全 文 ：※基础研究 食品科学 2015, Vol.36, No.21 37
新疆药桑中稀有黄酮桑根酮M的分离鉴定及其
抗氧化活性分析
向 伟1，喻 艳1，刘 静1，谷少伟1，徐 立1,*，左少纯2，黄先智1，蒲 彬2
（1.西南大学生物技术学院，重庆 400716；2.新疆维吾尔自治区和田蚕桑科学研究所，新疆 和田 848000）
摘  要：经70%乙醇冷浸提取、不同溶剂萃取，在清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，
DPPH）自由基活性跟踪下，通过多次柱层析及薄层层析（thin layer chromatography，TLC），从药桑枝条中分离得
到一种稀有黄酮类化合物，经波谱鉴定、结构分析确定其为桑根酮M（sanggenon M）。以人工合成的抗氧化剂二
丁基羟基甲苯（butylated hydroxytoluene，BHT）为对照进行抗氧化活性实验，结果表明桑根酮M具有很好的抗氧
化活性，其清除DPPH自由基和羟自由基（•OH）的IC50值分别为45.984 mg/L和65.692 mg/L（对照BHT的IC50值分别
为64.189、231.556 mg/L），总还原力也明显高于BHT。
关键词：药桑枝条；桑根酮M；分离鉴定；黄酮；抗氧化活性
Separation, Identification and Antioxidant Activity of Rare Flavonoid Sanggenon M in Black Mulberry Grown in Xinjiang
XIANG Wei1, YU Yan1, LIU Jing1, GU Shaowei1, XU Li1,*, ZUO Shaochun2, HUANG Xianzhi1, PU Bin2
(1. College of Biotechnology, Southwest University, Chongqing 400716, China;
2. Hetian Sericultural Research Institute of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Hetian 848000, China)
Abstract: A rare flavonoid compound was obtained from black mulberry branches through extraction with 70% cold
ethanol, fractionation by organic solvent extraction, column chromatography and thin-layer chromatography (TLC). The
flavonoid was identified as sanggenon M by spectroscopic and structural analysis. Antioxidant activity of sanggenon M was
evaluated in comparison with that of the synthetic antioxidant butylated hydroxytoluene (BHT). The IC50 of sanggenon M
for scavenging DPPH radical and hydroxyl radicals were 45.984 and 65.692 mg/L, respectively, compared to 64.189 and
231.556 mg/L for BHT. The total reducing power of sanggenon M was obviously higher than that of the control.
Key words: black mulberry branch; sanggenon M; separation and identification; flavonoid; antioxidant activity
中图分类号：Q946.8；O629.9 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2015）21-0037-04
doi:10.7506/spkx1002-6630-201521008
收稿日期：2015-01-13
基金项目：国家现代农业（蚕桑）产业技术体系建设专项（CARS-22-ZJ0503）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（XDJK2015C131）；
重庆市研究生科研创新项目（CYS2015069）
作者简介：向伟（1989—），男，硕士研究生，主要从事植物化学、桑树病害等方面研究。E-mail：xiangwel@foxmail.com
*通信作者：徐立（1976—），男，副教授，博士，主要从事植物化学研究。E-mail：mulberry@swu.edu.cn
