全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2014, 50 (4): 382~388　　doi: 10.13592/j.cnki.ppj.2013.0422382
收稿 2013-11-15　　修定 2014-03-03
资助 国家公益性行业(农业)科研专项(201203004)。
* 通讯作者(E-mail: haolizhen_1960@163.com; Tel: 0471-
4318467)。
薤白总皂苷的抗氧化活性
关峰1, 张凤兰1, 郝丽珍1,*, 石博1, 杨忠仁1, 布仁吉雅2
1内蒙古农业大学农学院, 内蒙古自治区野生特有蔬菜种质资源与种质创新重点实验室, 呼和浩特010019; 2鄂托克前旗草原
工作站, 内蒙古鄂尔多斯016200
摘要: 以薤白叶片和鳞茎为材料, 测定了一年生、二年生和三年生总皂苷不同浓度下(50、100、200、400、800 μg·mL-1)的
还原力和抗亚油酸脂质体氧化能力, 以及对DPPH (二苯代苦味酰基)、O2¯·、·OH的清除力, 综合评价薤白总皂苷的体外抗
氧化活性。结果表明, 薤白叶片和鳞茎中的总皂苷随着浓度的增加, 其抗氧化能力呈逐渐增强的趋势, 对DPPH、O2¯·和·OH
的清除作用分别达77.30%、95.95%和91.96%, 相同浓度下对O2¯·的清除能力要强于抗坏血酸, 但还原能力低于抗坏血酸, 在
浓度为800 μg·mL-1 72 h时, 叶片和鳞茎总皂苷的抗亚油酸脂质体氧化能力均达到最大; 薤白叶片的总皂苷在一定浓度下抗
氧化能力要强于鳞茎。薤白叶片和鳞茎可作为天然抗氧化剂原料来源。
关键词: 薤白; 皂苷; 抗氧化能力
Antioxidant Activity of Total Spanion of Allium macrostemon
GUAN Feng1, ZHANG Feng-Lan1, HAO Li-Zhen1,*, SHI Bo1, YANG Zhong-Ren1, Burenjiya2
1College of Agronomy, Inner Mongolia Agricultural University, Inner Mongolia Autonomous Region Key Laboratory of Wild
Peculiar Vegetable Germplasm Resource and Germplasm Enhancement, Huhhot 010019, China; 2Grass Supervase Depart-
ment of ETuoK Front Banner, Erdos, Inner Mongolia 016200, China
Abstract: The DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl), O2¯· , ·OH, reducing power and inhibition of linoleic acid
peroxidation of annual, biennal and three-year leaves and bulbs of total spaonion in Allium macrostemon under
different concentrations (50, 100, 200, 400, 800 μg·mL-1) were determined by various antioxidant assays, so the in
vitro antioxidant activities of A. macrostemon was evaluated. The results showed that the antioxidant capacity of
total spaonion of A. macrostemon increased with the increase of concentration; the scavenging activities against
DPPH, O2¯· and ·OH were 77.30%, 95.95% and 91.96%, respectively; the scavenging capacity for O2¯· was higher
than AsA under the same concentration, but the reducing power was lower than AsA; at the concentration of 800
μg·mL-1 at 72 h, the inhibition of linoleic acid peroxidation was the strongest at a given concentration. The
antioxidant capacities of total spaonion in A. macrostemon leaves were higher than that in bulbs under a certain
concentrations. The leaves and bulbs of A. macrostemon would be a good material as natural antioxidant.
