全 文 :刺五加叶中总黄酮的分离提取及抗氧化活性研究
刘文闯,刘春明,陆娟,王铎
(长春师范学院,吉林 长春 130032)
摘 要:对刺五加叶总黄酮提取工艺进行了研究,同时利用 1,1 - 二苯基 - 2 -苦基苯肼自由基(DPPH)法和羟基自
由基(OH)法对刺五加叶总黄酮提取物进行了的抗氧化评价。结果表明:超声提取法对刺五加叶总黄酮提取效果最佳。
超声提取正交试验结果表明,刺五加叶总黄酮的最佳提取工艺为:以 50%乙醇溶液提取,提取时间为 1. 5h,提取次数为 2
次,溶媒倍量为 20 倍,提取率为 5. 192%。抗氧化活性结果表明,刺五加叶总黄酮对 DPPH 和·OH 均有良好的清除作
用,且随着其浓度的增加,清除能力增强。
关键词:刺五加叶;超声提取;总黄酮;抗氧化活性
中图分类号:R284. 2 文献标识码:B 文章编号:1000 - 1719(2011)08 - 1622 - 04
Studies on the Extraction and Antioxidant Activity Evaluation of the flavoniods
from the leaves of Acanthopanax senticosus
LIU Wen-chuang,LIU Chun-ming,LU Juan ,WANG Duo
(Changchun Normal University,Changchun 130032,JiLing,China)
Abstract:Objective:The extraction methods of Flavonoids have been studied,and the extraction process has been optimized.
And then,the antioxidant activity of total flavonoids extract against DPPH and hydroxyl radical has been evaluated. The experi-
mental. Methods:Results:show that the ultrasonic extraction method is best by compared with the reflux method and accelerated
solvent extraction and extraction,and the optimization extraction conditions are as follows:ethanol concentration is 50%,extraction
time is 1. 5h,extraction times is 2 times,solvent times is about 20 times. The extraction rate is 5. 192% . The removal capacity of
the extract on DPPH and OH radical is best. With the. Conclusion:increasing,the removal capacity is increasing.
Key words:Acanthopanax senticosus leaves,Ultrasound extraction,Flavonoids,Antioxidant
收稿日期:2010 - 09 - 21
基金项目:国家自然科学基金(30970299) ;吉林省科技厅(20090936,
200905109) ;吉林省教育厅(2009D206,2008 - 167,2008 -
170)
作者简介:刘文闯(1978 -) ,男,硕士研究生,研究方向:天然药物研究。
通讯作者:刘春明(1964 -) ,女,教授,研究方向:天然药物研究。
刺五加 Acanthopanax senticosus(Rupr et Maxim.)
Harms 为五加科植物,主要分布于中国东北地区、韩
国、日本的北海道和俄罗斯的远东地区等[1 - 2]。其根、
茎、叶、花和果实均可入药。刺五加根和根茎药性温、
味苦、微辛、无毒,具有补肾健脾、益智安神等[3]功效。
本草纲目称刺五加为“本经上品”,能“补中益气,坚筋
