全 文 ：南 方 农 业 学 报 45卷
收稿日期：2014-01-04
基金项目：北京师范大学珠海分校青年教师科研项目（2013）；北京师范大学珠海分校大学生创新创业训练项目（2014）；北京师范
大学珠海分校生物技术品牌专业建设项目（201262）
作者简介：*为通讯作者，陈超（1977-），博士，副教授，主要从事生物学教学与研究工作，E-mail：chenchaobnu@126.com。张成
（1981-），主要从事食品生物化学教学与研究工作，E-mail：zhangchengbnu@126.com
豨莶草叶浸提液对羟基自由基的清除作用
张 成1，蔡曙洁2，陈炜玥1，邓娜梅1，韩宇浩1，陈 超1*
（1北京师范大学 珠海分校 工程技术学院，广东 珠海 519087； 2北京师范大学 生命科学学院，北京 100875）
摘要：【目的】研究豨莶草叶浸提液对羟基自由基（·OH）的清除作用，为豨莶草资源的药用开发提供参考依据。
【方法】采用水浴回流法制备豨莶草叶浸提液，通过单因素试验和正交试验，确定豨莶草叶浸提液清除·OH效果最佳
的浸提工艺条件。【结果】影响豨莶草叶浸提液清除·OH效果的因素顺序为：料液比>乙醇体积分数>水浴温度>浸提
时间，其最佳浸提工艺条件：以80%乙醇为浸提剂，在料液比1∶10.0、60 ℃水浴回流条件下浸提2.0 h，·OH清除率为
91.7%；豨莶草叶浸提液体积为1.00 mL时，·OH清除率达92.6%。【结论】豨莶草叶浸提液具有一定的抗氧化性，可作
为天然抗氧化剂资源进一步研究。
关键词：豨莶草叶浸提液；羟基自由基（·OH）；清除率；抗氧化性；提取工艺
中图分类号：TQ282 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2014）06-1060-05
0 引言
【研究意义】生物体内含氧自由基主要包括超氧
阴离子自由基（ ）、羟基自由基（·OH）和脂质过氧化
自由基（ROO·）等（汪建红等，2012），其中·OH是已知
活性氧中对生物体毒性作用最强的一种自由基，与衰
老、肿瘤、辐射损伤和细胞吞噬等密切相关（田春莲
等，2013；孙兰凤等，2013）。抗氧化性物质可淬灭自由
基，阻止因过量自由基和生物大分子作用而引起的一
Scavenging effect of Siegesbeckia leaves extracts on
hydroxyl radical
ZHANGCheng1，CAIShu-jie2，CHENWei-yue1，DENGNa-mei1，
HANYu-hao1，CHENChao1*
（1School of Engineering Technology，Beijing Normal University，Zhuhai，Guangdong 519087，China；2College of Life
Science，Beijing Normal University，Beijing 100875，China）
Abstract：【Objective】The scavenging effect of Siegesbeckia leaves extracts on hydroxyl free radical （·OH） was stud-
ied to provide references for its further development in medicinal aspect. 【Method】Siegesbeckia leaves extracts were ob-
tained by refluxing in the water-bath. Using single factor and orthogonal test methods， the optimal extraction conditions of
scavenging ratio of Siegesbeckia leaves extracts on hydroxyl free radical were determined. 【Result】The factors affecting the
scavenging effect of the Siegesbeckia leaves extracts on hydroxyl free radical were found in the following order: material
liquid ratio > ethanol volume percentage > water-bath temperature > extraction time. Under the optimal extraction condi-
tions of 1∶10.0 of material liquid ratio， 80% ethanol， and 2.0 hours at 60 ℃ refluxing temperature， the maximum capacity
of scavenging effect to hydroxyl free radical was 91.7%. When Siegesbeckia leaves extracts were used as 1.0ml， the scav-
enging ratio to hydroxyl free radical was 92.6% . 【Conclusion】Siegesbeckia leaves extracts have antioxidant effects，
which shows that Siegesbeckia leaves extracts should be used as natural antioxidant resources for further study.
