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金毛狗叶总黄酮的提取及抗氧化性



全 文 :林燕如. 金毛狗叶总黄酮的提取及抗氧化性[J]. 江苏农业科学,2012,40(11) :322 - 325.
金毛狗叶总黄酮的提取及抗氧化性
林燕如
(韩山师范学院化学系,广东潮州 521041)
摘要:考察影响微波辅助水浴浸提法提取金毛狗叶总黄酮的主要因素,用正交试验确定最优提取工艺,并初步探
讨金毛狗叶黄酮清除羟自由基能力、清除超氧阴离子能力和还原能力测定。结果表明:微波辅助提取金毛狗叶总黄酮
的最优工艺为微波功率 160 W、微波时间 1 min、料液比 1 g ∶ 45 mL、乙醇浓度 40%、水浴温度 90 ℃、水浴时间 0. 5 h,
此时提取率高达 11. 96%;金毛狗叶黄酮提取物抗氧化性较好。
关键词:金毛狗叶;总黄酮;微波;抗氧化性
中图分类号:R284. 2 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)11 - 0322 - 03
收稿日期:2012 - 04 - 06
基金项目:韩山师范学院青年基金(编号:LQ200812)。
作者简介:林燕如(1982—) ,女,广东揭阳人,硕士,实验师,主要从事
基础化学实验研究与食品分析工作。Tel: (0768)2318515;
E - mail:lyrhuaxue@ 163. com。
金毛狗[Cibotium barometz(L)J. Sm.]为蚌壳蕨科(Dick-
soniaceae)金毛狗属植物。该属植物约有 20 种,我国仅有 1
种,历版《中华人民共和国药典》收载其根茎为常用中药狗
脊,其根茎的化学成分研究及其黄酮含量测定已有报道[1 - 2]。
据前人研究,金毛狗嫩叶具有清热凉血、利尿通淋等功效,可
治疗肠炎、痢疾等[3]。但现实中金毛狗叶常作为废物处理,
极大地造成了浪费。本试验通过对金毛狗叶总黄酮的提取,
并对其抗氧化活性进行研究,以期更好地开发金毛狗叶的实
用价值,为金毛狗资源的综合开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 材料与仪器
金毛狗叶采自潮州市西湖公园,洗净,自然晾干,60 ℃烘
干,粉碎,备用。芸香苷对照品购自国药集团化学试剂有限公
司,其他试剂均为分析纯。
格兰仕电脑型烧烤微波炉(顺德市格兰仕电器实业有限
公司) ,FA2004N电子天平(上海精密科学仪器有限公司) ,
Spectrumlab752s紫外可见分光光度计(上海棱光技术有限公
司)。
1. 2 方法
1. 2. 1 总黄酮的提取与测定
1. 2. 1. 1 总黄酮的提取 称取金毛狗叶 1. 000 0 g,按料液
比加入一定浓度的乙醇溶液,分别在不同微波功率、微波时
间、水浴温度条件下进行提取,抽滤,滤液定容至 100 mL,离
心 10 min后精确吸取提取液 1 mL 于 10 mL 比色管中,用亚
硝酸钠 - 硝酸铝 - 氢氧化钠显色[4 - 6],用 60%乙醇定容至
10 mL,摇匀后静置 15 min待测。
1. 2. 1. 2 总黄酮含量的测定[4 - 6] 标准曲线的制备:以芸香
苷为标准样品绘制标准曲线(测定时的最大吸收波长为
510 nm,标准曲线方程为 y = 8. 454 1x + 0. 009 5,式中 x 为芸
香苷的质量浓度,y为吸光度,r2 = 0. 998 8)。总黄酮含量的
测定:吸取一定量的总黄酮提取液于 10 mL比色管中,各加入
1 mL 60%乙醇,摇匀;用亚硝酸钠 -硝酸铝 -氢氧化钠显色,
用 60%乙醇定容至 10 mL,摇匀后静置 15 min,以空白液作对
照,于波长 510 nm处测定吸光度(D)。根据标准曲线方程计
算黄酮含量。
1. 2. 2 回收率试验 采用加标回收率试验法,准确量取金毛
狗叶总黄酮提取液样品 1 mL于 10 mL比色管中,共 4份,其中
3份加 0. 4 mg /mL芸香苷标准溶液 1 mL[6 -7],按“1. 2. 1. 2”节
