全 文 :千年健中总黄酮的提取及其抗氧化活性研究
林向成, 汤 泉, 罗杨合
(贺州学院化学与生物工程系,广西 贺州 542800)
摘 要:首次提取千年健中的总黄酮,并测定其抗氧化活性。 对千年健中总黄酮的微波提取工艺进行了优化,最佳提取工艺
为:以 50%的乙醇为提取剂,微波辅助提取,功率为 414 W,提取时间 60 s,料液比 1∶13。 此条件下,黄酮提取率可达 1.79%。 千年健
提取物具有较强的清除羟自由基能力,对羟自由基的清除率随提取物浓度的增大而增强,抗氧化活性增强。 当千年健提取物浓度
为 100 mg/L 时,对羟自由基的清除率为 53.9%。 同等条件下,千年健提取物对羟自由基的清除率是抗坏血酸的 76.3%。
关键词:千年健; 黄酮; 微波; 抗氧化活性
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2012)05-0096-03
Study on extracting and antioxidant activity of the
flavonoid in Homalomena Rhizome
LIN Xiang-cheng, TANG Quan, LUO Yang-he
(College of Chemistry and Bioengineering, Hezhou University, Hezhou 542800, Chian)
Abstract: Flavonoid in Homalomena Rhizome were first extracted, moreover, the antioxidant activity were measured. The optimum
extraction conditions of flavonoid of Homalomena Rhizome by microwave were in 414 W, ethanol concentration of 50%, extracting 60 s,
solid-liquid radio of 1 ∶13. The extraction rate of flavonoid was 1.79%. The extractive of Homalomena Rhizome had strong scavenging
ability of hydroxy radical. Along with the increased of concentration, the eliminating ratio for hydroxyl radical and antioxidant activity was
enhanced.
Key words: Homalomena Rhizome; flavonoid; microwave-assisted extraction; antioxidant activity
中药千年健为天南星科平丝芋属植物千年健的干燥
根茎[1],主产于我国广西南部和云南省的热带地区 [2],具有
抗菌、抗病毒、抗炎镇痛、抗组胺、抗凝血等作用,用于治
疗风寒湿痹、肢节酸痛、四肢拘挛等病症[3-4]。 研究表明,黄
酮类化合物有抗炎、调节免疫、抗衰老、保肝护肝、降低血
脂和胆固醇和抗凝血等作用 [5-8]。 千年健中黄酮类物质对
其镇痛抗炎等药理作用起极其重要作用 [9],但有关千年健
中总黄酮的提取鲜有报道。 本文用微波萃取法提取千年
健中总黄酮,并对其抗氧化活性进行研究,探讨其作用机
制,对深入认识和进一步开发该药物具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料
千年健,购于药店;芦丁标准品,中国药品生物制品
检验所提供;无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、抗坏血酸等试
剂,均为天津科密欧化学试剂有限公司生产;硫酸亚铁,
北方天医化学试剂厂生产;邻二氮菲,上海国药试剂有限
公司生产。 所有试剂、药品均为分析纯。
TU-1901 双光束紫外分光光度计, 普析通用仪器公
司 ;NJL07-3 微波炉 , 南京杰全微波设备公司 ;DHG-
9140A电热恒温鼓风干燥箱,希斯百瑞仪器公司。
1.2 试验方法
1.2.1 标准品配制和标准曲线制作 准确称取芦丁标准
品 20.0 mg, 用 30%乙醇溶液溶解并转入 100 mL 容量瓶
中,用 30%乙醇定容,摇匀得浓度为 0.200 mg/mL 的芦丁
标准液 。 分别取上述芦丁标准溶液 0、2.00、4.00、6.00、
8.00、10.00 mL 于 6 支 25 mL 比色管中, 加 5%亚硝酸钠
5.00 mL,摇匀,放置 6 min,加入 4%氢氧化钠 5.00 mL,摇
匀, 用 30%乙醇稀释至刻度,15 min 后于 510 nm 处测定
