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刺五加叶不同部位抗氧化活性的研究



全 文 :人参研究 GINSENG RESEARCH 2012 年第 3 期
刺五加叶不同部位抗氧化活性的研究
王俊标 赵红丹 徐春玲 陈秋连 梁彩霞 郑友兰*
(吉林农业大学中药材学院·吉林 长春·130118)
摘 要: 目的 研究刺五加叶不同部位在不同浓度下的体外抗氧化活性。 方法 采用清除 ABTS+自由基、
DPPH自由基评价法和测定还原性法,利用紫外分光光度计法测定刺五加叶的总提液、10%、30%
和 50%大孔吸附树脂醇洗脱部位在不同浓度下的抗氧化能力。结果 刺五加叶不同部位抗氧化活
性的强弱顺序为:30%部位>10%部位>总提液>50%部位,随着各部位浓度的增加,抗氧化能力增
强。 ABTS+自由基和 DPPH自由基模型中, 在浓度为 0.64mg/mL时,30%的部位对 ABTS+DPPH
自由基模最大清除率分别达到 99.541%、95.331%, 与同浓度 VC 的清除率接近, 其次浓度
0.64mg/mL的 10%部位的最大清除率分别达到 96.324%、88.033%。 在还原性法测定中 30%部位
在浓度为 0.64mg/mL时,吸光度为 2.269,与 VC较接近,同浓度时 10%部位的吸光度为 2.155,次
于 30%部位。 结论 刺五加叶抗氧化能力较好,各种评定方法结合分析,其 30%部位最好,可以开
发为抗氧化剂,为进一步研究和开发刺五加叶提供了科学依据。
关键词:抗氧化活性;刺五加叶;ABTS;DPPH;还原性
Study on Antioxidative Properties of Different Fractions from
Acanthopanax Senticosus (Rupr. etMaxim.) Harms Leaves
WANG Jun-biao, ZHAO Hong-dan, XU Chun-ling, CHEN Qiu-lian, LIANG Cai-xia, ZHENG You-lan*
(College of Chinese Medicinal Material, Jilin Agricultural University, ChangChun,130118)
Abstract:Objective Study on different Fractions of Acanthopanax Senticosus (Rupr.etMaxim.) Harms Leaves at different concentrations,
and determine its antioxidative activities.Methods The antioxidative activities of Acanthopanax Senticosus compared with VC
were investigated employing various methods established in vitro systems such as DPPH (1,1 -diphenyl - 2 -picrylhydrazyl)
radical ABTS (2,2 -azo -bis -(3 -ethylbenzothiozoline -6-sulphonic acid) radical scavenging assay and reducing power assay
measured by ultraviolet spectro -photometer. Results The elution fractions of Acanthopanax Senticosus exhibited significant
antioxidant properties on ABTS free radical, DPPH radical scavenging systems, and good reduction. The inhibition of freeing
radical scavenging ability of the different elution fractions from strong to weak is: 30%fraction>10%fraction> the total extracts>
50% fraction. The antioxidant properties of different fractions depended well on the their dose. With the increasing of the
concentration various fractions, the antioxidative capacity was enhanced. The inhibition of ABTS radical scavenging was
99.541% at the concentration of 0.64mg/mL in 30% fraction, and the inhibition of DPPH radical scavenging was 95.331% at
the same concentration in 30% fraction, both close to VC. The inhibition in 10% fraction was weaker than 30% fraction, it was
96.324%、88.033% respectively. In the reducing power assay, the absorbance was about closed to VC that was 2.269 of 30%
fraction, and the 10% fraction was 2.155. Conclusion Different fractions of Acanthopanax Senticosus showed significant
antioxidant properties, the 30% ethanol fraction exhibited highest antioxidant activities in different investigation systems.The
present studies offered a scientific record that 30% ethanol fraction would be developped to be an antioxidant.