自由基是可以独立存在的，至少包含一个未成对电
子的物质，具有高化学反应活性。其在正常细胞代谢中均
能产生过量的自由基，能够攻击生物大分子如脂质、蛋白
质、核酸等，同衰老及众多疾病的发生密切相关[1-2]。目前
各种抗氧化剂的研制已越来越受到人们的重视，而在人
工合成抗氧化剂的安全性已受到质疑的情况下，寻找食
物源天然抗氧化成分已经成为研究热点[3-4]。
新疆药桑属于黑桑种（Morus nigra L.），作为新疆
地区特殊的药食两用桑树品种，其果实桑椹已被开发成
多种商品，因其良好的药理活性而深受消费者喜爱[5]。然
而目前人们只食用其果实桑椹，大量的药桑枝条却未被
充分利用。有研究表明，黑桑茎皮提取物的乙酸乙酯部
分具有很好的抗氧化活性[6]，本实验以药桑枝条为原料，
研究其提取物的抗氧化活性，并与人工合成的抗氧化剂
二丁基羟基甲苯（butylated hydroxytoluene，BHT）进行
比较，旨在为药桑枝条的开发利用及天然抗氧化成分的
发现提供实验基础及理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
秋季剪伐的新疆药桑枝条，由新疆维吾尔自治区和
田蚕桑科学研究所提供。
38 2015, Vol.36, No.21 食品科学 ※基础研究
柱层析硅胶（80～100 目、200～300 目、H硅
胶） 青岛海洋化工有限公司；HSGF254薄层层析硅
胶板（0.15～0.2 mm） 烟台江友硅胶开发有限公司；
Sephadex LH-20 美国Sigma公司；乙醇、石油醚、乙
酸乙酯、正丁醇均为工业级 重庆市钛新化工有限公
司；氯仿、甲醇、无水乙醇均为分析纯 成都市科龙
化工试剂厂；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-
picrylhydrazyl，DPPH） 美国Sigma-Aldrich公司。
1.2 仪器与设备
DLSB型低温冷却液循环泵、SHZ型循环水真空泵、
20 L旋转蒸发仪 巩义市予华仪器有限责任公司；Büchi
R-210旋转蒸发仪 瑞士Büchi公司；ARX-600、DRX-500
核磁共振仪 德国Bruker公司；Auto Spec 3000质
谱仪 英国VG公司； iMark酶标仪 美国Bio-Rad
公司；定制层析柱 重庆渝北亚新玻璃厂。
1.3 方法
1.3.1 化合物的分离纯化及结构鉴定
将新疆药桑枝条自然风干，粉碎，用70%乙醇冷浸
的方式提取3 次，低温减压条件下浓缩至浸膏状，再分
别用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇进行萃取并低温减压浓
缩。刘静等[7]研究表明，乙酸乙酯萃取部分对DPPH自由
基的清除能力最强，故取此部分进行分离。将乙酸乙酯
萃取部分用80～100 目硅胶拌样后进行硅胶柱层析，层析
柱为定制玻璃柱（25 cm×120 cm），用石油醚进行湿法
装柱，柱内填充约55 cm高的80～100 目硅胶。分别用石
油醚、乙酸乙酯、甲醇进行洗脱，洗脱部分通过薄层层
析（thin layer chromatography，TLC）与DPPH自由基清
除活性检测相结合的分析方式，再辅以紫外显色、10%
硫酸-乙醇显色等，根据相同或相近合并的原则进行归类
合并，得到6 个部分。取活性好的第1部分拌80～100 目
硅胶，将层析柱（15 cm×130 cm）湿法填充约90 cm高
的200～300 目硅胶，以石油醚-乙酸乙酯进行梯度洗脱，
利用如上的合并方法和原则得到9 个部分。利用DPPH自
由基显色的薄层自显影技术进行活性测定，将得到活性
较好的第7部分以80～100 目硅胶拌样后上H硅胶柱，柱
子为定制玻璃层析柱（5 cm×60 cm），采用石油醚湿法
装柱，柱内填充约40 cm高的H硅胶，以石油醚-乙酸乙
酯进行梯度洗脱，洗脱液采用上述合并方法合并，合并
后经凝胶层析（Sephadex LH-20，乙酸乙酯柱）反复纯
化，之后通过制备TLC进行分离（层析液为石油醚-乙酸
乙酯（3∶1，V/V）），回收板上Rf＝0.65左右处的黄色斑
点硅胶，用甲醇洗脱并蒸干溶剂，最终得到化合物X。以
四甲基硅烷（tetramethylsilane，TMS）为内标，对化合
物X进行波谱测定及结构解析。
1.3.2 化合物X清除DPPH自由基活性测定
参考周玮婧等 [8]的方法，取不同质量浓度样品液
2 mL，与2×10－4 mmol/L的DPPH甲醇溶液2 mL混合，
37 ℃水浴30 min后于515 nm波长处测定其吸光度，对照
组以等体积ddH2O代替样品液，空白以等体积甲醇代替
DPPH甲醇溶液。以人工合成抗氧化剂BHT为对照，设
置3 个重复，按照下式计算化合物X的DPPH自由基清
除率。
DPPH㞾⬅෎⏙䰸⥛/%＝˄1－ ˅×100A1ˉA2A3
式中：A1为样品组吸光度；A2为空白组吸光度；A3为
对照组吸光度。
1.3.3 化合物X清除羟自由基（•OH）活性测定
