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溪黄草多酚的抗氧化活性



全 文 :食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
114 2012 Vol. 38 No. 6 (Total 294)
溪黄草多酚的抗氧化活性*
李臻,吴晖,赖富饶
(华南理工大学轻工与食品学院,广东 广州,510640)
摘 要 对溪黄草中的多酚提取物的抗氧化性进行了研究。通过 DPPH 自由基清除实验、过氧化氢清除实验、
还原力实验、抑制 β-胡萝卜素褪色实验以及抑制亚油酸过氧化实验,分别研究了溪黄草多酚与抗坏血的抗氧化
能力。结果表明:溪黄草多酚提取物具有良好的抗氧化能力,其清除 DPPH 自由基、清除过氧化氢、抑制亚油酸
过氧化的 IC50值分别为 5. 00、42. 51 与 66. 58 μg /mL,高于抗坏血酸相应的 IC50值,即 5. 99、56. 74 与 94. 83 μg /
mL。表明在试验范围内,溪黄草多酚的抗氧化活性强于抗坏血酸。
关键词 溪黄草,多酚,抗坏血酸,抗氧化性
第一作者:硕士研究生(赖富饶博士为通讯作者)。
* 中央高校基本科研业务费资助项目(2011ZB0012) ;教育部新世
纪优秀人才支持计划资助项目(NECT - 06 - 0746)
收稿日期:2012 - 01 - 10,改回日期:2012 - 05 - 16
溪黄草为唇形科植物线纹香菜茶的干燥全
草[1],又名熊胆草、血风草、黄汁草、香茶菜、手擦黄
等,主产于长江以南的湖南、湖北、四川、云南、江西、
广东、广西、福建等区[2]。溪黄草主要含萜类、黄酮
类、酚类、氨基酸等多种化学成分,具有清热、利胆、退
黄、抗肿瘤、抗菌、消炎及保护肝脏等药理作用[3]。
多酚是一类广泛存在于植物体内的多元酚化合物,属
于一种非营养性生物剂,具有较强的清除自由基、抗
氧化活性、抗肿瘤、抗辐射以及保护心血管系统等重
要的生物活性功能,可直接影响到蛋白质、脂质、碳水
化合物和 DNA[4]。对溪黄草多酚提取物及其抗氧化
性进行分析,有利于进一步开发其保健功效,从而提
升其经济效益。
为了获得确切的抗氧化活性评价,需要 2 种以上
的方法评定样品的抗氧化活性[5]。本研究采用了
DPPH自由基清除率实验、过氧化氢清除实验、还原
力实验、抑制 β-胡萝卜素褪色以及抑制亚油酸过氧
化等 5 个实验对溪黄草多酚的抗氧化进行探讨。
1 材料与设备
1. 1 材料与试剂
溪黄草,购于广州万怡药房五山店,常温保存。
DPPH(2,2-Diphenyl-l-picrylhydrazyl)、β-胡萝卜
素、亚油酸、牛血红蛋白,为美国 Sigma 公司产品;无
水乙醇、甲醇、乙酸乙酯、没食子酸、抗坏血酸、铁氰化
钾、氯化铁、氯化亚铁、三氯乙酸、三氯甲烷、吐温 20、
H2O2、HCl、硫氰酸铵、NaH2PO4、Na2HPO4、无水
Na2CO3,均为分析纯。
1. 2 仪器与设备
KQ-250DE型数控超声波清洗器,昆山市超声仪
器有限公司;DFY-300 型 300 克摇摆式高速中药粉碎
机,温岭市林大机械有限公司;HHS-4 数显恒温水浴
锅,上海横平仪器仪表厂;XW-80A 旋涡混合器,上海
精科实业有限公司;RE-52 旋转蒸发器,上海亚荣系
列化仪器厂;DLSB-5L /25 型低温冷却液循环泵,巩义
市予华仪器有限公司;SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵,
巩义市予华仪器有限公司;Spectrumlab 752S 紫外可
见分光光度计,上海棱光技术有限公司。
2 实验方法
2. 1 溪黄草多酚超声提取工艺
参考文献[6]的方法并作相应修改:称取 10 g 溪
黄草粉末于 250 mL锥形瓶中,向其中加入体积分数
为 60%的乙醇溶液 100 mL,置于水温为 40℃超声清
洗器中超声 20 min,用滤纸真空抽滤,再用 0. 45 μm
滤膜抽滤。将所得滤液旋转蒸发除去乙醇,加水补充
溶液至 50 mL 后,加入 50 mL 乙酸乙酯,置于水浴中
室温下振荡过夜。弃去水层,将乙酸乙酯旋转蒸发至
干,将瓶壁剩余干物质用 50%甲醇溶解,并转移至容
量瓶定容至 50 mL,即得溪黄草多酚提取液。