Key words:Antioxidant activity,Acanthopanax,ABTS,DPPH
基金项目:国家科技部资助攻关项目(2005BA741C)。
作者简介:王俊标,男,在读硕士,主要从事天然产物化学成分研究。
*通讯作者:郑友兰,女,教授,主要从事天然产物化学成分研究,E-mail:sqcg126621@126.com。
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人参研究 GINSENG RESEARCH 2012 年第 3 期
刺五加(Acanthopanax senticousus(Rupr.et Maxim.)
Harms)为五加科(Araliaceae)五加属植物,主要入药部
位为干燥根及根茎,其茎、叶也可作药用 [1~2]。 茎叶主
要应用于保健,拓宽至保健品、饮料、酒类等饮品行业
[3~7]。东北地区蕴藏量较丰富,华北、山西、陕西、四川等
地也有分布 [3,8,9]。 在东北、华北一般生长在海拔 800~
2000米左右[10]。
根据自由基学说,正常人体内自由基的产生和清
除处于平衡状态,过度吸烟酗酒或随年龄增长,人体
自身清除自由基能力减弱,机体自由基过多就会造成
各种机体组织的损伤,加速机体衰老,增加患病几率
等[11]。 为清除机体多余自由基,需要利用抗氧化剂,现
已有多种合成抗氧化剂如:THBQ、BHT、BHA、PG 等,
其产量较大,价格低廉,抗氧化活性较强等诸多优点,
但人工合成的抗氧化剂具有一定的毒副作用,可能会
导致机体正常细胞发生癌变[12-13]。寻找抗氧化活性强,
无毒副作用的天然抗氧化剂成为未来医药发展的必
然趋势。 为此,本研究通过多种方法对栽培刺五加叶
不同部位的抗氧化活性进行测定,评定出抗氧化活性
较好部位,以期为将其开发成天然的抗氧化剂提供数
据参考。
1 实验材料
1.1 实验材料
刺五加叶采自吉林省临江市,经吉林大农业大学
园艺学院胡全德教授鉴定为五加科植物刺五加
Acanthopanax senticosus(Rupr. Et Maxim.)Harms 的干
燥叶。
1.2 试剂
D101 大孔吸附树脂(南开大学化工厂)、DPPH溶
液、ABTS、VC、三氯乙酸、三氯化铁、过硫酸钾、铁氰化
钾、磷酸盐缓冲液(PH=6.6)、无水乙醇、甲醇、蒸馏水。
1.3 实验仪器
T6 型号新世纪紫外可见分光光度计 (北京普析
通用仪器有限责任公司);超声波清洗器(KQ-250DB
型,昆山市超声仪器有限公司生产);电热鼓吹干燥箱
(101-2A 型, 上海锦屏仪器仪表有限公司通州分公
司);百灵电子天平(110g/0.0001g)(LA114 型,常熟市
百灵天平仪器有限公司 ); 电子计数天平 (500g/
0.001g,金羊天平仪器厂);旋转蒸发仪(上海亚荣生
化仪器厂)。
2 三种抗氧化方法及测定结果
2.1 药材组分的提取
取干燥刺五加叶 5.0kg,用 10 倍量的 50%的乙醇
溶液浸泡 12h, 超声 30min (频率为 100Hz, 温度为
30℃),过滤,将滤渣再分别用 8 倍量、6 倍量 50%乙
醇溶液超声 30min(同上),过滤,合并三次滤液减压
浓缩至无醇味,置于 4℃冰箱中沉淀 48h,抽滤,除去
沉淀的部分,留取剩余部分的真溶液,上 D101 大孔
吸附树脂柱,用水洗脱,去除部分色素和杂质,再分别
选用浓度为 10%、30%、50%的乙醇溶液依次洗脱大
孔树脂柱, 得 10%、30%、50%大孔树脂醇洗脱部位
(以下简称部位),浓缩至无醇味,蒸干,备用。
2.2 ABTS 法测定抗氧化活性
2.2.1 样品溶液的制备
分别精确称取干燥至恒重(60℃)的总提物、10%
部位、30%部位、50%部位各 40mg,用无水乙醇定容于
10mL 容量瓶中,配成浓度为 4mg/mL 的样品溶液,再
将样品溶液用无水乙醇逐级稀释 , 其浓度分别为
0.005mg/mL、0.01mg/mL、0.02mg/mL、0.04mg/mL、
0.08mg/mL、0.16mg/mL、0.32mg/mL、0.64mg/mL,待用。
2.2.2 ABTS+·溶液的制备
5mL,14mM 的 ABTS 和 5mL,4.9mMK2S2O8 混合
产生 ABTS+·,黑暗中静止 16h,使用之前乙醇稀释,要
求其在 734nm 波长下的吸光度为 0.70±0.02。
2.2.3 样品测定
Asample: ABTS+·+ 样品溶液(取三组作平行),
Acontrol: ABTS+· + 水为标准液 ,6min 后在 734nm
波长下测定吸光度。 清除率计算公式:清除率(%)=[
(Acontrol - Asample) / Acontrol] *100%。
2.2.4 结果
表 2-1 ABTS 法测定不同浓度下刺五加叶各洗
脱部位清除自由基活性
Tab.2 -1 ABTS + radical -scavenging activities of
different elution parts from Acanthopanax senticosus at
different concentrations.