Key words： Siegesbeckia leaves extracts； hydroxyl radical； scavenging ratio； antioxidant activity； extraction process
DOI：10.3969/j：issn.2095-1191.2014.6.1060
南方农业学报 Journal of Southern Agriculture 2014，45（6）：1060-1064
ISSN 2095-1191；CODEN NNXAAB http：//www.nfnyxb.cn
6期
系列链式氧化过程。虽然通过化学合成物质如叔丁基
羟基茴香醚（BHA）、2，6-二叔丁基对甲酚（BHT）、没
食子酸丙酯（PG）、叔丁基对苯二酚（TBHQ）等可获得
良好的抗氧化效果，但近年研究发现这类物质会对人
体呼吸酶活性产生一定的不利影响，甚至还有致畸作
用（陈睿等，2013）。因此，寻找安全、可靠的天然抗氧
化活性物质成为自由基生物学研究的重点内容之一。
【前人研究进展】豨莶草是菊科植物腺梗豨莶（Sieges-
beckia pubescens Makino）、豨莶（Siegesbeckia orien-
talis L.）及毛梗豨莶（Siegesbeckia glabrescens Makino）
的干燥地上部分，具有祛风除湿的作用，临床上多用
于治疗风湿痹痛、腰膝酸软、四肢麻木（国家药典委员
会，2005）。近年来，国内已有不少学者对豨莶草的药
效进行研究。罗琼等（2008a）研究了豨莶草甲醇提取
物对成纤维细胞增殖及大鼠创伤的修复作用，结果表
明豨莶草具有促伤口愈合作用；同年，还研究发现豨
莶草局部外用具有明显的抗炎、镇痛作用（罗琼等，
2008b）。汪建平等（2009）研究表明，豨莶草提取物对
人宫颈癌细胞HeLa具有较强的体外抑制效应。杨雅兰
和陆建林（2010）研究表明，豨莶草提取物具有内皮
NO依赖性舒张血管作用。王维伟等（2011）研究发现，
高剂量的豨莶草提取物对压力超负荷型心肌重构具
有一定保护作用。傅旭春等（2013）研究表明，豨莶草
提取物对单克隆抗体组合诱导类风湿关节炎小鼠具
有抗炎作用。于静等（2013）的研究结果表明，豨莶草
提取物能够明显减轻多柔比星所致大鼠的急性心肌
损伤，并提出其作用机制可能与豨莶草提取物能增强
机体抗氧化应激能力有关。【本研究切入点】豨莶草含
有二萜类、倍半萜类、黄酮类等具有抗氧化作用的有
效成分（侴桂新等，2006），但关于豨莶草抗氧化能力
的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】采用水浴回流
法制备豨莶草叶浸提液，通过单因素试验和正交试
验，确定豨莶草叶浸提液清除·OH效果最佳的浸提工
艺条件，为豨莶草资源的药用开发提供参考。
1 材料与方法
1. 1试验材料
豨莶草购自珠海市金鼎市场万青药店，取其叶片
50 ℃烘干，粉碎后过40目筛备用。邻二氮菲（1，10-菲
啰啉）购自广州化学试剂厂；无水乙醇购自广东光华
化学厂有限公司；七水合硫酸亚铁、30%过氧化氢购
自成都格雷西亚化学技术有限公司；磷酸氢二钾、磷
酸二氢钾购自天津市福晨化学试剂厂。主要仪器设备
有：UV752紫外可见分光光度计（上海凤凰光学科仪
有限公司）、HWS24数显恒温水浴锅（上海一恒科技有
限公司）、JJ500电子分析天平（常熟市双杰测试仪器
厂）、PB-10型pH精密酸度计［赛多利斯科学仪器（北
京）有限公司]、EPED-T/D型实验室级超纯水器（南京
易普易达科技发展有限公司）、FW80型高速万能粉碎
机（天津泰斯特仪器有限公司）。
1. 2试验方法
1. 2. 1 豨莶草叶浸提液制备 称取一定量豨莶草叶
片粉末，以乙醇为浸提剂，按一定料液比在水浴中回
流浸提，回流冷却至室温后经聚酰胺粉过滤，得豨莶
草叶浸提液，密封保存于冰箱保鲜层备用。
1. 2. 2 单因素试验 考察水浴温度（30、40、50、60、
70 ℃）、乙醇体积分数（40%、50%、60%、70%、80%）、料
液比（1∶12.5、1∶25.0、1∶37.5、1∶50.0、1∶62.5 g/mL）、浸提
时间（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h）对豨莶草叶浸提液清除
·OH效果的影响。
1. 2. 3 正交试验 在单因素试验的基础上，确定适
宜水平后进行正交试验，对浸提条件进一步优化，
确定豨莶草叶浸提液清除·OH效果最佳的浸提工艺
条件。
