全 文 ：　 　 倡 石河子大学高层次人才科研基金项目资助
　 　 倡 倡 通讯作者
收稿日期 ：２００６唱０３唱２２ 　 改回日期 ：２００６唱０６唱０３
玉米苞叶中总黄酮提取及其体外抗氧化性能的研究 倡
詹 　萍 　田洪磊 倡倡 李开雄
（新疆石河子大学食品学院 　 石河子 　 ８３２０００）
摘 　 要 　 运用超声波技术提取玉米苞叶中的总黄酮 ，用亚硝酸钠唱硝酸铝比色法测定总黄酮含量 ，得出玉米苞叶中
总黄酮提取的最佳工艺条件 ：超声波功率 ７００W ，温度 ６０ ℃ ，料液比 （g／ mL）１∶５０ ，乙醇浓度为 ６０ ％ ，提取时间为
３５min ，玉米苞叶中总黄酮最大提取率为 １畅２２５ ％ 。 体外抗氧化试验表明 ：玉米苞叶中的总黄酮对超氧阴离子自由
基 、羟基自由基清除能力较好 ，其 IC５ ０分别为 １畅５μg／ mL 左右和 ０畅１４mg／ mL ，清除能力均高于 Vc ；对 DPPH 自由基
体系的清除率达到 ５０ ％ 时 ，玉米苞叶中总黄酮的 IC５ ０为 ０畅２mg／ mL 左右 ，Vc的 IC５ ０为 ０畅０７５mg／ mL ，说明玉米苞叶
中的总黄酮清除 DPPH 自由基的能力低于 Vc ，但在所选浓度剂量范围内 ，其最大清除率高于 Vc 。试验表明 ，玉米
苞叶中的总黄酮是一种较好的天然自由基清除剂 。
关键词 　 超声波技术 　 玉米苞叶 　总黄酮 　 抗氧化
Extraction of corn唱bract flavonoid and related antioxidative activity ．ZHAN Ping ，T IAN Hong唱Lei ，L I Kai唱Xiong（College
of Food Science ，Shihezi University ，Shihezi ８３２０００ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（６） ：１０８ ～ １１２
Abstract 　 The craft of corn唱bract flavonoid extraction with ultrasonic and its content measurement w ith colorimetry was
conducted and the best distillation conditions found to be at ７００W of ult rasonic power ，ex traction temperature of ６０ ℃ ，ma唱
terial proportion of ５０g／mL ，ethanol concentration of ６０ ％ ，extraction time of ３５ min ．The highest total flavonoid rate gets
１畅２２５ ％ ．Antioxidative test results show good performance of flavonoid scavengin g capacity in both superoxide radical sys唱
tems and hydroxyl radical systems ．Free radical scavenging capacity ， IC５ ０ flavonoids ， to supero xide radical system and hy唱
droxyl radical are respectively １畅５μg／mL and ０畅１４mg／mL and stronger than vitamin C（VC ） ．In DPPH system ，IC５ ０
flavonoid is ０畅２mg／mL and IC５ ０ VC is ０畅０７５mg／mL ．However ，within selected dosage ，the highest scavenging capacity of
