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石吊兰总多酚体外抗氧化活性研究



全 文 :73
石吊兰总多酚体外抗氧化活性研究
苟体忠1,2,3,唐文华1,3,任永权4,孙大方1,许西华1
(1.凯里学院化学与材料工程学院,贵州凯里 556011;2.凯里学院富硒中草药研究中心,贵州凯里 556011;
3.凯里学院应用化学研究所,贵州凯里 556011;4.环境与生命科学学院,贵州凯里 556011)
收稿日期:2014-06-12
作者简介:苟体忠(1981-) ,男,博士,副教授,从事天然药物化学研究。
基金项目:国家青年自然科学基金(41303016) ;贵州省科技厅自然科学基金(黔科合 J字[2011]2079 号) ;凯里学院博士专项基金(BS201003) ;
贵州省高校优秀科技创新人才计划项目(黔教合 KY字[2012]099 号) ;贵州省教育厅“高层次人才引进项目”(院科通[2012]7 号) ;凯
里学院重点项目(Z1202) ;贵州省特色重点学科资助项目(黔教高发[2011]208 号) ;凯里学院重点学科资助项目(院通字[2010]86
号) ;贵州省优秀科技人才省长基金项目(黔省专合字[2011]77 号) ;凯里学院分析化学重点学科(院通字[2014]157 号)。
摘 要:研究石吊兰总多酚的体外抗氧化活性。采用单因素实验研究提取时间、超声波功率、提取温度、乙醇浓度、提
取次数和料液比对总多酚提取率的影响。用还原能力、·OH 清除率、DPPH·清除率来考察石吊兰总多酚的体外抗氧化
活性。结果表明,超声提取石吊兰总多酚的最佳工艺条件为:提取时间 32min,超声波功率为 100%,提取温度为 25℃,
乙醇浓度为 80%,提取次数为 3 次,液料比为 20∶1,此时石吊兰总多酚得率为 14.0mg GAE /g。此外,石吊兰总多酚的
还原能力、对·OH以及 DPPH·的清除均高于 VC。石吊兰总多酚是天然的抗氧化活性剂和自由基清除剂。
关键词:石吊兰,总多酚,抗氧化活性
Study on antioxidant activity in vitro of total polyphenol
from Lveicnotus pauciflorus Maximl
GOU Ti-zhong1,2,3,TANG Wen-hua1,3,REN Yong-quan4,SUN Da-fang1,XU Xi-hua1
(1.Institute of Chemistry & Materials Engineering,Kaili University,Kaili 556011,China;
2.Research center of selenium-riched Chinese Herbs,Kaili University,Kaili 556011,China;
3.Institute of Applied Chemistry,Kaili University,Kaili 556011,China;
4.Institute of Environment and Life Science,Kaili University,Kaili 556011,China)
Abstract:To study the antioxidant activity in vitro of total polyphenol from Lveicnotus pauciflorus Maximl.The single
factor was taken to study the effects of extraction time,ultrasonic power,extraction temperature,extraction times,
and ethanol concentration liquid-material ratio on the extraction rate of total polyphenol.The antioxidant activity in
vitro of total polyphenol from Lveicnotus pauciflorus Maximl was evaluated by reducing power,hydroxyl and DPPH
free radical scavenging effect.The results showed that the optimum conditions for extracting the polysaccharides
assisted by ultrasonic wave were as follows:extraction time 32min,ultrasonic power 100%,extraction temperature
25℃,extraction times 3,and ethanol concentration liquid - material ratio 20 ∶ 1,and the extraction rate of total
polyphenol was up to 14.0mg GAE/g.In addition,the reducing power of total polyphenol from Lveicnotus
pauciflorus Maximl was more than VC,and the scavenging ability of DPPH· and ·OH was also stronger than
VC.Total polyphenol from Lveicnotus pauciflorus Maximl is an effective and natural antioxidant and free radical
scavenger.