Key words: Allium macrostemon; spaonion; antioxidant capacity
薤白(Allium macrostemon)为百合科(Liliaceae)
葱属多年生草本植物, 别名小根蒜、山蒜、苦蒜,
广泛分布于湖北、东北、河北、广西、江苏、内
蒙、日本等地。薤白的地上及地下部分均可食用,
且具有理气、宽胸、通阳、散结之功效, 中医长
期用于治疗泻痢后重、肺气喘急、胸闷刺痛等疾
病(中药辞海编审组1997), 是一种具有较高开发利
用价值的药食兼用植物。薤白的极性成分中含有
薤白皂苷A~I、B1、E3、F6等10多种甾体皂苷(彭
军鹏1992), 以及腺苷、胸苷等含氮化合物(彭军鹏
等1995)。皂苷是天然产物中的一类重要化学成
分, 大多具有一定的生理活性。据报道, 薤白皂苷
A、E、F对ADP (二磷酸腺苷)诱导的血小板聚集
显示了强大的抑制作用, 同时薤白的皂苷对促癌
物TPA (12-O-teteradecanoylphorbol-13-acetate)所致
的HELA (海拉)细胞磷脂合成增加也有抑制作用
(姜勇等1998)。目前, 薤白提取物制成的脉净胶囊
(成分为甾体皂苷、含硫化合物)已用于临床治疗
高血脂症、预防动脉粥样硬化斑块的形成。
研究报告 Original Papers
关峰等: 薤白总皂苷的抗氧化活性 383
前人对薤白总皂苷的研究主要集中在药理活
性方面, 至今未见薤白总皂苷抗氧化的相关报道,
且多以其鳞茎为研究对象, 但做为可食用的重要
产品器官——叶片的研究也未见报道。本文以一
年生、二年生和三年生的薤白叶片和鳞茎为原料,
利用超声波辅助萃取法提取总皂苷, 并测定不同
浓度下总皂苷的还原力和抗亚油酸脂质体氧化能
力, 及对多种自由基的清除力, 综合评估其抗氧化
能力, 以期为薤白的深度开发利用, 特别是天然抗
氧化功能食品的研制提供理论基础。
材料与方法
1 试验材料
以内蒙古农业大学试验田的一、二、三年生
薤白(Allium macrostemon Bunge.)鳞茎和叶片的阴
干样为原料。采用超声波辅助萃取法提取总皂苷
(Li等2008), 然后将其制备成50、100、200、
400、800 μg·mL-1浓度梯度的总皂苷处理液。以
相同浓度的抗坏血酸(ascorbic acid, AsA)为阳性
对照。
2 测定指标及方法
二苯代苦味酰基(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl,
DPPH)清除能力的测定参照Tadolino等(2000)的方
法, 超氧阴离子自由基(O2¯· )清除能力的测定参照
Beauchamp和Fridovichet (1971)方法, 羟基自由基
( ·OH)清除能力的测定参照Fenton反应的方法
(Kurowska等2002), 还原力的测定参照Yen和Chen
(1995)的方法; 抗亚油酸脂质体氧化的测定参照Yi
等(1997)和张尔贤等(1996)的方法, 将不同浓度的
总皂苷溶液分别放入试管中, 加入亚油酸、磷酸
缓冲液、无离子水后, 将反应液放入电热培养箱
中, 每隔12 h取样, 加入乙醇、硫氰酸铵、氯化亚
铁/盐酸混合液, 测定其吸光度, 共取样7次。
DPPH清除率(%)=(A0–A1)/A0×100%, 式中样品
吸光值A 1, 空白吸光值为A 0。O 2¯·清除率 (%)=
(A–A1)/A×100%, 式中以不照光的试液吸光度记为
A, 样液的吸光度为A1。·OH清除率(%)=(A2–A1)/
(A0–A1)×100%, 式中未损伤管吸光度记为A0, 损伤
管吸光度记为A1, 样品试管吸光度记为A2。
3 数据处理
采用SAS 9.0对数据进行One-way ANOVA方
差分析, 样品间的差异显著性采用Duncan检验;
Microsoft Excel 2003软件制图。
实验结果
1 薤白总皂苷对DPPH的清除效果分析
由图1可知, 随着薤白总皂苷浓度的增加, 一
年生、二年生和三年生薤白鳞茎和叶片的总皂苷
图1 薤白总皂苷对DPPH的清除效果
