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罗勒叶黄酮的提取及其清除自由基作用



全 文 :2009年第 3期
第 3期(总第 166期) 农产品加工·学刊 No.3
2009年 3月 Academic Periodical of Farm Products Processing Mar.
文章编号:1671- 9646 ( 2009 ) 03- 0057- 05
收稿日期:2008- 12- 30
基金项目:韩山师范学院青年教师科学基金项目(2007年)。
作者简介:王忠合(1980- ),男,山东人,硕士,讲师,研究方向:食品资源的深加工与活性因子。
E- mial:lukewang1980@163.com。
罗勒,为唇形科植物罗勒属一年生草本植物,学
名 Ocimum basilicum L.,又名毛罗勒、兰香等,其使
用部位为叶和花,具有似茴香、辛香、酒香、草香兼
有的膏香和木香,味带清甜,又有点薄荷味,留香
长[1, 2]。
作为药食兼用植物,罗勒具有疏风行气、发汗解
表、散瘀止痛之功效,用于风寒感冒、头痛、胃腹胀
满、消化不良、月经不调、跌打损伤等症的治疗,外
用于虫蛇咬伤、湿疹、皮肤病等[3, 4]。在广东潮汕地
区,罗勒常作为香辛调味料用于炒制田螺,广为潮汕
民众所喜爱。由于罗勒所含的多酚类及黄酮类物质是
重要的植物次级代谢产物,一般具有抗癌、抗衰老和
抗心血管疾病等功能,其可能的机制是此类物质具有
良好的抗氧化活性、调节氧化还原平衡、调节多种酶
活性、参与细胞信号传递过程等功效。黄酮类化合物
几乎遍布植物体的各组织和器官,如叶、根、木质
部、树皮、花粉、花、浆果和种子等,它们常以游离
态或苷的形式存在,是植物界分布最为广泛的一大类
次生物质。对植物生长、发育、开花、结果,以及抵
御异体生物侵入起着重要作用[4, 5]。因此,开展罗勒
叶的抗氧化性能研究有助于其营养价值评价。
微波提取技术具有穿透力强、加热迅速、受热均
匀、高效节能等特点,是提取活性物质的新技术。本
实验采用微波法从罗勒叶中提取黄酮类抗氧化性成
分,确定提取的最佳工艺参数,并分析提取物的抗氧
化性,为罗勒的深加工提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 材料
将罗勒的叶、花、茎分别粉碎过筛,备用;小白
鼠(昆明种),购于汕头大学医学院。
1.1.2 试剂
硫酸亚铁、过氧化氢、水杨酸、无水乙醇、邻苯
罗勒叶黄酮的提取及其清除自由基作用
王忠合,林泳生
(韩山师范学院 生物系,广东 潮州 521041)
摘要:采用微波法提取罗勒叶中黄酮类物质,并研究提取物清除自由基的作用。通过单因素实验,确定微波功率、
时间、料液比等为罗勒叶黄酮提取的关键影响因素,在此基础上,优化出罗勒叶抗氧化性成分的最佳提取条件。实
验结果表明,罗勒叶中抗氧化物的最佳提取工艺条件为:微波功率 420 W,提取时间 60 s,料液比 1∶40时,提取
液中黄酮的质量浓度达到最大值 1.147 9 mg/mL,提取液对羟自由基的清除率为 61.34%。罗勒叶提取物具有良好的清
除羟自由基的能力,同时对小鼠肝脏自发性脂质过氧化作用和脂质过氧化物具有较好的抑制效果。
关键词:罗勒;黄酮;自由基;抗氧化性
中图分类号:Q599 文献标志码:A
Extraction of Flavonoids From Ocimum Leaf and Its Free
Radical Scavenging Effects
Wang Zhonghe,Lin Yongsheng
(Department of Biology,Hanshan Normal University,Chaozhou,Guangdong 521041,China)
Abstract:The flavooids were extracted from Ocimum leaf by microwave technology,and the role of free radical scavenging
were studied in this paper. Some factors including microwave power, time,material- liquid ratio were chosen as key factors
based on the single factors experiment. The optimal extraction conditions of antioxidant were as followed:the microwave power
is 420 W,time is 60 s,the ratio of material- liquid is 1∶40,and the maximum scavenging ability against hydroxyl radical
reached 61.34%. The extract had good scavenging hydroxyl radical,lipid peroxidation of liver.
