全 文 ：火棘果中原花青素的提取及抗氧化作用
张永忠，黄　满，刘　嵩
（武汉科技大学 医学院，湖北 武汉４３００６０）
摘　要：目的：利用超声波辅助提取火棘果原花青素，并对其抗氧化活性进行研究。方法：在单因素试验
基础上，采用正交试验进行优化，确定超声波提取火棘果原花青素的最优条件。通过ＤＰＰＨ和 ＡＢＴＳ
两种方法对火棘果原花青素的抗氧化活性进行测定。结果：火棘果中原花青素较优的提取条件为提取
温度２０℃、超声时间５０ｍｉｎ，超声功率８０Ｗ，在提取２次的条件下，原花青素的得率为１３．９８％。抗氧化
实验显示火棘果原花青素对ＤＰＰＨ自由基、ＡＢＴＳ阳离子自由基具有较强的清除作用。结论：采用超声
波辅助提取火棘果原花青素效率高，损耗小，原花青素得率较高，其较强的抗氧化性能为进一步开发利
用提供了依据。
关键词：火棘果；原花青素；超声提取；抗氧化活性
中图分类号：Ｒ２８４．１；Ｒ２８５．５　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１６７３－２１９７（２０１４）０３－００２６－０３
收稿日期：２０１３－１２－１９
作者简介：张永忠（１９６８－），女，博士，武汉科技大学副教授，研究方向为天然产物和中药的提取及活性。
　　原花青素（Ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ，简称 ＰＣ）是广泛存在于
植物界和食品中的一大类多酚化合物，是近年来不断研究
开发的一种较强的体内活性功能因子。许多研究表明原花
青素是一种很强的天然抗氧化剂，具有抗氧化、抗肿瘤、保
护心血管等多种药理活性。火棘果为蔷薇科植物火棘
（Ｐｙｒａｃａｎｔｈａ　ｆｏｒｔｕｎｅａｎａ（Ｍａｘｉｍ）Ｌｉ）的干燥成熟果实，别
名赤阳子、火把果、救军粮等，在我国储量丰富，且分布较集
中，如湖北省鄂西南及神农架地区，年均产果近５万吨［１］。
火棘果除含有机酸、蛋白质、氨基酸、维生素和多种矿质元
素外，还含有丰富的多酚类物质如原花青素，因此具有很高
的开发利用价值［２－３］。关于超声提取火棘果原花青素尚未见
报道。本文采用正交试验方法对火棘果中原花青素的超声
提取工艺和抗自由基性能进行了研究，为火棘果中原花青
素的进一步利用和开发提供参考。
１　材料与方法
１．１　材料与试剂
成熟火棘果，２０１１年１２月采于本校校园内，

自然干燥
非常有必要的。
本研究预实验过程中，分别考察了甲醇－水、甲醇－冰醋
酸－水和四氢呋喃－甲醇－水－冰醋酸系统，并适当调整比例，采
用等度洗脱，发现在四氢呋喃－甲醇－水－冰醋酸系统中，牡荆
素和样品中的其他成分能够很好地分离，故采用该系统作
为色谱分离条件。文献报道［５－７］牡荆素的检测波长为
２７０ｎｍ或３４０ｎｍ，通过实验证明在以上两种波长下牡荆素
均有最大吸收，但在２７０ｎｍ波长进行检测时发现附近易出
现干扰峰，且调整流动相比例也不能改善，而在３４０ｎｍ下能
较好地达到基线分离，且峰形对称、分离度好，故选择
３４０ｎｍ为检测波长，最终确定“２．１”项下色谱条件用于山楂
叶总黄酮固体自乳化颗粒中牡荆素的含量测定，且该方法
简便、准确、易行，可作为该产品质量控制的方法。
参考文献：
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健康文摘，２０１２，９（７）：１４９－１５０．
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及生脂基因转录表达的影响［Ｊ］．中国中药杂志，２００９，３４
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牡荆素鼠李糖苷、牡荆素、芦丁、金丝桃苷的含量［Ｊ］．中成
药，２０１１，３３（３）：４９４－４９７．
（责任编辑：姜付平）
—６２—
并粉碎过２０目筛备用。原花青素标准品，上海源叶生物科
技有限公司；１，１－二苯基－２－三硝基苯肼（ＤＰＰＨ），２，２－联氮－
