全 文 :白簕叶不同极性部位的体外抗氧化活性分析
杨慧文1,张旭红1,陈健媚1,潘育方1,*,钱婧2
(1.广东药学院药科学院,广东广州 510006;2.扬州工业职业技术学院文理系,江苏扬州 225000)
摘 要:利用不同溶剂对白簕叶各极性部位进行提取、显色鉴定和薄层色谱分析,并考察其中乙酸乙酯、正丁醇和水
3个不同极性部位提取液的体外抗氧化活性,通过测定其铁还原力、对 DPPH·的清除率、总抗氧化力,筛选出主要的
抗氧化活性部位。结果表明,白簕叶 3个不同极性部位的成分的种类和含量差别均较大,体外抗氧化结果显示各部分
体外抗氧化活性也存在较大差异,其中正丁醇部位抗氧化活性最高。
关键词:白簕叶;黄酮;抗氧化活性
Research on Antioxidant Activity of Different Fractions of Acanthopanax trifoliatus Leaves in Vitro
YANG Hui-wen1,ZHANG Xu-hong1,CHEN Jian-mei1,PAN Yu-fang1,*,QIAN Jing2
(1. College of Pharmacy,Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510006,Guangdong,China;
2. Department of Arts and Science,Yangzhou Polytechnic Institute,Yangzhou 225000,Jiangsu,China)
Abstract:To study the antioxidant activity of different fractions from Acanthopanax trifoliatus leaves in vitro,
the leaves were extracted and separated into three parts with different polarity. Three methods including 2,2-
diphenyl-1-picrylhyd-razyl radical scavenging assay, ferric reducing power and total antioxidant power were
performed to detect the antioxidant activity. The results showed that among the three fractions, n-butanol layer
exhitbited the strongest antioxidant activitie comparing with ethyl acetate, and water layer.
Key words:Acanthopanax trifoliatus leaves; flavonoid; antioxidant activity
作者简介:杨慧文(1983—),女(汉),实验师,硕士,主要从事药学及
新药开发的研究
*通信作者:潘育方(1966—),男,教授,主要从事药物新剂型及安全
性评价的研究。
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2015.03.004
白簕 Acanthopanax trifoliatus(Linn.)Merr.,为五
加科(Araliaceae)五加属(Acanthopanan)攀援状灌木,
又称鹅掌簕、刺三加、白刺尖,分布于两广、福建、云南、
贵州等地,东南亚如泰国、越南等也有分布[1]。白簕味
苦、辛、凉,具有清热解毒、祛风利湿、止咳平喘、散瘀止
痛之功效[2-3],其主要化学成分为槲皮甙、黄酮、多糖、
咖啡酰奎宁酸等[4-6]。经研究,白簕具有消炎抑菌、防龋
固齿、治疗新生儿湿疹等作用[7-9]。五加属植物多有抗
氧化作用,刺五加可抑制鼠巨噬细胞中一氧化氮的产
生[10],其茎提取物在四氯化碳中毒大鼠模型中具有抗
氧化功效[11]。而白簕同为刺五加属,其抗氧化功效,尤
其是关于其活性部位的筛选,少有研究。
因此,本实验通过测定铁还原力、对 DPPH 的清
