全 文 :广 西 植 物 Guihaia 30(1):14l一 144 2010年 1月
超声波协同提取鱼腥草黄酮及其抗氧化性
张 剑,曾虹燕 ,黄 炎
(湘潭大学 化工学院 生物技术研究所 ,湖南 湘潭 411105)
摘 要 :研究了超声波协同乙醇提取不同部位鱼腥草黄酮 的最佳工艺条件 ,并测定黄酮提取物对 DPPH ·、
羟基 自由基和超氧 自由基的抑制效果。结果表 明:鱼腥草叶中黄酮含量最高 ,在固液 比1:3o,85 乙醇浓度 ,
65℃下提取 40 min,黄酮提取率为 2.36 。鱼腥草黄酮对 DPPH ·自由基活性 、·OH 自由基和超氧 O7·自
由基的清除率可达 72.8 、70.8 和 69.8 ,表明鱼腥草黄酮是一种天然有效的自由基清除剂。
关键词 :鱼腥草 ;黄酮 ;DPPH;抗氧化活性
中图分类号:Q946 文献标识码:A 文章编号:1000-3142(2010)Ol—Ol41—04
Extraction 0f flavonoid from HDuuuynia cordate
Dy ultrasounO anI1 ItS antl’0x11atl0n ■ J l l■J 』■ ■ l ■
ZHANG Jian,ZENG Hong-Yan ,HUANG Yan
(Colege of Chemical Engineering,Biotechnology Institute,Xiangtan University,Xiangtan 411105,China)
Abstract:The optimal process conditions of ethanol extraction for flavonoid in different parts of Houuuynia cordate
assisted by ultrasound was researched,inhibition effects of flavonoid extraction on DPPH ,hydroxyl radical,superoxide
radical were also studied.The results showed that the flavonioid content in the leaves was the highest,and under the
optimal conditions(the ratio of solid tO liquid is 1:3O,alcohol 85 at 65℃ for 4O min),the yield of flavonoid was
2.36 .H.cordate flavonoid possessed strong scavenging activity on DPPH ,hydroxyl radical,superoxide radical
with corresponding maximum scavenging rate 72.8 ,70.8 and 69.8 ,suggesting that it would be an efective
natural free radical scavenger.
Key words:Houuuynia cordate;flavonoid;DPPH ;anti—oxidation
黄酮类化合物广泛存在于植物中,具抗炎、抗
菌、抗衰老、降血脂、增加机体免疫力等功效。鱼腥
草为三 白草科蕺菜属植物蕺菜 (Houuuynia cor—
date)全草,是药食两用植物。其性味辛、寒,具有清
热解 毒、消 肿排 脓 、利 尿 通 淋 的 功效 (曹 纬 国等 ,
2003)。鱼腥草含有槲皮素、槲皮甙 、金丝桃甙 、芦丁
等黄酮类化合物。其黄酮提取主要有溶剂萃取法和
微波协同提取法。溶剂萃取法中以乙醇提取法效率
最高,但产品成分复杂,耗时(廖德胜等,2002);微波
法节能、时间大为缩短,但泄露的微波更可能造成环
境污染(肖谷清等,2007;陈根洪等,2005)。超声波
协助溶剂提取可大大缩短提取时间、提高提取效率
(谭胜兵,2007)。李胜华等(2006)用超声波协同乙
醇提取鱼腥草叶 中总黄酮 ,提取 率为 3.24 ,前人
对鱼腥草总黄酮提取 (李胜华等 ,2007)和鱼腥草叶
黄酮 (叶春等 ,2007)的研究较多。但用超声波协同
乙醇提取鱼腥草不 同部位(根、茎、叶)总黄酮和其抗
氧化能力的研究 目前国内尚未见报道 。用超声波协
同乙醇提取新技术可克服常规浸提法的不足,对样
品进行快速、高效的提取 ,同时还不破坏提取产物的
收稿日期:2008—03-28 修回日期 :2009—07—04
基金项 目:湘潭市科技支撑重点项目($2008NC10220161)[Supported by the Key Science and Technology Supporting Item(S2Do8Nc1O22O161)]