Fig.1 DPPH scavenging activity of total spaonion of A. macrostemon
各柱形上不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。下图同。
植物生理学报384
对DPPH清除作用增强, 但其清除率要小于抗坏血
酸。当浓度小于100 μg·mL-1时清除作用较弱且增
加幅度较小, 其清除率低于36.53%; 当浓度增加到
200 μg·mL-1时其清除作用大幅增加, 当浓度增加到
400 μg·mL-1后, 其清除作用增加幅度较小, 且与浓
度为800 μg·mL-1时清除率无显著差异, 清除率可达
77.30%。
当皂苷浓度低于100 μg·mL-1, 一年生、二年
生叶片在同一浓度下总皂苷的清除率高于鳞茎,
且以一年生叶片的总皂苷的清除能力最强; 当皂
苷浓度高于200 μg·mL-1, 相同年份同一浓度叶片总
皂苷的清除率与鳞茎的基本相同。
2 薤白总皂苷对O2¯·的清除效果分析
由图2可知, 随着薤白总皂苷浓度的增加, 一
年生、二年生、三年生薤白叶片和鳞茎总皂苷对
O2¯·的清除作用增强, 且在相同浓度下薤白叶片以及
三年生的鳞茎的清除能力要强于抗坏血酸的清除
能力。当叶片总皂苷浓度小于400 μg·mL-1和二年生
鳞茎浓度为800 μg·mL-1, 其清除作用增加幅度较
大, 清除率最高可达92.07%, 明显高于抗坏血酸的
62.36%; 一年生和二年生薤白鳞茎总皂苷对O2·ˉ的
清除作用较弱, 低于同浓度下的抗坏血酸的清除能
力, 且随浓度的增加其增加幅度也较小, 但二年生
鳞茎在浓度为800 μg·mL-1增幅较大, 与其他浓度下
清除率差异显著(P<0.05), 最大清除率为87.06%。
除二年生薤白鳞茎的总皂苷在浓度为800
μg·mL-1对O2¯·的清除率高于相同年限同一浓度的叶
片外, 其余各年限各浓度的清除率均小于叶片。
3 薤白总皂苷对·OH的清除效果分析
由图3可知, 在薤白总皂苷浓度为50 μg·mL-1
时, 三年生叶片和鳞茎的总皂苷对·OH的清除率分
别已达78.34%和69.90%, 显著高于同浓度下的抗
坏血酸, 但随浓度的增加, 其对·OH的清除作用差
异不显著(P<0.05), 且与抗坏血酸的清除作用差异
也不显著。在浓度低于100 μg·mL-1时, 一、二年生
叶片和鳞茎的总皂苷对·OH的清除率随浓度的增
加而增加, 且小于抗坏血酸对·OH的清除率。当浓
度大于200 μg·mL-1时, 其对·OH的清除率随浓度的
增加, 与总皂苷浓度为400和800 μg·mL-1时清除率
差异不显著(P<0.05), 且叶片总皂苷对·OH的清除
率低于抗坏血酸, 鳞茎总皂苷对·OH的清除率与抗
坏血酸无显著差异。
4 薤白总皂苷还原力的效果分析
由图4可知, 随着薤白总皂苷浓度的增加, 一
年生、二年生、三年生薤白还原力增强, 但低于
同浓度下的抗坏血酸还原力, 二年生鳞茎在浓度
为800 μg·mL-1增幅较大, 与其他浓度下清除率差异
显著(P<0.05)。当总皂苷浓度低于100 μg·mL-1时,
图2 薤白总皂苷对超氧阴离子自由基的清除效果
Fig.2 Superoxide anion radical scavenging activity of total saponion of A. macrostemon
关峰等: 薤白总皂苷的抗氧化活性 385
同一浓度下的薤白叶片和鳞茎还原力无差异显
著。当浓度低于400 μg·mL-1时, 随着总皂苷浓度的
增加, 薤白总皂苷的还原力较弱, 且不同浓度下清
除率有显著差异。当浓度达800 μg·mL-1时, 还原力
显著增强, 且一年生、三年生鳞茎和叶片间的还
原力无差异显著。相同浓度下的薤白总皂苷还原
力显著低于抗坏血酸。
5 薤白总皂苷抗亚油酸脂质体氧化能力的效果分析
由表1可知, 随着处理时间的延长, 一年生、
二年生、三年生薤白抗亚油酸脂质体氧化能力呈
先升高后降低的趋势; 在12~72 h之间呈上升趋势,
且增幅较大; 72 h时达到峰值; 在72~84 h时逐渐降
图3 薤白总皂苷对羟基自由基的清除效果
