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地桃花提取物体外抗氧化活性研究



全 文 :《食品工业》2013 年第34卷第 10 期 162
地桃花提取物体外抗氧化活性研究
薛井中1,刘帅兵1,王立升2*,刘布鸣3,杨华2,周永红2
1. 广西中医学院药学院(南宁 530001);2. 广西大学化学化工学院(南宁 530004);
3. 广西中医药研究院(南宁 530022)
摘 要 研究了地桃花提取物的体外抗氧化活性, 筛选有效的活性部位。通过对地桃花水提取物的醇沉, 聚酰胺树
脂和D101大孔树脂分别分离纯化, 制备得到了7个部位样品。以抗坏血酸(VC)为阳性对照, 通过考察各部位的还原
Fe3+的能力, 清除羟基自由基(·OH)和二苯基苦基苯肼自由基(DPPH·), 抑制油脂氧化的能力, 来评价地桃花水提取
物不同部位的抗氧化能力。结果表明, 地桃花的各部位都有一定的抗氧化能力, 但抗氧化活性都弱于抗坏血酸。过
聚酰胺树脂柱的20%乙醇部位(Ⅱ)及40%乙醇部位(Ⅳ)抗氧化能力明显比没有过柱之前的水提醇沉部位强, 且过聚酰
胺树脂柱的各部位活性比过大孔树脂部位抗氧化活性强。结论为聚酰胺, 大孔树脂分离纯化等步骤能富集更多的
抗氧化成分。
关键词 地桃花; 抗氧化活性; 自由基; 聚酰胺; 大孔树脂
In vitro Antioxidant Activity of Extracts of Urena lobata L.
Xue Jing-zhong1, Liu Shuai-bing1, Wang Li-sheng2*, Liu Bu-ming3,
Yang Hua2, Zhou Yong-hong2
1. Faculty of Pharmacy, Guangxi Traditional Chinese Medical University (Nanning 530001);
2. The Industrial Testing and Experimental Center of Guangxi University (Nanning 530004);
3. Guangxi Institute of Chinese Medicine and Pharmaceutical Science (Nanning 530022)
Abstract The crude extract of Urena lobata L. was obtained by refl ux of water and then 7 fractions were prepared by polyamide
resin, D101 macroporous resin separation successively. Compared with the ascorbic acid, antioxidant activities of these fractions were
evaluated in vitro including reducing Fe3+, scavenging DPPH· free radical and hydroxyl free radical, and inhibiting peroxide oxidation
of peanut oil. All fractions were found to have antioxidant activities but weaker than ascorbic acid. Furthermore, the data generated
showed that 20% ethanolic elution of water extract by polyamide resin (Ⅲ) and 40% ethanolic elution of water extract by polyamide
resin (Ⅰ) had better antioxidant activity obviously than crude extract, but slightly weaker than ascorbic acid. The antioxidant
activities of all polyamide resin parts are more potent than those of all macroporous resin parts. It indicated that polyamide
resin and macroporous resin separation could enrich more antioxidant contents.
Keywords Urena lobata L.; antioxidant activity; free radical; macroporous resin; polyamide resin
地桃花为锦葵科植物肖梵天花(Urena lobata L.)
