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茄蒂黄酮提取工艺及抗氧化性研究
安红钢， 林 敏， 任雪峰， 于文广， 吴冬青*
(河西学院化学化工学院，甘肃省高校河西走廊特色资源利用省级重点实验室，甘肃 张掖 734000)
收稿日期:2011-01-12
基金项目:甘肃省高等学校研究生导师科研项目(1009-08) ;甘肃省高校河西走廊特色资源利用省级重点实验室面上项目(XZ1008)
作者简介:安红钢(1954—) ，男，教授，研究方向:天然产物有效成分提取、纯化和分析。
* 通信作者:吴冬青，教授。研究方向:天然产物有效成分提取，纯化和分析。Tel:(0936)8282566，E-mail:hxuwdq@ 163． com
摘要:目的 研究茄蒂黄酮提取工艺及体外抗氧化能力。方法 在料液比、乙醇浓度和超声时间三个单因素实验基础
上，利用 Box-Behnken设计模型，研究三个自变量对茄蒂黄酮产量的影响。采用邻二氮菲-Fe2 + -H2O2 氧化法、邻苯三酚
自氧化法、二苯基苦味酰基苯肼自由基体系、还原力实验进行抗氧化活性测定。结果 提取最佳条件为:料液比 1 ∶ 26
(g /mL) ，乙醇质量分数 73%，超声时间 30 min。在此条件下黄酮产量为 37． 09 mg /g。其清除·OH、O －2 ·、DPPH·的
IC50值分别为 0． 47、0． 58、0． 068 mg /mL，还原力的 IC0． 5值为 0． 60 mg /mL。相比之下提取液对 DPPH·清除作用最为显
著。结论 茄蒂黄酮提取物具有较强的抗氧化活性。
关键词:茄蒂;黄酮;响应面法;提取工艺;抗氧化性
中图分类号:R294． 2 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2011)11-1900-05
Extraction of flavonoid and their antioxidant activity of Solanum melongena Sep-
al
AN Hong-gang， LIN Min， REN Xue-feng， YU Wen-guang， WU Dong-qing*
(School of Chemistry ＆ Chemical Engineering，Hexi College，Key Laboratory Hexi Corridor Resources Utilization of Gansu Provinical Universiy，Zhangye
734000，China)
ABSTRACT:AIM To investigate the optimal flavones extraction of Solanum melongena sepal using response
surface method，and to evaluate their antioxidant activity． METHODS On the basis of three single factor test，
the material liquid ratio，the ethanol density，the ultrasound time，the Box-Behnken design model was used to in-
vestigate the effect of three independent variables on flavones output of Solanum melongena Sepal flavonoid． The
antioxidant ability was detected by phenanthroline-Fe2 + -H2O2 reaction system，autoxidation reaction system of pyro-
gallol，1，1-dipheny，l-2-picryhydrazl free radical and reducing power systems． RESULTS The optimum extrac-
tion conditions were the material liquid ratio of 1 ∶ 26 (g /mL) ，73% of ethanol density，the ultrasound time 30
min． The test value was 37． 09 mg /g under the above conditions． The flavonoid of Solanum melongena Sepal exhib-