吸光度,以试剂空白作参比,用最小乘法做线性回归,得到
总黄酮浓度 C(mg/mL)与吸光度 A的回归方程(图 1)。
1.2.2 样品中黄酮类化合物含量的测定 称取 2.00 g 千
年健粉末, 用一定浓度和一定体积的乙醇浸提, 微波提
取,将过滤得到的滤液定容于 100 mL 容量瓶中,移取滤
液 5.00 mL于 25 mL容量瓶中,显色后测定黄酮类化合物
浓度,根据下式计算样品中黄酮类化合物的提取率。
收稿日期:2011-12-09
基金项目:广西自然科学基金 (桂科自 0832274);贺州学院重点
学科建设项目(2011ZDXK02)
作者简介:林向成(1977-),男,硕士,工程师,E-mail:xclin2008@
163.com
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
芦丁浓度(mg/mL)
图 1 芦丁标准曲线
吸
光
度
(A
)
y=10.537x+0.0011
R2=0.9999
广东农业科学 2012 年第 5 期96
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2012.05.010
1.5
1.3
1.1
0.9
0.7
0.5
0.3
0 200 400 600 800
功率(W)
图 2 不同功率对总黄酮提取率的影响
提
取
率
( %
)
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0 20 40 60 80 100
乙醇浓度(%)
图 3 乙醇浓度对总黄酮提取率的影响
提
取
率
( %
)
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
时间(s)
图 4 提取时间对总黄酮提取率的影响
10 60 110 160
提
取
率
( %
)
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
1∶6 1∶9 1∶12 1∶14 1∶17 1∶20
料液比(g/mL)
图 5 液料比对总黄酮提取率的影响
提
取
率
( %
)
提取率(%)= c×25×1002×5×1000 ×100
1.2.3 提取物抗氧化活性的检测 清除羟自由基的测定
采取 Fenton 反应法 [10]。 取 5 mmol/L 邻二氮菲溶液 1.50
mL,加 0.05 mol/L 磷酸缓冲溶液(pH 值 7.4)2.00 mL,7.5
mol/L FeSO4溶液 1.00 mL,每加 1 管立即混匀,分别加入
不同体积的的样液,加 0.1%H2O2 1.00 mL,以蒸馏水补充
至 10.0 mL, 使体系中提取物浓度分别为 100、150、200、
250 mg/L,混匀后置于 37℃水浴恒温 1 h,在 536 nm 处测
吸光度。 按同样的方法加入抗坏血酸溶液代替提取物进
行试验,计算清除率。
清除率(%)= A 样-A 损A 为损-A 损
×100
式中,A 样为加入提取物的羟自由基体系的吸光度,A 损为
加入 H2O2的羟自由基体系的吸光度,A 未损为不加 H2O2的
羟自由基体系的吸光度。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 微波功率的选择 用浓度为 60%的乙醇作提取
剂,在提取时间为 60 s 和料液比为 1∶10(g/mL)的条件下,
采用不同微波功率进行试验。 结果(图 2)表明,微波功率
在 136~414 W 范围内, 黄酮类化合物的的提取率随微波
功率的增大而增大; 当微波功率为 414 W 时, 提取率最
大;当微波功率在 616~800 W 范围内,黄酮类化合物的提
取率降低, 这可能是由于过高的微波功率对黄酮类化合
物活性成分产生破坏,导致提取量下降。 因此,本试验选
择微波功率 246~616 W进行优化。
2.1.2 乙醇浓度的选择 在微波功率为 414 W、提取时间
为 60 s、料液比为 1∶10(g/mL)的条件下,以不同浓度的乙
醇进行提取。 结果(图 3)表明,不同浓度的乙醇对千年健
中黄酮的溶出有较大影响, 10%~50%范围内, 总黄酮的
提取率虽乙醇浓度增加而增加, 但当乙醇浓度增到 50%
以上,提取率随浓度的增加而缓慢下降。 这是因为当乙醇
浓度超过 50%时,蛋白质等大分子在乙醇中发生凝聚,滞
留在颗粒的内部孔道中, 增大了黄酮类化合物扩散的阻
力,同时水的减少也削弱了对颗粒细胞的溶胀,故乙醇浓
度提高到一定程度,黄酮溶出率反而降低。 因此,本试验
选择乙醇浓度为 30%~70%进行优化。
2.1.3 微波提取时间的选择 以 50%的乙醇作提取剂,
在微波功率为 414 W 和料液比为 1∶10(g/mL)的条件下,
不同提取时间对提取率的影响见图 4。提取时间为 30~60
s范围内,黄酮化合物的提取率呈上升趋势;达到 60 s 时,