除率、总抗氧化力[12-14],将测定结果与维生素 C进行对
比,从三个方面研究白簕叶不同极性部位的抗氧化活
性,筛选抗氧化活性部位,为进一步研究开发白簕提
取物的抗氧化功效提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 主要试剂
白簕茎购自恩平响山簕菜茶厂(经广东药学院中
药学院中药资源系刘基柱副教授鉴定为五加属植物
白簕,标本保存于广东药学院中药学院标本室)、镁粉
(40目~90目):鹤壁市江浪金属有限公司;DPPH.(分
析纯):美国 Sigma公司;维生素 C(VC)(分析纯):天津
市石英钟厂霸州市化工分厂;三氯化铝、磷酸三钠、钼
酸铵、香草醛、三氯化铁、硫酸、无水乙醇、正丁醇等均
为分析纯。
1.1.2 主要仪器
KQ5200超声仪:东莞市科桥超声波设备有限公
司;XW-80A微型漩涡混合仪:上海沪西分析仪器厂;
食品研究与开发
Food Research And Development
2015年 2月
第 36卷第 3期 基础研究
14
HH-2恒温水浴锅:常州澳华仪器有限公司;RE-52AA
旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;SHZD-DⅢ循环式
水泵:巩义市予华仪器有限责任公司;LD4-2A低速离
心机:北京医用离心机厂;UV-1200紫外可见光分光
光度计:上海美谱达仪器有限公司;万分之一天平:
FA2104A上海精天电子仪器有限公司。
1.2 方法
1.2.1 样品的制备
40 g白簕叶粉碎,过 60目筛。200 mL石油醚在
50 ℃下搅拌提取 1 h,抽滤,反复提取,直至提取液近
于无色,将叶渣自然风干;再用 200 mL氯仿在 40 ℃下
提取 1 h,更换提取溶剂,共提 8次,直至提取液近于无
色,将叶渣自然风干。
用 200 mL 乙酸乙酯在 50 ℃下搅拌提取该叶渣
1 h,收集提取液,重复数次直至乙酸乙酯提取液颜色
很浅,合并提取液,在 40 ℃下减压旋蒸,得白簕叶乙酸
乙酯部位 50 mL。
自然风干叶渣后,200 mL 95 %乙醇超声提取
60 min,每次超声 20 min,过滤,重复操作,至乙醇提取
液近于无色,合并提取液,40 ℃下减压旋蒸浓缩,用蒸
馏水少量多次复溶,得白簕叶水提部位 100 mL。
用 50 mL水饱和正丁醇对上述水溶液进行萃取,
萃取 3次,合并萃取液,得正丁醇部位 150 mL。
将上述 3个不同极性部位提取液在 4 ℃下密封保
存,备用。
1.2.2 显色反应
采用显色反应的方法,对 1.2.1项下 3个不同极
性部位提取液进行定性鉴定。
1.2.2.1 盐酸-镁粉反应
分别取白簕叶各极性部位提取液 2 mL于不同试
管中,各加入适量乙醇、少许镁粉振摇,滴加几滴浓盐
酸,观察颜色反应。
1.2.2.2 碱性试剂显色反应
取两张滤纸,均点上白簕叶各极性部位提取液,
其中一张用浓氨水熏,与另外一张对比观察颜色变
化,于空气中放置一段时间后,再观察颜色变化。
1.2.2.3 铝盐反应
分别取白簕叶各极性部位提取液 2 mL于不同试
管中,各加入 2滴 1 %AlCl3醇溶液,与对照管对比观
察颜色变化。用毛细管取样点于硅胶板上,于紫外灯
下观察荧光。
1.2.2.4 Molish反应
分别取白簕叶各极性部位提取液 2 mL于不同试
管中,各加入适量乙醇,2滴 α萘酚溶液,斜置试管,沿
管壁加入浓硫酸约 1 mL,静置,观察二层溶液界面的
变化。
1.2.2.5 三氯化铁反应
分别取白簕叶各极性部位提取液 4 mL于不同试
管中,各加入 1滴 5 %三氯化铁溶液,与对照管对比观
察颜色变化。
1.2.2.6 三氯甲烷-浓硫酸检验(Salkowski反应)
分别取白簕叶各极性部位提取液 1 mL于不同试
管中,各加入 1 mL三氯甲烷混匀,沿管壁加入等体积
浓硫酸,与对照管对比观察颜色的变化。
1.2.3 聚酰胺薄层色谱
取乙酸乙酯、正丁醇和水这 3个部位的浓缩液于
相同的聚酰胺薄膜上点样,每个样品点两个点。使用
正丁醇-乙酸-水-石油醚(4 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 2)系统进行展开,