Fig.3 Hydroxyl radical scavenging activity of total spaonion of A. macrostemon
图4 薤白总皂苷对还原力的影响效果
Fig.4 Reducing power of total spaonion of A. macrostemon
植物生理学报386
表1 薤白总皂苷抗亚油酸脂质体氧化能力
Table 1 The antioxidant ability of total spaonion of A. macrostemon for linoleic acid
年限 时间/h
总皂苷浓度/μg·mL-1
50 100 200 400 800
一年生叶片 12 0.126±0.032cA 0.138±0.015dA 0.180±0.019dA 0.184±0.054dA 0.259±0.008dA
24 0.296±0.037bA 0.224±0.008cB 0.183±0.023dA 0.264±0.031cA 0.271±0.059dAB
36 0.299±0.005bA 0.219±0.022cA 0.201±0.003dAB 0.266±0.003cA 0.242±0.003dA
48 0.364±0.019abA 0.215±0.014cAB 0.344±0.003bA 0.356±0.011bBC 0.395±0.009bAB
60 0.355±0.003abA 0.309±0.011bB 0.327±0.002bcAB 0.368±0.015bA 0.368±0.007bcA
72 0.376±0.019aA 0.385±0.006aB 0.527±0.039aA 0.584±0.023aA 0.626±0.055aA
84 0.301±0.011bB 0.283±0.029bAB 0.272±0.012cA 0.309±0.017bcA 0.279±0.019cdA
二年生叶片 12 0.104±0.009dA 0.103±0.003dB 0.122±0.035dB 0.148±0.033dA 0.239±0.003cA
24 0.252±0.042cA 0.237±0.010cB 0.191±0.002cdA 0.203±0.006cdA 0.249±0.063cAB
36 0.271±0.013bcA 0.201±0.009cA 0.275±0.009bA 0.237±0.011cB 0.228±0.006cA
48 0.349±0.017aABC 0.204±0.011cB 0.328±0.007bA 0.333±0.008bC 0.391±0.001bAB
60 0.337±0.015abA 0.355±0.031bA 0.332±0.008bAB 0.363±0.012bAB 0.390±0.013bA
72 0.326±0.010abB 0.461±0.010aA 0.577±0.013aA 0.496±0.012aC 0.645±0.042aA
84 0.321±0.021abB 0.356±0.015bA 0.202±0.026cBC 0.224±0.031cB 0.209±0.009cAB
三年生叶片 12 0.117±0.009aA 0.135±0.021eA 0.132±0.005cAB 0.128±0.033eA 0.269±0.011cA
24 0.225±0.052aA 0.264±0.009cdA 0.182±0.013cA 0.271±0.026cA 0.181±0.029dB
36 0.266±0.011aA 0.234±0.012dA 0.196±0.046cB 0.249±0.012cdAB 0.217±0.009cdA
48 0.263±0.019aBC 0.254±0.015dAB 0.343±0.001bA 0.359±0.002bA 0.365±0.005bBC
60 0.287±0.047aA 0.393±0.009bA 0.301±0.019bB 0.372±0.001bBC 0.360±0.039bcA