骨强意志,久服轻身耐老”[4]。因此,目前人们对刺五
加的需求量日益增加,野生的刺五加资源已经濒临灭
绝,如果用刺五加叶入药,可以扩大刺五加的用药范
围,有效的保护刺五加资源。目前,关于刺五加叶化学
成分及其活性的报道较少,本文对刺五加叶中的黄酮
化合物的提取工艺进行了研究,并考察了刺五加叶中
总黄酮提取物的抗氧化活性。
1 材料与方法
1. 1 材料、试剂及仪器
1. 1. 1 材料
干燥刺五加叶,采自吉林省白山市抚松县。
1. 1. 2 仪器
ASE快速萃取 150(美国 DIONEX 公司) ;循环水
式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司) ;紫外―可
见分光光度计 Du800(美国 Beckman Coulter 公司) ;
BS - 124S电子天平(Sartorius AG,德国)。
1. 1. 3 试剂
金丝桃苷(中国药品生物制品检定所) ;NaNO2、Al
(NO3)3、NaOH、石油醚、95% 乙醇、无水乙醇、NaH2
PO4·2H2O、Na2HPO4·12H2O、NaCl均为分析纯,购于
北京化工厂;DPPH(美国 sigma公司) ;邻二氮菲(分析
纯)购于天津市科密欧化学试剂;H2O2 为 3%医用消
毒水(山东瑞泰奇洗涤消毒科技有限公司)。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 刺五加叶中总黄酮提取的方法学考察
1. 2. 1. 1 标准曲线的绘制 准确称取 10. 04mg 金丝
桃苷对照品,加 60%的乙醇定容至 50mL量瓶中,得到
0. 2008mg /mL的对照品溶液。
分别移取金丝桃苷对照品溶液 0. 00mL、0. 20mL、
0. 40mL、0. 60mL、0. 80mL、1. 0mL 置于 6 个 5mL 量瓶
中,分别加入 0. 2mL 5% NaNO2 溶液,摇匀,静置
6min。分别加入 0. 2mL 10% Al(NO3)3 溶液,摇匀,静
置 6min。再分别加入 1mL 4% NaOH溶液,用 60%乙
醇定容,摇匀,静置 15min,在 510nm 处测吸光度。以
·2261· 辽宁中医杂志 2011 年第 38 卷第 8 期
DOI:10.13192/j.ljtcm.2011.08.153.liuwch.071
吸光度(A)为纵坐标,对照品浓度(c)为横坐标绘制标
准曲线。
1. 2. 1. 2 提取方法的比较 分别称取 4 份刺五加叶
粉,每份约 2. 0g。分别加入 50%的乙醇溶液 40mL,采
用超声提取法、回流法、浸渍法和 ASE 快速溶剂萃取
法进行提取,其中超声法、回流法、浸渍法提取 1 次,每
次 1h。ASE快速溶剂萃取法提取 1 次,10min,温度为
60℃。分别将提取液减压浓缩至干,加 60%的乙醇定
容至 100mL容量瓶中。分别移取 4 种试液 0. 2mL 置
于 4 个 5mL容量瓶中,后面的操作同 1. 2. 1. 1 中“分
别加入 0. 2mL 5% NaNO2 溶液……”,于 510nm 下测
量吸光度,计算黄酮含量。
1. 2. 1. 3 精密度的考察 取金丝桃苷对照品溶液
1mL,置 5mL量瓶中,后面的操作同“分别加入 0. 2mL
5% NaNO2 溶液……”,于 510nm 下测量吸光度,连续
测量 5 次,计算 RSD%。
1. 2. 1. 4 稳定性的考察 取金丝桃苷对照品溶液
0. 8mL置于 5mL容量瓶中,后面的操作同 1. 2. 1. 1 中
“分别加入 0. 2mL 5% NaNO2 溶液……”,于 510nm 下
测量吸光度,每隔 5min测 1 次,计算吸光度 RSD%。
1. 2. 1. 5 重现性的考察 称取刺五加叶粉 5 份,每份
约 2. 0g,用最佳提取工艺提取后,将提取物置于 5mL
量瓶中,加 60% 乙醇定容至刻度线,后面的操作同
1. 2. 1. 1 中“分别加入 0. 2mL 5% NaNO2 溶液……”,
于 510nm 下测量吸光度,计算总黄酮含量,计算
RSD%。
1. 2. 1. 6 加样回收率的考察 称取刺五加叶粉 5 份,
每份约 2. 0g,分别加入金丝桃苷对照溶液 1mL,减压