的干燥地上部分[1],生长于海拔200~2 500 m的干热空
旷地、荒坡或疏林下,分布于中国华东、中南、西南
地区,日本、越南、柬埔寨、老挝、泰国、缅甸、印
度也有分布[2]。又名天下捶、小朝阳、假桃花等,主
产于广西、福建、云南、四川、贵州等地,具有祛风
利湿,活血消肿、清热解毒等功效,主治感冒、风湿
痹痛、痢疾、泄泻、淋证、月经不调、带下、跌打肿
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研究探讨
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痛、喉痹、乳痈、毒蛇咬伤等[3]。药用植物中存在大
量的黄酮、多酚类及有机酸类物质,具有很强的抗氧
化性和清除自由基的能力以及广谱的抑菌生物活性[4-6]。
天然黄酮类化合物具有消除 疲劳、防动脉硬化、保护
血管、活化大脑等作用,说明黄酮类化合物值得深入
开发研究[7]。由于合成的化学物质的毒副作用局限了
抗氧化能力的应用范围,而筛选天然的 抗氧化活性成
分则越来越受到重视,鉴于地桃花已经分离出很多黄
酮类,多酚类及有机酸类单体化合物[8-12],且有文献
报道地桃花根的甲醇提取物具有广谱抗菌活性,地桃
花叶的甲醇提取物具抑制巨噬细胞释放一氧化氮的作
用和抗氧化活性[13]。但是对于地桃花的水提取物的抗
氧化活性还没有文献报道,因此,首次通过大孔树脂
柱和聚酰胺树脂柱来对地桃花水提物的抗氧化活性进
行研究,为进一步研究地桃花的药理活性及寻找高
效、低毒的天然抗氧化剂单体化合物奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料、仪器与设备
地桃花干燥地上全草,由广西花红药业股份有限
公司提供;无水乙醇、乙酸乙酯、正丁醇和石油醚,
西陇化工股份有限公司;水杨酸、氢氧化钠、双氧
水、硫代硫酸钠,成都市科龙化工试剂厂;二苯基
苦基苯肼自由基(DPPH·),Sigma公司;盐酸、硫
酸、碳酸钠,广东汕头市西陇化工厂;硫酸亚铁铵、
抗坏血酸(VC),国药集团化学试剂有限公司,以
上试剂均为分析纯;所用水均为去离子水;聚酰胺树
脂,浙江台州市路桥四甲生化塑料厂;D101大孔树
脂,沧州宝恩化工有限公司。
紫外-可见分光光度计T6,北京普析通用有限公
司;RE-2000 型旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂;
水浴锅、真空干燥箱,上海博讯实业有限公司;高速
离心机,Hitiachi公司。
1.2 方法
1.2.1 供试品的制备
1.2.1.1 地桃花水提醇沉部位(A)
准确称量地桃花干燥粉500 g,料液比1︰10(m/
V)水提取,然后料液比1︰8水再次回流提取,合并
滤液,浓缩至浸膏。加入体积分数为65%的乙醇溶液
1 000 mL进行醇沉,于4 ℃下静置1 d,过滤浓缩至浸
膏,70 ℃水浴蒸干后,真空干燥得地桃花水提醇沉部
位(A)。
1.2.1.2 聚酰胺树脂和大孔树脂部位的制备
将水提醇沉物取两份,用适量蒸馏水溶解,分
别过聚酰胺树脂柱和D101大孔树脂柱,12 h静态吸
附后,聚酰胺树脂依次用10%,20%,30%,40%的
乙醇水溶液洗脱,浓缩干燥后得到聚酰胺10%乙醇
部位(Ⅰ)、20%乙醇部位(Ⅱ)、30%乙醇部位
(Ⅲ)、40%乙醇部位(Ⅳ),大孔树脂依次用体积
分数为10%,30%的乙醇水溶液洗脱,浓缩干燥得大
孔树脂10%乙醇部位(a)、30%乙醇部位(b)。
1.2.1.3 供试品溶液的配制
精确称取各样品0.05 g用体积分数为60%的乙醇水
溶液定容于50 mL容量瓶,配制成1 mg/mL溶液,置于
冰箱中备用。
1.2.2 对DPPH·清除能力的测定[14-16]
通过考察样品对DPPH·的的清除率大小来评价
各部位的抗氧化能力。精确称取40 mg DPPH样品,用
无水乙醇溶解并定容于1 000 mL的容量瓶中,得样品
溶液。对照品测定:吸取1 mL样品60%乙醇的样品溶
液,8 mL DPPH溶液置于试管中,快速混匀后,避光
放置,于517 nm处,每隔10 min测定其吸光度,空白
组以体积分数为60%的乙醇水溶液作为对照,并以抗
坏血酸作为参照。计算样品对DPPH·的清除率。
