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Antioxidant activity of different extracts from Astragalus mongholicus

蒙古黄芪中不同提取部位抗氧化活性的研究



全 文 :蒙古黄芪中不同提取部位抗氧化活性的研究
卞云云,李萍
(中国药科大学 现代中药教育部重点实验室 生药学教研室,江苏 南京 210009)
[摘要] 目的:研究蒙古黄芪中不同提取部位的抗氧化活性。方法:采用生物化学发光法对蒙古黄芪的总黄酮、总皂苷
以及总多糖于125×10-3~25×10-3g·L-1的浓度检测其抗氧化能力。结果:蒙古黄芪的不同提物部位对3种自由基均有
清除作用,而且都呈明显的量效关系。其中,总黄酮清除自由基的能力最强,不同纯度的总黄酮(5548%TFA,059%TFA和
036%TFA)清除超氧阴离子的IC50分别为06542,46544,60552g·L
-1,清除羟基离子的 IC50分别为00605,02544,
04930g·L-1,清除过氧化氢的IC50分别为00104,01560,02240g·L
-1。结论:蒙古黄芪对过氧化氢、羟基离子的清除
能力明显强于超氧阴离子。总黄酮是蒙古黄芪抗氧化活性的主要成分,总皂苷和总多糖的抗氧化能力较弱。总黄酮清除自
由基的能力随纯度的增高而增高,相反,总皂苷、总多糖清除自由基的能力随纯度的增高而下降。
[关键词] 蒙古黄芪;抗氧化;提取部位
[收稿日期] 20090420
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30472160)
[通信作者] 李萍,教授,博士生导师,Tel:(025)85322448,E
mail:liping2004@126.com
  自由基是一类具有不配对电子的活泼化学基
团。目前认为,人类疾病如各种炎症、动脉粥样硬
化、早老性痴呆、帕金森氏病、急性脑血管病、癌症、
衰老等,均与自由基的氧化刺激密切相关。由于氧
化损伤的机制在疾病的发生发展中起着重要的作
用,因此,中药的抗氧化作用是其达到治疗效果的重
要因素[13]。蒙古黄芪为豆科黄芪属植物,性温,味
甘,为常用的滋补中药。现代药理研究表明,蒙古黄
芪可降低小鼠超氧化物歧化酶(SOD)的含量,提示
蒙古黄芪可能具有抗氧化活性。汪德清等曾对黄
芪的抗氧化作用进行过报道[46],但目前对蒙古黄
芪不同提取部位的抗氧化活性还缺乏系统研究。
为进一步确证蒙古黄芪的抗氧化活性及其有效部
位,本实验采用邻苯三酚鲁米诺碳酸缓冲液(pH
102)体系、邻菲罗啉Cu2+抗坏血酸过氧化氢缓
冲液(pH92)体系以及过氧化氢鲁米诺碳酸缓
冲液(pH95)体系,以生物化学发光法测定了蒙
古黄芪中不同提取部位的清除自由基能力,为今
后深入开发抗氧化、抗衰老的黄芪类中药提供前
期研究和理论基础。
1 材料
1.1 药物及不同提取部位的制备 蒙古黄芪(山
西省浑源县药材公司),由本文作者鉴定为豆科黄
芪属植物蒙古黄芪 Astragalusmongholicus的干燥
根,凭证标本存于中国药科大学生药学教研室。
总黄酮(TFA) 蒙古黄芪的干燥根(200g)粉
碎后,以60%乙醇1L85℃加热回流提取,每次提
取15h,提取液浓缩为黏稠浸膏,蒸馏水溶解后以
石油醚萃取,萃取后的水层再以醋酸乙酯萃取水层
3次,每次2L,醋酸乙酯液浓缩,所得浸膏即为醋酸
乙酯部分(HT1),经测定其中总黄酮达 036%
(036%TFA)。该提取物经精制后得到提取物 HT
2,经测定其中总黄酮达 059%(059%TFA)。将
提取物HT2再精制后,得到提取物HT3,经测定其
中总黄酮达5548%(5548%TFA)。
总皂苷(TSA) 蒙古黄芪的干燥根(200g)粉
碎后,以95%乙醇2L85℃加热回流提取,每次提
取15h,提取3次,提取液浓缩为黏稠浸膏。将此
浸膏采用5倍量蒸馏水溶解,上D101大孔树脂柱,
先后以蒸馏水、40%,70%,98%乙醇洗脱,合并
70%~98%乙醇洗脱液,蒸干得提取物Ⅰ,经测定,
该提取物含总皂苷达600%(600%TSA);将提取
物I精制后得提取物Ⅱ,该提取物含总皂苷达
850%(85%TSA);将提取物I精制后得提取物Ⅲ,
该提取物含总皂苷达980%(980%TSA)。
总多糖(TPA) 取蒙古黄芪以60%乙醇提取
后的残渣100g,以蒸馏水1L加热提取3次,每次
15h,水提液浓缩至05L,加入工业乙醇直至乙醇