flavonoids ou tweighs that of VC ．The tests show the suitability of flavonoid as good natural radical scavenger ．
Key words 　 Ultrasonic wave ，Corn唱bract ，Flavonoid ，Antioxidative
（Received March ２２ ，２００６ ；revised June ３ ，２００６）
　 　 玉米在我国分布广泛 ，总产量已多年突破 １０ 亿 t ，大量的玉米苞叶没有得到有效利用 。 王开发等［１］用
从玉米花粉中提取的黄酮类物质进行清除自由基的作用研究 ，结果表明 ，玉米花粉黄酮类物质有良好的抗
氧化作用 。 但用玉米花粉作为原料来提取黄酮类物质显然会对玉米的受精产生影响 ，而用玉米成熟后的苞
叶等做原料就不会有此后果 。
目前超声提取技术已在油脂 、蛋白质 、多糖 、色素等物质提取中得到应用［２］ 。 秦炜［３］等采用超声浸提姜
黄素 ，不但缩短了浸取时间 ，而且提高了姜黄素的提取率 。 抗氧化的体外测定方法可分为物理法和化学法 ，
物理法应用较多的是电子自振（Elect rom Spin Resonance ，ESR）法［４］ ，但由于仪器较贵 ，不宜推广 。 化学法主
要有 PV（油脂过氧化值）法 、化学发光法和比色法等 。 PV 法是利用抗氧化剂对食用油脂氧化的抑制能力来
比较抗氧化能力的强弱 ，通过测定油脂 PV 值的变化 ，进行抗氧化剂活性的定性 、定量试验 ；化学发光法是利
用自由基氧化发光剂使之处于激发态 ，当退激发时会发光 ，此体系的发光强度和自由基含量成正比 ，因此可
用发光仪根据发光强度来测定受试物的抗氧化能力 ；比色法是利用某些体系在氧化或自氧化过程中生成自
由基 ，自由基与某些化合物作用 ，产生具有特定吸收的有色物质 ，用分光光度计进行测定 ，可间接判断受试
物对自由基的清除作用［５］ 。 对于不同的抗氧化剂 ，其抗氧化能力可根据清除 ５０ ％ 原始自由基所用的抗氧化
第 １５卷第 ６ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．６
２ ０ ０ ７年 １ １月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Nov ．，　 ２００７
物剂量（IC５０）的大小来比较 ，也有人认为用 AE（是指达到 IC５０时的时间）来评价抗氧化能力 ，由于考虑到了
时间因素 ，因而比 IC５０更具辨别力 ，IC５０值越小 ，AE越短 ，则抗氧化剂的抗氧化能力越强［６］ 。
本试验以西北农林科技大学试验田“陕单 １６”玉米苞叶为原料 ，研究了超声波提取玉米苞叶中总黄酮的
最佳工艺及玉米苞叶中总黄酮的体外抗氧化作用 ，并对其清除自由基的能力进行评价 ，为综合开发利用玉
米苞叶资源提供参考 ，同时为玉米苞叶中总黄酮的开发利用提供依据 。
1 　 试验材料及方法
供试玉米苞叶采自西北农林科技大学试验田 ，芦丁标准品和二苯代苦味酰肼自由基（DPPH）购于 sigma
公司 ，其他化学试剂均为分析纯或化学纯 。
1畅1 　 黄酮测定方法原理［７］
以芦丁为对照品 ，运用分光光度法测定玉米苞叶中总黄酮含量 ，加入铝离子试剂使黄酮化合物与铝盐
形成络合物在可见光内获得稳定的吸收峰 。
1畅2 　 标准曲线绘制
精确称取芦丁对照品 １０畅０mg ，置于 ２５mL 容量瓶中 ，加 ８０ ％ 乙醇溶解 ，定容 。 精确吸取 ０畅０mL 、
０畅２mL 、０畅４mL 、０畅６mL 、０畅８mL 、１畅０mL 、１畅２mL 、１畅４mL 置于 １０mL 容量瓶中 ，加 ５ ％ 亚硝酸钠 ０畅３mL ，放置