的方法用亚硝酸钠 -硝酸铝 -氢氧化钠显色后测定吸光度,每
个样品平行测定 3次,根据“1. 2. 1. 2”节的方程计算黄酮含量,
再根据下式计算回收率。
回收率 =
V1C1 - V2C2
V0C0
× 100%
式中:V0 为加入芸香苷标准溶液的体积(mL) ;C0 为芸香苷标
准溶液的浓度(mg /mL) ;V1 为加芸香苷的样品溶液的体积
(mL) ;C1 为加芸香苷的样品溶液的浓度(mg /mL) ;V2 为未加
芸香苷的样品溶液的体积(mL) ;C2 为未加芸香苷的样品溶
液的浓度(mg /mL)。
1. 2. 3 金毛狗叶黄酮的抗氧化性试验
1. 2. 3. 1 金毛狗叶黄酮类化合物还原能力的测定[6,8 - 9] 在
6根 25 mL比色管中各加入 2. 5 mL pH值 6. 6 的磷酸盐缓冲
液,再各加入样品液(浓度 0. 080 mg /mL)0、0. 50、1. 00、1. 50、
2. 00、2. 50 mL;用蒸馏水定容到 5 mL,加入 1%铁氰化钾溶液
2. 5 mL,混合物在 50 ℃恒温 20 min 后,快速冷却,再加入
2. 5 mL 10%三氯乙酸溶液,然后以 3 000 r /min 离心分离
10 min;取上层清液 5 mL加蒸馏水 5 mL和 0. 1%三氯化铁溶
液 1 mL,在 700 nm处测定吸光度。
1. 2. 3. 2 金毛狗叶黄酮对羟自由基(· OH)的清除试
验[5 - 6,10 - 11] 在 7 根 10 mL 比色管中依次加入 2 mmoL /L
FeSO4 溶液 3 mL、1 mmoL /L H2O2 溶液 3 mL,摇匀,接着加入
6 mmoL /L水杨酸溶液 3 mL,摇匀,放入 37 ℃精密恒温水浴槽
中恒温 15 min 后取出,在 510 nm 处测其吸光度 D0。(1)为
探讨不同添加量金毛狗叶黄酮提取物对羟自由基的清除效
果,加入 2 mg /mL金毛狗叶提取物各 0. 20、0. 40、0. 60、0. 80、
1. 00 mL,用蒸馏水定容至 10 mL,摇匀,37 ℃水浴中继续恒温
—223— 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 11 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2012.11.053
15 min,取出测其吸光度 Dx。(2)为探讨不同抗氧化剂对羟自
由基的清除效率,分别取 2 mg /mL 柠檬酸溶液和金毛狗叶提
取物 0. 20 mL,用蒸馏水定容至 10 mL,摇匀,37 ℃水浴中继续
恒温 15 min,取出测其吸光度 Dx。以柠檬酸对·OH清除率作
对比进行分析,则待测液对·OH的清除率计算公式为:
·OH清除率 =
D0 - Dx
D0
× 100%
1. 2. 3. 3 金毛狗叶总黄酮对超氧阴离子(O -·2 )的清除
试验[5 - 6,12]
1. 2. 3. 3. 1 不同添加量金毛狗叶黄酮提取物对超氧阴离子
的清除效果 在室温下往 6 根 25 mL 比色管中加入 pH 值
8. 34、浓度 66. 7 mmol /L 的 PBS 缓冲液 5. 0 mL,再各加入
2 mg /mL 金毛狗叶提取物 0、0. 20、0. 40、0. 60、0. 80、1. 00 mL
(不加金毛狗叶提取物的为空白对照) ,各加入 2 mmol /mL邻
苯三酚 1 mL,再加入一定量缓冲溶液使体系总体积达到
9 mL,然后立即混匀,再以二次蒸馏水作参比,在 322 nm下测
定吸光度 D322 nm(每隔 30 s测 1 次直至反应启动后 6 min) ,以
时间为横坐标,D322 nm为纵坐标进行线性回归,得到的直线斜
率为反应速率 v空 和 v样。
1. 2. 3. 3. 2 不同抗氧化剂对超氧阴离子的清除效果 在室温
下往 2根 25 mL比色管中加入 pH值 8. 34、浓度 66. 7 mmol /L
的 PBS缓冲液 5. 0 mL,再分别加入 2 mg /mL柠檬酸溶液和金
毛狗叶提取物 0. 20 mL,各加入 2 mmol /mL邻苯三酚 1 mL,再