于紫外灯下观察展开效果。用浓氨水作为显色剂,同
样在紫外灯下观察荧光效果。
1.2.4 体外抗氧化活性的测定
取一定体积白簕叶 3个不同极性部位提取液各
自减压旋干后,用 5 mL 70 %乙醇复溶,分别得到乙酸
乙酯部位待测液(32、80、160、240、320 mg/mL)5个浓
度梯度,水部位待测液(13、17、24、40、60 mg/mL)5 个
浓度梯度,以及正丁醇部位待测液(3.0、3.9、5.4、9.0、
13.5 mg/mL)5个浓度梯度。其中浓度代表每毫升提取
液相当于原药材的质量(mg)。
按照以下操作评价各部分样品的总抗氧化力和
铁还原力、对 DPPH·自由基清除率。制备浓度为 20、
30、40、50、60 mg/mL的 VC溶液作对比试验。
1.2.4.1 铁还原力的测定
取待测液 1 mL置于试管中,加入 2.5 mL磷酸缓
冲液(0.2 mol/L,pH=6.6)和 2.5 mL 1 %铁氰化钾,放入
50℃水浴锅中 20 min后取出急速冷却,加入 10 %三氯
乙酸溶液 2.5 mL。将上述溶液离心 10 min(3 000 r/min),
取上清液 5 mL。再加入 4 mL蒸馏水及 1 mL 0.1 %FeCl3
混匀,静置 10 min后测定吸光值(λ=700 nm),吸光度
值越大表明还原力越强[12]。
1.2.4.2 总抗氧化能力测定
取待测液 1mL置于试管中,依次滴加 1mL0.6mol/L
硫酸溶液、1.5 mL 28 mmol/L 磷酸钠、1.5 mL 4 mmol/L
钼酸铵,随后向试管中加入 0.6 mL蒸馏水,摇匀。95 ℃
水浴 90 min,取出急速冷却。另取一支试管,加入除待
测液外的上述溶液,作为空白对照。在 λ=695 nm测定
吸光度值。
1.2.4.3 对 DPPH.自由基清除率的测定
取 2.0 mL待测液、2 mL 0.15 mmol/L的 DPPH·乙
杨慧文,等:白簕叶不同极性部位的体外抗氧化活性分析基础研究
15
醇溶液加入试管,充分混匀后静置 30 min。以 70 %乙
醇作为空白对照,在 517 nm下测定样品吸光度。根据
公式计算出 3个不同极性部位提取液对 DPPH·的清
除率[13]。
DPPH·自由基的清除率=[1-(A-A1)/A0]×100 %
式中:A0为 2.0 mL DPPH·溶液+2.0 mL 70 %乙醇
吸光度值;A 为样品吸光度值;A1为 2.0 mL 待测液+
2.0 mL 70 %乙醇吸光度值。
1.2.5 数据处理
各组实验结果以 x ± s表示,采用 SPSS17.0软件对
数据进行处理,采用方差分析及相关性分析比较组间
差异,P<0.05为显著性差异,P<0.01为极显著性差异。
2 结果
2.1 显色反应
对白簕叶不同极性部位提取液进行七个显色反
应,从而定性鉴定不同部位中所含的物质种类,其结
果如表 1所示。
盐酸-镁粉反应是检查样品中是否含有黄酮类化
合物的最常用方法之一。由于黄酮具有邻酚羟基,可
与镁离子形成红色或橙色络合物。表中结果显示除正
丁醇部位提取液显现红色现象外,其余无明显反应,
说明正丁醇部位很可能含有黄酮类物质。
碱液反应是在日光及紫外光下,通过纸斑反应,
观察样品用碱性试剂处理后的颜色变化情况,对于鉴
别黄酮类化合物有一定意义。其结果显示,正丁醇部
位斑点颜色由淡黄色变为黄色,在空气中放置,黄色
逐渐褪去,进一步验证了正丁醇部位黄酮类化合物的
存在。
同样,铝盐反应也是较为经典的黄酮鉴别反应,
结果显示正丁醇部位具有黄色荧光,说明该部位黄酮
类化合物的存在。
Molish反应常用于糖类和苷的检测反应。实验结
果发现,正丁醇部位和水提部位液在两层溶液交界面
均出现棕色环,乙酸乙酯部位不存在此现象,说明正
丁醇部位和水提部位可能含有苷类物质。
三氯化铁反应常用来判断酚羟基的有无,酚羟基
可与三氯化铁中 Fe3+形成配合物,显蓝紫色。香豆素类
常含有酚羟基,可与三氯化铁形成绿色或墨绿色沉
淀。实验现象显示,经三氯化铁试验,正丁醇部位显深
蓝色,水提部位显浅墨绿色,乙酸乙酯部位显浅绿色,
说明正丁醇部位、水提部位和乙酸乙酯部位可能均含
有不同浓度的酚羟基。
Salkowski反应用于鉴别甾体、三萜类化合物阳性
现象为硫酸层呈现红色或者蓝色,氯仿层有绿色荧