DPPH·清除率=(A空白-A样品)/A空白×100% (1)
1.2.3 对羟基自由基清除能力的测定[17]
利用Fenton反应H2O2和Fe2+混合产生·OH,在此
体系内加入水杨酸,可以捕捉·OH并产生有色物质,
该物质在510 nm波长下有最大吸收峰。依次在每个
25 mL容量瓶中加入2 mL各样品溶液,2 mL 9 mmol/
L FeSO4,2 mL 9 mmol/L水杨酸-乙醇溶液,最后加入
0.06%的H2O2溶液启动反应。在37 ℃水浴条件下反应
半小时,以去离子水为对照,用60%乙醇定容,然后
在510 nm波长下测定各待测液的吸光度。考虑到样品
溶液本身在510 nm波长下也有吸光度,因此,以2 mL
各样品溶液,2 mL 9 mmol/L FeSO4,2 mL 9 mmol/L水
杨酸-乙醇溶液为本底吸收,测量吸光度时定容。
羟基自由基清除率=[A0-(Ax-Ax0)]/A0×100%
(2)
式中:A0-空白对照液的吸光度;Ax-加入样品溶
液后的吸光度;Ax0-不加H2O2溶液本底的吸光度。
同法以1 m g/mL的抗坏血酸溶液进行羟基自由基
清除能力的测定。所有测定重复三次,取其平均值。
1.2.4 对Fe3+还原能力的测定[18-19]
还原能力以将Fe3+还原成Fe2+的多少来表征。分
别取1 mL含量为62.5,125,250,500,1 000 μg/mL
质量浓度梯度的样品,依次加入2.5 mL (pH 6.6,0.2
mol/L)磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液和2.5 mL 1%
的铁氰化钾水溶液,混合摇匀,50 ℃下水浴20 min,
快速冷却,加入2.5 mL 10%三氯乙酸水溶液,置离心
机中,在3 000 r/min下离心10 min,取上清液2.5 mL,
加1 mL 1%三氯化铁水溶液,摇匀后,在700 nm下测
定吸光度,吸光度越大,样品对Fe3+还原的能力越
强。所有测定重复三次,取其平均值。
1.2.5 抑制油脂过氧化能力的测定[20]
精确称取花生油8份,每份40 g,置于200 mL的烧
*通讯作者;基金项目:广西科技攻关项目(桂科攻
11107010-3-5);广西中药质量标准研究重点实验
室开放基金(桂中重开201101)
研究探讨
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杯中,用移液管分别移取10 mL样品溶液至不同烧杯
中,不时搅拌成均相,置70 ℃恒温干燥烘箱中,每
隔24 h取2.0 g油样移至锥形瓶中,测定油脂过氧化值
(POV)。每次取样后充分搅拌花生油,以混入足够
的空气。POV测定方法参照GB/T 5538-1995 的方法。
称取2.0 g试样,加入到250 mL锥形瓶中。在装有试样
的锥形瓶中加入25 mL氯仿-乙酸溶液(2︰3,V/V)溶
解试样,并立即加入1 mL碘化钾饱和溶液,迅速盖好
瓶塞,混匀溶液1 min,在25 ℃避光静置5 min。加入
约75 mL蒸馏水,以0.5%淀粉溶液作为指示剂,用硫
代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘。滴定过程要用力振
摇,滴定到蓝色消失为止,记下体积V1,计算POV。
POV计算公式为:
POV=c×(V1-V2)×0.126 9×1 000/m (3)
式中:POV-样品过氧化值,meq/kg;c-硫代硫
酸钠标准溶液的摩尔浓度,mol/L;V1-样品消耗硫代
硫酸钠标准溶液的体积,mL;V2-空白试验消耗硫
代硫酸钠标准溶液的体积,mL;m-试样质量,g;
0.126 9,与1 mL Na2S2O3标准滴定溶液相当的碘的质
量,g。
2 结果与分析
2.1 对DPPH·的清除能力
按1.2.2所述方法,得不同时间下,各样品和VC对
DPPH·的清除作用,如图1所示。
由图1可知,地桃花水提醇沉物的各部位对
DPPH·均具有不同程度的清除能力,随着反应时间的
增长,对DPPH·的清除率都增大,但均弱于同等浓度
下的抗坏血酸。各部位对DPPH·的清除能力强弱顺序