Key words:Lveicnotus pauciflorus Maximl;total polyphenol;antioxidant activity
中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2015)05-0073-05
doi:10. 13386 / j. issn1002 - 0306. 2015. 05. 006
石吊兰为苦苣苔科(Gesneriacee)吊石苣苔属植
物吊石苣苔(Lveicnotus pauciflorus Maximl)的全
草[1],又名石豇豆、石泽兰、岩豇豆等,具有清肺止咳、
凉血止血、祛湿化滞、通络止痛之功效。石吊兰主要
分布于贵州、云南、四川、江苏、广西等地。前人已对
石吊兰进行了一系列研究,并得出了以下结论:石吊
兰醇提液对 S180 实体瘤有一定的抑瘤作用,其抑瘤
率为 42.1%[2];石吊兰中的石吊兰素是治疗结核病的
有效成分[3];首次从石吊兰全草中分离出新的菖蒲烷
类倍半萜类化合物 3,10-dihydroxyacoronene[4];石吊
兰中含有生物碱、黄酮类化合物、石吊兰素和 B-谷
甾醇等化合物[5]。
总多酚是多羟基酚类化合物的总称,具有抗癌、
抗病毒、抗氧化等生物活性[6-9]。抗氧化性是植物总
74
多酚的一个重要性质,其抗氧化活性能力与多酚类
物质的含量及种类有关[8]。总多酚通过提供质子,消
除自由基,自身形成稳定的共振结构而阻断氧化产
生抗氧化作用,是医药、食品、化妆品中很有前景的
一类天然抗氧化剂[9]。目前,石吊兰总多酚抗氧化活
性的研究尚未见报道。因此,本文采用还原能力、羟
基自由基清除率和 DPPH 自由基清除率来考查石吊
兰总多酚的抗氧化活性,从而为石吊兰的综合利用
提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
石吊兰于 2013 年 10 月采自凯里市雷公山,经凯
里学院植物学博士鉴定为苦苣苔科(Gesneriacee)吊
石苣苔属植物吊石苣苔 (Lveicnotus pauciflorus
Maxim1)的全草。
三氯乙酸、没食子酸、1,1 -二苯 - 2 -苦基肼
(DPPH)、Folin&ciocalteu’s 酚试剂为 aladdin 试剂。
其它试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
紫外分光光度计 UV-2550,岛津;植物粉碎
机 北京科伟永兴仪器有限公司;水浴振荡器 SHA-C
型,巩义予华仪器有限公司;超声波 WH-300,济宁
万和超声电子设备有限公司;低速离心机 TD5M,长
沙湘智离心机仪器有限公司;电子天平 上海衡平
仪器仪表厂。
1.3 分析方法
1.3.1 样品处理 石吊兰样品于 80 ℃烘箱中干燥,
再用植物粉碎机粉碎并过 80 目筛,待用。
1.3.2 提取时间选择 分别准确称取 1.0g 石吊兰粉
末样品于 5 个 50mL 离心管中,在料液比为 1∶20、乙
醇浓度为 80%、提取次数为 2 次、超声波功率为
100%和提取温度为 30℃的条件下,分别超声提取 4、
8、16、32、64min,离心,合并提取液于 50mL 容量瓶
中,用 80%的乙醇溶液定容至刻度,并按 1.3.8 的方
法测定其总多酚的含量。
1.3.3 超声波功率的选择 分别准确称取 1.0g 石吊
兰粉末样品于 5 个 50mL 离心管中,在料液比为
1∶20、乙醇浓度为 80%、提取次数为 2 次、提取温度
为 30℃和提取时间为 32min的条件下,分别以 40%、
50%、60%、80%、100%的超声波功率提取总多酚,
离心,合并提取液于 50mL 容量瓶中,用 80%的乙醇
溶液定容至刻度,并按 1.3.8 的方法测定其总多酚的
含量。
1.3.4 提取温度的选择 分别准确称取 1.0g 石吊兰
粉末样品于 5 个 50mL 离心管中,并在料液比为
1∶20、乙醇浓度为 80%、提取次数为 2 次、超声波功