浓度
(mg/mL)
清除率%
VC 总提液 10%部位 30%部位 50%部位
0.005 30.319 1.531 1.837 3.369 1.242
0.01 38.246 6.891 2.144 5.206 2.061
0.02 44.196 7.810 3.675 7.503 3.082
0.04 59.070 9.647 7.657 17.304 8.575
0.08 81.700 20.555 23.026 41.960 18.535
0.16 95.680 42.174 52.128 75.650 27.714
0.32 98.810 68.326 90.559 97.243 50.609
0.64 99.700 84.992 96.324 99.541 69.624
王俊标等:刺五加叶不同部位抗氧化活性的研究12
人参研究 GINSENG RESEARCH 2012 年第 3 期
2.2.5 半数抑制率 半数抑制率(IC50)指清除率达 50%
时所需抗氧化剂的浓度,其数值越小代表其抗氧化能
力越强。 采用 SPSS16.0 统计软件计算不同浓度下刺
五加叶各组分的 IC50,结果如下:
表 2-2 不同浓度下刺五加叶各洗脱部位清除
ABTS的 IC50值
Tab. 2 -2. The value of the IC50 in ABTS +
radical -scavenging activities of different elution parts
from the leaves of Acanthopanax senticosus at different
concentrations.
2.2.6 小结
通过图 2-1,表 2-2 可以看出,不同浓度下刺五
加叶各部位对 ABTS+自由基均有较强的清除能力,且
随着其浓度的增加,清除能力逐渐增强;其中 30%部
位清除率最高,其浓度在 0.32mg/mL 时,其清除率为
97.243%,与 VC 相当,且清除能力趋于平稳。 10%部
位的清除能力也较好,仅次于 30%的部位,在 0.32mg/
mL时,其清除能力达到 90.559%。 刺五加叶各部位对
ABTS+自由基的清除率达 50%时测定结果如表 2-2
所示, 抗氧化能力:30%部位>10%部位>总提液>50%
部位。
2.3 DPPH法测定抗氧化活性
2.3.1样品溶液的制备
分别精确称取干燥至恒重的总提物、10%部位、
30%部位、50%部位各 40mg,用无水乙醇定容于 10mL
容量瓶中,配成浓度为 4mg/mL 的样品溶液,再将样
品溶液用无水乙醇逐级稀释,其浓度分别为 0.005mg/
mL、0.01mg/mL、0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.08mg/mL、
0.16mg/mL、0.32mg/mL、0.64mg/mL,待用。
2.3.2DPPH溶液的制备
准确称取 DPPH 样品 0.01g 置于 50mL 容量瓶
中, 用无水乙醇定容至刻度, 得到浓度为 0.2mg/mL
DPPH 溶液。 再从已配置的 DPPH 溶液中移取 10mL
至 50mL 容量瓶中, 再次用无水乙醇定容, 摇匀,密
封,待测(整个过程都需要避光)。
2.3.3样品测定
将待测样品按表 2-3 加入试剂,摇匀,室温静置
30min(避光),以 VC 作对照,以无水乙醇作空白,在
波长为 515nm 下测定吸光度值。 清除率计算公式,
DPPH清除率(%)=(A1-A2+A3)/A1*100%
表 2-3样品溶液加样表
Tab.2-3 Composition of extract reaction solution
2.3.4结果
表 2-4.不同浓度下刺五加叶各洗脱部位 DPPH
法清除自由基活性
Tab.2 -4. DPPH radical -scavenging activities of
different elution parts from the leaves of Acanthopanax
senticosus at different concentrations.
