全 文 ：第 24 卷　第 2 期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2004年　4 月
Vol.24　No.2　　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH April 　2004
环境影响因子对玉米芽中辅酶 Q10含量的影响
吕　欣1　庞海河2　史　权2 , 3　薛艳华2 , 3　唐中华2　付玉杰2
(1.辽宁石化职业技术学院应用化学系 , 锦州　112100)
(2.东北林业大学 , 哈尔滨　150040)
(3.佳木斯大学 , 佳木斯　154001)
摘　要　探讨了玉米芽中影响辅酶 Q10含量的环境因子以及辅酶 Q10的提取新方法。结果表明:
光和水环境因子影响较大 ,在受到水或光因子胁迫时 ,玉米芽中辅酶 Q10有较明显的增长趋势;玉
米芽中辅酶 Q10的初步提取方法为采用 70%乙醇同鲜活玉米芽混合进行鲜磨匀浆萃取 ,固液分离
后残渣再用氯仿超声提取 3 次为最佳提取方法。
关键词　玉米;辅酶 Q10;鲜磨匀浆萃取;超声提取
The effect of environmental factors on the content of
coenzyme Q10 in the maize bud
L Xin1　PANG Hai-He2　SHI Quan2 , 3　XUE Yan-Hua2 ,3　TANG Zhong-Hua2　FU Yu-Jie2
(1.Liaoning institue of petrochemical professional technology , department of applied chemistry , Jinzhou　112100)
(2.Northeast forest university , Harbin　150040)
(3.jiamus university , Jiamus　154001)
Abstract　Observing the environmental factors on the content and the new ex tracting method of
coenzyme Q10 in the maize bud , the results show that:the content of coenzyme Q10 in the course of
sprouting of the maize impacted on light and w ater environmental factors has mo re obvious g row th
t rends.The best ext racting method of coenzyme Q10 in the maize bud w as mixing 70%ethanol with
alive maize bud to f resh milling homogenate ext raction , separated , and then the residue was ex t racted
3 times w ith the chloroform by ult rasound
Key Words　Maize;Coenzyme Q10;fresh milling homogenate ext raction;ultrasound ex tract
玉米(Zea mays L.)又称玉蜀黍 、包谷 、玉茭 、珍
珠米 、苞米等等 。玉米作为一种主要的粮食作物 ,除
其营养丰富外 ,还具有一定的药用价值[ 1] ;玉米根和
玉米芽中除含有玉米油 、维生素 E 等尚含有辅酶
Q10
[ 2～ 4] ,近年来的研究表明辅酶 Q10在光过敏症 、色
素沉着症等皮肤病中的应用 ,特别是在抗辐射 、5α-
还原酶抑制作用中得到广泛应用 ,主要用于抗皱 、抗
衰老 、清除自由基的化妆品中[ 5 ～ 7] 。目前市场上流
通的辅酶 Q10中间体主要为茄尼醇经人工半合成获
得 ,而天然辅酶Q10的侧链结构为反式 ,易于被人体
