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大孔树脂纯化芫荽总黄酮及芫荽总黄酮抗氧化和抗菌活性研究



全 文 :大孔树脂纯化芫荽总黄酮及芫荽
总黄酮抗氧化和抗菌活性研究
刘芸1,任慧婧1,黄锴2,王珂佳3,胡美忠1*
(1.铜仁职业技术学院 药学院,贵州 铜仁 554300;2.贵州理工学院,贵阳 550003;
3.贵州轻工职业技术学院 化工系,贵阳 550025)
摘要:目的:研究芫荽总黄酮的大孔树脂纯化工艺及总黄酮抗氧化、抗菌活性。方法:通过筛选优化大孔
树脂型号,优化大孔树脂提取芫荽总黄酮条件,利用DPPH芫荽总黄酮抗氧化活性,琼脂扩散法测试芫
荽总黄酮抗菌活性。结果:AB-8树脂对芫荽总黄酮有较好的吸附和解吸效果,最优工艺条件为:芫荽总
黄酮上样液的质量浓度为1.5mg/mL,上样速率为2mL/min,洗脱剂为70%乙醇,洗脱剂用量为
4BV,洗脱速率为2mL/min,芫荽黄酮提取物清除DPPH·自由基的EC50为1.5mg/mL。对枯草芽
孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、黑曲霉均有抗菌活性,但是对酿酒酵母无效。结论:
AB-8型大孔树脂富集芫荽总黄酮效果最佳。
关键词:芫荽;总黄酮;大孔树脂;抗氧化;抗菌
中图分类号:TS201.1   文献标志码:A    doi:10.3969/j.issn.1000-9973.2015.08.010
文章编号:1000-9973(2015)08-0043-05
Study on the Antioxidant and Antimicrobial Activity and Purification with
Macroporous Resin of Total Flavonoids from Coriandrum sativumL.
LIU Yun1,REN Hui-jing1,HUANG Kai 2,WANG Ke-jia3,HU Mei-zhong1*
(1.School of Pharmacy,Tongren Polytechnic Colege,Tongren 554300,China;2.Guizhou
Institute of Technology,Guiyang 550003,China;3.Department of Chemical Engineering,
Guizhou Light Industry Technical Colege,Guiyang 550025,China)
Abstract:Objective:To investigate the purification technology of total flavonoids with macroporous
resin and to study the antibacterial and antioxidant activity of total flavonoids from Coriandrum
sativumL..Method:Screen the optimal macroporous resin and optimize the purification technology
of total flavonoids fromCoriandrum sativum L.,then use the DPPH method to test the antioxidant
activity and agar-diffusion method to test the antibacterial activity of total flavonoids fromCoriandrum
sativum L..Results:AB-8resin has excelent effect on the adsorption and desorption of total
flavonoids from Coriandrum sativum L..The sample concentration is 1.5mg/mL and the rate is
2mL/min,the eluent is 70% ethanol of 4BV and rate of 2 mL/min,which are the optimal
purification process conditions.The total flavonoids fromCoriandrum sativum L.also has excelent
antioxidant activity(EC50=1.5mg/mL),and the antibacterial activity against Bacillus subtilis,
Staphylococcus aureus,Escherichia coli,Pesudomonas aeruginosa,Aspergillus niger,but not
against Saccharomyces cerevisiae.
Key words:Coriandrum sativumL.;total flavonoids;macroporous resin;antioxidant;antimicrobial
收稿日期:2015-04-12        *通讯作者
作者简介:刘芸(1985-),女,讲师,硕士,主要从事天然药物提取方面的研究;
胡美忠(1981-),男,副教授,博士,主要从事天然药物提取方面的研究。
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第40卷 第8期
2015年8月
               中 国 调 味 品
China Condiment 基础研究  
  芫荽(Coriandrum sativum L.),属于伞形科,一
年生草本,有很强的香味,《本草纲目》称芫荽“性味辛
温香窜,内通心脾,外达四肢”,具有发汗透疹、消食下
气、醒脾和中之功效[1-3],芫荽除了含有平常植物所含
有的蛋白质、多糖、维生素等成分外,还含有挥发性油、
黄酮等药用成分,并且挥发性油、黄酮是芫荽能用于调
味食品及药用的主要物质。
大孔吸附树脂广泛用于天然药用成分的提取、分
离、纯化中。在水溶液中大孔吸附树脂吸附力较强,且
具备优良的选择吸附性,广泛应用于黄酮类物质的分
离纯化[4-6]。
芫荽黄酮具有很强的抗菌活性和抗氧化清除自由
基活性。曾有报道芫荽水浸提液对细菌抑制效果明
显。本实验通过大孔树脂分离纯化芫荽黄酮,并测试
芫荽黄酮的抗氧化活性及抗菌特性,为以后进一步开
发利用芫荽黄酮提供参考。
1 材料与仪器
1.1 材料
芫荽,洗净晾干、60℃恒温干燥箱中烘干,干燥后
粉碎并过40目筛待用(购于铜仁市场,经铜仁职业技
术学院中药制剂技术教研室鉴定为伞形科芫荽属一年
生草本植物芫荽)。芦丁标准品,购于中国药品生物制
品检定所。其他试剂为市售,分析纯。AB-8,NKA-9,
D4020,S-8大孔树脂(南开大学化工厂)。LB培养基
(北京奥博星)。
指示菌:枯草芽孢杆菌(ATCC 9372),金黄色葡
萄球菌(ATCC 25923),大肠杆菌(ATCC 25922),绿
脓杆菌(AS 1.2620),黑曲霉(ATCC 16404)及酿酒酵
母(ATCC 9763)。
1.2 仪器
TU-1901紫外可见分光光度计 北京普析通用仪
器有限责任公司;HMC-WS10纯水机 韩国Human公
司;RE52-05旋转蒸发仪 上海亚荣公司;AR1530通
用型电子天平 美国;20kHz超声波发生器;手提式灭
菌锅(DSX-280);超净工作台 苏州净化。
2 方法与结果
2.1 方法
2.1.1 标准曲线的建立及样品中总黄酮的测定
采用芦丁为标准对照品,精密配制系列浓度的芦
丁溶液,亚硝酸钠-硝酸铝为显色体系,在500nm波长
下测定其吸光值,从而得出芦丁的浓度C(μg/mL)与
它们相对应的吸光度A的回归方程[7],标准回归方程
C=10.433A-0.0017,R2=0.9970。
精密移取1mL处理好的样品液,按照测定标准
对照品芦丁方式测试其吸光度,由回归方程计算出样
品中总黄酮的浓度,从而计算出芫荽中总黄酮的得率。
总黄酮的提取率=C
·V·N
M ×100%