浓度达到80%,有白色絮状沉淀物产生,取出沉淀
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物,冷冻干燥48h,得灰黄色粗多糖经测定其中总多
糖含量达到33%(33%TPA)。将粗多糖精制后,得
到白色总多糖,其中总多糖达86%(86%TPA)。
1.2 试剂及试液配制 柱色谱硅胶(青岛海洋化
工厂,批号2002523),焦性没食子酸(邻苯三酚,批
号20041120),3氨基邻苯二甲酰肼(鲁米诺,Fluca
公司),邻菲罗琳(上海三爱思试剂有限公司,批号
20030819),维生素C(上海四赫维化工有限公司,批
号20030415),色谱纯甲醇(Merk公司),其他化学
试剂均为分析纯。
供试品溶液配制:所有样品均用色谱纯甲醇定
容于量瓶中,配制为2g·L-1溶液,用时稀释。邻苯
三酚鲁米诺碳酸盐缓冲液(pH102)体系、邻菲罗
啉Cu2+抗坏血酸过氧化氢缓冲液(pH92)体系
和过氧化氢鲁米诺碳酸缓冲液(pH95)体系溶液
均依照文献报道配制[78]。
1.3 仪器 BPCL1GC微弱发光测量仪及 BPCL
Appl.26数据处理工作站(中国科学院北京生物
物理研究所),pHS25型酸度计(上海雷磁仪器
厂)。
2 方法
2.1 超氧阴离子的产生与清除 在发光杯中加入
样品溶液10μL(以相同量的甲醇作空白对照)和邻
苯三酚溶液20μL,再加入鲁米诺碳酸盐缓冲液混
合溶液 970μL启动反应,记录 240s内发光强度
(CL)。
2.2 羟基离子的产生与清除 在发光杯中依次加
入待测样品50μL(以同量甲醇作空白对照),1×
10-3mol·L-1CuSO4溶液50μL,1×10
-3mol·L-1
抗坏血酸溶液20μL,1×10-3mol·L-1邻菲罗啉溶
液50μL,2×10-3mol·L-1过氧化氢溶液50μL,原
位加入005mol·L-1硼砂(pH924)溶液780μL
启动反应,记录240s内CL。
2.3 过氧化氢的产生与清除 在发光杯中依次加
入待测样品50μL(以同量甲醇作空白对照),2×
10-3mol·L-1过氧化氢溶液50μL,原位加入鲁米
诺碳酸缓冲液(pH95)900μL启动反应,记录60
s内CL。
2.4 量效曲线拟合 根据 CL大小可判断物质清
除自由基的能力。自由基清除率用以下公式计算。
自由基清除率 =(CL空白对照 -CL样品)/CL空白对照 ×
100%,以高浓度逐渐稀释的方式检测不同浓度的样
品对自由基的清除率,在不同浓度范围内进行曲线
拟合,以相关系数(r)为指标确定样品浓度检测范
围,以自由基清除率为50%时样品的浓度(IC50)来
衡量样品对自由基的清除能力。IC50越小,表明样
品清除自由基的能力越强。每种样品取3份,平行
测定,发光强度数值取其平均值计算。
数据分析表明,各种样品检测具有一定的浓度
范围,在该范围内样品浓度与自由基清除率有较好
的量效关系。根据自由基清除率范围来确定样品浓
度范围,自由基清除率在 10% ~90%时相关性较
好,在该范围内相关系数 r>096。不同部位样品
量效关系呈y=ax+b相关性,y为清除率(%),x为
样品浓度(g·L-1)。
3 结果与讨论
样品浓度与发光强度 CL的关系(以总黄酮为
例)。
3.1 清除超氧阴离子活性比较 将样品稀释成不
同浓度分别进行抗氧化实验,结果表明所有样品的
CL均随其浓度的稀释而增大。随着样品浓度的降
低,发光强度增高,清除超氧阴离子的能力降低,其
中5×10-3g·L-1的样品发光强度最低,清除超氧
阴离子的能力也最高,而空白的发光强度最高,清除
超氧阴离子的能力也最低。
3.2 清除羟基离子活性比较 随着样品浓度的降
低,发光强度增高,清除羟基离子的能力降低。其中
25×10-3g·L-1的样品发光强度最低,清除羟基离
子的能力也最高,而空白的发光强度最高,清除羟基
离子的能力也最低。
3.3 清除过氧化氢活性比较 随着样品浓度的降
低,发光强度增高,清除过氧化氢的能力降低。其中
25×10-3g·L-1的样品发光强度最低,清除过氧化
氢的能力也最高,而空白的发光强度最高,清除过氧
化氢的能力也最低。
3.4 不同纯度的提取部位清除自由基实验 实验
结果显示,对3种反应体系而言,样品在一定的浓度
范围内与自由基清除率呈对数量效关系,清除率在
10%(90%时,线性关系良好,所有标准曲线的相关
系数(r)均大于095。因此,本实验方法可以较好
地反映样品的抗氧化活性。IC50反映了清除自由基