1. 2. 4 ·OH清除能力测定 参考Fenton反应体系，以
A536 nm的变化反映·OH的氧化作用（许申鸿和杭瑚，
2000；弓晓峰等，2006；李昌等，2006）。取1.0 mL
5 mmol/L邻二氮菲无水乙醇溶液于试管中，依次加入
2.0 mL 0.2 mol/L磷酸缓冲溶液（pH 7.4）和1.0 mL样
液的溶剂，充分混匀后加入1.0 mL 5 mmol/L硫酸亚铁
溶液；混匀后再加入1.0 mL 0.1%双氧水，37 ℃水浴
60 min后，在536 nm处测定其吸光值，即损伤管的吸
光值A损。未损伤管以1.0 mL蒸馏水代替损伤管中1.0
mL 0.1%双氧水，样品管以1.0 mL样品溶液代替损伤
管中1.0 mL样液的溶剂，分别测得未损伤管的吸光值
A未及样品管的吸光值A样（梁云，2008）。·OH清除率
计算公式为：
·OH清除率（%）=（A样-A损）/（A未-A损）×100
式中，A损为加双氧水但不加样品溶液的吸光值，
A未为不加双氧水而加样品溶液的吸光值，A样为加双
氧水和样品溶液的吸光值。
按上述方法，分别量取最佳浸提工艺条件下获得
的豨莶草叶浸提液0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 mL，分
别测其吸光值。
2 结果与分析
2. 1单因素试验结果
2. 1. 1 水浴温度对·OH清除率的影响 由表1可知，
随着水浴温度的增加，豨莶草叶浸提液对·OH的清除
率呈增加趋势。当水浴温度为60 ℃时，·OH清除率达
最大值（88.3%）；但水浴温度继续升高，清除率略有下
降。这是因为豨莶草中具有抗氧化作用的二萜类、倍
张成等：豨莶草叶浸提液对羟基自由基的清除作用 1061· ·
南 方 农 业 学 报 45卷
表 1 水浴温度对豨莶草叶浸提液清除·OH效果的影响
Tab.1 Effect of extraction bath temperature of Siegesbeckia
leaf extracts on the scavenging rate of hydroxyl free radical
水浴温度（℃） A损 A未 A样 清除率（%）
Water-bath temperature Scavenging rate
30 0.393 1.663 0.875 38.0
40 0.378 1.627 1.143 64.6
50 0.407 1.626 1.271 70.9
60 0.369 1.644 1.522 88.3
70 0.313 1.657 1.382 79.5
半萜类、黄酮类等有效成分，在高温下易分解，且温度
升高引起乙醇挥发损耗。因此，确定60 ℃为最佳浸提
水浴温度。
2. 1. 2 乙醇体积分数对·OH清除率的影响 由表2
可知，乙醇体积分数在40%~60%时，豨莶草叶浸提液
对·OH的清除率逐渐增加，当乙醇体积分数为60%时
达最大值（79.4%），超过60%后·OH清除率逐渐降低。
这是因为乙醇体积分数增加，起抗氧化作用的水溶性
黄酮不易溶出，而脂溶性物质相对更易溶出。因此，乙
醇体积分数以60%为宜。
2. 1. 3 料液比对·OH清除率的影响 由表3可知，豨
莶草叶浸提液对·OH的清除率随料液比的降低呈先
升后降的变化趋势，当料液比为1∶25.0时，浸提液对
·OH的清除效果最佳（51.9%），可能是因为在该料液
比条件下，提取出的二萜类、倍半萜类、黄酮类等有机
活性物质含量最高。因此，确定最佳料液比为1∶25.0。
2. 1. 4 浸提时间对·OH清除率的影响 由表4可知，
随着浸提时间的延长，豨莶草叶浸提液对·OH的清除
率呈增加趋势，当浸提时间为2.0 h时，·OH清除率达
最大值（93.9%），但继续延长浸提时间清除率略有下
降。这是因为随着浸提时间的延长，黄酮类物质易发
生氧化、分解，造成含量降低。因此，确定最佳浸提时
间为2.0 h。
2. 2正交试验结果
由单因素试验结果可知，水浴温度、乙醇体积分
数、料液比及浸提时间对豨莶草叶浸提液清除·OH效
果均有较大影响。以豨莶草叶浸提液对·OH的清除率
为考察指标，选择L16（45）正交试验对豨莶草叶浸提工
艺条件进行优化，试验因素及水平见表5。其中第5因
素为空列（误差列），不列入试验因素中，但列入计算
过程中以检测试验的误差（表6）。从表6可以看出，4个
因素对豨莶草叶浸提液清除·OH效果的影响顺序为：
B>A>C>D，即影响豨莶草叶浸提液清除·OH效果的
主要因素是料液比，其次是乙醇体积分数和水浴温
度，最后是浸提时间。最佳工艺组合为A4B1C3D3，即豨
