全 文 :27※基础研究 食品科学 2011, Vol. 32, No. 09
茯苓皮三萜类物质抗氧化活性研究
程水明 1,桂 元 1,2,沈 思 2,黄 文 2,*
(1.黄冈师范学院生命科学与工程学院,湖北 黄冈 438000;2.华中农业大学食品科学技术学院,湖北 武汉 430070)
摘 要:以茯苓皮三萜甲醇提取物为材料,熊果酸为对照,通过化学发光法和比色法评价其体外抗氧化活性。结
果表明:茯苓皮三萜能有效清除超氧阴离子自由基(O2-)、羟自由基(·OH)和过氧化氢(H2O2),半数抑制率(IC50)分
别为 1.01、0.91、0.87mg/mL,且清除率与质量浓度存在剂量依赖关系;进一步体外抗氧化实验表明,茯苓皮三
萜具有抑制家鸡红细胞溶血作用,对小鼠肝脂质过氧化产生的丙二醛(MDA)有较好的清除效果。
关键词:茯苓皮;三萜;抗氧化活性
Antioxidant Properties of Triterpenes from Poria cocos Peel
CHENG Shui-ming1,GUI Yuan1,2,SHEN Si2,HUANG Wen2,*
(1. College of Life Science and Engineering, Huanggang Normal University, Huanggang 438000, China;
2. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)
Abstract:The antioxidant properties of crude triterpenes extracted from the outer peel of Poria cocos with methanol were
evaluated by chemiluminescence and colorimetric methods, and compared to those of ursolic acid. The results showed that
triterpenes from Poria cocos peel could effectively eliminate superoxide anion and hydroxyl free radicals as well as hydrogen
peroxide in a dose-dependent manner with an IC50 of 1.01, 0.91 mg/mL and 0.87 mg/mL, respectively. Meanwhile, these
compounds revealed better inhibition effect on red blood cell hemolysis and scavenging effect on malondialdehyde (MDA)
generated by lipid peroxidation.
Key words:Poria cocos peel;triterpenes;antioxidant activity
中图分类号:S567.32 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2011)09-0027-04
收稿日期:2010-09-24
基金项目:黄冈市科技局科技攻关项目(黄科字[2008]78号)
作者简介:程水明(1966—),男,教授,博士,主要从事食品微生物学研究。E-mail:swcsm@hgnu.edu.cn
*通信作者:黄文(1968 —),女,教授,博士,主要从事食品加工和天然产物化学研究。
E-mail:Huangwen@mail.hzau.edu.cn
茯苓为多孔菌科真菌(Poria cocos(Schw.) Wolf)的干
燥菌核,又名松薯、松苓等,首载于《神农本草经》,
具有渗湿利尿、胃健脾及安神的功效,且有十药九茯
苓之说,将其列为上品[ 1 -3 ]。现代医学研究表明,茯苓
具有抗肿瘤、延缓衰老等生物活性,其主要活性成分
为茯苓多糖、三萜类物质等化学成分。茯苓皮为茯苓