图 2-1 ABTS 法测定不同浓度下刺五加叶各部位清除自由基活性
Fig.2-1ABTS+ radical-scavenging activities of different parts from Acanthopanax senticosus at different concentrations.
IC50
mg/ml
VC 总提液 10%部位 30%部位 50%部位
0.018 0.180 0.130 0.078 0.326 A1 3mL无水乙醇+3mL DPPH·溶液
A2 3mL 样品溶液+3mL DPPH·溶液
A3 3mL 样品溶液+3mL 无水乙醇
浓度
(mg/mL)
清除率%
VC 总提液 10%部位 30%部位 50%部位
0.005 73.512 6.521 18.595 25.454 1.003
0.01 79.231 12.055 21.115 35.116 5.520
0.02 81.724 18.181 28.661 48.921 5.147
0.04 86.945 27.272 35.909 60.515 10.447
0.08 90.364 48.616 50.347 73.995 19.012
0.16 94.177 61.422 69.000 83.435 41.755
0.32 95.456 79.920 84.380 90.704 60.452
0.64 96.384 84.652 88.033 95.331 70.683
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人参研究 GINSENG RESEARCH 2012 年第 3 期
2.3.5 半数抑制率 半数抑制率( IC50)指清除率达 50%
时所需抗氧化剂的浓度,其数值越小代表其抗氧化能
力越强。 采用 SPSS16.0 统计软件计算不同浓度下刺
五加叶各组分的 IC50,结果如下:
表 2-5. 不同浓度下刺五加叶各洗脱部位清除
DPPH的 IC50值
Tab. 2-5. The value of the IC50 in DPPH radical-
scavenging activities of different elution parts from the
leaves of Acanthopanax senticosus at different
concentrations.
2.3.6 小结
从表 2-4、图 2-2可以看出,30%部分对 DPPH自
由基的清除能力最强,最高值达 95.331%,接近 VC 的
清除率;10%部位和总提液的清除能力也较好, 其中
10%部位的清除能力在浓度为 0.64mg/mL 时, 达到
88.033%,总提液的清除能力在浓度为 0.64mg/mL 时,
达到 84.652%。 同时,各部位随各浓度的增加,清除自
由基能力均呈逐渐上升趋势, 呈现较好的量效关系。
由表 2-5 可以看出各部分清除 50%自由基能力高低
依次为:30%部位>10%部位>总提液>50%部位。
2.4 还原性的测定
2.4.1 样品溶液的制备
分别精确称取干燥至恒重的总提物、10%部位、
30%部位、50%部位各 40mg, 用甲醇定容于 10mL 容
量瓶中,配成浓度为 4mg/mL 的样品溶液,再将样品
溶液用甲醇逐级稀释, 其浓度分别为 0.005mg/mL、
0.01mg/mL、0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.08mg/mL、
0.16mg/mL、0.32mg/mL、0.64mg/mL,待用。
2.4.2 样品测定
取上述各待测样品 2.5mL, 加入 2.5mL(0.2mol/
mL),pH 6.6 磷酸盐缓冲液和 2.5mL 1%K3Fe(CN)6,
混合均匀 (1:1:1), 于 50℃反应 20min, 取出再加入
2.5mL 10%三氯乙酸,而后于 200 r/ min 离心 10min,
取上层溶液 2.5mL, 分别加入 2.5mL 蒸馏水、0.5mL
0.1%FeCl3 (5:5:1),以 VC作为对照,测定波长 700nm。
采用铁离子还原法,测定的吸光度值大小(样品溶液
取三组作平行)与该化合物还原力强弱呈正比。
2.4.3结果
表 2-6 不同浓度下刺五加叶各洗脱部位的吸光度值
Tab.2-6 The absorbency of different elution parts
from the leaves of Acanthopanax senticosus at different
concentrations.