莶草叶浸提液清除·OH效果最佳的浸提工艺条件为：
乙醇体积分数80%、料液比1∶10.0、水浴温度60 ℃、浸
提时间2.0 h。
为检验工艺组合A4B1C3D3是否最佳，特进行两次
重复验证试验，结果表明，在A4B1C3D3组合工艺条件
下，豨莶草叶浸提液对·OH的清除效果最佳，平均清
除率为91.7%，高于正交试验的任一设计组合，说明正
交试验结果可靠。
2. 3不同体积豨莶草叶浸提液清除·OH能力测定结果
由图1可知，随着豨莶草叶浸提液体积的不断增
加，·OH清除率也逐渐增大，当浸提液体积为1.00 mL
时，清除率达最大值（92.6%）。浸提液体积为1.00~1.50
mL时，·OH清除率变化不明显，可能是由于体系中部
分·OH与提取出的活性物质结合形成更为稳定的自
由基类型。在浸提液体积较小时主要表现为清除自由
表 4 浸提时间对豨莶草叶浸提液清除·OH效果的影响
Tab.4 Effect of extraction time of Siegesbeckia leaf extracts on
the scavenging rate of hydroxyl free radical
浸提时间（h） A损 A未 A样 清除率（%）
Extraction time Scavenging rate
0.5 0.277 1.628 1.118 62.3
1.0 0.358 1.612 1.342 78.5
1.5 0.313 1.675 1.382 79.5
2.0 0.379 1.608 1.533 93.9
2.5 0.380 1.613 1.441 86.5
表 5 正交试验设计的因素及水平
Tab.5 Factors and levels of orthogonal test design
水平
Level
1
2
3
4
A：乙醇体积
分数（%）
Ethanol volume
percentage
50
60
70
80
B：料液比
（g/mL）
Material
liquid ratio
1∶10.0
1∶15.0
1∶20.0
1∶25.0
C：水浴
温度（℃）
Water bath
temperature
40
50
60
70
D：浸提
时间（h）
Extraction
time
1.0
1.5
2.0
2.5
因素 Factor
表 2 乙醇体积分数对豨莶草叶浸提液清除·OH效果的影响
Tab.2 Effect of ethanol volume of Siegesbeckia leaf extracts on
the scavenging rate of hydroxyl free radical
表 3 料液比对豨莶草叶浸提液清除·OH效果的影响
Tab.3 Effect of material liquid ratio of Siegesbeckia leaf ex-
tracts on the scavenging rate of hydroxyl free radical
料液比（g/mL） A损 A未 A样 清除率（%）
Material liquid ratio Scavenging rate
1∶12.5 0.284 1.542 0.924 50.9
1∶25.0 0.290 1.551 0.945 51.9
1∶37.5 0.339 1.537 0.446 8.9
1∶50.0 0.345 1.605 0.445 8.0
1∶62.5 0.378 1.652 0.477 7.8
乙醇体积分数（%） A损 A未 A样 清除率（%）
Ethanol volume percentage Scavenging rate
40 0.297 1.564 0.894 47.1
50 0.313 1.620 1.042 55.8
60 0.312 1.656 1.379 79.4
70 0.249 1.547 1.002 58.2
80 0.305 1.607 1.064 58.3
1062· ·
6期
表 6 正交试验结果
Tab.6 Results of orthogonal test design
序号 因素 Factor 空列 A损 A未 A样 清除率(%)
No. A B C D Null column Scavenging rate
1 1 1 1 1 1 0.398 1.659 0.526 81.5
2 1 2 2 2 2 0.367 1.305 0.405 35.1
3 1 3 3 3 3 0.359 1.638 0.171 49.7