式中:C为提取液中总黄酮的浓度(g/mL);V为
提取液的总体积(mL);N为在含量测定过程中稀释的
倍数;M为原料的质量(g)。
2.1.2 芫荽总黄酮的提取
取芫荽粉末300g,按照王珊珊等所述方法提
取[8],即40%乙醇,料液比1∶30,时间40min,温度
65℃,功率96W 的条件下,提取3次,合并滤液,旋转
蒸发至无乙醇气味,等体积的石油醚萃取3次除去脂
肪,得总黄酮提取液,冷藏备用。
2.1.3 不同类型大孔吸附树脂静态吸附洗脱性能筛

AB-8,NKA-9,D4020、S-8树脂按照说明预处理
好烘干备用。精密称取预处理好的 AB-8,NKA-9,
D4020,S-8树脂1g,置于50mL具塞三角瓶中,精密
加入2.1.2制取的样品液20mL后利用摇床震荡吸
附2h,静置过夜,吸取上层液测定总黄酮浓度,3次平
行,结果取平均值。
将经上述饱和吸附的总黄酮树脂滤出,滤纸吸干
表面水分,精密加入70%浓度的乙醇20mL后震荡
2h后滤出,测定洗脱液总黄酮的浓度,计算黄酮回收
率(下同),实验3次平行,结果取平均值。
黄酮回收率=C1
·V1
C2·V2
×100%。
式中:C1 为洗脱液中总黄酮的浓度(g/mL);C2
为上样液中总黄酮的浓度(g/mL);V1 为洗脱液的总
体积(mL);V2 为上样液的总体积(mL)。
2.1.4 AB-8大孔树脂纯化芫荽总黄酮工艺优化
2.1.4.1 上样浓度对AB-8大孔树脂吸附能力的影响
预处理好的AB-8大孔树脂12g湿法装柱,配制
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               中 国 调 味 品
China Condiment
芫荽提取液总黄酮浓度分别为0.5,1.5,2.5,3.5,
4.5mg/mL各40mL,以2mL/min的流速分别上样
吸附,待吸附完成,用蒸馏水以2mL/min的速率洗至
流出液无色,再用4BV(柱床体积)70%乙醇洗脱,收
集洗脱液,测试洗脱液中黄酮的浓度,计算黄酮回收
率,3次平行。
2.1.4.2 上样速率对 AB-8大孔树脂吸附能力的影

取芫荽提取液总黄酮浓度为1.5mg/mL的样品
液40mL,分别以1,2,3,4,5mL/min的流速用AB-8
大孔树脂(湿法装柱,12g,下同)吸附,待吸附完成,用
蒸馏水以2mL/min的速率洗至流出液无色,再用
4BV(柱床体积)70%乙醇洗脱,收集洗脱液,测试洗
脱液中黄酮的浓度,计算黄酮回收率,三次平行。
2.1.4.3 乙醇浓度对芫荽总黄酮洗脱的影响
取芫荽提取液总黄酮浓度为1.5mg/mL的样品
液40mL,以2mL/min的流速用AB-8大孔树脂(湿
法装柱)吸附,待吸附完成,用蒸馏水以2mL/min的
速率洗至流出液无色,再分别用浓度为30%,50%,
70%,90%,100%的4BV乙醇洗脱,收集洗脱液,测
试洗脱液中黄酮的浓度,计算黄酮回收率,3次平行。
2.1.4.4 乙醇洗脱速率对芫荽总黄酮洗脱的影响
取芫荽提取液总黄酮浓度为1.5mg/mL的样品
液40mL,以2mL/min的流速用AB-8大孔树脂(湿
法装柱)吸附,待吸附完成,用蒸馏水以2mL/min的
速率洗至流出液无色,再分别用4BV 70%的乙醇以
1,2,3,4,5mL/min的流速洗脱,收集洗脱液,测试洗