吸收转化 ,而化学合成法生产的辅酶 Q10侧链有顺 、
反两种异构体 ,生物活性较差 ,不易被人体完全吸
收 ,难以充分发挥其药理作用[ 6] 。植物中存在的辅
酶Q10多集中于含油种子或嫩芽 、嫩叶中 ,目前已有
第一作者简介:吕欣(1967—),女 ,工程师 ,主要从事应用化学研究。
收稿日期:2003-12-10
文献报道在大豆油 、玉米芽 、玉米根及烟草的愈伤组
织中含有辅酶Q10。本文选用玉米为原料 ,就玉米发
芽过程中影响辅酶 Q10含量的环境因子以及提取方
法进行初步探索。
1　仪器和材料
PS-313C多功能食物加工机(11 000 ～ 22 000 r/
min),浙江机械厂;LXJ-IIB 低速大容量多管离心机
(4 800 r/min),上海离心机厂;DGW-99台式高速微
型离心机(12 000 r/min),浙江新芝离心机厂;KQ-
250DB数控超声波清洗器 ,昆山市超声仪器有限公
司;ASCO 高效液相色谱 , UV-98 检测器 , 日本;
AB104型电子天平 ,瑞士;三氯甲烷和无水乙醇均为
分析纯 ,乙腈和异丙醇为色谱纯 ,辅酶 Q10标准品购
于美国 sigma公司 ,玉米购于哈尔滨市粮油销售中
心。
2　实验方法
2.1　玉米芽的培育
取玉米种子各 50 g ,共 6份 ,分别用纱布包好 ,
在避光条件下用温水(28 ～ 30℃)浸泡 20 h ,玉米浸
胀后 ,弃去浸种水 ,放在发芽盘中 ,分别避光培养(恒
温箱中 28 ～ 30℃)和光照培养(人工气候箱中 28 ～
30℃),每天用自来水浇灌一次 ,共培养 6 d ,每天取
出已发芽玉米进行干旱胁迫处理 ,用 HPLC检测芽
中辅酶 Q10含量变化。
2.2　提取方法
精密称取原料 20 g置于打浆杯中 ,加入 70%乙
醇140 mL ,进行匀浆萃取 5 min ,取出匀浆液经离心
(4 800 r/min)15 min ,去上清夜 ,取剩余固形物加入
氯仿 20 mL ,于超声清洗机中(功率 100%)超声萃取
15 min ,离心得萃取液 ,反复 3次 ,合并超声萃取液;
取样进行 HPLC检测 ,计算辅酶 Q10的提取率。
2.3　高效液相色谱分析条件
2.3.1　色谱柱:日本产的 HIQ sil C18V(4.6 mm ×
250 mm);流动相:乙腈 —异丙醇(v/v=8:7);流速:
1.5 mL/min;检测波长:275 nm;进样量:10 μL。
2.3.2标准曲线的绘制
精密称取辅酶 Q10标准品 10 mg 于 25 mL容量
瓶中 ,用25 mL流动相定容 ,超声溶解 ,摇匀 。分别
精密吸取辅酶 Q10标准溶液 1 , 2 ,3 ,4 , 5 ,6 ,7 , 8 ,9mL
于10 mL 容量瓶中 ,用流动相稀释至刻度 ,摇匀 。按
上述色谱条件 ,分别取稀释后样品及原标准溶液进
样分析 ,每个样重复测定 3次 ,取其峰面积的平均值
得峰面积(Y)与辅酶 Q10的浓度(X)(mg/mL)的线
性回归方程为:
Y =801535X-281.35 相关系数 r=0.999 9。
3　结果和讨论
3.1　从图 1 左图的 70%乙醇提取液的高效液相
(HPLC)色谱图上可以看出:在 70%乙醇匀浆提取
液中 ,没有检测到辅酶 Q10的存在 , 而图 1右图的三
氯甲烷超声提取液中检测到辅酶 Q10的存在 ,说明辅
酶Q10不溶于 70%乙醇 ,这与辅酶 Q10易溶于氯仿 ,
微溶于乙醇 ,不溶于水物理性质相符 ,对比图 1中的
两图还可以看出:从 70%乙醇匀浆提取液的色谱图
中有较多的杂质峰 ,而其较残渣用氯仿提取液中杂
质峰较少 ,由此可知 ,用 70%乙醇匀浆可以除去玉
米油及一些极性较强的脂溶性杂质。而目前比较普
遍采用的提取分离的方法是利用动物组织用丙酮或
沸腾酒精提取 ,得到总的脂类提取物 ,然后再用乙醚
或石油醚提取 ,再用水等处理 ,上述提取分离方法不
但工艺繁琐 ,而且提取分离效果较差 ,杂质较多 ,使
后继的纯化更加困难 。而将玉米或发芽玉米粉碎后
直接用氯仿提取 ,由于氯仿的浸透植物组织的效果