浓缩至干,用 60%的乙醇溶解并定容在 10mL量瓶中,
分别取 5 种试液 0. 1mL置于 5 个 5mL容量瓶中,后面
的操作同 1. 2. 1. 1 中“分别加入 0. 2mL 5% NaNO2 溶
液……”,于 510nm 下测量吸光度,计算黄酮含量,计
算回收率。
1. 2. 2 正交实验的考察
称取刺五加叶粉 9 份,每份约 2. 0g,以溶媒浓度、
提取次数,提取时间和溶媒倍数作为提取因素,分别设
置 3 个水平,按照 L9(3)
4 进行提取,如表 1 所示。
表 1 正交试验因素水平表
水平 溶媒浓度(A)提取时间(B) (h)提取次数(C) 乙醇倍数(D)
1 30 0. 5 1 15
2 40 1 2 20
3 50 1. 5 3 25
1. 2. 3 刺五加叶粗提物抗氧化活性的探究
1. 2. 3. 1 刺五加叶粗提物对 DPPH 的活性研究 参
照文献方法[5 - 6],准确称取一定量刺五加总黄酮提取
物,分别加无水乙醇配制成 0. 2mg /mL、0. 1mg /mL、
0. 05mg /mL、0. 025mg /mL、0. 0125mg /mL的样品溶液。
准确称取 0. 26mg DPPH,加无水乙醇定容至 100mL量
瓶中。分别取上述样品溶液 1mL,加入 1mL 无水乙
醇。再分别上述样品溶液 1mL,加入 1mL DPPH溶液。
取无水乙醇 1mL,加入 1mL DPPH 溶液,摇匀。在
517nm处测定 60min内的不同浓度的黄酮溶液的吸光
度,计算其清除率。
清除率 (%)=[1 - (Ai - Aj)/Ac) ]× 100,式中
Ai为黄酮溶液加 DPPH溶液的吸光度,Aj 为黄酮溶液
加无水乙醇的吸光度;Ac 为 DPPH溶液加无水乙醇的
吸光度。
1. 2. 3. 2 刺五加叶粗提物对羟基自由基清除率的研
究 参照文献方法[7 - 8],取 7 支试管,分别加入
0. 15mg /mL的 1,10 -菲啰啉(邻二氮菲)溶液 1mL 和
pH =7. 4 的 PBS缓冲溶液 3. 8mL,摇匀后加入 0. 2mg /
mL的 FeSO4 溶液 1. 5mL,混匀。然后向其中的 5 支试
管中分别加入 0. 5mL、1mL、1. 5mL、2mL、2. 5mL 的
0. 2mg /mL的黄酮溶液,混匀。另两支试管为损伤管
和未损伤管,不加黄酮溶液,在损伤管中加入 0. 01%
的 H2O2 溶液 1mL,未损伤管不加 H2O2 溶液,最后都
用蒸馏水补至相同体积为 10mL,将除了未损伤管的其
余 6 支试管放在 37℃的水浴中保温 1h,在 536nm处测
其吸光度,计算 OH 的清除率。OH 清除率 = (A2 -
A1)/(A0 - A1) ,式中 A0 为未损伤管的吸光度;A1 为损
伤管的吸光度;A2 为加黄酮溶液的吸光度。
2 结果与讨论
2. 1 方法学考察
2. 1. 1 标准曲线的绘制
如图 1 所示,标准方程为:y = 14. 821x + 0. 0028;
r = 0. 9995。表明金丝桃苷浓度在 0. 008 ~ 0. 04 mg /
mL 范围内线性关系良好。
图 1 金丝桃苷的标准曲线
2. 1. 2 提取方法的选择
由图 2 可知,在相同的提取条件下,超声提取法所
得到的总黄酮含量最高,总黄酮含量为 46. 49mg /g,所
以本实验的提取方法采用超声提取法。
图 2 提取方法比较
2. 1. 3 精密度的考察
仪器的精密度 RSD%为 0. 0269%,表明仪器精密
度良好。
·3261·辽宁中医杂志 2011 年第 38 卷第 8 期
表 2 仪器精密度考察结果
实验次数 1 2 3 4 5 平均值 RSD(%)
吸光度值 05872 0. 5871 0. 5870 0. 5874 0. 5873 0. 5872 0. 0269
2. 1. 4 稳定性的考察
显色稳定性 RSD% 为 0. 51%,表明显色后在
40min内稳定性良好。
表 3 稳定性考察结果
时间(分钟) 0 10 20 30 40 RSD(%)
吸光度值 0. 4429 0. 4414 0. 4422 0. 4427 0. 4439 0. 51
2. 1. 5 重现性的考察
该测量方法重现性 RSD%为 0. 56%,表明该方法
测定结果的重现性良好。