图 2-2.不同浓度下刺五加叶各洗脱部位 DPPH法清除自由基活性
Fig.2 -2. DPPH radical -scavenging activities of different elution parts from the leaves of Acanthopanax
senticosus at different concentrations.
IC50
(mg/mL)
VC 总提液 10%部位 30%部位 50%部位
0.001 0.088 0.076 0.028 0.168
浓度
(mg/
mL)
吸光度(Abs)
VC 总提液 10%部位 30%部位 50%部位
0.005 0.237 0.002 0.009 0.066 0.004
0.01 0.386 0.01 0.015 0.184 0.019
0.02 0.403 0.02 0.216 0.409 0.040
0.04 0.833 0.088 0.318 0.782 0.059
0.08 1.545 0.234 0.691 1.317 0.099
0.16 2.160 0.611 1.058 2.148 0.312
0.32 2.271 1.215 1.623 2.219 0.508
0.64 2.281 1.497 2.155 2.269 0.832
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人参研究 GINSENG RESEARCH 2012 年第 3 期
2.4.4 小结
通过表 2-6、图 2-3 可以看出,不同浓度刺五加
叶各部位对铁离子均有较强的还原能力,随着各部位
浓度的增大,还原能力逐渐增大。 其中 30%部位还原
能力最高,其还原能力达到其每一浓度均与 VC 还原
能力相当,在浓度大于 0.32mg/mL 时,其还原能力趋
于平稳。 此外,10%部位还原能力,在浓度为 0.64mg/
mL 时,最大吸光度值达 2.155,略小于 VC 和 30%部
位。 通过比较, 各部位的还原能力高低顺序依次为:
30%部位>10%部位>总提液>50%部位。
3 讨论
3.1本实验首次应用多种体外抗氧化方法对不同浓度
刺五加叶的总提液及其 10%、30%、50%三个部位的抗
氧化活性进行比较探究,其实验结果表明,不同浓度下
刺五加叶各部位均具有一定的清除 DPPH、ABTS+自
由基的能力, 其清除能力强弱依次为:30%部位>10%
部位>总提液>50%部位。 采用铁离子还原法测定刺五
加叶各洗脱部位的还原能力, 刺五加叶具有较强的还
原能力,其还原性强弱依次为:30%部位>10%部位>总
提液>50%部位, 与清除 DPPH、ABTS+自由基方法一
致, 三种评定方法都表明刺五加叶各部位随着其对应
浓度增加抗氧化能力增强,呈较好的量效关系。
3.2 在整个抗氧化实验中,30%大孔树脂洗脱部位对
ABTS+、DPPH自由基的清除能力及还原能力最强,当
浓度达到 0.32mg/mL 时, 其对 ABTS+、DPPH 自由基
的清除能力及还原性均接近 VC, 且浓度在 0.32mg/
mL-0.64mg/mL 范围内, 其清除能力趋于平稳。 其次
10%部位抗氧化活性也较好,仅次于 30%部位。
3.3在本实验浓度范围内, 刺五加叶不同洗脱部位均
具有有一定程度的抗氧化活性。其 30%洗脱部位抗氧
化能力大于其他部位,10%部位,总提液,50%部位也
有较好的抗氧化能力。由此可知刺五加叶在抗氧化方
面具有很大的开发价值,其中 30%部位的开发价值最
好,可作为天然抗氧化剂,应用于药用及食品保鲜领
域中。因此本文为刺五加叶在未来资源开发利用上提
供参考依据。
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图 2-3 不同浓度下刺五加叶各洗脱部位的吸光度值
Fig.2-3The absorbency of different elution parts from the leaves of Acanthopanax senticosus at different concentrations.
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