率为 100%、提取时间为 32min的条件下,分别以 20、
40、60、80、100℃水温提取总多酚,离心,合并提取液
于 50mL容量瓶中,用 80%的乙醇溶液定容至刻度,
并按 1.3.8 的方法测定其总多酚的含量。
1.3.5 乙醇浓度的选择 分别准确称取 1.0g 石吊兰
粉末样品于 8 个 50mL 离心管中,并在料液比为
1∶20、提取次数为 2 次、超声波功率为 100%、提取温
度为 30℃和提取时间为 32min 的条件下,分别用
30%、40%、50、60%、70%、80%、90%、100%的乙醇
溶液提取总多酚,离心,合并提取液于 50mL 容量瓶
中,用 80%的乙醇溶液定容至刻度,并按 1.3.8 的方
法测定其总多酚的含量。
1.3.6 提取次数对石吊兰总多酚含量的影响 分别
准确称取 1.0g石吊兰粉末样品于 5 个 50mL 离心管
中,并在料液比为 1∶20、超声波功率为 100%、乙醇浓
度为 80%、提取温度为 30℃和提取时间为 32min 的
条件下,分 1、2、3、4、5 次提取总多酚,离心,合并提取
液于 50mL容量瓶中,用 80%的乙醇溶液定容至刻
度,并按 1.3.8 的方法测定其总多酚的含量。
1.3.7 料液比的选择 分别准确称取 1.0g 石吊兰
粉末样品于 5 个 50mL 离心管中,并在超声波功率
为 100%、乙醇浓度为 80%、提取温度为 30℃、提取
次数为 3 次和提取时间为 32min 的条件下,分别用
料液比为 1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50 提取总多酚,
离心,合并提取液于 50mL 容量瓶中,用 80%的乙
醇溶液定容至刻度,并按 1.3.8 的方法测定其总多
酚的含量。
1.3.8 总多酚测定 总多酚含量的测定参照文献[10]
并稍作修改。其简要流程为:准确称取 0.125 g 没食
子酸用超纯水定容至 1000mL。分别吸取该标准溶
液 0、1、2、3、4、5mL于 6 个 25mL比色管中,先加超纯
水至 10mL,摇匀,再加入 Folin-Ciocalteu(FC)酚试剂
1.0mL,混匀,然后加入 6.0mL 10% Na2C03 溶液,并用
超纯水定溶至刻度,摇匀。然后在暗室中放置 2h,并
于 760nm波长下测定其吸光度。以没食子酸浓度
(C)为横坐标,吸光度(A)为纵坐标,绘制标准曲线,
其回归方程为:A = 0.0838C + 0.0067(r = 0.9999)。
取石吊兰提取液 0.2mL于 25mL比色管中,按上述步
骤测定其吸光度,再根据回归方程计算石吊兰提取
液总多酚的浓度,并以此计算其多酚含量,以每克样
品中没食子酸当量表示(mg GAE /g)。
1.3.9 醇提物还原能力测定 还原能力的测定方法
参照文献[11],其简要流程为:取 1mL不同浓度的提取
液,并依次加入 2.5mL 的 pH6.6 的磷酸盐缓冲液和
1%(m/v)铁氰化钾(K3Fe(CN)6)溶液,摇匀并置于
50℃水浴振荡器中振荡 20min。然后加入 2.5mL
10%(m/v)三氯乙酸溶液,摇匀并取混液 2.5mL,再
加入 2.5mL 超纯水以及 0.1%(m/v)氯化铁溶液,摇
匀并静置 10min,在 700nm处测定吸光度(As) ,以超
纯水代替提取液作为空白并测定其吸光度 Ac。则还
原能力可以用 ΔA来表示(ΔA = As-Ac) ,其值越大,
提取液还原能力越强。
1.3.10 ·OH清除率的测定 ·OH 清除率的测定方
法参照文献[11],其简要流程为:在 25 mL 比色管中依
次加入 4mL pH7.4 磷酸钠缓冲液以及 1.5mL 5mmol /L
邻二氮菲溶液、1mL 7.5mmol /L FeSO4 溶液、1.5mL双
蒸水,摇匀,再加入 1mL 不同浓度的提取液,立即摇
匀。然后加入 1mL 1%(v /v)H2O2 溶液,摇匀并置于
37℃恒温水浴中恒温 60min。最后,在 536nm处测定