黄酮类化合物的提取率最大; 高于 60 s 时部分黄酮类化
合物可能被破坏,从而导致提取量下降。 在微波辐射过程
中,电磁波把能量直接传递到原料内部,使之瞬时加热,当
提取时间过长时产生过高温度,使黄酮类化合物活性成分
降解或异构化,导致提取物有效成分含量降低。因此,本试
验选择提取时间为 30~90 s进行优化。
2.1.4 不同料液比的选择 以 50%的乙醇作提取剂,在
微波功率为 414 W 和微波加热时间为 60 s 的条件下,不
同料液比对提取率的影响见图 5。 料液比在 1∶7~10 的范
围内, 提取率随料液比增大而增大; 当料液比大于 1∶16
后,提取率变化不明显,而溶剂消耗量及后续处理量增大
很多。 因此,选择液料比范为 1∶10~16进行优化。
2.2 正交试验
单因素试验考察了微波提取中的乙醇浓度、 微波功
率、液料比、微波萃取时间对提取率的影响,采用正交试
验 L9(34)进一步优化提取条件,因素水平表见表 1。
97
D(提取
时间,s)
30
60
90
C(料液比,
g:mL)
1:10
1:13
1:16
B(乙醇浓
度,%)
30
50
70
A(微波功
率,W)
246
414
616
水平
1
2
3
表 1 L9(34)正交试验因素水平
提取率
(%)
1.19
1.58
1.16
1.32
1.68
1.61
1.12
1.35
1.03
吸光度
(A)
0.5027
0.6664
0.4907
0.5563
0.7086
0.6820
0.4655
0.5703
0.4372
D(提取
时间,s)
1
2
3
3
2
1
3
1
2
4.15
4.29
3.60
0.69
C(料液比,
g:mL)
1
2
3
3
1
2
2
3
1
3.90
4.31
3.83
0.48
B(乙醇浓
度,%)
1
2
3
1
2
3
1
2
3
3.63
4.61
3.80
0.98
A(微波功
率,W)
1
1
1
2
2
2
3
3
3
3.93
4.61
3.50
1.11
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
因素主次
最优组合
表 2 L9(34)正交试验结果
A>B>D>C
A2B2C2D2
RSD
(%)
0.5
平均值
(%)
98.6
加样回收
率(%)
98.1
98.8
99.0
测定量
(mg)
46.2
69.9
85.6
加入量
(mg)
10.6
34.5
50.3
原有量
(mg)
35.8
35.8
35.8
试验号
1
2
3
表 3 加样回收率试验结果
90
80
70
60
50
40
30
50 100 150 200 250
清
除
率
( %
)
浓度(mg/L)
图 6 千年健提取物对羟自由基的清除作用
提取物
抗坏血酸
称取经粉碎及干燥处理的千年健粉末 2.00 g, 共 9
份,按正交试验设计表(表 2)进行微波提取处理,测定总
黄酮浓度,计算提取率。从表 2可以看出,各因素对总黄酮
提取率的影响程度从强到弱依次是: 微波功率>乙醇浓
度>提取时间>料液比。 微波提取的优化条件是 A2B2C2D2,
即千年健中总黄酮的微波提取最佳条件为功率 414 W、乙
醇浓度 50%、料液比 1∶13、提取时间 60 s。
2.3 重现性试验
精密称取 5 份千年健粉末 2.00 g, 分别加入 26 mL
50%的乙醇溶液,浸提 10 min,在微波功率为 414 W 下提
取 60 s, 提取率为 1.75%~1.83%, 平均值为 1.79%,RSD=
1.63%。
2.4 加样回收率
精密称取 3 份千年健粉末 2.00 g,分别加入不同量的
芦丁对照品进行试验,在最佳条件下微波提取,测定回收
率。 从表 3 可以看出,低、中、高浓度的加样回收率均在
98%~99%范围内, 表明所采用的提取方法具有较好的准
确度。
2.5 抗氧化活性
由图 5可知,千年健提取物具有较强的清除羟自由基
能力。 随着提取物浓度的增加,其对羟自由基的清除能力
也逐渐增强, 说明千年健提取物对羟自由基的清除能力
与其浓度存在明显的剂量-效应关系。 当千年健提取物浓
度为 100 mg/L 时,对羟自由基的清除率为 53.9%,同浓度
的抗坏血酸对羟自由基的清除率为 70.6%。 可见,同等条
件下, 千年健提取物对羟自由基的清除率是抗坏血酸的
76.3%。
3 结语
本试验通过单因素试验以及正交试验对千年健中总
黄酮的微波提取工艺进行了优化。 千年健中总黄酮的微
波提取最佳条件为微波功率 414 W、乙醇浓度 50%、提取
时间 60 s、料液比 1∶13,提取率可达 1.79%。 千年健提取物
具有较强的清除羟自由基能力, 其对羟自由基的清除能
力随提取物浓度的增加而增强。
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98