4 1 4 4 4 4 0.473 1.621 0.156 34.8
5 2 1 2 3 4 0.346 1.679 0.529 54.1
6 2 2 1 4 3 0.393 1.578 0.389 37.0
7 2 3 4 1 2 0.326 2.062 0.128 27.6
8 2 4 3 2 1 0.341 1.628 0.132 24.3
9 3 1 3 4 2 0.348 1.607 0.394 90.6
10 3 2 4 3 1 0.335 1.618 0.120 54.3
11 3 3 1 2 4 0.342 1.670 0.386 22.0
12 3 4 2 1 3 0.417 1.652 0.184 19.9
13 4 1 4 2 3 0.298 1.622 0.225 76.4
14 4 2 3 1 4 0.346 1.529 0.174 79.6
15 4 3 2 4 1 0.394 1.587 0.244 55.8
16 4 4 1 3 2 0.312 1.516 0.570 21.4
K1 2.001 3.025 1.619 2.087 2.159
K2 1.430 2.059 1.649 1.578 1.747
K3 1.867 1.551 2.442 2.658 1.830
K4 2.332 1.005 1.930 2.182 1.905
R 0.903 2.020 0.824 0.604 0.413
基的作用，即随着浸提液体积的增加，能够稳定自由
基的物质含量也同步增加。本研究还发现，当浸提液
体积大于1.50 mL时出现异常，清除率超过100.0%。刘
先章等（2004）也曾研究发现，当提取出的活性物质浓
度太高时，样品管的红色比未损伤管深，浸提液本身
的色素影响吸光值测定，故其在高质量分数的清除率
无法准确测出，从而发生清除率超过100.0%的异常
情况，因此以此法测定·OH清除能力时有一定适宜
质量分数范围。
3 讨论
本研究采用水浴回流法制备豨莶草叶浸提液，以
豨莶草叶浸提液对·OH的清除率为考察指标，通过单
因素试验和正交试验对其浸提工艺参数进行优化，结
果表明，影响豨莶草叶浸提液清除·OH效果的主要因
素是料液比，其次是乙醇体积分数和水浴温度，最后
是浸提时间；豨莶草叶浸提液清除·OH效果最佳的浸
提工艺条件：以80%乙醇为浸提剂，在料液比1∶10.0、
60 ℃水浴回流条件下浸提2.0 h，·OH清除率为91.7%。
本研究进一步考察最佳浸提工艺条件下，不同体积豨
莶草叶浸提液对·OH的清除作用，发现当浸提液体积
为1.00 mL时，·OH清除率达92.6%，说明豨莶草叶浸
提液对·OH具有较强的清除能力，与张琴（2012）、于
静等（2013）的观点一致；但浸提液体积超过 1.50
mL时，出现·OH清除率超过100.0%的异常情况，是因
为样品管的红色比未损伤管深，浸提液本身的色素影
响了吸光值测定。
豨莶草含有二萜类、倍半萜类、黄酮类等具有抗
氧化作用的有效成分。韩明等（2009）研究发现，豨莶
草中的总黄酮对·OH具有明显的清除作用，当豨莶草
总黄酮提取液体积为2.5 mL时，清除效果最好，清除
率达85.19%。本研究对豨莶草叶浸提液的抗氧化作用
进行综合研究，未针对浸提液中的有效成分进行具体
研究。因此，今后应重点开展豨莶草中有效成分的确
定及其抗氧化性的应用分析。
4 结论
豨莶草叶浸提液具有一定的抗氧化性，可作为天
然抗氧化剂资源进一步研究。
参考文献：
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图 1 不同体积豨莶草叶浸提液对·OH的清除效果
Fig.1 Effect of different concentrations of Siegesbeckia leaf ex-
tracts on the scavenging rate of hydroxyl free radical
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
清
除
率
（
%）
S
c
a
v
e
n
g
i
n
g
r
a
t
e
浸提液体积（mL）Dosage
张成等：豨莶草叶浸提液对羟基自由基的清除作用 1063· ·
南 方 农 业 学 报 45卷
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（责任编辑 兰宗宝）
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