二（３－乙基－苯并噻唑－６－磺酸）二铵盐（ＡＢＴＳ），Ｓｉｇｍａ公司；
乙醇、硫酸铁铵、过硫酸钾、甲醇、正丁醇、丙酮、盐酸均为分
析纯。
１．２　仪器与设备
ＴＵ－１９００双光束紫外可见光分光光度计（北京普析通
用仪器有限责任公司），梅特勒－托利多电子天平（梅特勒－托
利多仪器有限公司），ＳＨＺ－Ⅲ型循环水式真空泵（巩义市英
峪予华仪器厂），数显恒温水浴锅 ＨＨ－６（国华电器有限公
司），ＫＱ－２００ＫＤＥ型高功率数控超声波清洗器（昆山市超声
波仪器有限公司）。
１．３　实验方法
１．３．１　火棘果原花青素提取方法试验　称取２ｇ火棘果
皮肉粉３份，置入１００ｍＬ带塞锥形瓶中，根据原花青素一般
的提取条件，采用５０％乙醇提取、提取液ｐＨ为３、料液比为
１∶１０［４］，分别在不同条件下进行超声提取，将提取液抽滤
后离心，得到上清液，按原花青素测定方法在５５０ｎｍ处测定
其吸光度，根据标准曲线计算出各条件下的原花青素含量，
换算出原花青素的提取率。分别对提取温度、时间和超声
功率进行单因素试验。在单因素试验的基础上，以提取温
度、时间和超声功率设计Ｌ９（３）４ 正交试验（见表１），探讨最
佳提取工艺。每次试验均重复３次。
表１　正交试验的因素和水平
水平
因素
Ａ提取温度（℃）Ｂ提取时间（ｍｉｎ） Ｃ超声功率（Ｗ）
１　 ２０　 １５　 ６０
２　 ３０　 ３０　 ７０
３　 ４０　 ５０　 ８０
１．３．２　原花青素标准曲线的绘制　精密称取原花青素对
照品１０ｍｇ，用无水乙醇溶解并定容至１０ｍＬ备用。用无水
乙醇稀释原花青素标准液，制成浓度为０、０．０５、０．１０、０．１５、
０．２０、０．２５ｍｇ／ｍＬ的标准系列使用液。分别吸取上述标准
系列使用液各１ｍＬ置于６支１０ｍＬ具塞比色管中，然后加
入６．０ｍＬ正丁醇／盐酸溶液（９５／５，ｖ／ｖ）和０．２ｍＬ　２％硫酸
铁铵溶液（临用时配），摇匀后，于９５℃中加热４０ｍｉｎ，然后
迅速冷却，在５５０ｎｍ处测定吸光度。线性回归分析得原花
青素浓度（Ｙ，ｍｇ／ｍＬ）与吸光度（Ｘ）的回归方程式为：Ｙ＝
２．８９１４Ｘ＋０．０１１６，相关系数Ｒ２＝０．９９８０。结果表明，原花
青素在５０～２５０μｇ／ｍＬ范围内呈良好的线性关系。
１．３．３　抗氧化活性实验　①ＤＰＰＨ·清除能力测定。分
别取不同浓度的火棘果原花青素提取样品０．４ｍＬ，加入３．６
ｍＬ０．２ｍＭＤＰＰＨ于同一具塞试管中，用力震荡后黑暗处放
置３０ｍｉｎ，于５１７ｎｍ下测量吸光度。ＢＨＴ作为阳性对照，
平行测定３次，计算清除率：清除率（％）＝［（Ａ１－Ａ２）／Ａ１］
×１００％。其中，Ａ１为ＤＰＰＨ溶液３．６ｍＬ＋无水乙醇０．４ｍＬ
的吸光度，Ａ２ 为ＤＰＰＨ溶液３．６ｍＬ＋样品溶液０．４ｍＬ的
吸光度。②ＡＢＴＳ＋·清除能力测定。参照文献方法进
行［５］，取０．０１５６ｇＡＢＴＳ与０．００２６ｇ过硫酸钾混合溶于４ｍＬ
蒸馏水中，黑暗处放置１６ｈ后，形成ＡＢＴＳ＋·储备液。使
用前用８０％乙醇稀释大约７０倍，在７３４ｎｍ下检测，使吸光
度为（０．７００±０．００５），即得到ＡＢＴＳ＋·工作液。取０．３ｍＬ
不同浓度样品液加入２．７ｍＬＡＢＴＳ工作液，混匀后室温反
应３０ｍｉｎ，在７３４ｎｍ下测量吸光度。ＢＨＴ作为阳性对照，
平行测定３次，计算清除率：清除率（％）＝［（Ａ１－Ａ２）／Ａ１］
×１００％。其中：Ａ１为ＡＢＴＳ溶液２．７ｍＬ＋８０％乙醇０．３ｍＬ
的吸光度，Ａ２ 为 ＡＢＴＳ溶液２．７ｍＬ＋样品溶液０．３ｍＬ的
吸光度。
２　结果与分析
２．１　单因素试验
考察了提取时间、温度和超声功率对原花青素提取率
的影响，以确定最佳工艺条件，结果见图１、图２及图３。
图１　提取时间对提取率的影响
由图１可知，当提取时间为１５～３０ｍｉｎ时原花青素得
率随着时间增加而提高，然而３０ｍｉｎ后，随时间的延长原花
青素得率逐渐下降。分析其原因，是由于溶出的原花青素
不稳定，在溶液中长时间受热以及光照的增加而发生氧化
