全 文 : [收稿日期] 2011-03-06;2011-09-03修回
[基金项目] 韩山师范学院化学系学士前资助项目“潮汕麻叶总黄酮的提取与抗氧化性研究”(2010)
[作者简介] 陈如冰(1989-),女,在读本科,化学专业,从事天然产物的提取。E-mail:crb393875014@hstc.edu.cn
*通讯作者:林燕如(1982-),女,硕士,实验师,从事教育及实验工作。E-mail:lyrhuaxue@163.com
[文章编号]1001-3601(2011)10-0643-0162-04
长蒴黄麻总黄酮的提取及其抗氧化性
陈如冰,周雪娜,陈婉芳,郑加玲,林燕如*
(韩山师范学院 化学系,广东 潮州521041)
[摘 要]为长蒴黄麻的开发利用提供参考依据,对超声波协同乙醇提取长蒴黄麻黄酮的效果进行了研
究,并进行了长蒴黄麻黄酮的抗氧化性试验。结果表明,最优提取条件为温度42℃、料液比1∶35、乙醇浓度
80%、提取时间25min,在此条件下长蒴黄麻总黄酮的提取率为2.577%。长蒴黄麻黄酮提取物对羟基自由
基和超氧阴离子自由基具有一定的清除作用。
[关键词]麻叶;黄酮类物质;超声波;抗氧化
[中图分类号]S563.4 [文献标识码]A
Extraction and Antioxidant Activity of Total
Flavonoids from Corchorus olitorius
CHEN Ru-bing,ZHOU Xue-na,CHEN Wan-fang,ZHENG Jia-ling,LIN Yan-ru*
(Department of Chemistry,Hanshan Normal University,Chaozhou,Guangdong521041,China)
Abstract:To provide a reference for the exploitation and utilization of C.olitorius,a test was
conducted to study the extraction effect of C.olitorius by the ultrasonic colaborative ethanol and its
antioxidant activity.The results showed that the best conditions for the extraction were as folows:
ultrasonic temperature 42℃,the ratio of material to liquid 1∶35,80%ethanol concentration,ultrasonic
time 25min.Under the situation the extraction rate of total flavonoids from C.olitorius was 2.577%.
Flavonoids extracted fromC.olitorius had certain elimination effects on hydroxyl radical and superoxide
anion radical.
Key words:Corchorus olitorius;flavonoid;ultrasonic waves;antioxidant activity
长蒴黄麻(C.olitorius L.)又叫麻叶、菜用黄
麻,为椴树科(Tiliaceae)黄麻属(Corchorus)一年生
草本植物,在埃及有“帝王菜”之称,阿拉伯人称之为
“莫洛海芽”,我国广东潮汕和闽中南等地区有栽培
及食用的历史。长蒴黄麻不仅是优良的纤维植物,
还是含有丰富营养成分和保健作用的蔬菜,常食用
不仅可补钙和微量元素,还可健脾胃、润肠通便、降
血压、祛疲劳、消暑祛火,是近年来兴起的一种具有
保健功能的蔬菜,早在我国北宋时《图经本草》就有
记载“嫩叶可食,甚甘滑,利大肠”[1]。麻叶具有较高
的实际应用价值,其开发利用大有前途,但到目前为
止,对麻叶的黄酮类化合物的提取工艺及其抗氧化
性的研究未见报道。为此,笔者于2010年7月进行
了麻叶总黄酮的提取与抗氧化性研究,以期为麻叶
的开发利用提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 麻叶 购自潮州南桥市场,置于60℃烘箱
内干燥24h,充分干燥后粉碎,过40目筛冷却备用。
1.1.2 仪器与试剂 SpectrumLab752s紫外可见
分光光度计(上海棱光技术有限公司),FA2004N电
子天平(上海精密科学仪器有限公司),KQ-500DB