Key words:Ocimum;flavone;free radicals;antioxidation
农产品加工·学刊 2009年第 3期
三酚、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、碘化钾、硫代硫酸
钠等,均为分析纯。
1.2 仪器
7200型可见分光光度计,尤尼科(上海) 仪器
有限公司提供;
HH—8型电子恒温水浴锅,江苏省金坛市宏华
仪器厂产品;
KA—1000型台式离心机,上海安亭科学仪器厂
产品;
WD900B型微波炉,格兰仕电器有限公司产品;
KQ—100DV型数控超声波清洗器,江苏省昆山
市超声仪器有限公司提供;
AUW120型电子天平,SHIMADZU(日本) 公司
产品。
1.3 实验方法
1.3.1 提取工艺条件的研究
(1) 微波炉功率对提取物清除羟自由基的影响。
称取 1.0 g罗勒叶,加入 40 mL蒸馏水,分别在微波
炉功率 140,210,280,350,420 W下提取,过滤,
在转速 3 000 r/min下离心 5 min,取上清液,测定提
取物对羟自由基的清除率。
(2) 时间对提取物清除羟自由基的影响。称取
1.0 g罗勒叶,加入 40 mL蒸馏水,在微波炉功率
280 W条件下分别提取 15,30,45,60,75 s,过
滤,在转速 3 000 r/min下离心 5 min,取其上清液,
测定提取物对羟自由基的清除率。
(3) 料液比对提取物清除羟自由基的影响。称取
1.0 g罗勒叶,分别加入 40,60,80,100,120 mL
蒸馏水,在微波炉功率 40 W下微波处理 60 s后提
取,过滤,在转速 3 000 r/min离心 5 min,取其上清
液,测定提取物对羟自由基的清除率。
1.3.2 正交实验法优化罗勒叶提取的最佳工艺参数
在单因素实验的基础上,选取微波功率、微波时
间、料液比 3个因素,采用正交实验优化罗勒叶提取
的最佳工艺参数。
1.3.3 黄酮含量的测定
芦丁标准曲线见图 1。
称取 1.0 g样品,按照 1.3.1的方法处理,离心后
取上清液 3 mL,采用硝酸铝显色法[5]测定提取液中总
黄酮的含量,总黄酮含量计算式为:
总黄酮含量(mg/100 g或 mg/100 mL) =
m1V2
mV1×103
×100.
式中:m1——根据标准曲线求出被测液中的黄酮含
量,μg;
m——试样质量,g;
V1——待测液分取体积,mL;
V2——待测液的总体积,mL。
1.3.4 罗勒叶提取物的抗氧化性研究
(1) 对羟自由基清除率的测定。采用 Fenton 反
应体系[6],取 3支试管,在试管中依次加入 0.5 mL浓
度为 9.1 mmol/L的水杨酸—乙醇溶液、0.5 mL黄酮
提取液、0.5 mL浓度为 9 mmol/L的 Fe2+溶液、3.5 mL
蒸馏水、最后加入 5 mL浓度为 88 mmol/L的 H2O2,
启动 Fenton反应,摇匀后于 510 nm处测定吸光度A1;
取 0.5 mL的蒸馏水代替浓度为 9 mmol/L的 Fe2+溶液
所测得的吸光度为 A2;取 0.5 mL的蒸馏水代替酶解
物所测得的吸光度为 A3。平行测定 3次,取平均值,
按照下式计算提取物对羟自由基的清除率。
羟自由基清除率 P=(1- A1-A2A3
)×100%.
(2) 对小鼠肝脏自氧化的抑制作用。将小鼠禁食
过夜后断头放血处死,迅速取出肝脏组织,置于冷生
理盐水中,冲洗后制成质量分数为 5%的组织匀浆,
每试管匀浆 1.5 mL,加入不同浓度的提取物 (对照
组用生理盐水代替),用生理盐水补充至 2.0 mL,混
匀后于(37±0.5) ℃恒温振荡 1.5 h,加入质量分数
为 20%的三氯乙酸 1.5mL 终止反应。在转速为
3 500 r/min 下离心 10 min,取上清液 2 mL,加入
0.67%硫代巴比妥酸 1.5 mL,95 ℃水浴 15 min,取
出后冷却,于波长 532 nm 测吸光度,平行测定
3次,取平均值,计算抑制率[7]。
(3) 对 Fe2+- H2O2诱导的线粒体脂质过氧化的抑
制作用。将大鼠断头处死,取出肝脏,用生理盐水冲
洗表面残血后,剪碎称质量,用 10倍等渗 PBS缓冲
液制成匀浆。在转速 2 750 r/min下离心 10 min,取
上清液,再以转速 10 600 r/min 离心 10 min,取沉
淀。加入等渗 PBS混匀,以转速 10 600 r/min离心10
min,沉淀制成匀浆,4 ℃贮存备用。每支试管中分
别加入 0.1 mL线粒体,0.3 mL EDTA(1 mmol/L),
0.1 mL H2O2(4 mmol/L),0.3 mL FeSO4(1 mmol/L)
及不同浓度的提取液(对照组用 PBS代替),最后用
PBS补充至 1.5 mL。混匀后,37 ℃温育 1 h,加入
1.5 mL200 g/L的三氯乙酸终止反应。在转速 3 500 r/min
下离心 10 min,取上清液 2 mL,加入质量分数为
Ab
s
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0 100 200 300 400 500 600 700