６min ，再加 １０ ％ 硝酸铝 ０畅３mL ，放置 ６min ，加 ４ ％ 氢氧化钠 ４畅０mL ，加水至刻度 ，摇匀 ，５１０nm 处测黄酮含量 ，
以 ５１０nm 处测得的吸光度 A（ y）对浓度 C（ x）回归 ，得出回归方程 。
1畅3 　 提取工艺流程设计及主要影响因子确定［８］
提取工艺流程设计为 ：玉米苞叶（２畅０g） → 浸泡 → 超声提取 → 过滤 → 蒸发浓缩 → 萃取 → 定容（１００mL） →
吸取（２mL） → 定容（１０mL） → 测吸光度 。 本试验主要讨论乙醇浓度 、料液（g／mL） 、超声时间和温度对玉米苞
叶中黄酮提取率的影响 ，通过预试验可以看出 ，浓度在 ０ ～ ５０ ％ 的乙醇所得提取液为棕黄色 ，５５ ％ ～ ９５ ％ 的
乙醇所得提取液为绿色至墨绿色 ，说明乙醇浓度超过 ５５ ％ 时 ，玉米苞叶中的叶绿素被提取出来 ，而叶绿素对
紫外线吸收存在干扰 ，使测量结果偏高 ，故本试验将提取混浊液用 ６０ ～ ９０ ℃ 沸腾的石油醚萃取 ３ 次 ，去除叶
绿素后进行测定 。 所测样品吸光度值经标准曲线回归方程换算后 ，得出提取液总黄酮浓度 ，然后按式（１）计
算提取率［９］ ：
E ＝ m／ M × １００ ％ （１）
式中 ，E 为提取率 ，m 为经换算后提取液中总黄酮质量（g） ，M 为样品质量（g） 。
1畅4 　 玉米苞叶总黄酮的体外抗氧化性研究
以 Vc作对照 ，采用超氧阴离子自由基体系 、羟基自由基体系及 DPPH自由基体系对玉米苞叶总黄酮的
抗氧化性进行试验 。
超氧阴离子自由基体系［１０］ ：取 ０畅０５mol／L pH为 ８畅２ 的 Tris唱HCL 缓冲液 ４畅５mL ，置于 ２５ ℃ 水浴中预热
２０min ，分别加入 １mL 试样和 ０畅４mL ２５mmol／L 的邻苯三酚溶液 ，混匀后于 ２５ ℃ 水浴中反应 ５min ，加入
８mol／L HCl １畅０mL终止反应 ，以 Tris唱HCL 缓冲液作参比 ，在 ２９９nm 处测定吸光度 ，计算清除率 。 空白对照
组以 １mL 试样溶剂代替样品 ，每个处理均做 ３ 个重复 。 清除率计算公式为 ：
超氧阴离子自由基清除率 ＝ １００ ％ × （ A０ － A１）／ A０ （２）
式中 ，A０ 为空白的平均吸光度 ，A１ 为试样的平均吸光度 。
羟基自由基体系［１１］ ：羟基自由基由 Fenton 反应产生 。 在 １０mL具塞试管中依次加入 １０mmol／L的水杨
酸溶液 ０畅５mL 、０畅２mol／L的磷酸缓冲液（pH ＝ ７畅４）３mL 、３畅８mmol／L Fe２ ＋ 唱EDTA（１∶１）溶液 ０畅５mL 、待测液
１mL ，最后加入 １mL ４mmol／L H２ O２ 溶液启动反应 ，于 ２５ ℃ 水浴中反应 ９０min 后 ，加入 １mL ６mol／L HCl终
止反应 ，再加入 ０畅５g NaCl ，４mL 冷的乙醚充分混匀 ，静置后移取上层乙醚 ３mL 于 １０mL 离心管内 ，在 ４０ ℃
恒温水浴中蒸干乙醚 ，之后依次加入 １０ ％ 三氯乙酸 （W／V）０畅１５mL 、１０ ％ 钨酸钠 （W／V）０畅２５mL 、０畅５ ％
NaNO２（W／V）０畅２５mL ，混匀放置 ５min后 ，加入 １mol／L NaOH 溶液 ０畅２５mL ，滴加去离子水至 ４mL ，混匀 ，在
５１０nm处测定吸光度 ，计算清除率 。 空白用 １mL 试样溶剂代替试样 ，每个处理均做 ３ 个重复 。 清除率计算
公式为 ：
羟基自由基清除率 ＝ １００ ％ × （ A０ － A１）／ A０ （３）
DPPH 自由基体系［１２］ ：将玉米苞叶总黄酮和 Vc 分别用 pH ３ 的缓冲液和水配成 ０畅０５mg／mL 、
第 ６期 詹 　 萍等 ：玉米苞叶中总黄酮提取及其体外抗氧化性能的研究 １０９　