型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司),
芦丁对照品(生化试剂),其他试剂均为分析纯。
1.2 试验方法
1.2.1 总黄酮的提取与测定
1)总黄酮的提取。称取麻叶1.000 0g,按料液
比加入一定浓度的乙醇溶液,分别在不同超声时间、
温度、功率条件下进行超声提取,抽滤,滤液定容至
100mL,离心10min后精密吸取提取液1mL 于
10mL比色管中,用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠
显色[2-3],用60%乙醇定容至10mL,摇匀后静置
15min待测。
2)总黄酮含量的测定[2]。标准曲线的制备:以
芦丁为标样绘制标准曲线(该试验测定时的最大吸
收波长为510nm,标准曲线方程:y=8.454 1x+
0.009 5,式中,x为吸光度,R2=0.9988)。总黄酮
含量的测定:吸取一定量的总黄酮提取液于10mL
比色管中,各加入1mL 60%的乙醇,摇匀。用亚硝
酸钠-硝酸铝-氢氧化钠显色,用60%的乙醇定容
至10mL,摇匀后静置15min,以空白液作为对照,
贵州农业科学 2011,39(10):162~165
Guizhou Agricultural Sciences
于波长为510nm处测定吸光度(A)值。根据标准
曲线方程计算黄酮含量。
1.2.2 回收率试验[4] 采用加标回收率试验法。
准确量取麻叶总黄酮提取液样品1mL,共4份,其
中3份加0.4mg/mL芦丁标准溶液1mL[4],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,计算回收率:
回收率/%=V1C1-V2C2V0C0 ×100
式中,V0为加入芦丁标准溶液的体积(mL),C0
为芦丁标准溶液的浓度(mg/mL),V1为加芦丁的样
品溶液的体积(mL),C1为加芦丁的样品溶液的浓度
(mg/mL),V2为未加芦丁的样品溶液体积(mL),C2
为未加芦丁的样品溶液浓度(mg/mL)。
1.2.3 麻叶黄酮的抗氧化性试验
1)麻叶黄酮类化合物还原能力的测定[5]。在6
根25mL比色管中各加入pH 6.6的磷酸盐缓冲液
2.5mL,再各加入样品液(浓度 0.076mg/mL)
0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL和2.5mL,
用蒸馏水定容至5mL,加入1%的铁氰化钾溶液
2.5mL,混合物在50℃恒温20min后快速冷却,再
加入10%的三氯乙酸溶液2.5mL,然后以3 000r/
min离心10min,取上层清液5mL加蒸馏水5mL和
0.1%的三氯化铁溶液1mL,在700nm处测定吸光
度。
2)麻叶总黄酮对羟自由基(·OH)的清除试
验[6-7]。在7根10mL比色管中依次加入2mmol/L
FeSO4溶液3mL,1mmol/L H2O2溶液3mL,摇匀,
加入6mmol/L水杨酸溶液3mL,摇匀,放入37℃
精密恒温水浴槽中加热15min后取出,测其吸光度
A0;A:麻叶黄酮提取物不同添加量清除羟自由基的
方法,即加入0.076mg/mL麻叶提取物各0.2mL、
0.4mL、0.6mL、0.8mL和1.0mL,用蒸馏水定容
至10mL,摇匀,37℃水浴继续加热15min,取出测
其吸光度Ax。B:不同抗氧化剂清除羟自由基的方
法,即分别用0.02mg/mL的柠檬酸溶液和麻叶提
取物0.2mL,蒸馏水定容至10mL,摇匀,37℃水浴
继续加热15min,取出测其吸光度Ax。以柠檬酸对
·OH 清除率作对比分析。待测液对羟自由基
(·OH)的清除率计算公式:
·OH清除率/%=A0-AxA0 ×100
3)麻叶总黄酮对超氧阴离子(O-2 ·)的清除试
验[6-8]。A:麻叶黄酮提取物不同添加量清除超氧阴
离子的方法,即在室温下向25mL比色管中加入
pH 8.34、66.7mmol/L PBS缓冲液5.0mL,然后加
入0.054mg/mL麻叶提取物各0.00mL、0.20mL、
0.40mL、0.60mL、0.80mL和1.00mL(不加麻叶
提取物为空白对照),各加入2mmol/mL邻苯三酚
1mL,再加入一定量缓冲溶液使体系总体积达到
9mL,然后立即混匀,再以二次蒸馏水作参比,在
322nm下测定吸光值 A322(每隔30s测1次,直到
反应启动后9min),以时间为横坐标,A322值为纵坐
标进行线形回归,得到直线斜率为反应速率V空 和
V样。B:不同抗氧化剂清除超氧阴离子的方法,即在
室温下向 3 根 25mL 比色管中加入 pH 8.34、
66.7mmol/L PBS 缓 冲 液 5.0mL,然 后 加 入
0.02mg/mL的柠檬酸溶液、VC 溶液、麻叶提取物