脱液中黄酮的浓度,计算黄酮回收率,3次平行。
2.1.4.5 洗脱剂用量的选定
取芫荽提取液总黄酮浓度为1.5mg/mL的样品
液40mL,以2mL/min的流速用AB-8大孔树脂(湿
法装柱)吸附,待吸附完成,用蒸馏水以2mL/min的
速率洗至流出液无色,再分别用2,3,4,5,6BV 70%
的乙醇以2mL/min的流速洗脱,收集洗脱液,测试洗
脱液中黄酮的浓度,计算黄酮回收率,3次平行。
2.1.5 芫荽黄酮抗氧化活性试验
浓度为0.1mmol/L的DPPH (二苯代苦味酰自
由基,溶剂为乙醇)2mL,分别加入0.5,1,1.5,2,
2.5,3,3.5,4,5,5.5mg/mL的芫荽黄酮纯化液(AB-
8大孔树脂纯化样品)2mL,遮光放置10min后,以乙
醇为空白对照,于520nm 测定其吸光度[9]。DPPH
自由基清除活性用EC50(mg/mL)值表示。
自由基清除率=(1-A1-A2A3
)×100%。
式中:A1 为未加提取液的 DPPH·溶液的吸光
度;A2 为加入提取液后的DPPH·溶液的吸光度;A3
为DPPH·溶液与提取液混合后的吸光度。
2.1.6 芫荽黄酮抑菌活性实验
制备带菌(枯草芽孢杆菌 ATCC 9372,金黄色葡
萄球菌ATCC 25923,大肠杆菌ATCC 25922,绿脓杆
菌 AS 1.2620,黑曲霉 ATCC 16404 及酿酒酵母
ATCC 9763)LB培养基(真菌为PDA培养基),洁净
环境下倾倒平板,待平板凝固,5mm 孔径打孔器打
孔,移液枪吸取0.45μm滤膜过滤的芫荽黄酮纯化液
(0.5mg/mL)100μL上样,37℃下培养24h(真菌为
28℃培养72h)后测试其抑菌圈直径[10],以无菌水作
为空白对照,实验3个平行。
2.2 结果与分析
2.2.1 AB-8、NKA-9、D4020、S-8树脂对芫荽总黄酮
静态吸附、解吸附试验结果
表1 各种类型大孔树脂饱和吸附量和回收率(n=3)
Table 1Equilibrium adsorption quantity and recovery rate
of various kinds of macroporous adsorption resins(n=3)
大孔树脂型号 吸附量(mg/g) 解吸量(mg/g) 回收率(%)
NKA-9  29.90±1.26  23.40±0.70  78
D4020  40.00±0.80  22.00±1.06  55
S-8  33.73±1.42  24.67±0.90  73
AB-8  47.37±0.62  38.50±0.53  81
  由表1可知,各种型号大孔吸附树脂对芫荽总黄
酮的吸附效果解吸附差别较大,综合考虑,以AB-8大
孔树脂效果较好,故进一步选择 AB-8大孔树脂进行
工艺优化。
2.2.2 AB-8大孔树脂纯化芫荽总黄酮工艺优化
2.2.2.1 上样浓度对 AB-8大孔树脂吸附解吸附芫
荽总黄酮的影响
由图1可知,当上样浓度为0.5~1.5mg/mL时,
芫荽总黄酮回收率约为90%,当上样浓度继续增加,
其回收率下降,故综合考虑,上样浓度1.5mg/mL为
最佳,在此浓度下,大孔树脂的利用效率最高。
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95
90
85
80
75
70