０畅１mg／mL 、０畅２mg／mL 、０畅４mg／mL 、０畅８mg／mL 、１畅６mg／mL等浓度的溶液备用 ，另配制 ０畅０５mol／L Tris唱HCl
（pH ＝ ７畅４）缓冲液 、浓度为 ２畅５ × １０ － ４ mol／L DPPH 的 ９５ ％ 乙醇溶液 ，避光保存 。 取 １mL试样与 ２mL DPPH
乙醇溶液混合 ，再加入 ２mL Tris唱HCl（pH ＝ ７畅４）缓冲液并剧烈摇动 ，在室温下避光保存 ２０min ，之后在
５１７nm处测定吸光值 ，每个处理均做 ３ 个重复 。 各试样对 DPPH 自由基的清除率用式（４）计算 ：
DPPH 自由基的清除率 ＝ １００ ％ × （ A０ － A１）／ A０ （４）
图 1 　 标准曲线
Fig畅１ 　 The normal curve
式中 ，空白 A０ 为 １mL 试样溶剂 ＋ ２mL DPPH ＋ ２mL Tris唱HCl缓冲
液 ，另外每个试样测定前需用 １mL 试样 ＋ ２mL Tris唱HCl 缓冲液对
照调零 ，以消除试剂本身颜色带来的误差 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 标准曲线绘制
　 　 按照 １畅２ 所设计的芦丁浓度梯度进行标准曲线绘制 ，结果见图 １ 。
2畅2 　 单因素试验结果
料液比对黄酮提取率的影响 。 称取物料 ２畅０g ，用 ８０ ％ 的乙醇分
别配制 １∶１０ 、１∶２０ 、１∶３０ 、１∶４０ 、１∶５０ 、１∶６０ 、１∶７０ 的料液比（g／mL）浸
泡 ２４h ，在超声功率为 ７００W 、４５ ℃ 条件下提取 ２５min ，各提取 ３ 次 ，
求平均值 ，结果见图 ２a 。 图 ２a表明 ，随料液比的下降 ，提取液吸光度增大 ，在料液比值为 ０畅０２ ～ ０畅１ 范围内 ，
吸光度增加幅度较大 ，当料液比值 ＜ ０畅０２ 时 ，吸光度增加趋势较为缓慢 ，根据生产需要及最大限度降低叶绿
素的干扰程度 ，选料液比为 １∶５０ 为宜 。
图 2 　 料液比（a） 、乙醇浓度（b） 、温度（c）及提取时间（d）对黄酮提取率的影响
Fig畅２ 　 The influence of proportion of materials（a） ，concent ration of ethanol（b） ，
ex tracting temperature（c） and ex tracting time （d） to the ext racting rate of flavonoid
　
乙醇浓度对黄酮提取率的影
响 。 称取物料 ２畅０g ，分别用浓度为
２０ ％ 、 ３０ ％ 、 ４０ ％ 、 ５０ ％ 、 ６０ ％ 、
７０ ％ 、８０ ％ 的乙醇配制料液比为
１∶４０溶液 ，浸泡 ２４h ，在超声功率为
７００W 、４５ ℃ 条件下提取 ２５min ，每
一个浓度条件下分别提取 ３ 次 ，求
平均值 ，结果见图 ２b 。 图 ２b 表明 ，
随乙醇浓度的增加吸光度变大 ，乙
醇浓度为 ６０ ％ 时提取液吸光度达
到最大值 ０畅３９０ ，但当乙醇浓度继
续增加时提取液吸光度迅速下降 。
乙醇浓度对提取率的影响 ，在于不
同含量乙醇极性的不同 。 根据相
似相溶原理 ，６０ ％ 乙醇浓度对玉米
苞叶黄酮溶解度最大 。
超声温度对黄酮提取率的影
响 。称取物料 ２畅０g ，用 ８０ ％ 的乙
醇配制 １∶４０ 的料液比（g／mL）浸泡
２４h ，在超声功率为 ７００W 、分别在
１５ ℃ 、３０ ℃ 、４５ ℃ 、６０ ℃ 、７５ ℃ 、９０ ℃ 、１０５ ℃ 条件下提取 ２５min ，各温度条件下分别提取 ３ 次 ，求平均值 ，结果见
图 ２c 。 在乙醇沸点以下并保证溶剂回流较完全的情况下 ，温度越高 ，浸提效果越好 ，本文选用温度 ６０ ℃ 。