降解，从而降低原花青素的含量［６］。所以，较适的提取时间
选择３０ｍｉｎ左右为最佳。
图２　温度对原花青素提取率的影响
由图２可知，当提取温度低于３０℃时，原花青素得率会
随着温度的升高而增加，当提取温度高于３０℃时，原花青素
得率呈下降趋势。这是因为其不耐高温，当温度过高时，原
花青素会发生降解导致其得率降低［７］。综合考虑，提取温
度不宜过高，３０℃左右时，提取效果最好。
图３　提取功率对原花青素提取率的影响
由图３可知，当超声波功率为６０～７０Ｗ时，随着功率的
增加，原花青素的得率逐渐升高，而当超声波功率继续增加
—７２—
到８０～１００Ｗ 时，原花青素的得率不再增大反而逐渐降低。
这是因为当功率达到７０Ｗ 时，植物细胞可能已完全破碎，
而当继续增大功率，就会由于超声强度增大，导致提取液温
度升高，温度升高容易造成原花青素受热降解，并且高温下
固体原料本身会起化学变化，使杂质过多［８］，所以超声波功
率７０Ｗ左右较为合适。
２．２　正交试验
正交试验结果见表２。
表２　正交试验结果
试验号
因素
Ａ温度（℃）Ｂ时间（ｍｉｎ） Ｃ功率（Ｗ）
原花青素得率（％）
１
２
３
４
５
６
７
８
９
Ｋ１
Ｋ２
Ｋ３
Ｒ
２０（１）
２０（１）
２０（１）
３０（２）
３０（２）
３０（２）
４０（３）
４０（３）
４０（３）
１１．６８
１１．９７
１０．５９
１．３８
１５（１）
３０（２）
５０（３）
１５（１）
３０（２）
５０（３）
１５（１）
３０（２）
５０（３）
９．２８
１１．６５
１３．３１
４．０３
６０（１）
７０（２）
８０（３）
７０（２）
８０（３）
６０（１）
８０（３）
６０（１）
７０（２）
１０．６１
１１．４５
１２．１７
１．５６
８．７４
１２．３２
１３．９８
９．５２
１２．９６
１３．４２
９．５８
９．６７
１２．５２
　　由表２可知，三个因素中，对火棘果原花青素提取效果
影响的主次顺序为Ｂ＞Ｃ＞Ａ，火棘果中原花青素提取最佳
因素组合为Ａ１Ｂ３Ｃ３，即选择提取温度为２０℃，提取时间为
５０ｍｉｎ，提取功率为８０Ｗ时，可以得到较高的提取率。
２．３　体外抗氧化活性实验结果
２．３．１　火棘果原花青素对ＤＰＰＨ·的抑制作用　火棘
果原花青素对ＤＰＰＨ·的抑制作用见图４。由图４可知，火
棘果原花青素在０．１～０．５ｍｇ／ｍＬ的浓度范围内，对ＤＰＰＨ
·的清除率与浓度呈正相关。当浓度为０．５ｍｇ／ｍＬ时，清
除率为７４．６４％，但相对于ＢＨＴ，其对ＤＰＰＨ·的清除能力
略低。
图４　火棘果原花青素对ＤＰＰＨ的抑制作用
２．３．２　火棘果原花青素对ＡＢＴＳ＋·清除作用　火棘果
原花青素对ＡＢＴＳ＋·清除作用结果，见图５。由图５可知，
在０．０１～０．３ｍｇ／ｍＬ 浓度范围内，火棘果原花青素对
ＡＢＴＳ＋·的清除率随浓度增加而增加，当原花青素浓度为
０．３ｍｇ／ｍＬ时，清除率为７１．８６％，但在同等浓度下，ＢＨＴ
对ＡＢＴＳ＋·的清除率要比原花青素高。
图５　火棘果原花青素对ＡＢＴＳ＋·清除作用
３　结论
经过单因素试验和正交试验优化，在ｐＨ＝３、乙醇浓度
５０％、料液比为１∶１０的条件下，火棘果原花青素提取的最
佳条件为提取时间５０ｍｉｎ、提取温度２０℃、超声波功率
８０Ｗ，提取２次可以达到较优的提取效果，原花青素的提取
率可达１３．９８％，超声波辅助提取原花青素较之传统的加热
回流法，效率高，损耗小，原花青素得率较高［９］。
通过对火棘果中提取的原花青素抗氧化作用研究显
示，火棘果原花青素对ＤＰＰＨ自由基和ＡＢＴＳ自由基具有
较强的抑制作用。因此，火棘果原花青素可以作为一种天
然抗氧化剂，广泛应用于食品、化妆品、保健品和医药领域。
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（责任编辑：姜付平）
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