为:VC>Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ>a>Ⅳ>b>A。10 min后各部
位对DPPH·的清除能力基本趋于稳定,30 min后,除
了A外各部位清除率均趋于饱和且均高于70%,Ⅰ和
Ⅱ清除DPPH·的能力略强于其它部位。经大孔树脂分
离纯化得到的2个部位(a、b),经聚酰胺分离纯化
得到的4个部位(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)对DPPH·清除能
力均比未纯化的A的清除能力强,大孔树脂、聚酰胺
树脂分离纯化起到了明显的富集抗氧化物质的作用,
Ⅰ、Ⅱ表现尤为明显。
图1 各样品对DPPH·的清除率
2.2 对·OH的清除能力
按1.2.3所述方法,得不同浓度下各部位及VC
对·OH的清除率,如图2所示。
由图2可知,各部位对·OH均具有不同程度的清
除能力,随着浓度的加倍,各部位对·OH的清除能
力也逐渐增强,但均弱于同等浓度下的抗坏血酸,
对·OH的清除能力依次为:VC>Ⅳ>b>Ⅱ>a>
Ⅰ>Ⅲ>A。在低浓度条件下(浓度不大于125 μg/
mL),各部位对·OH的清除能力强于抗坏血酸,在
高浓度条件下(125~1 000 μg/mL),各部位对·OH
的清除能力均弱于抗坏血酸,说明地桃花水提物各部
位在低浓度下对·OH反应灵敏。还可知,Ⅳ和b的清
除能力稍弱于抗坏血酸,显著强于其他部位,A的清
除能力显著弱于其他部位。经大聚酰胺分离纯化得到
的4个部位(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),经大孔树脂分离纯
化得到的2个部位(a、b),对·OH清除能力均比未
纯化的A的清除能力强。
图2 各样品对·OH的清除能力
2.3 还原Fe3+的能力
按1.2.4所述方法,得不同浓度下各部位的吸光
度,吸光度越大,其还原能力越好。如图3所示。
由图3可知,各部位均能不同程度的将Fe3+还原成
Fe2+,随浓度的增加,对Fe3+的还原能力增强,表现出
良好的量效关系,低浓度时的吸光度增加趋势较高浓
度时慢,浓度越大,越有利于Fe3+的还原。其还原能
力依次为:VC>Ⅳ>Ⅰ>Ⅱ>b>Ⅲ>A>a。由图还
可知,Ⅳ对Fe3+的还原能力明显强于其它部位,a还原
能力最弱。除了a其他部位对Fe3+还原的能力均比未纯
化的A的还原能力强。
图3 各样品对还原Fe3+的能力
2.4 抑制油脂氧化的能力
油脂置放在空气中,容易被氧化成自由基,而自
由基又与空气中的氧气反应生成过氧化物,因此可以
用油脂的POV来表示油脂的氧化程度,POV越大,其
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氧化程度越高。按1.2.5所述方法得各样品在不同天数
的POV,其结果如图4所示。
由图4可知,未加抗氧化剂的空白组,其POV从
第1~5 d跟样品接近,但是从5 d以后空白POV开始增
大速度加快,在第13 d以前,各部位的POV相差不明
显,从第13 d开始,各部位的POV出现较大差别,相
对空白组差别显著,表明各部位对油脂的氧化均具有
抑制作用,但VC的POV最小,抑制能力最强。抑制能
力依次为:VC>Ⅱ>Ⅰ>a>b>Ⅳ>Ⅲ>A>Blan。
第19 d时,Ⅱ的POV在各部位中最低,对油脂氧化的
抑制能力明显高于其它,A的POV在各部位中最高,
抑制能力最弱。
图4 各样品对油脂过氧化的抑制能力
3 结论
综合各部位对DPPH·的清除能力,对·OH的清除
能力,对Fe3+的还原能力,以及对抑制油脂氧化的能
力,可以确定地桃花水提物中存在抗氧化活性成分;
水提醇沉部位的抗氧化能力明显较其它部位弱,表明
对水提醇沉部位过聚酰胺树脂和D101大孔树脂柱分离
纯化得到的部位可以富集到抗氧化活性成分;聚酰胺
40%乙醇部位,聚酰胺20%乙醇部位抗氧化活性比较
强,已经接近抗坏血酸的抗氧化活性,通过对地桃花
水提醇沉部位过大孔树脂柱和聚酰胺树脂柱比较得出
聚酰胺树脂的各部位抗氧化活性比大孔树脂各部位抗
氧化活性强,但是各部位都可以富集到抗氧化活性成
分,为进一步的研究追踪得到抗氧化的单体成分奠定
了基础。
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