( %

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
上样浓度(mg/mL)
图1 上样浓度对芫荽黄酮回收率的影响
Fig.1Influence of sample concentration on recovery rate
2.2.2.2 上样速率对AB-8大孔树脂吸附、解吸附芫
荽总黄酮的影响





( %

100
90
80
70
60
50
1 2 3 4 5
上样速率(mL/min)
图2 上样速率对芫荽黄酮回收率的影响
Fig.2Influence of sample velocity on recovery rate
  由图2可知,以1mL/min和2mL/min速度上样
时,总黄酮回收率都较高且差别不明显,当上样速度达
到3mL/min时,总黄酮回收率有了最明显的下降。
从有利于提高效率考虑,上样速率2mL/min为最佳。
2.2.2.3 乙醇浓度对芫荽总黄酮洗脱的影响





( %

20 40 60 80 100
洗脱剂浓度(%)
100
90
80
70
60
50
40
图3 乙醇浓度对芫荽总黄酮回收率的影响
Fig.3Influence of ethanol elution concentration on recovery rate
  由图3可知,乙醇浓度过低,溶剂极性较大,大部
分总黄酮难以洗脱,非常不利于总黄酮的回收。相对
乙醇浓度过高也会带来回收率的稍微下降,但作用不
十分明显。50%~70%的乙醇洗脱,回收率得到了质
的提升,70%~90%乙醇对回收率影响相近,但90%
脂溶性杂质较多且成本较高,综合各方面因素,以
70%为乙醇洗脱浓度最优。
2.2.2.4 乙醇洗脱用量对芫荽总黄酮洗脱的影响