各0.20mL,各加入2mmol/mL邻苯三酚1mL,再
加入一定量缓冲溶液使体系总体积达到9mL,然后
立即混匀,再以二次蒸馏水作参比,在322nm下测
定吸光值A322(每隔30s测1次,直到反应启动后
9min),以时间为横坐标,A322值为纵坐标进行线形
回归,得到直线斜率为反应速率V空 和V样。以 VC
和柠檬酸对O-2 ·的清除率作对比分析。超氧阴离
子(O-2 ·)的清除率计算公式:
O-2 ·清除率/%=
V空-V样
V空 ×100
2 结果与分析
2.1 不同提取条件下麻叶黄酮类化合物的提取率
2.1.1 乙醇浓度 乙醇浓度不同,其他条件相同
(超声时间25min,超声温度42℃,超声功率400W,
料液比1∶20)。由图1可知,麻叶总黄酮提取率随
着乙醇浓度的增加而逐渐增大,当浓度达到50%
时,总黄酮提取率最高;但乙醇浓度超过50%时,总
黄酮提取率开始下降,原因是由于一些乙醇溶性色
素和杂质的溶出量增大,黄酮类化合物溶解度降低
导致。因此,提取麻叶黄酮类化合物的乙醇浓度以
40%~60%为宜。
2.1.2 料液比 固液比不同,其他条件相同(超声
时间25min,超声温度42℃,超声功率400W,乙醇
浓度70%)。由图1可知,提取率在料液比为1∶
10~30时,随着料液比的增大总黄酮提取率增加,
当料液比大于1∶30后,总黄酮提取率反而下降。
料液比过大不但会增加溶剂的用量,而且会增大去
除溶剂所需负荷。因此,提取麻叶黄酮类化合物的
料液比以1∶25~35为宜。
2.1.3 温度 提取温度不同,其他条件相同(超声
时间25min,超声功率400W,乙醇浓度70%,料液
比1∶20)。由图1可知,随超声波提取温度的升
高,总黄酮提取率逐渐提高,当温度为47℃时总黄
酮提取率达到1.75%;继续升高温度总黄酮提取率
降低。当温度过高时,其中的活性成分会被破坏,杂
质溶出量增加,而且会造成溶剂的损失。因此,提取
·361· 第10期 陈如冰 等 长蒴黄麻总黄酮的提取及其抗氧化性
图1 不同提取条件下麻叶黄酮类化合物的提取率
Fig.1 Extraction efficiency of flavonoids fromC.olitorius under different extraction condition
麻叶黄酮类化合物的温度以42~52℃为宜。
2.1.4 时间 提取时间不同,其他条件相同(超声
温度42℃,超声功率400W,乙醇浓度70%,料液比
1∶20)。由图1可知,提取时间为20min左右的效
果较佳,此后提取量下降。由于超声作用时间太长,
会使植物组织中大量细胞破裂,导致细胞内大量不
溶物及较多黏液质等混入提取液中,使溶液中杂质
增多,黏度增大,从而增大传质阻力,影响有效成分
的溶出,使提取物有效含量降低。因此,提取麻叶黄
酮类化合物的时间以15~25min为宜。
2.1.5 超声波功率 超声功率不同,其他条件相
同(超声时间25min,超声温度42℃,乙醇浓度
70%,料液比1∶20)。由图1可知,随着超声波功
率的增大,黄酮提取率呈上升趋势,当超声波功率为
400W时提取效果最好,总黄酮提取率为1.60%,
但功率超过400W 时总黄酮提取率下降。由于超
声波功率增大会增加细胞的破碎程度,从而增加黄
酮的溶出量,但是功率过大易破坏黄酮类化合物的
结构和导致乙醇大量挥发。因此,提取麻叶黄酮类
化合物的超声波功率以350~450W为宜。
2.1.6 提取条件的优化 由于黄酮提取率受超声
波温度、料液比、乙醇浓度、超声波时间这4个因素
的交叉影响,为了考察各因素的交叉作用,选用
L9(34)正交表进行4因素3水平正交实验。由表1
可知,对黄酮提取率的影响因素依次为温度>料液
比>乙醇浓度>时间;最优提取方案为提取温度
42℃、料液比1∶35、乙醇浓度80%、提取时间
25min时,麻叶总黄酮的提取率为2.577%。
2.2 回收率
由表2可知,提取液中的黄酮类化合物含量的
加样回收率较高,平均为97.42%;相对标准偏差较
小(0.041%),说明该方法准确度较高。
2.3 麻叶总黄酮的抗氧化性
2.3.1 还原能力 由图2可看出,提取液具有较
好的还原能力,是良好的电子供应者,其供应的电子
除可以使Fe3+还原成Fe2+外,还可与自由基结合成
较惰性的物质,以中断自氧化链锁反应。在总黄酮
添加量为0.5~2.5mL时,其还原能力随着浓度的
增加而增强。
2.3.2 对羟自由基(·OH)的清除能力 由图3
表1 麻叶黄酮类化合物的提取条件优化试验设计及结果
Table 1 Orthogonal experimental design and results for extraction of flavonoids fromC.olitorius
试验号
No.