菌核的外皮,有研究表明茯苓皮中的三萜类物质含量远
高于茯苓菌核。然而,目前加工茯苓时,仅利用了茯
苓内核(白茯苓)和茯神,茯苓外皮、加工白茯苓块时切
割下的残块、粉末等皆被当成废料处理,造成了原料
的极大浪费[ 4 ]。
众所周知,自由基具有高度的氧化活性,攻击破
坏细胞,疾病与衰老过程都与体内自由基过量有关[5-6],
国内外对茯苓皮三萜类物质抗氧化活性的研究却鲜见报
道。本实验以茯苓皮三萜类物质[7]为研究对象,测定和
分析茯苓皮三萜类物质的抗氧化活性,旨在为茯苓皮应
用于高附加值保健食品加工提供参考,为其进一步研究
及开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
茯苓,收集自湖北罗田九资河镇,由湖北省中医
药研究院提供;昆明种小鼠,购于湖北疾控中心;家
鸡,农户提供;熊果酸标准品(纯度> 99%) 上海友思
生物技术有限公司。
1.2 仪器与设备
EYELAN-1000型旋转蒸发仪 日本东京理化器械株
式会社;722型分光光度计 上海欣茂仪器有限公司;
UV-1700紫外扫描仪 日本岛津公司;BPCL-型微弱发
光测量仪 中国科学院生物物理研究所;H-923型落地
式高速冷冻离心机 日本Kokusan公司。
2011, Vol. 32, No. 09 食品科学 ※基础研究28
1.3 方法
1.3.1 茯苓皮中粗三萜的提取及制备
准确称取过 60目筛的茯苓皮粉 10g,75℃条件下,
300mL甲醇回流提取 4h,提取液过滤后继续回收提取,
重复 2 次,合并过滤液,经旋转蒸发减压浓缩定容至
100mL,样品液再稀释 100倍备用[8-9]。根据文献[7]中定
性分析结果和含量测定,茯苓皮中三萜的含量为 1.58%。
以茯苓皮三萜甲醇液(1.58mg/mL)作为100%的初始液,再
按比例递减稀释成 80%(1.26mg/mL)、60%(0.95mg/mL)、
40%(0.63mg/mL)、20%(0.32mg/mL)的溶液备用。
将茯苓皮三萜甲醇液用氯仿萃取,经减压浓缩后精
确称取 250mg,用甲醇重新溶解,定容于 50mL容量瓶
中,配成 5mg/mL初始液,再分别稀释至 3.75、2.5、
1.25mg/mL的梯度递减溶液备用。
1.3.2 茯苓皮三萜提取物清除O 2-·能力的测定
用邻苯三酚 -碳酸盐缓冲溶液 -鲁米诺发光体系测定
茯苓皮三萜提取物清除 O 2-·能力[1 0]。用不同质量浓度
茯苓皮三萜样品测定系统发光值,得抑制率,以抑制
率为纵坐标,样品质量浓度为横坐标,绘出量效曲线,
建立量效关系方程。以抑制率为 50%时样品的质量浓度
(IC50)值衡量样品对过氧化氢的清除能力。抑制率计算公
式(参照文献[10],并略作修改)如下:
(CL空白对照-CL本底)-(CL样品-CL本底)
抑制率/%=————————————————×100 (1)
CL空白对照-CL本底
式中:CL空白对照为缓冲液的化学发光值;CL本底为添
加化学发光剂和缓冲液的化学发光值;CL 样品为添加不
同质量浓度茯苓皮三萜样品的化学发光值。
1.3.3 茯苓皮三萜提取物清除·OH 能力的测定
用邻菲啰琳 -硫酸铜 -抗坏血酸 -双氧水发光体系测
定茯苓皮三萜提取物清除·OH能力[10]。根据式(1)计算
抑制率。
1.3.4 茯苓皮三萜提取物清除H2O2能力的测定
采用H2O2-鲁米诺 -碳酸缓冲液体系测定茯苓皮三萜
提取物清除 H 2O 2能力[10]。根据式(1)计算抑制率。
1.3.5 茯苓皮三萜提取物对红细胞氧化溶血的影响
抑制家鸡红细胞氧化溶血作用参照文献[11]方法进行
测定。以红细胞在对照组管中的溶血率为 100%,计算
茯苓皮三萜提取物红细胞溶血率。
A样品
溶血率/%=———×100 (2)
A对照
1.3.6 茯苓皮三萜提取物对肝脂质过氧化的影响
茯苓皮三萜提取物体外抑制肝脂质过氧化能力的测
定参照文献[12]方法进行。
AMDAc-AMDAs抑制率/%=————————×100 (3)
AMDAc
式中:AMDAc为对照处理的吸光度;AMDAs为样品处
理的吸光度。