光。经 Salkowski反应后,正丁醇部位的氯仿层有绿色
荧光出现,而两层溶液的交接出呈红色;水提部位的
氯仿层和两溶液交界处分别出现浅绿色荧光和浅红
色,可初步判断正丁醇部位和水提部位可能均含有不
同浓度的三萜类或甾体类化合物。
2.2 聚酰胺薄层色谱
为进一步验证乙酸乙酯、正丁醇和水这 3个不同
极性部位的成分,对 3个部位进行薄层鉴定,结果如下
图 1。
由图可见,3个部位荧光的位置和颜色都有所不
同,同一区段不同部位的荧光强弱也不同,说明 3个部
位所含的成分有明显区别,但也存在一定的交叉。
2.3 白簕叶各极性部位的铁还原力分析
还原力大小常作为评价抗氧化性强弱的指标之
一,具有较强还原力的样品可使 Fe3+还原为 Fe2+。本实
验测定不同极性部位提取液的还原力,与 VC进行比
较,结果见图 2。
样品还原铁氰化钾后,与 Fe3+反应生成普鲁士蓝,
生成量越多,吸光度越大,说明样品还原力越强。由图
表 1 白簕叶不同极性部位提取液显色反应结果
Table 1 Chromogenic reaction of different fractions from
Acanthopanax trifoliatus(Linn.)Merr. leaves
显色反应类型 正丁醇部位 水提部位 乙酸乙酯部位
盐酸-镁粉反应 + - -
碱性试剂显色反应 + - -
铝盐反应 + - -
Molish反应 + + -
三氯化铁反应 + + +
Salkowski反应 + + -
图 1 聚酰胺薄层色谱结果
Fig.1 Result of polyamide TLC chromatogram of different
fractions from Acanthopanax trifoliatus(Linn.)Merr. leaves
注:图中从左往右分别为乙酸乙酯部位,正丁醇部位和水部位。
注:“+”代表阳性;“-”代表阴性。
杨慧文,等:白簕叶不同极性部位的体外抗氧化活性分析 基础研究
16
2-A可知,白簕叶各极性部位和 VC均表现出不同程度
的铁还原力,比较图 2-A各曲线可得,相同浓度下,正
丁醇部位的铁还原力最强,水提部位次之,乙酸乙酯
部位的铁还原力并不显著。在吸光度为 0.33~0.37之
间时,正丁醇、水提、乙酸乙酯部位和 VC的样品浓度分
别为 3、13、320、40 mg/mL。同样铁还原力强度对应的
白簕叶不同极性部位提取液浓度差异较大,该现象可
能是因为各部位所含具有铁还原力的物质种类不同
或含量不同造成的。
将正丁醇、水提部位以及 VC三种样品的铁还原
力比较得图 2-B,从图中可见,随着浓度的增加,正丁
醇和水提部位样品的吸光度均随之增加,表明样品的
铁还原力与浓度在试验范围内存在较好的相关性,铁
还原力具有明显的量效关系。正丁醇和水提部位的铁
还原力在试验范围内均高于 VC。
2.4 白簕叶各部位的总抗氧化力
采用改良后的 Prieto法测定白簕叶各部位抗氧化
力,其原理是磷钼酸铵被具有抗氧化性的物质还原,
得到最大吸收波长为 695 nm的磷钼络合物。物质还原
活性越强,即抗氧化性越强,生成物吸光度越大[15],测
定结果如图 3。
图 3结果显示,白簕叶不同极性部位对磷钼酸铵
均具有较好的还原能力。随着样品浓度的增加,各产
物吸光度均逐渐增大,说明浓度增加该还原能力逐渐
增强,各极性部位的抗氧化力呈现了良好的量效关
系。与经典抗氧化剂 VC相比,各极性部位对磷钼酸铵
的还原能力均强于 VC。在浓度为 40 mg/mL以上时,3个
极性部位的抗氧化能力强弱依次为,正丁醇部位>水
提部位>乙酸乙酯部位>VC。
2.5 白簕叶各部位对 DPPH·自由基的清除率测定
DPPH·在是一种稳定的以氮为中心的自由基,
具有孤对电子,易自行结合成为稳定的分子;其醇溶
液呈紫色,最大吸收波为 517 nm。当加入抗氧化剂
时,其单电子被配对,溶液颜色变浅,导致其吸光值下
降。根据吸光度值的降低计算清除率,清除率越大,
抗氧化性越强,从而评价样品的抗氧化能力[16],结果
如图 4。
由图 4-A可得,白簕叶各极性部位对 DPPH·均具
有较好的清除能力,对 DPPH·的清除率随着浓度的增
加而逐渐增大,但当浓度升高到一定值时,清除率上
升明显缓慢或不再上升。由图 4-B可得,在浓度低于