其吸光度。根据下式计算样品对·OH清除率:
75
·OH清除率(%)=[(A1-A2)/(A0-A2) ]× 100
其中:A1 为加入提取液及 H2O2 时测得的吸光
度;A2 为加 H2O2 而不加提取液时测得的吸光度;A0
为不加提取液及 H2O2 时测得的吸光度。
1.3.11 DPPH·清除率测定 DPPH·清除率的测定方
法参照文献[12],其简要流程为:在 25mL 比色管中
依次加入 2mL 2 × 10 -4mol /L DPPH·溶液和2mL不同
浓度的提取液,摇匀,并在暗室中放置 30min,以无水
乙醇为参比液,在 517nm下测定其吸光值 As,同时测
定 2mL 2 × 10 -4mol /L DPPH·溶液与2mL无水乙醇混
合液的吸光值 Ac。根据下式计算样品溶液对 DPPH·
的清除率:
DPPH·清除率(%)=(1-As /Ac)× 100
1.3.12 数据处理方法 文中数据和图表分别采用
Excel、coreldraw12 软件处理。
2 结果与讨论
2.1 石吊兰不同极性试剂提取液清除 DPPH·的
能力
从图1可见,石吊兰不同极性试剂提取液对
DPPH·的清除能力存在明显差异,其大小顺序为:乙
醇 >正丁醇 >乙酸乙酯 >甲醇 >水 >石油醚。由此
可知,乙醇提取液具有较高的清除 DPPH·的能力。因
此,以下实验均以乙醇提取液为考察对象。
2.2 石吊兰总多酚提取条件的优化
2.2.1 提取时间对石吊兰总多酚含量的影响 从图
2A可见,随着超声时间的增加,其总多酚含量增加,
当超声时间为 32min时,其总多酚含量达到最大值。
图 1 不同提取液对 DPPH·清除率的影响
Fig.1 Effection of the different extraction solution
on DPPH·scavenging rate
2.2.2 超声波功率对石吊兰总多酚含量的影响 从
图 2B可见,随着超声波功率的增加,其总多酚含量
增加,当超声波功率为 100%时,其总多酚含量达到
最大值。
2.2.3 提取温度对石吊兰总多酚含量的影响 从图
2C可见,在 20~80℃的水温条件下,石吊兰总多酚含
量几乎保持不变。分析认为,提取水温对石吊兰总
多酚的含量影响不显著,只需在室温(25℃)下提取
即可。
2.2.4 乙醇浓度对石吊兰总多酚含量的影响 从
图 2D可见,随着乙醇浓度的增加,其总多酚含量增
加,当乙醇浓度为 80% 时,其总多酚含量达到最
大值。
2.2.5 提取次数对石吊兰总多酚含量的影响 从图
2E可见,随着乙醇浓度提取的增加,其总多酚含量增
加,当提取次数为 3 次时,其总多酚含量达到最大值
且开始保持不变。
2.2.6 料液比对石吊兰总多酚含量的影响 从图 2F
可见,随着料液比的增加,其总多酚含量有所增加,
当料液比达到 1∶20 时,其总多酚含量达到最大值,并
保持恒定值。
2.3 石吊兰总多酚含量
取石吊兰乙醇提取液,在波长 760nm 处测定其
吸光度,代入 1.3.8 的回归方程计算其多酚含量为
14.0mg GAE /g。
2.4 石吊兰总多酚的还原能力
以 VC 为对照样品,分别测定石吊兰总多酚和 VC
的还原能力。经相关分析表明,石吊兰总多酚和 VC
与还原能力之间存在明显的正相关关系(其相关系
数分别为 0.9774 和 0.9944)。分析认为,石吊兰中抗
氧化活性成分可能是有总多酚含量决定的。国外学
者研究也表明,含有高水平总多酚的植物表现出很
好的体外抗氧化活性[13]。从图 3 可见,随着浓度的
的增加石吊兰总多酚以及 VC 还原能力增加,且石吊
兰总多酚的还原能力略高于 VC。研究表明,石吊兰
多酚具有较强的还原能力。
2.5 石吊兰总多酚清除·OH的能力
以 VC 为对照样品,分别测定石吊兰总多酚和 VC
清除·OH的能力。经相关分析表明,石吊兰总多酚与
VC 对·OH的清除率之间存在明显正相关关系(其相
关系数分别为 0.9999 和 0.9241)。分析认为,石吊兰
醇提物清除·OH 的活性主要是由总多酚成分决定