参考王传宏等[9]的方法，取1.5 mmol/L FeSO4溶液
1.5 mL，与6 mmol/L H2O2 1 mL混合，37 ℃水浴30 min
后，加入20 mmol/L水杨酸0.5 mL，同时加不同质量浓度
样品液并用70%乙醇补齐至4 mL，再37 ℃水浴30 min，
于562 nm波长处测定吸光度，以人工合成抗氧化剂BHT为
对照，设置3 个重复。化合物X的•OH清除率按照文献[9]
的方法计算。
1.3.4 化合物X总还原力测定
参考刘静等[7]的方法，取100 μL样品液，依次加入
pH 6.6的磷酸盐缓冲液和10 g/L的K3Fe(CN)6各1.0 mL，于
50 ℃水浴20 min，快速冷却并依次加入10 g/100 mL的三
氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）、蒸馏水、1 g/L的
氯化铁溶液各1.0 mL，每次添加后均混匀，静置10 min
后于700 nm波长处测定其吸光度。以人工合成抗氧化剂
BHT为对照，设置3 个重复。
2 结果与分析
2.1 化合物X的理化性质
化合物X为黄绿色黏稠液体，易溶于甲醇、乙酸乙
酯，在GF-254硅胶板上用石油醚-乙酸乙酯（3∶1，V/V）
进行TLC分析，在Rf＝0.75左右有一圆形斑点，该斑点在
自然光下呈黄色，在254 nm及364 nm波长处显暗斑，用
10%硫酸-乙醇溶液喷洒，高温烘烤后显红褐色，盐酸-镁
粉反应呈橙色。由以上结果初步判断化合物X可能为黄酮
类化合物。
2.2 化合物X的光谱数据及结构解析
通过电子轰击质谱（ e l e c t r o n i m p a c t m a s s
spectrometry，EI-MS）得到化合物X的相对分子质量
为436，结合其核磁共振（nuclear magnetic resonance，
NMR）谱可推断出化合物X的分子式为C25H24O7，结合
其理化性质及1H-NMR、13C-NMR、DEPT谱进行结构解
析：δH 1.51（3H，s，H-17）、1.63（3H，s，H-18）、
6.35（1H，d，6，H-14）、5.58（1H，d，6，H-15）
信号为一组二甲基苯并吡喃环，其中前两个为端甲基
※基础研究 食品科学 2015, Vol.36, No.21 39
信号，后两个1H、d峰提示为双键所在位置，且此环为
二元取代。δH 1.42（3H，s，H-12）、1.42（3H，s，
H-13）、2.75（1H，dd，6、12，H-9）、3.11（1H，
dd，6、12，H-9）、5.20（1H，m，H-10）为一组二甲
基烯丙基信号，其中前两个为两个端甲基信号。δH 5.74
（1H，s，H-6）为黄酮A环质子信号。δH 6.47（1H，d，6，
H-3’）、6.59（1H，d，12，H-5’）、7.28（1H，s，H-6’）为
黄酮B环上3 个H信号。其波谱数据与文献[10-11]的报道基
本一致，故最终确定其为桑根酮M（sanggenon M），其波
谱数据归属和结构分别如表1和图1所示。
表 1 桑根酮M的13C-NMR和1H-NMR谱数据
Table 1 13C-NMR and 1H-NMR spectral data of sanggenon M
碳原子序号 δC δH
2 103.6
3 93.0
4 189.6
4a 101.1
5 163.7
6 103.6 5.74（1H，s）
7 164.7
8 96.7
8a 161.7
1’ 121.2
2’ 159.5
3’ 99.7 6.47（1H，d，6）
4’ 161.7
5’ 110.0 6.59（1H，d，12）
6’ 125.7 7.28（1H，s）
9 32.6 2.75（1H，dd，6，12）3.11（1H，dd，6，12）
10 119.0 5.20（1H，m）
11 137.0
12 26.0 1.42（3H，s）
13 18.3 1.42（3H，s）
14 115.9 6.35（1H，d，6）
15 127.6 5.58（1H，d，6）
16 79.7
17 28.6 1.51（3H，s）
18 28.5 1.63（3H，s）
O
OH
O
O
OH
O
OH
图 1 桑根酮M的结构式
Fig.1 Structure of sanggenon M
2.3 桑根酮M的DPPH自由基清除活性
DPPH自由基清除实验被普遍用于物质的抗氧化活
性测试中[12]，由图2可知，桑根酮M清除DPPH自由基的
能力较对照BHT更强，通过统计学软件SPSS 19.0求出其
IC50为45.984 mg/L（对照BHT的IC50为64.189 mg/L）。
20
20
30
30
40
40
50
50
60
60
70
70
80
质量浓度/˄mg/L˅DPPH 㠚⭡ส␵䲔⦷/% ẁṩ䞞M BHT
图 2 桑根酮M清除DPPH自由基的能力
Fig.2 DPPH radical scavenging capacity of sanggenon M
2.4 桑根酮M的•OH清除活性ẁṩ䞞M BHT