2 结果与分析
2.1 茯苓皮三萜提取物清除 O 2-·的能力
茯苓皮三萜提取物清除 O 2-·效果如图 1 所示,由
式(1)计算得 O 2-·抑制率如图 2 所示。
图 1 茯苓皮三萜抑制邻苯三酚 - 碳酸盐缓冲溶液 - 鲁米诺体系发光
动力学曲线
Fig.1 Dynamics curve of crude triperpenes for inhibiting the chemilu-
minescence system of pyrogallic acid-carbonate buffer solution-luminal
1.58mg/mL茯苓皮三萜甲醇液
0.95mg/mL茯苓皮三萜甲醇液
1.58mg/mL对照品熊果酸甲醇液
化
学
发
光
值
时间 /s
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
2 50 100 150 200 250 300
由图 2可知,茯苓皮三萜甲醇液与对照品熊果酸甲
醇液都有一定清除 O 2-·的能力,随茯苓皮三萜质量浓
度增大,对 O 2-·抑制率逐渐增强,表现出明显的剂量
效应关系,在 0.32~1.58mg/mL质量浓度范围内,当质
量浓度达到 1.58mg/mL时,其清除能力最高,其 IC50值
为 1.01mg/mL。由图 1可知,在 10s内,熊果酸甲醇液
发光值急剧下降,而茯苓皮三萜则呈现显著的上升趋
势,质量浓度为 0.95mg/mL和 1.58mg/mL 时最高发光值
达 10844和 7476,说明茯苓皮三萜甲醇液对清除O2-·有
明显的作用;随着反应进行,各处理发光值均有不同程
度下降,添加茯苓皮三萜甲醇液体系化学发光值总体小
于添加熊果酸甲醇液体系化学发光值,表明三萜类物质
对清除 O 2-·效果理想,且持续时间长,优于熊果酸。
2.2 茯苓皮三萜清除·OH 的能力
由图 3可知,3种处理对·OH均有较强且稳定的清
除作用,其中 0.95mg/mL的茯苓皮三萜类物质抑制率达
60%,且抑制作用随质量浓度增加而显著增强。各处理
抑
制
率
/%
茯苓皮三萜甲醇液质量浓度/(mg/mL)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.32 0.63 0.95 1.26 1.58
图 2 茯苓皮三萜质量浓度对清除 O 2-·效果的影响
Fig. 2 Scavenging rates of triterpenes from Poria cocos peel at different
concentrations against superoxide anion free radicals
29※基础研究 食品科学 2011, Vol. 32, No. 09
间对·OH 清除效果差异较大,熊果酸发光值总体大于
茯苓皮三萜发光值,1.58mg/mL茯苓皮三萜清除·OH能
力远远大于同质量浓度对照品,且清除·OH 的 IC 50值
为 0.91mg/mL,其原因可能与茯苓皮三萜含氢较多,提
供质子能力强,可使具高度氧化性的·OH 还原,从而
终止自由基连锁反应,起到清除或抑制自由基的作用。
图 4 茯苓皮三萜质量浓度对清除·OH 效果的影响
Fig.4 Scavenging rates of triterpenes from Poria cocos peel at different
concentrations against hydroxyl free radicals
抑
制
率
/%
茯苓皮三萜甲醇液质量浓度/(mg/mL)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.32 0.63 0.95 1.26 1.58
图 3 茯苓皮三萜抑制邻菲啰琳 - 硫酸铜 - 抗坏血酸 -双氧水体系发
光动力学曲线
Fig.3 Dynamics curve of crude triperpenes for inhibiting the chemilu-
minescence system of phenanthroline-bluestone-ascorbic acid-hydrogen
