯提取
物对NO2-的清除作用强于 Vc,60%乙醇提取物、正
丁醇提取物和蒸馏水提取物对NO2-的清除作用不及
Vc;各提取物对NO2-·清除的强弱顺序依次为乙酸
乙酯提取物>60%乙醇提取物>正丁醇提取物>蒸
馏水提取物,乙酸乙酯提取物对 NO2-的清除作用最
强。
—83—
基础研究 第41卷 第9期
2016年9月
中 国 调 味 品
China Condiment
2.4 还原能力的测定
1.0
1.2
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
质量浓度 (mg/mL )
吸
光
度
值
A
乙酸乙酯提取物
正丁醇提取物
蒸馏水提取物
60%乙醇提取物
Vc
图4 黑胡椒提取物的还原能力
Fig.4Reducing capacity of the extracts from black pepper
由图4可知,在测试范围内,四种黑胡椒提取物的
吸光度值均随浓度的增加呈现上升趋势,表明各提取
物均具有一定的还原能力。对比 Vc可知,60%乙醇
提取物和正丁醇提取物的还原能力强于Vc,而乙酸乙
酯提取物和蒸馏水提取物的还原能力不及Vc;各提取
物还原能力的强弱顺序依次为60%乙醇提取物>正
丁醇提取物>乙酸乙酯提取物>蒸馏水提取物,60%
乙醇提取物的还原能力最强。
3 结论
分别采用60%乙醇、蒸馏水、正丁醇和乙酸乙酯
提取黑胡椒中的抗氧化活性物质,通过体外对羟基自
由基清除、超氧阴离子自由基清除、亚硝酸盐清除以及
还原能力测定,评价各提取物的抗氧化活性。研究结
果表明:四种不同溶剂黑胡椒提取物均具有一定的抗
氧化活性,并且其抗氧化活性与提取物的浓度呈明显
的量效关系。在对羟基自由基清除、超氧阴离子自由
基清除实验中,60%乙醇提取物表现出较好的清除作
用,其清除能力强于同浓度的阳性对照品Vc;在对亚
硝酸盐清除实验中,乙酸乙酯提取物表现出较好的清
除作用,其清除能力强于同浓度的阳性对照品 Vc;在
还原能力测定实验中,60%乙醇提取物和正丁醇提取
物表现出较好的还原能力,且其还原能力强于同浓度
的Vc。
本研究结果可为黑胡椒作为一种新型的天然抗氧
化物的研究与开发提供一定的理论参考。由于黑胡椒
提取物中所含活性物质的多样性,对活性物质分离纯
化,其抗氧化活性与活性组分的构效关系有待进一步
的研究。
参考文献:
[1]邬华松,杨建峰,林丽云.中国胡椒研究综述[J].中国农业
科学,2009,8(7):2469-2480.
[2]龙宇宙.热带特色香辛饮料作物农产品加工与利用[M].海
口:海南出版社,2007:63-113.
[3]徐燕,刘德清.胡椒中天然防腐剂的提取方法及其抑菌作用
研究[J].中国调味品,2007(7):57-60.
[4]枉前,张恩娟.胡椒属植物药理作用的研究概况[J].药学实
践杂志,2006,24(3):139-141.
[5]Agbor G A,Vinson J A,Sortino J,et al.Antioxidant and
anti-atherogenic activities of three piper species on
atherogenic diet fed hamsters[J].Exp Toxicol Pathol,
2012,64(4):387-391.
[6]孙超男,朱源,徐希明,等.常用香辛料的化学成分和药理
活性研究进展[J].中国中药杂志,2014,39(21):4153-4157.
[7]柳中.胡椒香气成分分析及胡椒碱分离纯化技术的研
究[D].重庆:西南大学,2011.
[8]游玉明.同时蒸馏萃取法提取山胡椒精油的工艺研究[J].
农业机械,2012,24(8):58-60.
[9]郭飞燕,王友志,王晓青,等.HPLC测定海南产胡椒中胡
椒碱的含量[J].食品研究与开发,2012,33(12):74-76.
[10]刘军海,李志洲,王俊宏,等.桂花残渣中总黄酮的提取
及抗氧化作用研究[J].中国饲料,2015(10):24-28.
[11]郑亚军,陈卫军,赵松林,等.椰肉乙醇提取物抗氧化性
的研究[J].中国粮油学报,2009,24(10):79-83.
[12]李利华,夏冬辉.山楂总黄酮的超声波辅助提取及抗氧化
性能研究[J].中国食品添加剂,2014(5):94-99.
[13]Tun Yu-tang,Wu Jhy-horng,Huang Chih-yu,et al.
Antioxidant activities and phytochemical characteristics of
extracts from Acacia confusa bark [J].Bioresource
Technology,2009,100(1):509-514.
—93—
第41卷 第9期
2016年9月
中 国 调 味 品
China Condiment 基础研究