作者简介:张剑(1969一),湖南涟源人,讲师,主要从事食品工程研究 ,(E—mail)zjalicel2@yahoo.corn.cn。
。通讯作者(Author for c0rresp。ndence)
142 广 西 植 物 30卷
分子结构。本研究用此法对鱼腥草黄酮提取及其抗
氧化能力进行了深入研究 ,发现鱼腥草黄酮对 DP—
PH ·、羟基 自由基 和超 氧 自由基有较强的抑制效
果,是一种天然有效的 自由基清除剂。本文可为综
合利用鱼腥草资源提供参考。
1 材料与方法
1.1材料
鱼腥草(采自湘潭大学校园),洗净阴干,37℃
干燥,分别取不同部位(根、茎、叶)制成鱼腥草粉(60
目)。试剂与仪器:芦 丁(上海化学试剂公 司);
UVgl00分光光度计(日立公司);KQ400DB型数控
超声波反应器。
1.2方法
(1)浸提法 :分别准确称量不 同部位鱼腥草粉
3.0 g(根、茎、叶),50 mL乙醚浸提 3O rain脱脂 和
叶绿素等,过滤,放入含 300 mL的 8O 乙醇液的索
氏提取器中提取,定容,测黄酮含量。(2)超声波法:
按乙醇浸提法所述将 3.0 g不同部位鱼腥草粉脱
脂 ,过滤,脱脂鱼腥草粉按表 1工艺条件进行超声波
协同乙醇提取,过滤 ,浓缩滤液,37℃干燥 ,得鱼腥
草黄酮粗提物 ,测黄酮含量。
表 1 提取工艺参数
Table l Factors of extraction
1.3分析方法
(1)黄酮含量参照曾虹燕等(2002)测定 :以芦丁
为对照品测定鱼腥草不同部位总黄酮含量,加入铝
离子试剂,使黄酮化合物与铝盐形成配合物在可见
光区能获得稳定的特征吸收峰。(2)DPPH 自由基
清除率参照吴春等(2005)测定:一定量的样品液及
DPPH·的 2×10 mol/L无水 乙醇溶液加人到同
一 具塞试管中,摇匀。30 min后于 520 nm最大吸
收波长处测定其吸光度计算清除率。(3)·OH 自
由基清除率参照丁利君等(2005)测定:依次加入 2
mmol/L FeSO4 3 mL,1 mmol/L H2O2 3 mL,6
mmol/L水杨酸 3 mL,摇匀 ,于 37℃水浴 15 min后
测其吸光度 。然后分别加入不同浓度的鱼腥草黄酮
液,蒸馏水定溶至 10 mL,摇匀,加热 15 rain,测吸光
度,计算清除率。(4)(07·)自由基清除率参照丁利
君等(2005)测定 :将鱼腥草黄酮与 2 mol/L邻苯三
酚的 PBS溶液 (pH8.34)配制 成不 同浓度 的黄酮
液,在 326 nm最大吸收波长处测定其吸光度,计算
清除率。
2 结果与讨论
2.1超声协同乙醇提取鱼腥草黄酮
2.1.1超声波协 同提 取叶 中黄酮 通过正交试验,
考察超声波协同下,各因素对乙醇提取叶中黄酮的
影响。由表 2可知 ,各因素对提取叶中黄酮结果顺
序为:提取时间>固液比>温度>乙醇浓度,提取时
间影响最大;乙醇浓度 85 、固液比 1:20、65℃、超
声波协同提取40 min,黄酮粗提物得率为2.36 。李
胜华等(2006)超声波协 同乙醇提取鱼腥草叶,总黄
酮提取率达 3.24 ,可能由于其鱼腥草来源于规范
栽培基地,原料本身总黄酮含量较高的缘故。在最
佳条件下 做 了 3次追加 验证 实验,提取 率分别为
2.41 ,2.28 和 2.39 ,均值为 2.36 。
表 2 正交试验结果 (叶)
Table 2 Results of orthogonal design(1eaves)
No. A D Yield(%)
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
4.22
4.66
4.94
5.9
0.420
1
2
3
4
2
1
4
3
3
4
1
2
4
3
2
1
5.82
5.52
3.96
4.42
0.465
1
2
3
4
3
4
1
2
4
3
2
1
2
1
4
3
4.08
4.73
5.06
5.85
O.443
1
2
3
4
4
3
2
1
2
1
4
3
3
4
1
2
6.2O
5.84
4.38
3.3O
0.724
1.13
1.24
0.64
0.92
1.13
1.78
1.42
1.8O
1.O2
1.14
O.75
1.O2
0.94
O.51
2.13
2.16
0 8 9 u ¨ ¨ ¨ R
1期 张剑等:超声波协同提取鱼腥草黄酮及其抗氧化性 143
2.1.2超声波协 同提取茎中黄酮 在超声波协同乙
醇提取茎中黄酮 的实验 中(表 3),各 因素对提取茎
中黄酮效果顺序为 :固液 比>温度>提取时间>乙
醇浓度,固液比的影响最大。最佳条件为:乙醇浓度
9O 、l:4O固液比、6O℃超声波协同提取 40 rain,