9 mg/mL时,正丁醇部位对 DPPH·的清除具有较好的
量效关系。当浓度到达试验范围最高值时,正丁醇、水
和乙酸乙酯三个部位对DPPH·的清除率分别为 97.40 %、
86.05 %和 90.10 %,与 VC的最高清除率 92.43 %均较
为接近。其中正丁醇部位对 DPPH·的清除能力,无论
是最佳清除效果还是低浓度时的清除率,均高于经典
抗氧化物 VC。而乙酸乙酯和水提部位在低浓度时的清
除能力和最佳清除效果均低于 VC。总体来说,各样品
的清除能力依次为,正丁醇部位>VC>水提部位>乙酸
乙酯部位。该现象可能由于正丁醇部位中对 DPPH·有
清除能力的物质活性较强或含量较高。
图 2 白簕叶不同极性部位样品铁还原力的测定结果
Fig.2 Reducing power of Fe3+ of different polarity fractions from
Acanthopanax trifoliatus(Linn.)Merr. leaves
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
吸
光
度
0 100 400
浓度/(mg/mL)
200 300
VC
乙酸乙酯
正丁醇
水
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
吸
光
度
0 20 80
浓度/(mg/mL)
40 60
VC
正丁醇
水
A
B
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
吸
光
度
0 50 350
浓度/(mg/mL)
100 150
VC
乙酸乙酯
正丁醇
水
200 250 300
图 3 白簕叶各极性部位的总抗氧化力
Fig.3 Total antioxidant activity of different polarity fractions from
Acanthopanax trifoliatus(Linn.)Merr. leaves
杨慧文,等:白簕叶不同极性部位的体外抗氧化活性分析基础研究
17
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
吸
光
度
0 100 400
浓度/(mg/mL)
200 300
VC
乙酸乙酯
正丁醇
水
A
注:图 4-B为图 4-A中左半部三条曲线的放大图。
3 讨论
五加属(Acanthopanan)植物是一类药用价值较高
的植物,大多分布在亚洲,其中的刺五加更是有“木本
人参”的称号,临床上具有益气健脾、补肾安神等功
效[17]。白簕是五加属中的一种,由于其兼具营养价值和
药用价值,在产地已成为日常生活的特色蔬菜之一。本
文利用溶剂萃取法对白簕叶不同极性部位做初步分
离,并对不同部位的成分及抗氧化功效进行了研究。
本实验分离得到白簕叶的乙酸乙酯、正丁醇,及
水提部位,对 3个部位进行显色鉴定和聚酰胺薄层色
谱鉴定结果表明,3个部位中所含成分种类和含量均
有不同,在成分种类上有少许交叉。
对 3个部位体外抗氧化实验结果表明,3个部位
均具有不同程度的体外抗氧化活性,且三者的铁还原
力和总抗氧化力均与浓度之间存在较好的相关性,有
量效关系。正丁醇部位对 DPPH·清除率在低浓度时具
有量效关系,随着浓度的逐渐升高,到达 9 mg/mL以上
时,清除率不再增加。3个部位的体外抗氧化活性强弱
依次为:正丁醇部位>水提部位>乙酸乙酯部位,说明
正丁醇部位具有体外抗氧化力的物质活性较强或含
量较高。VC是一种公认的经典抗氧化物质,具有很强
的抗氧化能力,实验中取 VC进行相比,发现正丁醇部
位的总抗氧化力、铁还原力以及对 DPPH·清除率均明
显高于 VC;而水提部位除 DPPH·清除率与 VC接近,其
铁还原力和总抗氧化力均高于 VC。结果提示正丁醇部
位和水提部位是白簕叶中抗氧化活性的主要部位,值
得重点进一步研究,可通过进一步分离分析,确定白
簕叶抗氧化活性的主要物质基础。
参考文献:
[1] 梁明标,吴青,孙远明.保健野蔬——簕菜[J].蔬菜, 2005(1):38
[2] 江苏新药学院.中药大辞典[M].上海:上海人民卫生出版社, 1977