的能力,IC50越小,则清除自由基的能力(抗氧化能
力)越大,反之亦然。
在3种自由基的清除实验中,清除羟基离子和
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过氧化氢的IC50明显小于超氧阴离子,表明黄芪各
提取部位清除羟基离子和过氧化氢能力较强,清除
超氧自由基能力最弱。不同植物对这3种自由基的
清除能力是不同的,大部分植物清除超氧阴离子的
能力都弱于其他2种自由基,黄芪药材清除过氧化
氢能力最强,这与文献报道一致[3](表1~3)。
表1 不同纯度的提取部位清除超氧阴离子实验
样品 量效曲线 r IC50/g·L-1
60%TSA y=2265x+20372 09942 130808
85%TSA y=1723x+2792 09836 273987
98%TSA y=1228x+2861 09893 383868
036%TFA y=7951x+1855 09982 60552
059%TFA y=9764x+4554 09978 46544
5548%TFA y=10453x+43162 09986 06542
33%TPA y=0398x+5332 09932 1122312
86%TPA     - - -
  注:-表示该样品无明显的清除超氧阴离子作用。
表2 不同纯度的提取部位清除羟基离子实验
样品 量效曲线 r IC50/g·L-1
60%TSA y=7756x+42498 09945 09672
85%TSA y=20172x+14557 09756 17570
98%TSA y=13092x+2298 09993 36442
036%TFA y=15488x+42367 09940 04930
059%TFA y=20312x+44833 09965 02544
5548%TFA y=48125x+47088 09948 00605
33%TPA y=8101x+15052 09517 43140
86%TPA y=7281x+3095 09959 64421
表3 不同纯度的提取部位清除过氧化氢实验
样品 量效曲线 r IC50/g·L-1
60%TSA y=7839x+29395 09979 26291
85%TSA y=25922x-35943 09545 33142
98%TSA y=6970x+22615 09717 39296
036%TFA y=3540x+80815 09858 02240
059%TFA y=8214x+48719 09872 01560
5548%TFA y=16217x+49831 09911 00104
33%TPA y=4478x-5867 09543 124664
86%TPA y=1062x+29953 09564 188846
对蒙古黄芪的不同提取部位进行比较,可以看
出总黄酮的IC50均远小于其他部位,证明总黄酮的
抗氧化能力最强,是黄芪药材中最主要的活性部位。
总皂苷也有较强的清除自由基能力。在所有部位
中,总多糖的IC50大大高于其他部位,表明其抗氧化
活性最弱,这也与文献报道一致[46]。因此,不同提
取物的抗氧化活性次序为:总黄酮 >总皂苷 >总
多糖。
本实验还进一步比较了 3种不同纯度的总黄酮
(TFA),3种不同纯度的总皂苷(TSA)以及2种不同
纯度的总多糖(TPA)对超氧阴离子自由基的清除能
力(表1)。结果显示:5548%TFA清除超氧阴离子
的能力是059%TFA的711倍,是036%TFA的
926倍;60%TSA清除超氧阴离子的能力是 85%
TSA的209倍,是98%TSA的294倍;33%TPA清
除超氧阴离子的能力很弱,IC50为 1122312g·
L-1,而86%TPA没有明显的清除超氧阴离子的能
力。
本实验还比较了 3种不同纯度的总黄酮
(TFA)、3种不同纯度的总皂苷(TSA)以及2种不同
纯度的总多糖(TPA)对羟基离子的清除能力(表
2)。结果显示:5548%TFA清除羟基离子的能力
是059%TFA的 420倍,是 036%TFA的 815
倍;60%TSA清除羟基离子的能力是 85%TSA的
182倍,是98%TSA的377倍;33%TPA清除羟基
离子的能力是86%TPA的149倍。
另外,本实验还比较了3种不同纯度的总黄酮
(TFA)、3种不同纯度的总皂苷(TSA)以及2种不同
纯度的总多糖(TPA)对过氧化氢的清除能力(表
3)。结果显示:5548%TFA清除过氧化氢的能力
是059%TFA的15倍,是036%TFA的2154倍;