40
ЬOH ␵䲔⦷/%
0
10
20
30
40
50
60
70
60 80䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/L˅100 120
图 3 桑根酮M清除•OH的能力
Fig.3 Hydroxyl radical scavenging capacity of sanggenon M
•OH是机体内主要的自由基并同众多疾病的发生有
关[13-15]，如图3所示，桑根酮M对•OH的清除能力显著高
于对照BHT，但在60 mg/L（此时的•OH清除率为50%左
右）以后，其清除能力随质量浓度的增大变化明显减缓，
通过统计学软件SPSS 19.0求出桑根酮M清除•OH的IC50为
65.692 mg/L（对照BHT的IC50为231.556 mg/L）。
2.5 桑根酮M的总还原力ẁṩ䞞M BHT
20
A 7
00
n
m
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
40 60䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/L˅80 100 120
图 4 桑根酮M的还原力
Fig.4 Reducing power of sanggenon M
还原力是化合物抗氧化能力的重要指标，由
图4可知，桑根酮M的总还原力明显强于对照BHT。在
20～40 mg/L时，其总还原力随着质量浓度的增大急剧
增加，其后有一平缓期，然后再随着质量浓度的增大
而有较大变化，这一变化过程的原因还有待进一步分
析研究。
40 2015, Vol.36, No.21 食品科学 ※基础研究
3 讨 论
前人对桑根酮类物质的研究主要集中在抗炎[16-18]、
降血糖[19]、抗肿瘤[20]等活性方面，所分离得到桑根酮类
物质的部位均是桑根[10,18,21-22]，本研究从药桑枝条中分离
得到该物质，并对其抗氧化活性进行了研究。桑根酮M
清除DPPH自由基的能力强于人工合成抗氧化剂BHT，清
除•OH能力及总还原能力显著强于后者，这种来源于药
食两用桑树材料的化合物在天然抗氧化食品添加剂及保
健品领域具有一定的应用前景。新疆的自然环境恶劣，
该地区植物具有很强的抗旱能力，有研究报道[23-24]抗氧化
能力同植株对严重干旱的耐受能力有一定关系，这可能
是该物质存在于药桑这一桑种植物枝条中的原因之一。
基于桑树的生理特性，特别是在新疆干旱沙漠地区的生
态环境的栽培管理特点决定了药桑根的宝贵性，而桑枝
条每年都可剪伐，资源丰富且目前未被利用，因此，在
药桑枝条中发现该物质具有重要的现实意义。关于该物
质更多的生物活性还有待进一步研究。
参考文献：
[1] YOUNG I S, WOODSIDE J V. Antioxidants in health and disease[J].
Journal of Clinical Pathology, 2001, 54(3): 176-186.
[2] JAZAYERI A. The importance of antioxidants with the marine origin
in inhibit free radicals[J]. Life Science Journal-Acta Zhengzhou
University Overseas Edition, 2012, 9(2): 1128-1132.
[3] NACZK M, SHAHIDI F. Phenolics in cereals, fruits and vegetables:
occurrence, extraction and analysis[J]. Journal of Pharmaceutical and
Biomedical Analysis, 2006, 41(5): 1523-1542.
[4] NETZEL M, NETZEL G, TIAN Q G, et al. Native Australian fruits:
a novel source of antioxidants for food[J]. Innovative Food Science &
Emerging Technologies, 2007, 8(3): 339-346.
[5] 卢红, 丁天龙, 吴曙光, 等. 新疆药桑的药用价值及在维吾尔医药中
的应用[J]. 蚕业科学, 2011, 37(6): 1098-1101.
[6] WANG Lei, YANG Yan, LIU Chao, et al. Three new compounds from
Morus nigra L.[J]. Journal of Asian Natural Products Research, 2010,
12(6): 431-437.
[7] 刘静, 刘超, 王传宏, 等. 新疆药桑枝条醇提物不同溶剂萃取组分的
抗氧化活性物质含量及抗氧化活性测试[J]. 蚕业科学, 2013, 39(5):
978-983.