peroxide
1.58mg/mL茯苓
皮三萜甲醇液
0.95mg/mL茯苓
皮三萜甲醇液
1.58mg/mL对照
品熊果酸甲醇液
化
学
发
光
值
时间 /s
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
2 50 100 150 200
2.3 茯苓皮三萜提取物清除H2O2的能力
图 5 茯苓皮三萜抑制鲁米诺 -H2O2 体系发光动力学曲线
Fig.5 Dynamics curve of crude triperpenes for inhibiting the
chemilumin-escence system of luminal-hydrogen peroxide
1.58mg/mL茯苓皮三萜甲醇液
0.95mg/mL茯苓皮三萜甲醇液
1.58mg/mL对照品熊果酸甲醇液
化
学
发
光
值
时间 /s
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
2 50 100 150 200
图 6 茯苓皮三萜质量浓度对清除 H2O2 效果的影响
Fig.6 Scavenging rates of triterpenes from Poria cocos peel at different
concentrations against H2O2
抑
制
率
/%
茯苓皮三萜甲醇液质量浓度/(mg/mL)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.32 0.63 0.95 1.26 1.58
2.4 茯苓皮三萜提取物对红细胞氧化溶血的影响
红细胞氧化过程中生成自由基,使其细胞膜遭到破
坏,导致细胞溶血。茯苓皮三萜对家鸡自发性溶血和
H 2O 2诱导的红细胞溶血的影响结果见表 1、2。
组别 茯苓皮三萜质量浓度/(mg/mL) A415nm 溶血率 /%
对照组 0 0.722 100
样品组 1 1.25 0.133 60.1
样品组 2 2.5 0.153 43.8
样品组 3 3.75 0.316 21.2
样品组 4 5.0 0.434 18.5
表 1 茯苓皮三萜对家鸡血红细胞溶血的影响
Table 1 Effect of triterpenes from Poria cocos peel on RBC auto-
hematolysis
组别 茯苓皮三萜质量浓度/(mg/mL) A415nm 溶血率 /%
对照组 0 0.995 100
样品组 1 1.25 0.248 52.8
样品组 2 2.5 0.384 43.3
样品组 3 3.75 0.431 38.6
样品组 4 5.0 0.525 24.9
表 2 茯苓皮三萜对 H2O2 诱导的家鸡血红细胞溶血的影响
Table 2 Effect of triterpenes from Poria cocos peel on H2O2-induced
RBC hematolysis
由表 1可看出,茯苓皮三萜各剂量组溶血率都显著
低于添加等量生理盐水的对照组。由表 2可知,家鸡红
细胞经H2O2诱发后吸光度增加,高于表 1中自发性溶血
的吸光度,表明 H 2O 2可氧化红细胞膜,导致细胞内容
物外流。如表 2所示,茯苓皮三萜各处理剂量溶血率显
著低于不添加茯苓皮三萜和H2O2的对照组,表明茯苓皮
三萜可抑制红细胞的氧化损伤,保护红细胞膜,且溶
血率随三萜质量浓度的增加而降低。
2.5 茯苓皮三萜提取物对肝脂质过氧化的影响
MDA为测定肝脂质过氧化程度的重要物质,表 3、
4分别为茯苓皮三萜对小鼠肝匀浆自发性和诱发性肝脂质
过氧化的测定结果。
由表 3 可知,经茯苓皮三萜处理后,小鼠肝匀浆
中的M D A 含量均明显低于添加等量生理盐水的对照
组,随质量浓度增加,对 M D A 生成的抑制率增高。
由图 5、6可知,各处理对 H2O 2 具有较高且相近
的清除能力,随着反应时间推移,发光值之间的
差距逐渐缩小,在 9 0 s 时差距最小。0.95mg/mL茯
苓皮三萜甲醇液抑制率接近 70%,但 1.58mg/mL茯苓皮