72 0.318±0.004aB 0.492±0.011aA 0.575±0.023aA 0.524±0.016aA 0.622±0.017aA
84 0.293±0.005aB 0.305±0.016cAB 0.192±0.011cBC 0.204±0.025dB 0.201±0.038cdAB
一年生鳞茎 12 0.116±0.011dA 0.131±0.014eA 0.108±0.022dB 0.184±0.054dA 0.306±0.003cdA
24 0.223±0.047cA 0.172±0.001dC 0.225±0.025cA 0.264±0.031cA 0.348±0.002bcA
36 0.272±0.010bcA 0.251±0.023cA 0.273±0.011cA 0.266±0.003cAB 0.225±0.013deA
48 0.331±0.028abABC 0.243±0.005cA 0.335±0.012bA 0.356±0.011bBC 0.402±0.018bA
60 0.329±0.023abA 0.352±0.003bAB 0.345±0.021bAB 0.368±0.015bA 0.376±0.012bcA
72 0.384±0.003aA 0.464±0.012aA 0.585±0.031aA 0.584±0.023aBC 0.628±0.059aA
84 0.374±0.04aA 0.321±0.019bAB 0.237±0.002cAB 0.309±0.017bcB 0.215±0.035eAB
二年生鳞茎 12 0.108±0.007dA 0.136±0.018dA 0.147±0.023dAB 0.186±0.017dA 0.237±0.043cdA
24 0.248±0.018cA 0.194±0.002cC 0.202±0.026cdA 0.213±0.036cdA 0.199±0.012dB
36 0.264±0.014cA 0.248±0.008bA 0.264±0.024bcAB 0.253±0.005cAB 0.198±0.017dA
48 0.356±0.015bAB 0.262±0.006bA 0.332±0.025bA 0.381±0.012bAB 0.345±0.011bC
60 0.321±0.011bA 0.368±0.012aA 0.334±0.021bAB 0.373±0.016bA 0.313±0.019cA
72 0.394±0.004aA 0.403±0.005aB 0.529±0.024aA 0.553±0.011aAB 0.592±0.049aA
84 0.395±0.013aA 0.281±0.022bB 0.179±0.014dC 0.226±0.021cB 0.206±0.015dAB
三年生鳞茎 12 0.102±0.018cA 0.135±0.021deA 0.144±0.008dAB 0.157±0.014eA 0.211±0.036cdA
24 0.199±0.061bcA 0.264±0.011eC 0.175±0.078cA 0.216±0.033dA 0.274±0.004cdAB
36 0.251±0.003bA 0.234±0.003cdA 0.203±0.016cAB 0.209±0.003dC 0.238±0.028cdA
48 0.254±0.057bC 0.254±0.013eAB 0.366±0.007bA 0.394±0.005bA 0.394±0.005bAB
60 0.301±0.031abA 0.393±0.029bA 0.376±0.023bA 0.311±0.015cC 0.338±0.032bcA
72 0.396±0.032aA 0.492±0.008aA 0.618±0.024aA 0.558±0.003aAB 0.648±0.051aA
84 0.374±0.007aA 0.305±0.028cAB 0.196±0.024cBC 0.224±0.012dB 0.193±0.016cdB
　　不同小写字母表示在0.05水平上同一部位同一生长期同一浓度不同时间的数据之间差异显著(即每一列12~84 h的连续7个数据之间