加入一定量缓冲溶液使体系总体积达到 9 mL,然后立即混
匀,以二次蒸馏水作参比,在 322 nm下测定吸光值 D322 nm(每
隔 30 s 测 1 次直至反应启动后 6 min) ,以时间为横坐标,
D322 nm为纵坐标进行线性回归,得到的直线斜率为反应速率
v空 和 v样。以柠檬酸对 O
-·2 的清除率作对比进行分析,超氧阴
离子(O -·2 )的清除率计算公式为:
O -·2 清除率 =
v空 - v样
v空
× 100%
2 结果与分析
2. 1 各因素对金毛狗叶黄酮类化合物提取率的影响
2. 1. 1 乙醇浓度 由图 1 可知,在乙醇浓度不同、其他条件
相同(微波时间 5 min、微波功率 160 W、60 ℃ 恒温水浴
0. 5 h、料液比 1 g ∶ 40 mL)的情况下,开始时金毛狗叶总黄酮
提取率随着乙醇浓度的增大逐渐提高,但当乙醇浓度大于
50%时,提取率却降低。这可能是因为高浓度乙醇使细胞内
蛋白质凝固,黄酮不易溶出[13],同时一些非黄酮类干扰物质
增多,造成总黄酮提取率下降。故选择乙醇浓度 40%、50%、
60%进行正交试验。
2. 1. 2 料液比 由图 1 可知,在料液比不同、其他条件相同
(微波时间 5 min、微波功率 160 W、60 ℃恒温水浴 0. 5 h、乙
醇浓度 50%)的情况下,溶剂相对用量太少,则浓度差太小,
不利于黄酮类化合物的浸出。黄酮提取率随料液比的增大而
提高,当料液比为 1 g ∶ 45 mL时金毛狗叶总黄酮提取率达到
最大,再增加溶剂的用量,总黄酮提取率反而降低,这可能是
由过量的溶剂能吸收微波的原因造成[14]。考虑提取效果和
减少溶剂用量等方面,将料液比确定为 1 g ∶ 45 mL,料液比不
作为影响因素考察。
2. 1. 3 微波时间 由图 1 可知,在微波时间不同、其他条件
相同(微波功率 160 W、60 ℃水浴恒温 0. 5 h、乙醇浓度 50%、
料液比 1 g ∶ 40 mL)的情况下,微波时间过短,则目标成分未
能充分溶出;微波时间过长,则可能导致目标成分的热分解及
溶剂的损失。随着微波处理时间的延长,金毛狗叶总黄酮提
取率在 2 min时达到最大;当微波时间大于 2 min 时,微波处
理时间过长,黄酮类物质易于分解,且时间过长、温度过高使
细胞内蛋白凝固,黄酮类物质不易溶出[14]。故选择微波时间
1、2、3 min进行正交试验。
2. 1. 4 微波功率 由图 1可知,在微波功率不同、其他条件相
同(微波时间 5 min、60 ℃水浴恒温 0. 5 h、乙醇浓度 50%、料液
比 1 g ∶ 40 mL)的情况下,随着微波功率的增大,产生的热量增
多,环境温度提高,一方面高温破坏提取物中的有效成分,另一
方面高温使蛋白质凝固,黄酮不易溶出[15],使得总黄酮提取率
降低。因此,选择微波功率 160、320、480 W进行正交试验。
—323—林燕如:金毛狗叶总黄酮的提取及抗氧化性
2. 1. 5 水浴温度 由图 1 可知,在水浴温度不同、其他条件
相同(微波时间 5 min、微波功率 160 W、水浴恒温 0. 5 h、乙醇
浓度 50%、料液比 1 g ∶ 40 mL)的情况下,随水浴温度的升
高,总黄酮提取率呈增大趋势,但温度过高易造成溶剂的损
失,浸提效果反而下降。考虑到黄酮的热稳定性及溶剂的损
失问题,选择提取温度 70、80、90 ℃进行正交试验。
2. 1. 6 正交试验 由于总黄酮提取率受乙醇浓度、微波功
率、水浴温度、微波时间这 4个因素的交叉影响,为了考察各因
素的作用,选用 L9(3
4)正交表进行 4因素 3水平正交试验。
表 1 L9(34)正交试验设计及结果
试验号
A:乙醇
浓度(%)
B:微波
功率(W)
C:水浴
温度(℃)
D:微波
时间(min)
总黄酮提
取率(%)
1 40 160 70 1 9. 309
2 40 320 80 2 9. 287
3 40 480 90 3 11. 058
4 50 160 80 3 9. 118
5 50 320 90 1 11. 485