不好 ,影响辅酶Q10提取率 ,而且杂质峰较多 ,后继的
提纯和纯化工作也较为繁琐。因此 ,辅酶Q10植物提
取工艺初步为先用 70%乙醇匀浆 ,以除去玉米油及
极性较强的脂溶性杂质 ,这不仅有利于玉米中辅酶
Q10的提取 、分离和检测 ,而且为后续辅酶 Q10的纯化
提供了有利条件。
图 1　两种不同溶剂提取辅酶 Q10的 HPLC 图对比
Fig.1　The contrasted HPLC picture of two different
solvent ex tracting coenzyme Q10
202 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　24卷
图 2　玉米发芽过程中辅酶 Q10含量的对比
Fig.2　The contrast of the coenzymeQ 10 content in
the germinating prog ress
3.2　由图2可以看出 ,玉米芽中辅酶 Q10含量是明
显高于干玉米辅酶 Q10的含量 ,近乎两倍 ,是浸胀玉
米的含量的一倍多;浸胀玉米辅酶Q10的含量较玉米
芽低 ,但显著高于干玉米辅酶 Q10的含量。由此可
见 ,玉米在生长发芽过程中 ,辅酶 Q10的含量有显著
的增长趋势 。因此 ,可预计利用玉米发芽后辅酶Q10
含量显著增加的这一特性来提高原材料中目的产物
的含量 ,为植物提取分离天然辅酶Q10提供了全新的
思路与方法 ,开辟一条崭新的途径。
3.3　由图3可以看出 ,经水胁迫的玉米芽辅酶 Q10
的含量是正常发芽玉米的含量的一倍多;经光胁迫
玉米芽辅酶 Q10的含量亦高于正常玉米芽辅酶 Q10
的含量。由此可见 ,辅酶 Q10变化与细胞呼吸代谢有
很密切的关系 ,受环境因子变化影响较大 ,水因子和
光因子变化直接影响玉米发芽过程中辅酶 Q10的含
量 ,具有很大的相关性:缺水和见光的条件下 ,玉米
芽的辅酶 Q10的含量有显著的增高趋势 。文献记
载[ 6～ 7] ,辅酶 Q10是呼吸链中重要的递氢体 ,是生成
ATP 不可缺少的成分 ,是细胞自身产生的天然抗氧
化剂 ,细胞代谢和细胞呼吸的激活剂 ,可以判断 ,辅
酶Q10是植物对环境胁迫应激的一个重要体内信号
因子 ,该物质动态变化可明显反映出植物受逆境的
程度和受胁迫的类型 ,可望成为检测环境变化的代
谢指示物。
图 3　光和水胁迫条件下辅酶 Q10含量的对比
Fig.3　The contrast of the coenzymeQ10 content in
the stress of light and water
4　结论
(1)玉米和玉米芽中均含有辅酶 Q10 ,而且在发
芽过程中有较明显的增长趋势 。(2)玉米在发芽过
程中 ,受到光和水的胁迫时 ,辅酶 Q10的含量有较显
著的增大趋势。(3)鲜磨匀浆萃取法具有简便 、易
行 、避免了物料经烘干后有效成分的损失 ,为进一步
辅酶 Q10纯化提供了较理想的提取条件 。
参　考　文　献
1.赵春桂 ,王玲.玉米的营养与药用价值概述.河北中医学
院学报 , 1996 , 11(3):34～ 36
2.欧阳平凯 ,胡永红.辅酶 Q10的生产及其应用.化工进展 ,
1994 , 4:9～ 11
3.李萍 ,张汝兰.辅酶 Q 的提取与鉴定.贵阳医学院学报 ,
2001 , 26(6):538～ 539
4.杨学义 ,宿燕岗 ,陈灏珠.辅酶 Q10的药理和临床应用.中
国药理学通报 , 1994 , 10(2):88～ 91
5.李庆勇 , 付玉杰 , 吕欣.超声波法提取刺五加(Acan-
thopanax senticosus)中丁香甙的研究.植物研究 , 2003 , 23
(2):182～ 184
6.陈炳志 ,赵瑾.辅酶 Q10的应用概况与合成进展 , 化学研
究 , 1999 , 10(1):29 ～ 33
7.王宗德 ,曾卫明.辅酶 Q10提取分离和测定的研究现状.江
西农业大学林学院 , 1999 , 4:21 ～ 24
2032 期　　　　　　　　　　　　吕欣等:环境影响因子对玉米芽中辅酶 Q10含量的影响