质量浓度 /μg·mL-1




Y=0.001 5 X+0.009 4,
R2=0.998 7.
图 1 芦丁标准曲线
·58·
2009年第 3期
6.7 g/L的硫代巴比妥酸 (TBA) 1.5 mL,95 ℃水浴
15 min,取出后冷却,于 535 nm测吸光度,平行测定
3次取平均值,计算丙二醛(MDA) 生成抑制率[7~9]。
1.4 数据处理
实验数据平行测定 3次,结果以平均值±标准误
差表示,采用 Stat 6.0分析处理。
2 结果与分析
2.1 罗勒不同部位提取物清除羟自由基的作用
分别称取 1.0 g罗勒的叶、花、茎,按照 1.3.1
的方法采用微波处理,离心后取上清液,测定提取物
对羟自由基的清除率。
罗勒的叶 花 茎提取物清除羟自由基的作用见
图 2。
从图 2可以看出,罗勒叶对羟自由基的清除作用
最大(65.46%),与花、茎的差异显著(p<0.05),这
与已研究报道[2, 10]的其他植物一致,这可能与其中的
黄酮含量有关。
2.2 不同提取方法的研究
采用传统的水浴法[5]与微波法分别处理样品,计
算罗勒叶清除自由基的影响。
不同提取方法对罗勒叶提取物清除羟自由基的影
响见图 3。
从图 3可以看出,微波处理与水浴处理组间存在
显著性差异(p<0.05),这可能是由于微波对提取体
系中某些组分被选择性加热,利用微波穿透力强和加
热迅速的特点,溶解并释放活性物质,同时,微波加
热迅速,对活性物质的破坏较小。微波法提取具有迅
速、节能、高效、产品质量较好等特点,因此实验选
取微波法从罗勒叶中提取抗氧化性成分。
2.3 不同条件对罗勒叶提取物清除羟自由基的影响
2.3.1 料液比对提取物清除羟自由基的影响
在微波炉功率 280 W,微波时间为 60 s的条件
下,研究料液比对提取物清除羟自由基的影响。
料液比对提取物清除羟自由基的影响见图 4。
从图 4中可以看出,随着料液比液量的增大,清
除率逐渐减小,但到达一定程度趋于平缓。液体过大
时,罗勒叶中有效成分被稀释,提取效果不佳;同
时,溶剂用量增加,能耗增高,综合考虑料液比为
1∶40(g∶mL) 左右较适宜。
2.3.2 提取时间对提取物清除羟自由基的影响
在微波功率为 280 W,料液比为 1∶40(g∶mL)
的条件下,研究提取时间对提取物清除羟自由基的影
响。
提取时间对提取物清除羟自由基的影响见图 5。
从图 5可以看出,随着提取时间的延长,提取物
对羟自由基的清除能力增加,这说明提取物中抗氧化
性物质增加,当超过 40 s后这种增加趋势比较迟缓,
在 75 s时达到最大值。这是因为在提取过程中,有
效成分的浓度差是提取的推动力,在提取初期,浓度
差大,提取速率快,清除率增加得快,随着提取时间
的延长,溶剂中有效成分浓度逐渐增大,与固相中的
浓度差逐渐变小,推动力也就变小,所以提取速率减
图 5 提取时间对提取物清除羟自由基的影响
图 2 罗勒的叶 花 茎提取物清除羟自由基的作用