表 4 重现性考察结果
试验次数 1 2 3 4 5 RSD(%)
黄酮含量(mg /g)51. 47 52. 21 51. 94 51. 78 51. 59 0. 56
2. 1. 6 加样回收率的考察
从表中数据可知,本方法回收率良好,达
99. 98%。
表 5 加样回收率的考察
编号
对照品含量
(mg)
样品含量
(mg)
理论值
(mg)
实际值
(mg)
回收率
(%)
平均回收率
(%)
1 0. 2008 103. 94 104. 14 104. 31 100. 16 99. 98
2 0. 2008 103. 95 104. 15 103. 87 99. 73
3 0. 2008 103. 92 104. 12 104. 22 100. 10
4 0. 2008 103. 91 104. 11 104. 14 100. 03
5 0. 2008 103. 83 104. 03 103. 89 99. 87
2. 2 超声提取法正交实验结果考察
2. 2. 1 结果及方差分析
以溶媒浓度、提取时间、提取次数、溶媒倍量作为
四因素进行 L9(3)
4 正交试验,得到实验结果如表 3 所
示。
表 6 正交实验结果表
实验序号
乙醇浓度
(A)
提取时间
(B)
提取次数
(C)
溶媒倍数
(D)
试验结果
(mg /g)
1 30 0. 5 1 15 22. 38
2 30 1 2 20 39. 18
3 30 1. 5 3 25 49. 13
4 40 0. 5 2 25 42. 35
5 40 1 3 15 42. 01
6 40 1. 5 1 20 38. 96
7 50 0. 5 3 20 47. 58
8 50 1 1 25 41. 17
9 50 1. 5 2 15 50. 61
均值 1 36. 897 37. 437 34. 170 38. 333
均值 2 41. 107 40. 787 44. 047 41. 907
均值 3 46. 453 46. 233 46. 240 44. 217
极差 9. 556 8. 796 12. 070 5. 884
正交实验的方差分析结构如下表。
结合极差分析和方差分析可知,乙醇浓度、提取时
间、提取次数、溶媒倍数 4 因素对黄酮提取量的影响主
次顺序为:提取次数(C)>乙醇浓度(A)>提取时间
(B)> 溶媒倍数(D)。所以最优的提取条件为:
A3B3C2D2,即溶媒浓度为 50%,提取次数为 2 次,提取
时间为 1. 5h,溶媒倍数为 20 倍。
表 7 正交实验方差分析表
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 P值
溶媒浓度 137. 641 2 2. 611 19 < 0. 1
提取时间 118. 270 2 2. 243 19 < 0. 1
提取次数 248. 044 2 4. 705 19 < 0. 1
溶媒倍数 52. 718 2 1. 000 19 < 0. 1
误差 52. 72 2
2. 2. 2 最佳工艺条件的验证
在优化组合 A3B3C2D2 的条件下,进行 3 次平行验
证试验,以验证最优工艺的可行性和合理性。结果如
表 5 所示,在最优提取工艺下,提取的总黄酮的平均含
量为 51. 92mg /g,相对标准偏差为:0. 0137,该方法可
行性较高,说明适合于提取刺五加叶黄酮类化合物。
表 8 最佳工艺条件的验证结果
1 2 3 平均含量 RSD(%)
含量(mg /g) 51. 90 52. 64 51. 21 51. 92 0. 0137
2. 3 刺五加叶总黄酮抗氧化活性的评价
2. 3. 1 刺五加叶总黄酮清除 DPPH的活性评价
图 3 刺五加叶总黄酮对 DPPH的清除作用
由图 2 可以看出,不同浓度刺五加叶总黄酮对
DPPH均具有清除作用,且清除能力随着时间的增加
而增大,并且 30min 后逐渐趋于平缓。浓度越大,对
DPPH的清除能力就越强。从图 3 可知,刺五加叶总
黄酮对 DPPH 的清除能力随浓度增大而增强,由浓
度—清除率的拟合曲线方程可以求得刺五加叶总黄酮
的 IC50 为 0. 0865mg /mL。
图 4 不同浓度刺五加叶总黄酮对 DPPH清除作用曲线
2. 3. 2 刺五加叶总黄酮对羟基自由基清除率