2. 2 总酚含量测定
根据 Folin-Ciocalteu 法[7]对提取液的总酚含量
进行测定。
标准曲线的绘制:称取 0. 1g 没食子酸于 100 mL
容量瓶,用体积分数 50%甲醇定容到刻度。分别取
0. 6、1. 2、1. 8、2. 4、3. 0、3. 6 mL 于 6 个 100 mL 容量
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2012.06.015
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瓶,以 50%甲醇定容至刻度,配制成浓度为 6、12、18、
24、30、36 μg / mL的标准液。分别取 0. 5 mL 不同浓
度的没食子酸溶液于试管中,各加入 0. 2 mL Folin-
Ciocalteu试剂,混合均匀,放置 10 min。向各管中加
入 2 mL质量浓度为 7%的碳酸钠溶液,混合均匀,静
置 15 min。于 750 nm处测量其吸光度。根据所测结
果绘制标准曲线。
提取液总酚含量测定:将提取液用 50%甲醇稀
释适当倍数,依上法测定,根据没食子酸标准曲线及
稀释倍数计算总酚含量,计算公式如下:
Z = n × X × V × 10 -3
式中:Z为提取液总酚含量(mg) ,n为稀释倍数,
X 为样液总酚含量(μg /mL) ,V 为初始提取液体积
(mL)。
2. 3 DPPH自由基清除率测定[8 -9]
取 5mg DPPH溶于适量甲醇,定容至 100 mL,超
声 3 min,使之充分溶解,用铝箔包住容量瓶,避光保
存。取 1 mL不同浓度的提取液,以蒸馏水代替提取
液为对照组,分别加入 1 mL DPPH甲醇溶液,混合均
匀。于黑暗中避光保存 20 min 后,于 517nm 处测量
其吸光度,以蒸馏水为空白。
DPPH自由基清除率 /% =
AC × AS
AC
× 100
式中:AC 为加入蒸馏水空白组的吸光度,AS 为加
入提取液样品组的吸光度。
2. 4 H2O2 清除实验
[10]
用 0. 05 mol /L,pH 值为 7. 4 的磷酸缓冲液配置
40 mmol /L的 H2O2 溶液,取 1. 2 mL 于各试管中,分
别向试管中加入不同浓度的提取液,混合均匀。室温
下静置 10 min后,于 230 nm处测吸光度 AS。蒸馏水
代替提取液为对照组,得吸光度 AC。以不含 H2O2 的
磷酸钠缓冲液为空白。过氧化氢清除率按以下公式
计算:
H2O2 清除率 /% =
AC × AS
AC
× 100
式中:AC 为加入蒸馏水空白组的吸光度,AS 为加
入提取液样品组的吸光度。
2. 5 还原力实验[11]
取不同浓度的提取液 1 mL,以蒸馏水为空白,分
别加入 1 mL 1%铁氰化钾溶液,混合均匀后,置于
50℃水浴中静置 20 min。加入 1 mL 10%三氯乙酸溶
液,混合均匀。加入 2 mL 蒸馏水和 1 mL 0. 1%氯化
铁溶液,混合均匀。于 700 nm 处测量其吸光度 A。
吸光度值越高表明抗氧化性越强。
2. 6 抑制 β-胡萝卜素褪色实验[12]
取 30 mg β-胡萝卜素溶于 5 mL 三氯甲烷,取 1
mL胡萝卜素三氯甲烷溶液于 50 mL 圆底烧瓶,加入
40 μL亚油酸,400 μL 吐温 20,充份混匀。40 - 50℃
旋转蒸发除去氯仿,立即加入 10 mL 蒸馏水,将烧瓶
中溶液转移至 250 mL 容量瓶,用 0. 01 mol /L H2O2
配成 250 mL。取 5 mL 于试管,并加入 0. 5 mL 提取
液,混合均匀,置于 50℃水浴中,每 15 min 于 470 nm
测一次吸光度,直至胡萝卜素相关色度百分比低于
25%。色度百分比计算公式如下:
β-胡萝卜素色度百分比 /% =
100 -[
(Atest at 0 min - Atest at t min)
(Acontrol at 0 min - Acontrol at 180 min)
]× 100
式中:Acontrol为加入蒸馏水空白组的吸光度,Atest
为加入提取液样品组的吸光度,t为反应时间。
2. 7 抑制亚油酸过氧化实验[13]
配制 pH值为 7,浓度为 0. 05 mol /L 的磷酸缓冲