温度(A)/℃
Temperature
料液比(B)
Solid-liquid ratio
乙醇浓度(C)/%
Ethanol concentration
时间(D)/min
Time
总黄酮提取率/%
Extraction efficiency
1 42 1∶25 60 15 1.847
2 42 1∶30 70 20 2.167
3 42 1∶35 80 25 2.577
4 47 1∶25 70 25 1.875
5 47 1∶30 80 15 1.977
6 47 1∶35 60 20 1.902
7 52 1∶25 80 20 1.776
8 52 1∶30 60 25 1.828
9 52 1∶35 70 15 1.966
k1 21.970 18.327 18.590 19.300
k2 19.180 19.907 20.027 19.483
k3 18.567 21.483 21.100 20.933
R 3.403 3.156 2.510 1.633
·461· 贵 州 农 业 科 学 2011,39卷
表2 麻叶总黄酮的回收率
Table 2 The recovery rates of total flavonoids fromC.olitorius
麻叶中黄酮的含量/
(mg/mL)
Flavonoid content
芦丁加入量/(mg/mL)
Adding
amount of rutin
测出量/
(mg/mL)
Measured amount
回收率/%
Recovery
rate
均值
Mean value
RSD/%
0.023 3 0.4 0.064 1 102.00 97.42 0.041
0.023 3 0.4 0.061 8 96.25
0.023 3 0.4 0.060 9 94.00
可知,在添加量为0.2~1.0mL时,随着麻叶黄酮
提取物添加量的增加,清除羟自由基的作用在逐渐
减弱。当总黄酮添加量为0.2mL时,其清除率为
8.41%。说明,麻叶黄酮提取物对羟自由基有一定
的清除效果。
由图4可知,在相同添加量下,柠檬酸对羟自由
基的清除效果大于麻叶。麻叶黄酮提取物对羟自由
基的 清 除 率 为 17.34%,柠 檬 酸 的 清 除 率 为
26.75%。
2.3.3 对超氧阴离子(O-2 ·)的清除能力 由图3
还可看出,在总黄酮添加量为0.2~1.0mL时,随
添加量的增加其清除超氧阴离子的作用逐渐增强。
当添加量为1.0mL时,其清除率可达82.98%。说
明,适当增加麻叶黄酮提取物的量有利于提高对超
氧阴离子的清除效果。
图4 不同抗氧化剂对羟自由基及超氧阴离子的清除效果
Fig.4 Elimination effects of different antioxidants on
hydroxyl radical and superoxide anion radical
由图4可看出,在相同添加量下,几种抗氧化剂
对超氧阴离子的清除效果为 VC>柠檬酸>麻叶提
取物,麻叶黄酮提取物对超氧阴离子的清除效果为
3.10%,远小于VC(18.18%)的清除效果。表明,麻
叶提取物对超氧阴离子的清除效果不明显。
3 结论
试验结果表明,采用超声波协同乙醇提取麻叶
黄酮的最优提取条件为温度42℃、料液比1∶35、乙
醇浓度80%、提取时间25min,在此条件下麻叶总
黄酮的提取率为2.577%。麻叶黄酮提取物对羟基
自由基和超氧阴离子自由基具有一定的清除作用。
[参 考 文 献]
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(责任编辑:冯 卫)
·561· 第10期 陈如冰 等 长蒴黄麻总黄酮的提取及其抗氧化性