6 50 480 70 2 8. 168
7 60 160 90 2 11. 118
8 60 320 70 3 8. 072
9 60 480 80 1 7. 898
k1 9. 885 9. 848 8. 516 9. 564
k2 9. 590 9. 615 8. 768 9. 524
k3 9. 029 9. 041 11. 220 9. 416
R 0. 856 0. 807 2. 704 0. 148
由表 1 可知,影响金毛狗叶总黄酮提取率的因素主次顺
序为 C > A > B > D,即水浴温度影响最大,其次是乙醇浓度和
微波功率,微波时间影响最小。综合以上因素,确定金毛狗叶
总黄酮微波辅助水浴浸提的最佳工艺条件为 A1B1C3D1,即微
波功率 160 W、微波时间 1 min、料液比 1 g ∶ 45 mL、乙醇浓度
40%、水浴温度 90 ℃、水浴时间 0. 5 h时,金毛狗叶总黄酮提
取率达 11. 96%。
2. 2 回收率
由表 2 可知,提取液中的黄酮类化合物的加样回收率较
高,平均为 111. 08%;相对标准偏差为 0. 79%,较小。因此该
方法准确度较高。
表 2 金毛狗叶总黄酮的回收率
叶中黄酮
含量(mg /mL)
芸香苷加入量
(mg /mL)
测出量
(mg /mL)
回收率
(%)
RSD
(%)
0. 034 2 0. 4 0. 078 6 111. 00
0. 033 9 0. 4 0. 078 0 110. 25
0. 034 0 0. 4 0. 078 8 112. 00
平均 111. 08 0. 79
2. 3 金毛狗叶黄酮的抗氧化活性
2. 3. 1 还原能力 由图 2 可以看出,试样具有较好的还原能
力,是良好的电子供应者。在添加量 0. 50 ~ 2. 50 mL范围内,
随着添加量的增加,样品的还原能力增强;在添加量 2. 00 ~
2. 50 mL范围内,黄酮提取物的还原能力趋于稳定。
2. 3. 2 对羟自由基的清除能力 由图 3 可看出,在黄酮提取
物添加量 0. 20 ~ 1. 00 mL 范围内,其清除羟自由基的能力随
着添加量的增加逐渐增强;当添加量为 1. 00 mL时,其清除率
为 13. 37%,说明适当增加金毛狗叶黄酮提取物的量有利于
提高其对羟自由基的清除效果。由图4可知,在其他条件相
同的情况下,金毛狗叶黄酮提取物对羟自由基的清除率为
5. 48%,柠檬酸对羟自由基的清除率为 57. 36%,表明柠檬酸
对羟自由基的清除效果大于金毛狗叶黄酮提取物。
2. 3. 3 对超氧阴离子的清除能力 由图 3 还可以看出,在黄
酮提取物添加量 0. 20 ~ 1. 00 mL 范围内,其清除超氧阴离子
的作用随着添加量的增加逐渐增强;当添加量为 1. 00 mL时,
其清除率为 36. 81%,说明适当增加金毛狗叶黄酮提取物的
量有利于提高其对超氧阴离子的清除效果。由图 4 可知,在
其他条件相同的情况下,金毛狗叶黄酮提取物对超氧阴离子
的清除率为 2. 39%,柠檬酸对超氧阴离子的清除率为
34. 13%,表明柠檬酸对超氧阴离子的清除效果大于金毛狗叶
黄酮提取物。
(下转第 325 页)
—423— 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 11 期
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
(上接第 324 页)
3 结论
试验结果表明,采用微波辅助水浴浸提法提取金毛狗叶
总黄酮的最优提取条件为微波功率 160 W、微波时间 1 min、
料液比 1 g ∶ 45 mL、乙醇浓度 40%、水浴温度 90 ℃、水浴时间
0. 5 h,在该条件下黄酮提取率高达 11. 96%。金毛狗叶黄酮
提取物对羟基自由基和超氧阴离子的清除作用较好。
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马美华,李小华,杨爱萍,等. 催化动力学光度法测定对蔬菜中痕量铅的测定[J]. 江苏农业科学,2012,40(11) :325 - 328.