溶液,且缓冲溶液中含 0. 14%的吐温 20 和 4 mmol /L
的亚油酸。取 0. 37 mL该缓冲液于各试管中,并分别
加入 10 μL不同浓度的提取液,混合均匀后,于 37℃
水浴静置 3 min。温度保持不变,加入 20 μL 0. 035%
牛血红蛋白水溶液,开始计时。10 min 后加入 5 mL
0. 6%的 HCl 乙醇溶液终止反应。向各试管中加入
0. 1 mL30%硫氰酸铵溶液,混合均匀,再加入 0. 1 mL
0. 02mol /L的 FeCl2 溶液,混合均匀。5 min 后于 480
nm 处比色。以不加牛血红蛋白水溶液为空白,磷酸
缓冲液代替提取液为对照。
亚油酸过氧化抑制率 /% =[1 -
(AS - A0)
(AC - A0)
]× 100
式中:A0 为不加牛血红蛋白空白组的吸光度,AC
为加入磷酸缓冲液对照组的吸光度,AS 为加入提取
液样品组的吸光度。
3 结果与分析
3. 1 提取液总酚含量测定
根据没食子酸标准溶液所测结果绘制标准曲线,如
图 1所示,并得到回归方程:Y =0. 029 3X,R2 =0. 999 6。
其中,Y 为反应液吸光度;X 为溶液总酚含量(μg /
mL)。
根据标准曲线,由 2. 1 法从 10g溪黄草中超声辅
助提取出的总酚含量为(52 ± 3. 5)mg,初始提取液总
酚浓度为 1. 04 mg /mL。后续抗氧化实验所用多酚提
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取液浓度可根据相应稀释倍数计算。
图 1 没食子酸标准曲线
3. 2 溪黄草多酚对 DPPH自由基的清除能力
生物体内自由基的生成和代谢与机体健康密切
相关,自由基是指具有未配对价电子的原子、原子团、
分子和离子。正常生命过程中产生的自由基是维持
生命所必须的,但人体内过量的自由基会对人体的脂
质、核酸、蛋白质和糖类等生命分子造成损害,引发癌
症、中风、肺气肿和白内障等多种疾病[14]。植物多酚
对稳定自由基 DPPH 的清除作用在于可以捕获 DP-
PH自由基,然后发生竞争反应,最主要的是多酚形成
更稳定的自由基,这些自由基之间可以偶合,形成聚
合的多酚分子;相对而言,多酚自由基继续引发自由
基链反应的趋势要弱得多[15]。
如图 2 所示,溪黄草多酚和抗坏血酸对 DPPH自
由基均有较强的清除力,但是溪黄草多酚的自由基清
除能力更强。随着提取液浓度的增加,自由基清除率
相应增加,在一定浓度范围内,提取液浓度与自由基
清除率成线性关系。溪黄草多酚与抗坏血酸对 DP-
PH自由基率的 IC50值分别为 5. 00 μg /mL 和 5. 99
μg /mL。
图 2 溪黄草多酚对 DPPH自由基的清除能力
3. 3 溪黄草多酚对 H2O2 的清除能力
H2O2 可引发细胞膜中的不饱和脂肪酸脂质发生
过氧化反应、破坏细胞膜;还能诱发细胞凋亡,促使
DNA链断裂,从而损伤细胞,参与多种病理机制[16]。
且 H2O2 具有强氧化性,故多酚对 H2O2 清除力越强,
则说明其抗氧化性越强。
由图 3 可知,溪黄草多酚提取液对 H2O2 的清除
率随着浓度的增加而增加,清除率达到 50%时,所需
制备多酚的质量浓度为 42. 51 μg /mL,抗坏血酸的质
量浓度为 56. 74 μg /mL。说明溪黄草多酚提取液能
很好的清除 H2O2,且效果明显优于抗坏血酸。
图 3 溪黄草多酚对 H2O2 的清除能力
3. 4 溪黄草多酚的还原力
还原力的测定,即检验样品是否为良好的电子供
应者,还原力强的样品应为良好的电子供应者,其供
应的电子除了可使 Fe3 +还原为 Fe2 +外,也可与自由
基反应,使自由基成为更稳定的物质。一般情况下,
样品的还原能力与抗氧化活性之间具有显著的相关
性,还原能力的高低可间接反映抗氧化能力的强弱。
样品的还原力越强,其抗氧化性则越强[17]。根据反
应后所测吸光度可知其还原能力的大小,吸光度越
大,表明其对三价铁离子的还原力越强。
如图 4 所示,溪黄草多酚与抗坏血酸均具有较强
的铁离子还原力,且溪黄草多酚的还原力强于抗坏血
酸。随着提取液总酚含量的增大,还原力相应增强。
在所研究的浓度范围内,溪黄草多酚浓度与其还原力
成线性关系。
图 4 溪黄草多酚的还原力
3. 5 溪黄草多酚对亚油酸过氧化的抑制作用