甲醇液清除H2O2的能力仍然最高,其 IC50为0.87mg/mL。
2011, Vol. 32, No. 09 食品科学 ※基础研究30
组别 茯苓皮三萜质量浓度/(mg/mL) A415nm 抑制率 /%
正常组 0 0.323
对照组 0 1.191
样品组 1 1.25 0.686 42.4
样品组 2 2.5 0.610 48.8
样品组 3 3.75 0.561 52.3
样品组 4 5.0 0.479 59.8
表 4 茯苓皮三萜对 Fe-H2O2诱导的小鼠肝匀浆脂质过氧化的影响
Table 4 Effect of triterpenes from Poria cocos peel on by Fe-H2O2-
induced lipid peroxidation in mouse liver
由表 4 可知,与正常肝匀浆组相比,添加茯苓皮
三萜和 Fe-H2O2的诱导组MDA产生量有较大幅度增加,
说明 H2O2能诱导·OH产生,促使肝脂质过氧化反应,
而茯苓皮三萜则具有抑制MDA产生的能力,其抑制率
随质量浓度增加而提高。
3 结 论
3.1 茯苓皮三萜甲醇液对 O 2-·、·OH、H 2O 2 过氧化
氢 3种氧自由基均有一定程度的抑制作用,随着样品液
质量浓度的增加,抑制能力也随之增强,表现出一定
的剂量依赖关系。且茯苓皮三萜处理组效果皆优于对照
品熊果酸甲醇液,其中 1.58mg/mL茯苓皮三萜甲醇液抑
制效果最明显。
3.2 茯苓皮三萜可抑制红细胞自氧化溶血及H2O2诱导的
红细胞氧化溶血,溶血率随三萜质量浓度增加而降低。
3.3 茯苓皮三萜可抑制小鼠肝匀浆自发性脂质过氧化及
Fe-H2O2引起的肝匀浆脂质过氧化中MDA的生成,且粗
三萜对MD A 的抑制率随三萜质量浓度的增加而提高,
但增加趋势并不明显。
4 讨 论
我国的食药用菌资源极为丰富,目前人工培养的物
种居世界首位,许多具有天然活性的食药用菌也有待研
究和开发。三萜类化合物是一类重要的天然抗氧化活性
物质,具有较高的研究和应用价值[13]。目前已经发现,
在蓝黄红菇( R u s s u l a c y a n o x a n t h a )、黄磷多孔菌
(Polyporus ellisii)和茯苓(Poria cocos)等野生菌子实体中
存在三萜类化合物[14]。袁广峰等[15]对茶薪菇培养物中粗
三萜含量测定及抗氧化、抗肿瘤活性进行研究,证明
茶薪菇提取物中粗三萜具有清除 DPPH自由基的能力,
清除率为 70%。赵俊霞等[16]对草菇培养物中粗三萜和黄
酮含量及抗氧化、抗肿瘤活性进行了研究,表明草菇
培养物有极强的清除DPPH自由基的能力,清除率高达
90% 以上,但因草菇中含有较高的黄酮成分,故无法
明确的指出抗氧化活性是三萜类物质或者黄酮类物质在
起主要作用。辛欣等[17]对藜蒿三萜提取物的抗氧化活性
进行了研究,提取得到总三萜含量为 0.192%,并对其
清除自由基能力和抗肝脂质过氧化效果做了初步评价。
与之相比,本实验针对茯苓皮中粗三萜类物质抗氧
化活性做了全面的综合评价,对清除自由基,抑制家
鸡红细胞溶血和小鼠肝脂质过氧化产生的MDA都有较
好的效果。本实验只针对茯苓皮三萜甲醇液进行了初步
抗氧化活性研究,证实其抗氧化作用明显,但对提取
物中其他成分是否也有一定程度的抗氧化活性;同时,
不同提取方法得到的三萜提取物抗氧化活性是否存在差
异,尚需进一步研究。
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组别 茯苓皮三萜质量浓度/(mg/mL) A415nm 抑制率 /%
对照组 0 0.35
样品组 1 1.25 0.28 20
样品组 2 2.5 0.16 54.3
样品组 3 3.75 0.13 62.9
样品组 4 5.0 0.08 77.1
表 3 茯苓皮三萜对小鼠肝匀浆自发性脂质过氧化的影响
Table 3 Effect of triterpenes from Poria cocos peel on lipid
peroxidation in mouse liver