催化动力学光度法对蔬菜中痕量铅的测定
马美华,李小华,杨爱萍,吴晓红,蒋彩云
(江苏经贸职业技术学院工程技术学院 /江苏省食品安全工程技术研究开发中心,江苏南京 210007)
摘要:为了提高食品安全意识,重视蔬菜中重金属铅污染的情况,本研究阐明铅在蔬菜中的存在所带来的危害,
探讨了利用催化动力学光度法测定蔬菜中痕量铅的最佳试验条件,建立了一种测定痕量铅的新方法。该方法线性范
围为 8. 0 ~ 40. 0 μg /mL,检出限为 3. 6 × 10 -4 μg /mL,灵敏度高、选择性强、操作简便、快速。可用于茄子、南瓜、黄瓜、
芹菜、甘蓝、马铃薯中痕量铅的测定,结果可靠。
关键词:催化动力学光度法;蔬菜;铅;测定
中图分类号:O657 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)11 - 00325 - 04
收稿日期:2012 - 06 - 04
基金项目:江苏经贸职业技术学院重大项目(编号:JSJM2010001)。
作者简介:马美华(1958—) ,女,教授,研究方向为食品营养与检测。
E - mail:mmh - 58@ 163. com。
通信作者:李小华,教授,研究方向为食品安全。E - mail:xiaohuali57
@ 163. com。
食品安全关系到人们的健康乃至生命,关系到我国经济
的良性发展和政治的稳定。随着现代工业的发展与工业污染
物的排放,空气、土壤、水质等分别被重金属不同程度地污
染[1 - 4]。重金属对人体的危害很大,不同的重金属对人体危
害也不一样,如铅进入人体后,除部分通过粪便、汗液排泄外,
其余在数小时后溶入血液中,阻碍血液的合成,导致人体贫
血,出现头痛、眩晕、乏力、困倦、便秘与肢体酸痛等,有的还会
导致动脉硬化、消化道溃疡与眼底出血等。小孩铅中毒则出
现发育迟缓、食欲不振、行走不便与便秘、失眠,若是小学生,
还伴有多动、听觉障碍、注意不集中、智力低下等现象。这是
因为铅进入人体后通过血液侵入大脑神经组织,使营养物质
与氧气供应不足,造成脑组织损伤,严重者可能导致终身残
废。特别是儿童处于生长发育阶段,对铅比成年人更敏感,进
入体内的铅对神经系统有很强的亲和力,故儿童对铅的吸收
量比成年人高好几倍,受害尤为严重。铅进入孕妇体内则会
通过胎盘影响胎儿发育,造成畸形等。铅及其化合物对人体
各组织均有毒性,中毒途径可由呼吸道吸入含铅蒸气或粉尘,
然后呼吸道中吞噬细胞将其迅速带至血液,或经消化道吸收,
进入血液循环而发生中毒[5]。因此,准确测定蔬菜中重金属
铅的含量具有非常重要的意义。
到目前为止,铅测定的方法有石墨炉原子吸收光谱法、氢
化物原子荧光光谱法、火焰原子吸收光谱法等[6 -8],这些方法
各有特色。催化动力学分析法可根据待测物质对某些反应的
催化作用,利用反应速率与催化剂浓度之间的定量关系,通过
—523—江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 11 期