的。由图 4 可见,石吊兰总多酚对·OH 的清除能力高
于 VC,这表明石吊兰总多酚具有较好的清除·OH 的
能力。
以石吊兰总多酚和 VC 浓度(X)对·OH 的清除
率(Y)作回归分析。石吊兰总多酚对·OH 的清除率
的回归方程为:Y = 0.0865X + 2.9626(r = 0.9999)。
VC 对·OH的清除率的回归方程为 Y = 0.0054X +
2.787(r = 0.9241)。分析结果表明,石吊兰总多酚清
除·OH的活性远大于 VC。
2.6 石吊兰总多酚清除 DPPH·的能力
以 VC 为对照样品,分别测定石吊兰总多酚和 VC
清除 DPPH·的能力。经相关分析表明,石吊兰总多酚
对 DPPH·和 VC 的清除率之间呈明显正相关(其相关
系数分别为 0.9996 和 0.9989)。分析认为,石吊兰醇
提物清除 DPPH·的活性可能主要是由总多酚成分决
定的。由图 5 可见,随着石吊总兰总多酚和 VC 浓度
的增加,其清除 DPPH·的活性增加。分析认为,石吊
兰总多酚具有很好的清除 DPPH·的能力。
以石吊兰总多酚和 VC 浓度(X)对 DPPH·的清
除率(Y)作回归分析。石吊兰总多酚对 DPPH·的清
除率的回归方程为:Y = 3.0136X + 0.8166 (r =
0.9989)。VC 对 DPPH·的清除率的回归方程为 Y =
2.7698X +1.3694(r = 0.9996)。分析结果表明,石吊
兰总多酚清除 DPPH·的能力稍强于 VC。
76
图 2 提取条件对石吊兰总多酚含量的影响
Fig.2 Effect of extraction conditions on content of
total polyphenol from Lveicnotus pauciflorus Maximl
3 结论
研究表明,超声提取石吊兰总多酚的最佳工艺
条件为:提取时间为 32min,超声波功率为 100%,提
取温度为 25℃,乙醇浓度为 80%,提取次数为 3 次,
液料比为 20 ∶ 1,此时石吊兰总多酚得率为 14.0 mg
图 3 不同浓度石吊兰总多酚对还原能力的影响
Fig.3 Effect of the different concentration on
reducing power from Lveicnotus pauciflorus Maximl
图 4 不同浓度石吊兰总多酚对·OH清除率的影响
Fig.4 Effect of the different concentration on
OH·scavenging rate from Lveicnotus pauciflorus Maximl
图 5 不同浓度石吊兰总多酚对 DPPH·清除率的影响
Fig.5 Effect of the different concentration on
DPPH·scavenging rate from Lveicnotus pauciflorus Maximl
GAE /g。此外,通过对石吊兰总多酚的还原能力、
DPPH·清除率、·OH清除率的分析结果表明,石吊兰
总多酚具有较强的还原能力,较高的·OH 清除能力,
以及较强的 DPPH·清除能力。分析认为,石吊兰总多
酚具有较强的体外还原活性,是天然的抗氧化活
性剂。
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807-811.
(上接第 72 页)
36~72h内减少;在 10℃吸附速率在 48~72h内缓慢减
少。
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1859-1872.
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4、以第一作者或通讯作者在中文核心期刊发表论文 5 篇以上。
5、能及时将稿件审回。
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