ited high antioxidant activities，the 50% elimination value to ·OH，O －2 ·，DPPH· were 0． 47 mg /mL，0． 58
mg /mL，0． 068 mg /mL，the reducing force IC0． 5 was 0． 60 mg /mL． The extract had more marked scavenging effect
on DPPH·． CONCLUSION The extraction from Solanum melongena Sepal has strong antioxidant activity．
KEY WORDS:Solanum melongena Sepal;flavonoid;response surface method;extraction technique;antioxidan-
tion
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茄子 Solanum melongena L．是一年生草本植物，
亚洲、地中海、中欧及东南欧地区广泛栽培的蔬菜作
物［1］。茄子是我国普遍食用的蔬菜，价格低廉，容
易取材，而茄蒂(茄子的萼片)常作为茄子的下脚料
丢弃。茄子全身均可入药，茄蒂可治风下血不止、血
痔、口齿疮、癜风等［2］。本实验以茄蒂黄酮为主要
指标，在单因素试验基础上，借助 SAS9． 2 统计分析
软件，采用响应曲面法的 Box-Behnken 设计优化出
茄蒂黄酮最佳提取工艺。又通过体外实验进行抗氧
化作用研究，并应用 Origin 分析软件对实验数据进
行线性回归，计算清除自由基的 IC50和还原力的
IC0． 5。研究结果以期为该植物资源的充分利用提供
参考依据。
1 材料与方法
1． 1 材料、试剂与仪器
茄子(张掖市产紫黑色长茄子)购于蔬菜市场，
取下茄蒂，洗净、晾干，粉碎备用。
DPPH Sigma 公司;邻二氮菲、双氧水、硫酸亚
铁、三氯乙酸、邻苯三酚、三羟甲基氨基甲烷、三氯化
铁等均为分析纯。实验用水为二次水。
WFJ2100 型可见分光光度计(尤尼柯仪器有限
公司) ;RE-52 旋转蒸发器(上海青浦泸西仪器厂) ;
SHB-III循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限
公司) ;国华 HH-6 数显恒温水浴锅(常州国华电器
有限公司)等。
1． 2 实验方法
1． 2． 1 茄蒂黄酮提取工艺
1． 2． 1． 1 提取工艺流程 茄蒂→洗净→晾干→粉
碎→加入乙醇→浸泡 1 h→超声→抽滤→减压浓缩
→定容→得黄酮备用液
1． 2． 1． 2 黄酮含量测定［3］ 准确移取浓度为 0． 24
mg /mL芦丁标准溶液 0、0． 20、0． 60、1． 20、1． 80、
2． 40 mL，分别置于 10 mL 量瓶中，加入 5% NaNO2
0． 5 mL，摇匀，放置 5 min 后，加入 10% Al(NO3)3
0． 5 mL，摇匀，再放置 5 min，然后加 4% NaOH溶液
5 mL，补水至刻度，放置 1 min后，在 510 nm处测定
吸光度(以试剂空白为参比) ，以样品浓度为横坐
标，吸光度值为纵坐标作图，得回归直线方程:y =
0． 303 4x + 0． 010 7(R2 = 0． 999 5)。线性范围 0 ～
0． 9 mg。
1． 2． 1． 3 单因素试验 考察料液比、乙醇浓度、超
声时间 3 个因素对茄蒂黄酮提取量的影响。
1． 2． 1． 4 响应面法试验设计［4-5］ 在单因素试验的
基础上，根据 Box-Behnken 的中心组合试验设计原
理，选取料液比、乙醇浓度、超声时间为试验因素，以
茄蒂黄酮含量为响应值，设计了三因素三水平的响
应面分析试验，见表 1。
表 1 响应面法试验的因素水平
Tab． 1 The factor and level of response surface test
水平 料液比 X1 /(g /mL) 乙醇 X2 /% 超声时间 X3 /min
－ 1 1 ∶ 20 60 20
0 1 ∶ 25 70 30
1 1 ∶ 30 80 40
1． 2． 2 体外抗氧化作用研究
1． 2． 2． 1 清除·OH 自由基的测定方法 采用邻
二氮菲-Fe2 + -H2O2 法测定
［6-7］，并有所改动。实验
设五组:空白组、未损伤组、损伤组、样参组、样品组。
测定波长为 510 nm，按表 2 加样。对照品为 Vc、槲
皮素、芦丁(以下试验相同)。
表 2 邻二氮菲-Fe2 + -H2O2 法各试剂组成(mL)
Tab． 2 Composition of reagent systems for
phenanthroline-Fe2 + -H2O2 reaction