/%
80
70
60
50
40
30
20
10
0
叶 花 茎
65.46
49.1
36.48
图 3 不同提取方法对罗勒叶提取物清除羟自由基的影响



/%
80
70
60
50
40
30
20
10
0
水浴处理
65.46a
54.35b
微波处理
图 4 料液比对提取物清除羟自由基的影响



/%
70
60
50
40
30
20
10
0
料液比 /g∶mL
1∶40 1∶801∶60 1∶100 1∶120



/%
70
60
50
40
30
20
10
0
0 20 40 60 80
提取时间 t/s
▲▲
▲▲

王忠合,等:罗勒叶黄酮的提取及其清除自由基作用 ·59·
农产品加工·学刊 2009年第 3期
缓,直至使提取达到平衡,清除能力也趋于平衡。提
取时间过长也不利于抗氧化性成分的稳定,因此实验
选定提取时间为 60 s。
2.3.3 微波功率对提取物清除羟自由基的影响
在料液比为 1∶40(g∶mL),微波时间为 60 s
的条件下,研究微波炉功率对提取物清除羟自由基的
影响。
微波功率对提取物清除羟自由基的影响见图 6。
从图 6可以看出,随着微波功率的升高,清除率
增大,当达到 350 W时,清除率达到最大值,这是
因功率较高,有利于提取物中抗氧化性物质的提取;
但功率过高时,随着微波处理时间的延长,会加速抗
氧化性物质的氧化速率,从而影响提取物对羟自由基
的清除率,且不利于操作。因此,实验选用微波功率
为 280 W。
2.4 正交实验法确定罗勒叶提取的最佳工艺条件
基于上述单因素实验结果,选取微波功率(A)、
时间(B)、料液比(C) 3个影响因素进行正交试验。
罗勒叶提取工艺参数的正交试验因素与水平设计
见表 1,罗勒叶黄酮提取的正交试验结果见表 2。
由表 2极差分析可知,对于罗勒叶的提取,影响
因素的主次是 B>A>C,时间是主要因素,微波功率
和料液比是次要因素。罗勒叶抗氧化物质提取的最佳
方案为:A3B3C2,即微波功率 420 W,提取时间
60 s,料液比 1∶40,提取液中黄酮的质量浓度达到
最大值 1.147 9 mg/mL,提取液对羟自由基的清除率
为 61.34%。
2.5 罗勒叶提取物的抗氧化活性
2.5.1 对小鼠肝脏自发性脂质过氧化的抑制效果
丙二醛(MDA) 是脂质过氧化的代谢物,可以
反映机体内脂质过氧化的程度[12]。
罗勒叶提取物对小鼠肝脏自发性脂质过氧化的抑
制效果见图 7。
从图 7可以看出,罗勒叶提取物对小鼠肝脏自发
性脂质过氧化作用具有较好的抑制效果。不同浓度的
提取物对小鼠肝脏自氧化的抑制效果不同,随着浓度
的提高,提取物对小鼠肝脏自氧化的抑制效果增加,
这表明罗勒叶提取物具有较好的抗小鼠肝脏脂质过氧
化作用,当提取液中黄酮质量浓度为 106.08 μg/mL
时,其抑制率为 81.62%。
2.5.2 罗勒叶提取物对 Fe2+- H2O2诱导的线粒体脂质
过氧化的抑制作用
Fe2+- H2O2体系是通过 Fenton反应产生·OH的。
罗勒叶提取物对 Fe2+- H2O2诱导的线粒体脂质过
氧化的抑制作用见图 8。
从图 8可以看出,罗勒叶提取物对 Fe2+- H2O2体
系诱导的脂质过氧化有较强的抑制作用。当提取液黄