超声时间对黄酮提取率的影响 。 称取物料 ２畅０g ，用 ８０ ％ 的乙醇配制 １∶４０ 的料液比（g／mL）浸泡 ２４h ，在
超声功率为 ７００W 、４５ ℃ 条件下分别提取 １０min 、１５min 、２０min 、２５min 、３０min 、３５min 、４０min ，每一时间段内分
别提取 ３ 次 ，求平均值 ，结果见图 ２d 。 图 ２d 表明 ，提取液吸光度随提取时间的延长而逐渐升高 。 由于超声
过程中伴有热能的产生 ，使得提取液升温有可能造成黄酮活性组分的损失 ；同时从节约能源的角度考虑 ，提
取时间不宜过长 ，以 ３０ ～ ４０min 为宜 。
１１０　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
2畅3 　 正交试验结果
以黄酮提取率为指标 ，以单因素各影响因子为研究对象 ，进行 L９ （３４）正交试验 ，结果见表 １ 。
　 　 正交试验结果表明 ，提取
时间对玉米苞叶中总黄酮提取
率影响最大 ，其次为乙醇浓度 ，
料液比对提取率影响最小 。 选
择料液比为 １∶ ５０ 、乙醇浓度
６０ ％ 、提取温度 ６０ ℃ 、提取时间
为 ３５min ，即提取工艺最佳优化
组合为 A２B２ C２D３ 。 在 ７００W 的
超声功率条件下 ，依照最佳进
行提取 ，提取率可达 １畅２２５ ％ 。
2畅4 　 玉米苞叶总黄酮的体外
　 　 抗氧化性能
　 　 玉米苞叶总黄酮对超氧阴
离子自由基的清除作用见图
３a 。玉米苞叶总黄酮对超氧阴
离子自由基有显著清除作用 ，
表 1 　 正交试验结果
Tab畅１ 　 The result of the distilled conditions’ test
试验号
Code
　 　 　 　 因素 Fac to r
A 料液比 ／g·mL － １
P roportion o f ma terial
B 乙醇浓度／ ％
Ethanol concentratio n
C 温度 ／ ℃
Temperature
D 时间 ／min
T ime
吸光度
Absorbency
１ １（１∶４０） １（５０） １（４５） １（２５） ０畅２８１
２ １（１∶４０） ２（６０） ２（６０） ２（３０） ０畅４０２
３ １（１∶４０） ３（７０） ３（７５） ３（３５） ０畅３９０
４ ２（１∶５０） １（５０） ２（６０） ３（３５） ０畅４１０
５ ２（１∶５０） ２（６０） ３（７５） １（２５） ０畅３７０
６ ２（１∶５０） ３（７０） １（４５） ２（３０） ０畅３６５
７ ３（１∶６０） １（５０） ３（７５） ２（３０） ０畅３４０
８ ３（１∶６０） ２（６０） １（４５） ３（３５） ０畅４１１
９ ３（１∶６０） ３（７０） ２（６０） １（２５） ０畅３８１
K１ １畅０７３ １畅０３１ １畅０５７ １畅０３２ T ＝ ３畅３５０
K２ １畅１４５ １畅１８３ １畅１９３ １畅１０７
K３ １畅１３２ １畅１３６ １畅１００ １畅２１１
R ０畅０７２ ０畅１５２ ０畅１３６ ０畅１７９
其 IC５０在 １畅５μg／mL左右 ，当总黄酮浓度在 ５０畅０μg／mL时 ，消除率达到 ９４畅９０ ％ ，基本上达到最大值 。 而 Vc
在较低的浓度范围内 ，消除率呈负值 ，说明在此浓度范围内 Vc对超氧阴离子自由基不但没有清除作用 ，反
而可能产生促进作用 ；Vc浓度在 ５畅０μg／mL 时 ，消除率只有 ０畅０４ ％ ，在此之后 ，随浓度的提高 ，消除率逐渐
增加 ，当 Vc浓度为５００μg／mL时 ，消除率基本达到最大值 ８４畅５０ ％ ，Vc的 IC５０在 ９０μg／mL 。 说明玉米苞叶总
黄酮对超氧阴离子自由基的清除能力较好 ，远远高于 Vc对超氧阴离子自由基的清除能力 。