试剂
容量瓶
空白组 未损伤组 损伤组 样参组 样品组
Tris-HCl缓冲液
(pH = 7． 4)
2． 00 2． 00 2． 00 2． 00 2． 00
FeSO4(1． 5 × 10 －3
mol /L)
— 0． 80 0． 80 — 0． 80
样品液 — — — × ×
H2O2(0． 03%) — — 1． 00 — 1． 00
邻二氮菲
(5 × 10 －3 mol /L)
— 2． 00 2． 00 — 2． 00
总体积 10． 00 10． 00 10． 00 10． 00 10． 00
注:—表示未加试剂;×表示加入不同体积样品液，使反应体系
浓度分别达到指定反应浓度;定容用二次水。
清除率% =
(A样品 － A样参)－(A损伤 － A空白)
A未损伤 － A损伤
× 100
1． 2． 2． 2 清除 O －2 ·自由基的实验方法 采用邻
苯三酚自氧化法测定［8-10］，方法有所改动。取 3． 00
mL，pH 8． 2，50 mmol /L Tris-HCl缓冲溶液，加入 0． 5
mL不同浓度样品溶液，混合后在 25 ℃水浴中预热
10 min，然后立即加入 25 ℃预热过的 50 mmol /L 邻
苯三酚 0． 5 mL，迅速摇匀，25 ℃下反应 3 min(加入
邻苯三酚开始计时)后。10 min 后，在 420 nm 处每
隔 1 min测定吸光度。以等体积 10 mmol /L HCl 代
替邻苯三酚为空白调零，对照以等体积二次水代替
样品。
清除率% =
A0 － A
A0
× 100
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式中:A0 为对照 OD值;A为样品 OD值。
1． 2． 2． 3 清除 DPPH 自由基的实验方法［11-12］ 准
确移取 4 mL不同浓度样品溶液，加入 0． 065 mmol /
L DPPH乙醇溶液 4 mL，摇匀，常温反应 30 min后于
517 nm 处测定吸光度 A1;同上法，95% 乙醇代替
DPPH溶液，测定吸光度 A2;同上法，二次水代替样
品液，测定吸光度 A。
清除率% =
A － A1 + A2
A × 100
1． 2． 2． 4 还原力测定方法 采用普鲁士蓝法［11］。
移取 3． 00 mL 不同浓度样品溶液，分别加入 0． 2
mol /L pH 6． 6 的磷酸盐缓冲液和 1%的 K3Fe(CN)6
溶液各 2． 50 mL 并混合均匀，混合液在 50 ℃保温
20 min后加入 2． 50 mL 10%的三氯乙酸溶液，混合
后离心(3 000 r /min)10 min。取上清液 2． 50 mL，
加入 2． 50 mL二次水及 0． 50 mL 0． 1% FeCl3 溶液，
混匀，静止 10 min，测定其在 700 nm处的吸光度值。
用吸光度值表示还原力，吸光度值越大，表明还原力
越强。
2 结果与分析
2． 1 最佳提取工艺确定
2． 1． 1 响应面试验与分析
根据 Box-Behnken设计模型，按表 1 以料液比、
乙醇浓度、超声时间为自变量，以茄蒂黄酮产量为响
应值，试验结果见表 3。
表 3 Box-Behnken试验设计及结果
Tab． 3 Box-Behnken experimental design and results
试验号
料液比 X1 /
(g /mL)
乙醇
X2 /%
超声时间
X3 /min
黄酮
Y /(mg /g)
1 0 0 0 36． 38
2 0 0 0 37． 62
3 0 0 0 37． 51
4 － 1 － 1 0 26． 38
5 0 － 1 － 1 26． 50
6 － 1 0 － 1 30． 88
7 － 1 1 0 32． 49
8 1 － 1 0 30． 72
9 0 － 1 1 29． 21
10 1 0 － 1 34． 69
11 0 1 － 1 34． 21
12 － 1 0 1 33． 86
13 1 1 0 34． 40
14 0 1 1 31． 35
15 1 0 1 32． 27
采用 SAS9． 2 统计分析软件对表 3 数据进行多
元回归分析，结果各试验因子对响应值的影响不是
简单的线性关系，试验因子对响应值影响的回归方
程为:Y = 37． 17 + 1． 059X1 + 2． 455X2 － 1． 782X
2
1 －
1． 350X1X3 － 4． 390X
2
2 － 1． 393X2X3 － 2． 463X3
2
方差分析结果见表 4。试验所得的二次多项模
型表现极其显著(P ＜ 0． 001) ，决定系数为 R2 =
98． 22%，说明回归方程的拟合程度很好，失拟较小，
回归方程能很好地反映各因子与响应值的关系，可