进行比较), 大写字母表示在0.05水平上不同部位不同生长期同一浓度同一时间的数据之间差异显著(即每一列中同一时间的6个数据之间
进行比较)。
低。随着总皂苷浓度的升高, 72 h的抗氧化能力峰
值也呈上升趋势, 并在800 μg·mL-1时达到最大值。
在总皂苷浓度为50 μg·mL-1时, 12~60 h之间,
叶片的抗氧化能力高于鳞茎, 在72~84 h之间, 鳞茎
关峰等: 薤白总皂苷的抗氧化活性 387
总皂苷的抗氧化能力高于叶片; 在总皂苷浓度为
100~200 μg·mL-1时, 12~72 h之间, 鳞茎总皂苷的抗
氧化能力高于叶片, 在84 h时, 叶片总皂苷的抗氧
化能力高于鳞茎; 在总皂苷浓度为400 μg·mL-1时,
除48 h外, 鳞茎的抗氧化能力高于叶片, 其余均要低
于叶片的抗氧化能力; 在总皂苷浓度为800 μg·mL-1
时, 鳞茎和叶片的抗氧化能力无显著差异。
讨　　论
自由基是机体氧化反应中产生的有害物质,
具有强氧化性, 可引起脂质过氧化反应, 产生脂质
过氧化物。体内自由基过多, 可引起蛋白质、核
酸等变性, 导致细胞和组织器官损伤, 诱发各种疾
病, 并加速机体衰老(郭少英等2011)。如O2¯·能够引
起生物大分子的破坏, 诱发膜脂过氧化, 降低脂质
流动性, 是生物体衰老和许多疾病产生的重要原
因。·OH是一种毒性很大的活性氧, 对人体内DNA
有破坏作用。现在医学研究证明, 很多疾病如组
织器官老化等都与过剩的自由基有关(刘运荣和胡
建华2005)。凡能直接或间接地有助于减轻或修复
自由基损伤的物质都称之为抗氧化剂(scavenger)
(方允中等2003), 其可以维持身体正常运转和健康
状态, 以抵御各种自由基对组织的伤害。除了抗
坏血酸、维生素E与其他外源性抗氧化剂外, 植物
化合物中的很多成分也可作为抗氧化剂来使用。
皂苷类作为一种天然抗氧化活性成分已越来越受
到人们的关注(陈会良等2006)。本试验通过体外
抗氧化发现薤白叶片和鳞茎中的总皂苷随着浓度
的增加 , 其抗氧化能力呈逐渐增强的趋势 , 对
DPPH、O2¯·和·OH的清除作用最高可达77.30%、
95.95%和91.96%, 相同浓度下对O2¯·的清除能力要
强于抗坏血酸, 但还原能力低于抗坏血酸, 在浓度
为800 μg·mL-1 72 h时, 叶片和鳞茎总皂苷的抗亚油
酸脂质体氧化的能力均达到最大。薤白总皂苷的
抗氧化能力要强于新疆苹果、栀子、橙汁, 其中
新疆野苹果对·OH和O2¯·的清除率分别为29%和45%
(冯涛等2008), 栀子总皂苷对·OH的清除率约为
80%, 对O2¯·的清除率约为45% (苏伟等2009)。橙汁
对·OH的清除率为47.60%~88.62%之间, 对DPPH的
清除率为50%以上(朱玉昌2006)。薤白总皂苷的
抗氧化能力与油茶抗氧化能力相近, 其对O2¯·的清
除率为97.68% (吕晓玲等2005)。李向红等(1995)
通过大鼠体内抗氧化试验也发现薤白原汁可以显
著抑制大鼠血清过氧化脂质形成, 且对该大鼠的
血清SOD、CAT和T淋巴细胞有明显保护作用。
说明薤白全株均有较好的抗氧化能力, 可做天然
抗氧化剂的原料来源。
彭军鹏等(1993)发现薤白皂苷对血小板的聚
集有强烈的抑制作用, 如薤白苷戊和薤白皂苷对
血小板的聚集抑制率与其剂量呈线性关系。从薤
白中分离得到的皂苷类成分对NCI-H460 (非小细
胞肺癌)、SF-268 (神经胶质瘤)、MCF-7 (乳腺癌)
以及HepG2 (肝癌)、HepG2-R (肝癌耐药株)等多种
人体肿瘤细胞和正常细胞293 (人胚肾)有一定的毒
性作用, 并发现甾体皂苷类化合物在25 μg·mL-1浓
度下可以显著抑制NCI-H460和SF-268肿瘤细胞的
生长(陈海峰等2005)。
综上所述, 薤白具有较强的抗氧化能力, 可以
抑制血小板的聚集, 同时对肿瘤的生长具有显著
抑制作用。可见薤白是一种集多种保健功能于一
体的药食同源植物。
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