60%TSA清除过氧化氢的能力是85%TSA的126
倍,是98%TSA的150倍;33%TPA清除过氧化氢
的能力是86%TPA的152倍。
以上3项实验均显示出相同的规律,即总黄酮
清除自由基的能力随样品纯度的提高而明显升高,
而总皂苷和总多糖则与之相反,清除自由基的能力
随样品纯度的提高而降低。这可能是由于纯度小的
总皂苷及总多糖混入的黄酮类等成分较多,而黄酮
类又是抗氧化活性最强的部分,黄酮类成分对抗氧
化活性的影响大于皂苷类及多糖类成分。
本文采用了3种活性氧检测体系,其中超氧阴
离子是体内最早形成的自由基,也是最主要的活性
氧,羟基离子和过氧化氢则是导致体内脂质过氧化
的主要活性氧。化学发光法中发光强度与活性氧的
数量呈负相关,因此可用于检测黄芪的不同品种药
材、不同提取部位以及不同单体化合物清除活性氧
的作用。
[参考文献]
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AntioxidantactivityofdiferentextractsfromAstragalusmongholicus
BIANYunyun,LIPing
(KeyLaboratoryofModernChineseMedicines,MinistryofEducationandDepartmentofPharmacognosy,
ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing210009,China)
[Abstract] Objective:TostudytheantioxidantactivitiesofdiferentextractsfromAstragalusmongholicus.Method:Thean
tioxidantactivitiesofthetotalflavanoids(TFA),thetotalsaponins(TSA)andthetotalpolysaccharides(TPA)fromA.mongholicus
weremeasuredbymeansofbiochemiluminescence.Theconcentrationsofthesesamplesvariedfrom125×10-3g·L-1to25×10-3g
·L-1.Result:Altheextractsshowedantioxidantactivitiesofscavenging3diferentfreeradicalswithobviousconcentrationscaven
gingcapacityrelationship.TheantioxidantactivityofTFAwasthestrongestamongthem.TheIC50ofscavengingsuperoxideanionradi
calsofTFA(5548%TFA,059%TFAand036%TFA)were06542,46544and60552g·L-1,theIC50ofscavenginghy
droxylanionwere00605,02544and04930g·L-1,andtheIC50ofscavenginghydrogenperoxidewere00104,01560and
02240g·L-1,respectively.Conclusion:Theextractsaremoresensitivetohydrogenperoxideandhydroxylanionthantosuperox
ideanionradicals.TFAofA.mongholicusBungeisthemaincomponentresponsibleforantioxidantactivity,whileTSAandTPAhave
weakerantioxidantactivity.TheantioxidantactivityofTFAincreaseswiththeriseofitspurity.Onthecontrary,theantioxidantactivi
tyofTSAandTPAdecreaseswiththeriseoftheirpurity.
[Keywords] Astragalusmongholicus;antioxidant;extracts
[责任编辑 古云侠]
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