生物体中的脂质过氧化能引起生物体多种生理
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功能的损伤,损伤生物膜与 DNA[18]。过氧化脂质
(LPO)的积累会诱发炎症、免疫失调、动脉粥样硬化
和恶性肿瘤等[19]。此外,油脂的自动氧化是油脂及
含脂肪高的食品败坏的主要原因,油脂中的不饱和脂
肪酸易与空气中的氧发生自动氧化和分解,产生醛
类、酮类等过氧化脂质类毒物,出现酸败的哈喇味。
此外,油脂氧化后所产生的过氧化脂质会破坏油脂中
的必需脂肪酸、脂溶性等营养成分,并在人体酶系统
的帮助下促人衰老。故油脂过氧化的抑制研究对人
体保健以及食品加工业均具有重要意义。
如图 5 所示,随着浓度的增加,溪黄草多酚与抗
坏血酸对亚油酸过氧化的抑制作用逐步增强,当抑制
作用达到 50%时,它们的浓度分别为 66. 58 μg /mL
和 94. 83 μg /mL。相同浓度下,溪黄草多酚的抗脂质
过氧化作用明显强于抗坏血酸,说明溪黄草多酚提取
液具有很强的脂质过氧化抑制能力。
图 5 溪黄草多酚对亚油酸过氧化的抑制作用
3. 6 溪黄草多酚对 β-胡萝卜素褪色的抑制作用
β-胡萝卜素常常被作为一种食品着色剂用于饮
料和植物性奶油中,但由于 β-胡萝卜素在化学结构
上具有 11 对双键,因而对氧化作用非常敏感,在食品
中很容易褪色。过去常加入抗坏血酸作为抗氧化剂
以减缓 β-胡萝卜素的褪色过程[20]。β-胡萝卜素褪色
实验的原理在于,亚油酸自氧化反应中产生的脂自由
基进攻 β-胡萝卜素的双键,使其氧化褪色,而抗氧化
物质可以保护 β-胡萝卜素,延缓其氧化反应[21]。
实验中所用溪黄草多酚提取液与抗坏血酸的浓
度均为 104 μg /mL。如图 6 所示,当胡萝卜素相对吸
光度降至 50% 时,加入抗坏血酸组所需的时间为
21. 26 min,加入溪黄草多酚提取液组的时间为 50. 97
min。根据结果可知,溪黄草多酚能够有效地延缓 β-
胡萝卜素褪色。
4 结论
采用多个抗氧化体系评价了溪黄草多酚提取液
图 6 溪黄草多酚对胡萝卜素褪色的抑制作用
的抗氧化效果,结果表明溪黄草多酚具有很强的还原
力,它对 DPPH自由基与 H2O2 均具有良好的清除效
果,对亚油酸过氧化具有较好的抑制作用,其 IC50值
分别为 5. 00、42. 51 与 66. 58 μg /mL。此外,它能够
有效延缓胡萝卜素褪色,将其相对吸光度降至 50%
的时间延长至 50. 97 min。各实验均采用抗坏血酸作
为对照,实验结果证明,溪黄草多酚提取物的抗氧化
性优于抗坏血酸,具有良好的抗氧化效果。
参 考 文 献
[1] 全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编(上册) (第 2
版) [M].北京:人民卫生出版社,1996:886.
[2] 邓乔华.溪黄草资源分布与开发利用的研究[J]. 今日
药学,2009,9(19) :21 - 25.
[3] 温玲蓉,林恋竹,赵谋明.溪黄草常压回流提取物与减压
回流提取物抗氧化性的比较[J].现代食品科技,2010,
26(1) :71 - 75.
[4] 屠幼英.茶叶抗癌及降脂作用机理研究现状[J]. 中草
药,1991,22(9) :419.
[5] Stratil P,Klejdus B,Kuban V. Determination of total con-
tent of phenolic compounds and their antioxidant activity in
vegetable—evaluation of spectrophotometric methods[J].
Journal of Agricultural and Food Chemistry,2006,54(3) :
607 - 616.
[6] Haiyan Wang,Mouming Zhao,Bao Yang,et al. Identifi-
cation of polyphenols in tobacco leaf and their antioxidant
and antimicrobial activities[J]. Food Chemistry,2008,
107(4) :1 399 - 1 406.