( %

2 3 4 5 6
洗脱剂用量(BV)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
图4 乙醇洗脱用量对芫荽总黄酮回收率的影响
Fig.4Influence of ethanol elution amount on recovery rate
  由图4可知,2~4BV回收率上升明显,到4BV
时达到最佳值,之后略有下降,但下降不明显。综合考
虑,4BV乙醇最佳。
2.2.2.5 乙醇洗脱速率对芫荽总黄酮洗脱的影响





( %

1 2 3 4 5
洗脱速率(mL/min)
100
80
60
40
20
0
图5 乙醇洗脱速率芫荽总黄酮回收率的影响
Fig.5Influence of ethanol elution velocity on recovery rate
  由图5可知,洗脱速率越小,总黄酮回收率越小。
1mL/min速度洗脱时,总黄酮回收率最高,但与
2mL/min相差不大,洗脱速率大于2mL/min后,其
回收率下降迅速,故综合考虑,以2mL/min为洗脱速
率最佳。
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China Condiment
2.2.3 芫荽黄酮纯化液抗氧化活性
芫荽黄酮提取物的抗氧化能力虽然与总黄酮含量
高低有关,但是不完全呈线性关系,见图6。


DP
PH


( %

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
黄酮浓度(mg/mL)
100
90
80
70
60
50
图6 总黄酮提取物浓度对清除率的影响
Fig.6Influence of the concentration of total
flavonoids extracts on clearance rate
  当总黄酮提取物浓度在3.5mg/mL以下时,
DPPH·自由基的清除率随着浓度的增加而增加,斜
率趋势不均,之后略有下降且变化不明显。由图6可
知,芫荽黄酮提取物清除 DPPH·自由基的 EC50为
1.5mg/mL。
2.2.4 芫荽黄酮纯化液抑菌活性
表2 总黄酮抑菌活性
Table 2The antibacterial activity of total flavonoids
指示菌 指示菌来源 抑菌活性(mm)a
枯草芽孢杆菌 ATCC 9372  13.55±0.51
金黄色葡萄球菌 ATCC 25923  14.32±0.34
大肠杆菌 ATCC 25922  15.27±0.52
绿脓杆菌 AS 1.2620  11.32±0.54
黑曲霉 ATCC 16404  9.75±0.72
酿酒酵母 ATCC 9763  0
  注:“a”为孔径5mm,上样40μL。
由表2可知,芫荽总黄酮对大肠杆菌抑菌活性明
显,可达15.27mm。对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球
菌、绿脓杆菌、黑曲霉均有一定抑菌效果,而对酿酒酵
母无抑菌活性。
3 讨论
芫荽是人们喜欢的一种调味蔬菜,具备一定的药
用价值,其富含的挥发性油、黄酮引起了食品、化学、医
药等行业的兴趣,也发现了新的生理功能。
大孔吸附树脂是一类不含交换基团且有大孔结构
的高分子吸附树脂,具有良好的大孔网状结构和较大
的比表面积,可以有选择地通过物理吸附水溶液中的
有机物,是20世纪60年代发展起来的新型有机高聚
物吸附剂,已在环保、食品、医药等领域得到了广泛的
应用。本研究筛选大孔树脂纯化芫荽黄酮,确定了
AB-8型大孔吸附树脂纯化效果最好,进而对上样浓
度、上样速率、上样量、洗脱液乙醇浓度、洗脱液乙醇用
量、洗脱速度等条件进行了探究,优化了芫荽总黄酮的
纯化分离工艺路线。这是目前实验室分离纯化黄酮的
经典方法,也是常用方法。
近代医学的发展,认为人体衰老与体内自由基关系
非常大,芫荽作为一种日常蔬菜,而蔬菜通常被认为对
人体健康有促进作用,本实验通过抗氧化实验证实芫荽
黄酮具有抗氧化功效,同时也发现芫荽黄酮具有抑制革
兰阳性菌、革兰阴性菌及霉菌的功效,这为将来进一步
开发芫荽,提升芫荽的附加值具有重要参考意义。
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China Condiment 基础研究