预测茄蒂黄酮实际产量。从表 4 中的 P 值又可知，
方程中 X1、X2、X
2
1、X1X3、X
2
2、X2X3、X
3
3 对 Y 值的影响
显著，对黄酮产量影响大小排序为:乙醇浓度 ＞料液
比 ＞提取时间。
为确定各因素的最佳取值，利用 SAS9． 2 软件
进行岭脊分析，得出回归模型响应值 Y 的最大估计
值为 37． 68 mg /g，其对应的茄蒂黄酮提取的最佳条
件为:料液比 1 ∶ 26 (g /mL) ，乙醇质量分数 73%，超
声时间 30 min。
2． 1． 2 提取工艺优化验证实验
在以上优化条件下进行 3 次验证实验，得出茄
蒂黄酮平均提取量为 37． 09 mg /g(37． 01、37． 12、
37． 15 mg /g) ，与预测值接近。说明该方程与实验情
况拟合很好，响应面对茄蒂黄酮提取条件的优化是
可行的。
2． 2 茄蒂提取物抗氧化能力
2． 2． 1 对·OH自由基的清除能力
按茄蒂黄酮最佳提取条件提取 3 批次，提取液
合并，定容，然后配制不同浓度黄酮溶液，考察茄蒂
黄酮溶液抗氧化能力。按方法 1． 2． 2． 1 项测定样品
在 510 nm处吸光度值，代入清除率 d 的计算公式，
结果见图 1。
图 1 乙醇提取物对·OH清除作用
Fig． 1 Scavenging effect of ethanol extracts
on ·OH radical
由图 1 可知，样品液与对照品羟自由基的清除
率随浓度增大而增大，样品中黄酮浓度在 0． 2 ～ 1． 4
mg / mL范围内液清除率高于芦丁，与Vc和槲皮素
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表 4 回归方程方差分析结果
Tab． 4 The variance analysis results of regression equation
方差来源 自由度 平方和 均方 F值 P ＞ F 显著性
X1 1 8． 967 612 8． 967 612 14． 769 89 0． 012 1 *
X2 1 48． 216 2 48． 216 2 79． 413 33 0． 000 3 ＊＊＊
X3 1 0． 021 013 0． 021 013 0． 034 608 0． 859 7
X21 1 11． 731 59 11． 731 59 19． 322 24 0． 007 1 ＊＊
X1X2 1 1． 476 225 1． 476 225 2． 431 381 0． 179 7
X1X3 1 7． 29 7． 29 12． 006 82 0． 017 9 *
X22 1 71． 158 52 71． 158 52 117． 199 9 0． 000 1 ＊＊＊
X2X3 1 7． 756 225 7． 756 225 12． 774 7 0． 016 0 *
X33 1 22． 389 81 22． 389 81 36． 876 59 0． 001 7 ＊＊
模型 9 167． 897 18． 655 22 30． 725 63 0． 000 7 ＊＊＊
线性 3 57． 204 83 19． 068 28 31． 405 94 0． 001 1 ＊＊
平方 3 94． 169 72 31． 389 91 51． 699 99 0． 000 3 ＊＊＊
交互 3 16． 522 45 5． 507 483 9． 070 968 0． 018 2 *
参差 5 3． 035 775 0． 607 155
失拟项 3 2． 093 575 0． 697 858 1． 481 338 0． 427 3
纯误差 2 0． 942 2 0． 471 1
总离差 14 170． 932 8
注:＊＊＊P ＜ 0． 001，＊＊P ＜ 0． 01，* P ＜ 0． 05。
相近。当样品中黄酮质量浓度为大于 1． 4 mg /mL
时，样品清除率达到了 96． 70%。由 Origin 分析软
件对实验结果线性回归，相关系数在 P ＜ 0． 001 水
平时都在 R2 ＞ 0． 92。计算得样品、Vc、槲皮素和芦
丁的 IC50值分别为 0． 47、0． 66、0． 68 和 0． 99 mg /
mL。由 IC50值判断清除羟自由基能力依次为:样品
＞ Vc ＞槲皮素 ＞芦丁。
2． 2． 2 对 O －2 ·自由基的清除能力
邻苯三酚自氧化过程中，在 400 ～ 420 nm 处会
形成有光吸收的中间物，抗氧化剂抑制作用越强中
间产物会越少，则吸光度值越低［8］。本试验测定
420 nm处吸光度，并计算其清除率。见图 2。
图 2 乙醇提取物对 O －2 ·清除作用
Fig． 2 Scavenging effect of ethanol extracts on