图 3 　 玉米苞叶总黄酮和 Vc对超氧阴离子自由基（a） 、羟基自由基（b）和 DPPH自由基（c）的清除效果
Fig畅３ 　 The scavenging capacity of flavonoids and Vc in superoxide radical system（a） ， hydroxyl radical system（b）and DPPH system（c）
　 　 玉米苞叶总黄酮对羟自由基的清除作用见图 ３b 。 玉米苞叶总黄酮和 Vc 对羟自由基有较高的清除能
力 ，随玉米苞叶总黄酮和 Vc浓度的升高 ，它们对羟基自由基的清除能力逐渐增强 ，在 ０畅０５ ～ １畅６mg／mL 浓
度范围内 ，总黄酮和 Vc对羟基自由基的消除率为 ４４畅７０ ％ ～ ７２畅００ ％ 和 ３１畅４０ ％ ～ ５６畅１０ ％ ，总黄酮的 IC５０为
０畅１４mg／mL左右 ，Vc的 IC５０为 ０畅７４mg／mL左右 ，说明玉米苞叶总黄酮清除羟基自由基的能力强于 Vc 。
玉米苞叶总黄酮对 DPPH自由基的清除作用见图 ３c 。 在 ０畅０５ ～ ０畅８mg／mL的浓度范围内 ，玉米苞叶总
黄酮对 DPPH自由基的消除率为 １５畅２３ ％ ～ ９３畅４０ ％ ，并且随浓度的升高 ，对 DPPH 自由基的清除能力显著
增强 ，而作为对照的 Vc ，在所选浓度范围内 ，对 DPPH 自由基的消除率为 ４２畅３２ ％ ～ ８４畅６ ％ ，且在浓度达到
０畅８mg／mL后 ，对 DPPH 自由基的消除率基本趋于平缓状态 ，当消除率达到 ５０ ％ 时 ，玉米苞叶总黄酮的 IC５０
为０畅２mg／mL左右 ，Vc的 IC５０为 ０畅０７５mg／mL ，说明总黄酮清除 DPPH 自由基的能力低于 Vc ，但最大消除率
高于 Vc ，基本上能清除所有 DPPH 自由基 。
3 　 小结与讨论
玉米苞叶黄酮最佳提取工艺条件为料液比 １∶５０ 、乙醇浓度 ６０ ％ 、提取温度 ６０ ℃ 、提取时间 ３５min ，最大
第 ６期 詹 　 萍等 ：玉米苞叶中总黄酮提取及其体外抗氧化性能的研究 １１１　
提取率为 １畅２２５ ％ ；玉米苞叶总黄酮对超氧阴离子自由基有显著清除作用 ，随浓度的提高 ，清除率逐渐增加 ，
最大清除率为 ９４畅９０ ％ ，IC５０为 １畅５μg／mL左右 ，玉米苞叶总黄酮和 Vc 对羟自由基有较高的清除能力 ，随玉
米苞叶总黄酮和 Vc浓度的升高 ，它们对羟基自由基的清除能力逐渐增强 ，总黄酮的 IC５０为 ０畅１４mg／mL 左
右 ，Vc的 IC５０为 ０畅７４mg／mL 左右 ，玉米苞叶总黄酮清除羟基自由基的能力强于 Vc ，玉米苞叶总黄酮和 Vc
对 DPPH自由基的清除率随浓度的升高而逐渐增强 ，玉米苞叶总黄酮的 IC５０为 ０畅２mg／mL 左右 ，Vc的 IC５０
为 ０畅０７５mg／mL ，说明总黄酮清除 DPPH 自由基的能力低于 Vc ，但最大消除率高于 Vc 。
本研究尝试利用超声技术进行玉米苞叶总黄酮提取 ，主要是考虑到超声提取作为一个物理过程 ，可以
缩短提取时间 ，又可避免可能的化学反应和所提化合物的分解 ，为进一步研究玉米苞叶黄酮类物质及其生
理活性作用机理奠定基础 。 从抗氧化性试验结果可以看出 ，玉米苞叶总黄酮清除自由基的能力很大程度上
依赖黄酮浓度剂量的变化 ，且在超氧阴离子体系和 DPPH 自由基体系中 ，玉米苞叶总黄酮的最大清除效果
可能存在一个阈值 ，也就是说当清除能力达到某一水平时 ，随黄酮浓度剂量的增加 ，清除自由基的效果变化
很小 。 这对玉米苞叶总黄酮作为抗氧化剂使用时如何控制其使用量有很好的指导意义 。
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１１２　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