[3] 朱立新.中国野生蔬菜开发与利用[M].北京:金盾出版社, 1996
[4] 杜江,高林.白簕叶的化学成分研究[J].中国中药杂志,1992,17(6):
356-357,383
[5] Kiem P V, Minh C V, Cai X F,et al. A new 24-nor-lupane-glyco-
side of Acanthopanax trifoliatus [J]. Arch Pharm Res, 2003,26(9):
706-708
[6] P Sithisarn, S Muensaen, S Jarikasem. Determination of Caffeoyl
Quinic Acids and Flavonoids in Acanthopanax trifoliatus Leaves by
HPLC [J]. Natural Product Communications, 2011,6(9): 1289-1291
[7] 黄晓慧,黄俊生,衷明华,等.白簕含氟牙膏的制作[J].韩山师范学
院学报, 2007(3):74-76
[8] 肖杭,黎云祥,蔡凌云,等.白簕叶总黄酮的提取和纯化及其抑
菌试验初探[J].光谱实验室, 2010(6):2130-2134
[9] 陈小菊.簕菜疗法在新生儿湿疹治疗中的应用和护理成效[J].
实用医学杂志, 2006(13):1587-1588
[10] Lin Q Y, Jin L J, Ma Y S,et al. Acanthopanax senticosus inhibits ni-
trc oxide production in murine macrophages in vitro and in vivo [J].
Phytother Res, 2007,21:879-883
[11] Lee S, Son D, Ryu J et al. Antioxidant activities of Acanthopanax
senticosu stems and their lignan components[J]. Arch Pharmacol
Res, 2004,27:106-110
[12] Ozsoy N,Can A,Yanardag R, et al. Antioxidant Activity of Smilax
Excelsa L. Leaf Extracts[J].Food Chemistry,2008,110(3):574
[13] Leong L P, Shui G. An Investigation of Antioxidant Capacity of Fruits
in Singapore Markets[J]. Food Chemistry,2002,76:69-75
[14] 彭惠惠,李吕木,钱坤,等.发酵芝麻粕中芝麻小肽的分离纯化
及其体外抗氧化活性[J].食品科学, 2013,34(9):66-69
[15] Pan Y M,He C H,Wang H S,et al.Anti-oxidant activity of microwave-
assisted extract of Buddleia officinalis and its major active compo-
nent[J].Food Chemistry, 2010,121:497-502
[16] 彭长连,陈少薇.用清除有机自由基 DPPH.法评价植物抗氧化能
力[J].生物化学与生物物理进展,2000,27(6):658-661
[17] 张琼,王长江.刺五加高产栽培技术[J].农村科学实验,2012(10):
15-16
收稿日期:2013-12-28
100
95
90
85
80
75
70
65
60
吸
光
度
0 20 80
浓度/(mg/mL)
40 60
VC
正丁醇
水
图 4 白簕叶不同极性部位样品对 DPPH·清除率的测定结果
Fig.4 Scavenging capacities for DPPH·of different polarity
fractions from Acanthopanax trifoliatus(Linn.)Merr. Leaves
B
杨慧文,等:白簕叶不同极性部位的体外抗氧化活性分析 基础研究
18