O －2 · radical
由图 2 可知，在测定范围内样品液和对照品对
O －2 ·自由基清除率有很好的量效关系。同等条件
下，样品清除率低于 Vc，强于槲皮素和芦丁，当质量
浓度大于 1． 0 mg /mL 时，Vc 清除率基本不变，而样
品液还有上升趋势，当样品中黄酮达到 1． 4 mg /mL
时，样品清除率 90． 45% ＞ Vc 清除率 88． 90%。将
试验结果线性回归，在 P ＜ 0． 001 时，4 个试验品的
相关系数均大于 0． 91。经计算得样品、Vc、槲皮素
和芦丁的 IC50值分别为 0． 58、0． 50、0． 97 和 0． 74
mg /mL。以 IC50值大小确定清除率为:Vc ＞样品 ＞
芦丁 ＞槲皮素。
2． 2． 3 对 DPPH·自由基的清除能力
DPPH自由基是一种稳定的以氮为中心的自由
基，DPPH自由基乙醇溶液为深紫色，则在 517 nm
处有最大吸收峰。见图 3。当有自由基清除剂存在
时，DPPH自由基接受清除剂电子，而使氮原子上单
电子配对呈现抗磁性，使溶液颜色变淡，吸光度值
图 3 乙醇提取物对 DPPH清除作用
Fig． 3 Scavenging effect of ethanol extracts on
DPPH radical
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变小［13］。
图 3 可看出，各溶液清除率与浓度呈正相关，在
测定范围内，Vc清除率最显著，样品液次之，槲皮素
与芦丁交差上升。试验结果进行线性回归计算得样
品黄酮、Vc、槲皮素和芦丁的 IC50值分别为 0． 068、
0． 058、0． 1 和 0． 095 mg /mL。在 P ＜ 0． 001 时，4 个
试验品的相关系数均 ＞ 0． 94。由 IC50值确定的清除
率大小依次为:Vc ＞样品 ＞芦丁 ＞槲皮素。
2． 2． 4 提取物还原能力
如果物质是电子给予体，它可将 Fe(CN)6
3 －还
原成 Fe(CN)6
4 －，便与 Fe3 +形成普鲁士蓝，其在 700
nm处有最大吸收峰。根据吸光度值大小可确定还
原能力强弱，吸光度越大，抗氧化能力越强。见
图 4。
图 4 乙醇提取物还原力
Fig． 4 The reduction energy of the ethanol extracts
从图 4 可以看出，样品液还原能力弱于 Vc和槲
皮素，远远强于芦丁。实验结果线性回归，得芦丁、
槲皮素、Vc、样品相关系数分别为:R2 = 0． 868 8(P
＜ 0． 01)、R2 = 0． 939 7(P ＜ 0． 001)、R2 = 0． 997 7(P
＜ 0． 000 1)、R2 = 0． 984 8(P ＜ 0． 000 1)。经计算
IC0． 5值(吸光度值为 0． 5 时，所需各试验品量)分别
为:样品黄酮质量浓度 0． 60 mg /mL、Vc 0． 48 mg /
mL、槲皮素 0． 53 mg /mL 和芦丁 1． 29 mg /mL，还原
能力依次为:Vc ＞槲皮素 ＞样品 ＞芦丁，样品具有
较强的还原能力。
3 结论
3． 1 响应面分析法优化茄蒂黄酮提取工艺试验结
果表明，黄酮的最佳提取工艺参数为:料液比 1 ∶ 26
(g /mL) ，乙醇 73%，超声时间 30 min，黄酮实际提
取量为 37． 09 mg /g，与模型预测值接近，说明实验
方法合理可行，可以用回归方程预测茄蒂黄酮实际
产量。
3． 2 实验采用几种体外抗氧化实验模型研究了茄
蒂提取物的抗氧化能力，通过这些实验模型证明了
茄蒂提取物具有较强的清除羟自由基、超氧阴离子
自由基、DPPH 自由基能力和还原力。由清除率的
IC50值和还原力的 IC0． 5值，确定清除·OH自由基次
序为:样品 ＞ Vc ＞槲皮素 ＞芦丁;清除 O －2 ·自由基
次序为:Vc ＞样品 ＞芦丁 ＞槲皮素;清除 DPPH 自
由基的 IC50值次序为 Vc ＞样品 ＞芦丁 ＞槲皮素;还
原力为:Vc ＞槲皮素 ＞样品 ＞芦丁。茄蒂提取物清
除·OH、O －2 ·、DPPH·的 IC50值分别为 0． 47、
0． 58、0． 068 mg /mL，相比之下提取液对 DPPH·清
除作用最为显著。还原力的 IC0． 5值为 0． 60 mg /mL。
结果表明，茄蒂提取物具有良好的体外抗氧化作用，
作为天然抗氧化剂具有很好开发利用价值。
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2011 年 11 月
第 33 卷 第 11 期
中 成 药
Chinese Traditional Patent Medicine
November 2011
Vol． 33 No． 11