得率为 0.85 。在最佳条件下 做了 3次追 加验证
实验 ,提取率分别为 0.91 ,0.78 和 0.84 ,均值
为 0.84 。
表 3 正交试验结果 (茎)
Table 3 Results of orthogonal design(stems)
2.1.3超声波协同提取根 中黄酮 超声波协同下,
考察各因素对乙醇提取根 中黄酮的影响 ,结果见表
4。提取时间对鱼腥草 (根)黄酮提取效果 的影响最
显著(表 3),其 它三 因素对 提取效果 的影响几无差
异。在乙醇浓度 9O ,1:30固液比,60℃超声波
协同提取 40 min,得率为 0.49 。在最佳条件下做
了 3次 追 加 验 证 实 验,提 取 率 分 别 为 0.5l%,
0.48 和 0.54 ,均值为 0.51 。
2.2鱼腥草不同部位总黄酮含量
对 比超声波协 同法 和乙醇浸 提法 的提取效果
(表 5),鱼腥 草叶的黄酮含量最高,其次为茎,根的
含量最低。超声波协同法在外观性状上优于乙醇浸
提法的,两种方法的提取效率几无差异,但超声波协
同提取时间远低于乙醇浸提法的。
表 4 正交试验结果 (根)
Table 4 Results of orthogonal design (roots)
表 5 提取方法对不同部位的总黄酮萃取的影响 (n一3)
Table 5 Effect of methods on extraction of flavonoid from different parts
2.3黄酮提取物清除 DPPH ·自由基活性
由图 1可看出,当黄酮液浓度小于 0.2 mg/mL
时,DPPH·自由基的清除活性随黄酮液浓度的增
大而急剧增大;继续加大黄酮液的浓度,DPPH·自
由基的清除活性渐渐趋向于饱和。叶中黄酮液对
DPPH·自由基的清除率最高,叶中黄酮液浓度 1.0
mg/mL时,对 DPPH ·清除率为 72.8 ;根的最
低。可能叶中总黄酮含量最高,根的黄酮含量最低
的缘故,黄酮含量高,其抗氧化活性就高。
2.4鱼腥草黄酮 ·oH 自由基清除活性
羟自由基是最活泼的,其反应速率极快,它是机
体危害最大 的自由基。图 2结果表 明,叶中黄酮液
144 广 西 植 物 3O卷
浓度 1.0 mg/mL时,叶中黄酮对 ·OH 自由基的清
除率为 7O.8 。叶中黄酮液对 ·0H 的清除活性
最高,根的最低;这些与其对 DPPH 自由基的清除
活性一致(图 1)。当黄酮液浓度小于 0。3 mg/mL
时,黄酮对 ·OH清除效果随黄酮液浓度的增大而
急剧增大;继续加大黄酮液浓度,其对 ·OH 自由基
清除活性逐渐趋于饱和(图 2)。
一
褂
熙
0 0.2 0.4 0.6 0 8 1
浓度Concentrat i on(mg/mL)
图 1 黄酮清除 DPPH·自由基活性
Fig.1 DPPH ·scavenging activity of the flavonoid
一
褂
笾
0 0.2 0.4 0
. 6 0.8 1
浓度Concentrat i on(mg/mL)
图 2 黄酮对 ·OH 自由基的清除活性
Fig.2 Hydroxyl radical scavenging
activity of the flavonoid
2.5鱼腥草黄酮对超氧(o ·)自由基的抑制效果
图 3结果可知,叶中黄酮液的(O ·自由基的清
除率最高,根的最低。当黄酮液浓度小于 0.3 mg/
mL时,黄酮对超氧(O ·)自由基清除能力随黄酮
液浓度的增大而急剧增大;继续加大黄酮液浓度,其
(O2·自由基清除活性逐渐趋于饱和。叶中黄酮液
浓度 1.0mg/mL时,叶中黄酮对 O ·自由基的清除
率为69.8 。这些与其 DPPH 自由基的清除和
O ·自由基的清除活性的结果一致(图 1,2)。
3 结论
(1)通过正交试验,确定了鱼腥草不同部位中黄
一
僻
懊
0 O.2 0.4 0.6 0.8 1
浓度Concentrat i on(mg/mL)
图 3 黄酮对 OF·自由基的清除活性
Fig.3 Superoxide radical scavenging
activity of the flavonoid
酮化合物的最佳提取条件,其中鱼腥草叶黄酮得率
最高,这与齐迎春等(2001)报道结果符合。其最佳
工艺条件是:乙醇浓度 85 、固液比 1:2O、65℃
下,超声波辅助提取 40 rain,黄酮粗提物得率为
2.36 。超声辅助法优于浸提法,可能由于超声产
生的空化作用加速植物细胞壁破裂,促进总黄酮化
合物的释放,从而提高提取效率。(2)鱼腥草黄酮对
DPPH ·自由基活性 、·OH 自由基和超氧 0 ·自
由基均有清除效应,是一种较好的天然抗氧化剂。
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