[8] 周玮婧, 隋勇, 孙智达, 等. 荔枝皮原花青素与VC、VE的协同抗氧
化研究[J]. 食品科学, 2012, 33(3): 5-8.
[9] 王传宏, 刘超, 刘静, 等. 新疆药用植物黑桑的抗氧化性[J]. 林业科
学, 2014, 50(8): 53-59.
[10] HANO Y, ITOH M, KOYAMA N, et al. Constituents of the Chinese
crude drug Sāng-Bái-Pí (Morus root bark). V: structures of three new
flavanones, sanggenons L, M, and N[J]. Heterocycles, 1984, 22(8):
1791-1800.
[11] NOMURA T, FUKAI T, HANO Y. Constituents of the Chinese crude
drug “Sang-Bai-Pi” (Morus root bark)[J]. Planta Medica, 1983, 47(1):
30-34.
[12] DAWIDOWICZ A L, WIANOWSKA D, OLSZOWY M. On practical
problems in estimation of antioxidant activity of compounds by DPPH
center dot method (problems in estimation of antioxidant activity)[J].
Food Chemistry, 2012, 131(3): 1037-1043.
[13] MAURIZI C P. Alzheimer’s disease: roles for mitochondrial
damage, the hydroxyl radical, and cerebrospinal fluid deficiency of
melatonin[J]. Medical Hypotheses, 2001, 57(2): 156-160.
[14] PANDEY M, BORAH A, VARGHESE M, et al. Striatal dopamine
level contributes to hydroxyl radical generation and subsequent
neurodegeneration in the striatum in 3-nitropropionic acid-induced
Huntington’s disease in rats[J]. Neurochemistry International, 2009,
55(6): 431-437.
[15] PENNATHUR S, WAGNER J D, LEEUWENBURGH C, et al.
A hydroxyl radical-like species oxidizes cynomolgus monkey artery
wall proteins in early diabetic vascular disease[J]. Journal of Clinical
Investigation, 2001, 107(7): 853-860.
[16] CHEON B S, KIM Y H, SON K S, et al. Effects of prenylated
flavonoids and biflavonoids on lipopolysaccharide-induced nitric oxide
production from the mouse macrophage cell line RAW 264.7[J]. Planta
Medica, 2000, 66(7): 596-600.
[17] DAT N T, PHUNG T, LE T, et al. Sanggenon C and O inhibit NO
production, iNOS expression and NF-κB activation in LPS-induced
RAW264.7 cells[J]. Immunopharmacology and Immunotoxicology,
2012, 34(1): 84-88.
[18] ZELOVA H, HANAKOVA Z, CERMAKOVA Z, et al. Evaluation
of anti-inflammatory activity of prenylated substances isolated from
Morus alba and Morus nigra[J]. Journal of Natural Products, 2014,
77(6): 1297-1303.
[19] CUI L, NA M K, OH M, et al. Protein tyrosine phosphatase 1B
inhibitors from Morus root bark[J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry
Letters, 2006, 16(5): 1426-1429.
[20] HUANG Hongbiao, LIU Ningning, ZHAO Kai, et al. Sanggenon C
decreases tumor cell viability associated with proteasome inhibition[J].
Frontiers in Bioscience, 2011, 3: 1315-1325.
[21] SHI Y Q, FUKAI T, NOMURA T. Structure of sanggenon O, a diels-
alder type adduct derived from a chalcone and a dehydroprenylated
sanggenon-type flavanone from Morus cathayana[J]. Heterocycles,
2001, 54(2): 639-646.
[22] HANO Y, NOMURA T. Constituents of the Chinese crude drug
“Sang-Bai-Pi” (Morus root barks). IV: structures of four new
flavonoids, sanggenon H, I, J and K[J]. Heterocycles, 1983, 20(6):
1071-1076.
[23] LIU Changcheng, LIU Yuguo, GUO Ke, et al. Effect of drought on
pigments, osmotic adjustment and antioxidant enzymes in six woody
plant species in karst habitats of Southwestern China[J]. Environmental
and Experimental Botany, 2011, 71(2): 174-183.
[24] WANG Shuncai, LIANG Dong, LI Chao, et al. Influence of drought
stress on the cellular ultrastructure and antioxidant system in leaves
of drought-tolerant and drought-sensitive apple rootstocks[J]. Plant
Physiology and Biochemistry, 2012, 51: 81-89.