[7] Emmons C L,Peterson D M. Antioxidant activity and phe-
nolic content of Oat as affected by cultivar and location
[J]. Crop Science,2001,41(6) :1 676 – 1 681.
[8] Faller A L K,Fialho E. Polyphenol content and antioxi-
dant capacity in organic and conventional plant food[J].
Journal of Food Composition and Analysis,2010,23(6) :
561 - 568.
[9] 黄利华,张业辉,赵力超,等.贮藏条件对苹果多酚成分
及抗氧化活性的影响[J].现代食品科技,2009,25(3) :
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
118 2012 Vol. 38 No. 6 (Total 294)
252 - 255.
[10] Dina Atmani,Nassima Chaher,Meriem Berboucha,et al.
Antioxidant capacity and phenol content of selected Alge-
rian medicinal plants[J]. Food Chemistry,2009,112
(2) :303 - 309.
[11] Varsha Viswanath,Asna Urooj N G. Malleshi. Evaluation
of antioxidant and antimicrobial properties of finger millet
polyphenols(Eleusine coracana) [J]. Food Chemistry,
2009,114(1) :340 - 346.
[12] Pramvadee Tepwong,Anupam Giri,Fumito Sasaki,et al.
Mycobial enhancement of ergothioneine by submerged cul-
tivation of edible mushroom mycelia and its application as
an antioxidative compound[J]. Food Chemistry,2011,
131(1) :247 - 258.
[13] Iris Hinneburg,H. J. Damien Dorman,Raimo Hiltunen.
Antioxidant activities of extracts from selected culinary
herbs and spices[J]. Food Chemistry,2006,97(1) :122
- 129.
[14] 陶阿丽,孙维矿,杨光,等.茶多酚的提取及应用研究进
展[J].现代企业教育,2011,1(2) :147 - 149.
[15] 杜健,杨颖,赵明烨,等.贮藏中香椿多酚抗氧化性的变
化研究[J]. 北京林业大学学报,2011,33(2) :120 -
125.
[16] 兰文军,郑筱祥.山楂叶抽提物对人脐静脉内皮细胞中
过氧化氢的清除作用[J].中草药,2005,36(3) :414 -
416.
[17] 徐亚民,赵晓燕,马越,等.紫甘蓝色素抗氧化能力的研
究[J].食品研究与开发,2006,27(11) :59 - 62.
[18] 刘晓麒,曹恩华,朱曰荣.亚油酸体系脂质过氧化引起
的 DNA损伤研究[J].生物物理学报,1993,9(3) :493
- 497.
[19] 付明,夏伟,刘胜贵,等.藜蒿绿原酸的提取及抗脂质过
氧化作用研究[J]. 怀化学院学报,2011,30(5) :23 -
26.
[20] 陈宗懋. 茶多酚的一项新用途———防止胡萝卜素褪色
[J].中国茶叶,1998(1) :29.
[21] Shinya Kato,Hisae Aoshima,Yasukazu Saitoh,et al.
Highly hydroxylated or γ - cyclodextrin-bicapped water-
soluble derivative of fullerene:The antioxidant ability as-
sessed by electron spin resonance method andβ-Carotene
bleaching assey[J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry
Letters,2009,19(18) :5 293 - 5 296.
Research on Antioxidant Activities of Polyphenol Extracted from
Rabdosia serra (Maxim.)Hara
Li Zhen,Wu Hui,Lai Fu-rao
(College of Light Industry and Food Science,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)
ABSTRACT Antioxidant activities of polyphenol extracted from Rabdosia serra (Maxim.)Hara were studied. DP-
PH radical scavenging assay,H2O2 scavenging assay,reducing power assay,β-carotene bleaching assay and inhibi-
tion of linoleic acid peroxidation assay were conducted. The antioxidant activities of polyphenol from Rabdosia serra
(Maxim.)Hara was compared with VC. Results showed that the antioxidant activities of polyphenol from Rabdosia
serra (Maxim.)Hara were better than that of VC. The IC50 of polyphenol from Rabdosia serra (Maxim.)Hara on DP-
PH radical scavenging assay,H2O2 scavenging assay,β-carotene bleaching assay and inhibition of linoleic acid perox-
idation assay were 5. 00 μg /mL,42. 51 μg /mL and 66. 58 μg /mL respectively;the above assay on VC were 5. 99
μg /mL,56. 74 μg /mL and 94. 83 μg /mL respectively. These results indicated that the antioxidant activities of poly-
phenol from Rabdosia serra (Maxim.)Hara were better than that of VC.
Key words Rabdosia serra (Maxim.)Hara,polyphenol,VC,antioxidant activities