由图 4 中可以看出,刺五加叶总黄酮对·OH 具
有清除能力,且清除能力随着刺五加叶总黄酮溶液的
加入量的增加,清除能力明显增强,说明清除率与黄酮
溶液的用量存在着一定的量效关系,说明刺五加叶总
黄酮对·OH具有一定的清除能力。
·4261· 辽宁中医杂志 2011 年第 38 卷第 8 期
图 5 刺五加叶总黄酮对羟基自由基清除率
3 结 论
通过对提取方法的对比,最后确定超声提取法为
最优的提取方法,并且优化了超声提取法的提取工艺,
得到了最佳的提取条件,最佳工艺为:以 50%乙醇溶
液提取,提取时间为 1. 5h,提取次数为 2 次,溶媒倍量
为 20 倍。该方法比较稳定,可以扩大化生产。
采用 DPPH法和 OH的清除能力两种方法来评价
刺五加叶总黄酮的抗氧化活性,确定刺五加叶总黄酮
收稿日期:2010 - 11 - 12
作者简介:梁波(1978 -) ,女,辽宁大连人,副教授,博士,研究方向:天
然药物化学。
具有比较强的抗氧化活性,并且随着浓度的增加,抗氧
化能力增强。
参考文献
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GC - MS联用分析香椒子的挥发性成分
梁波,范丽萍,王文婷,邱桂佳,郭小奇
(大连大学医学院,辽宁 大连 116622)
摘 要:采用水蒸气蒸馏法提取精制香椒子中的挥发油。采用 GC - MS联用分析鉴定香椒子油中挥发性成分的种
类及其相对含量,从中分离出 32 个色谱峰,鉴定了其中的 25 个,占挥发油总量的 95. 42%。
关键词:香椒子;挥发性成分;GC - MS
中图分类号:R284. 2 文献标识码:B 文章编号:1000 - 1719(2011)08 - 1625 - 02
Analysis of the Volatile Components of Zanthoxylum Schinifolium by GC -MS
LIANG Bo,FAN Li-ping,WANG Wen-ting,QIU Gui-jia,GUO Xiao-qi
(Medical College,Dalian University,Dalian 116622,Liaoning,China)
Abstract:The volatile oils of Zanthoxylum schinifolium were extracted by water vapor distillation. The varieties and relative
contents of volatile components were determined by a GC - MS analysis. 32 peaks were isolated from the oils and 25 peaks were i-
dentified by their MS spectra,which accounted for 95. 42% of the total oils.
Key words:Zanthoxylum schinifolium;the volatile components;GC - MS
香椒子 Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc. in
Abh. Phys. - Math. Akad. Wiss. Muench,为芸香科花椒
属植物香椒子的干燥果皮及种子,主产于辽宁、江苏、
河北等地。香椒子气香,味麻辣,具有温中散寒,燥湿
杀虫,行气止痛之功效[1],主治胃腹冷痛,呕吐,泄泻,
血吸虫病,蛔虫病等,外用还可治牙痛,脂溢性皮炎,并
可用于表面麻醉等[2]。香椒子含油率较高,目前对其
精油提取加工工艺[3]和生药学[4]等方面有所研究,但
是对于油中所含化学成分等还少有研究。本实验采用
气相色谱 -质谱(GC - MS)联用技术对香椒子的挥发
性成分进行分析和鉴定[5 - 6],有助于香椒子有效成分
的研究,并为香椒子油及其制剂的开发应用和质量评
价提供依据。
1 仪器和材料
QP5050A气相色谱质谱联用仪(日本 Shimadzu 公
司) ,Xcalibur 工作站;AB135 - S 电子分析天平(瑞士
·5261·辽宁中医杂志 2011 年第 38 卷第 8 期