酮质量浓度为 106.08 μg/mL时,对 Fe2+- H2O2体系诱
导的脂质过氧化的抑制率为 75.86%。这说明罗勒叶
提取物能有效的清除羟自由基,从而抑制了自由基诱
图 7 罗勒叶提取物对小鼠肝脏自发性脂质过氧化的抑制效果
表 1 罗勒叶提取工艺参数的正交试验因素与水平设计
水平
A微波功率
P/W
B提取时间
t/s
C料液比
/g∶mL
1
2
3
140
280
420
40
60
80
1∶60
1∶40
1∶20
表 2 罗勒叶黄酮提取的正交试验结果
因素 A B C
黄酮含量
Y/mg·mL-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2
3
1
3
1
2
0.162 7±0.031 1
0.302 2±0.026 7
0.518 3±0.029 9
0.238 0±0.028 3
0.487 4±0.041 7
0.649 1±0.020 4
0.349 1±0.007 7
0.396 0±0.027 3
1.147 9±0.080 8
K1
K2
K3
0.983 2
1.160 3
1.893 0
0.749 8
1.138 7
2.315 3
1.207 8
1.688 1
1.354 8
最优组合:A3B3C2k1
k2
k3
0.327 7
0.383 8
0.631 0
0.249 9
0.379 6
0.771 8
0.402 6
0.562 7
0.451 6
R 0.303 3 0.521 9 0.160 1
图 6 微波功率对提取物清除羟自由基的影响



/%
70
65
60
55
50
45
40
35
30
0 70 140 210 280 350 420 490
微波功率 P/W


▲▲

Y=0.024 8 X+79.141,
R2=0.939 9.



/%
90
85
80
75
70
65
60
55
50
0 20 40 60 80 100 120
提取物质量浓度 /μg·mL-1
▲ ▲ ▲ ▲
·60·
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(上接第 56页)
图 8 罗勒叶提取物对 Fe2+- H2O2诱导的线粒体脂质过氧化的
抑制作用
Y=0.050 9 X+70.663,
R2=0.985 1.



/%
90
85
80
75
70
65
60
55
50
0 20 40 60 80 100 120
提取物质量浓度 /μg·mL-1
▲▲▲▲
导的脂质过氧化作用。
3 结论
(1) 罗勒叶黄酮提取的最佳工艺参数为:微波功
率 420 W,时间 60 s,料液比为 1∶40时,提取液中
的黄酮质量浓度达到最大值 1.147 9 mg/mL,提取液
对羟自由基的清除率为 61.34%。
(2) 罗勒叶提取物对羟自由基具有较好的清除效
果,对小鼠肝脏自发性脂质过氧化作用和抗脂质过氧
化具有明显的抑制效果。
(3) 罗勒叶提取物具有较强的抗氧化活性,可以
开发为一种高效的、天然的抗氧化剂。
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