全 文 ：第 3 1卷第2期
2 0 1 4 年 2 月
精 细 化 工
FINE CHEMICALS
Vol ． 3 1，No ． 2
Feb． 2 0 1 4
中药现代化技术
收稿日期:2013 － 09 － 01;定用日期:2013 － 10 － 18
基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金项目(GK201302048) ;陕西省大学生创新创业训练计划项目(cx13063)
作者简介:张华峰(1975 －) ，男，副教授，博士，硕士生导师，电话:029 － 85310517，E － mail:isaacsau@ sohu． com。
5 种小檗科植物多糖含量及抗氧化活性分析
张华峰1，李 璐1，张 翔1，杨晓华2，姚 美1
(1．药用资源与天然药物化学教育部重点实验室 西北濒危药材资源开发国家工程实验室 陕西师范大学 食品工程与营养科学
学院，陕西 西安 710062;2．卫生部法医学重点实验室 西安交通大学 医学院，陕西 西安 710061)
摘要:应用苯酚 －硫酸比色法测定了南天竹(Nandina domestica)、日本绿叶小檗(Berberis thunbergii)、红叶小檗
(Berberis thunbergii var． atropurpurea)、十大功劳(Mahonia fortunei)和阔叶十大功劳(Mahonia bealei)的多糖含量，
应用 ABTS［2，2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐］和 DPPH(1，1-二苯基-2-三硝基苯肼)方法分析了 5
种小檗科植物多糖的抗氧化活性。结果表明，南天竹、日本绿叶小檗、红叶小檗、十大功劳和阔叶十大功劳的多
糖含量平均值分别为 27. 82%、14. 52%、12. 14%、14. 44%和 16. 80%，清除 ABTS· + 自由基的 EC50值分别为
0. 168 8、0 . 543 6、0. 160 4、0. 399 1和0. 168 9 g /L，清除 DPPH自由基的 EC50值分别为0. 067 8、0. 376 9、0. 210 4、
0. 291 7和0. 222 4 g /L。相同属植物多糖的含量无显著差异，不同种植物多糖的含量及抗氧化活性差异较大。
多糖样品的抗氧化活性存在明显的剂量依赖性，基于量效关系建立的数学模型具有较高的拟合度。南天竹、阔
叶十大功劳多糖含量较高且抗氧化活性较强，具有一定的开发利用价值。
关键词:多糖;抗氧化活性;小檗科植物;纯化;中药现代化技术
中图分类号:Ｒ282． 7 文献标识码:A 文章编号:1003 － 5214(2014)02 － 0174 － 05
Content and Antioxidant Activities of Polysaccharides in 5
Species of the Family of Berberidaceae
ZHANG Hua-feng1，LI Lu1，ZHANG Xiang1，YANG Xiao-hua2，YAO Mei1
(1． Key Laboratory of Ministry of Education for Medicinal Ｒesources and Natural Pharmaceutical Chemistry，National
Engineering Laboratory for Ｒesources Development of Endangered Crude Drugs in Northwest China，College of Food
Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi an 710062，Shaanxi，China;2． Key Laboratory of
Ministry of Health for Forensic Sciences，School of Medicine，Xian Jiaotong University，Xian 710061，Shaanxi，China)
Abstract:The content of polysaccharides in five species of the family of Berberidaceae，including
Nandina domestica，Berberis thunbergii，Berberis thunbergii var． atropurpurea，Mahonia fortunei and
Mahonia bealei，was determined by phenol-sulfuric acid method，and the antioxidant activities of
polysaccharides in these five species were evaluated by ABTS〔2，2-azino-bis(3-ethyl-benzothiazoline-
6-sulfonic acid)diammonium salt〕and DPPH(1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)assays． The average
content of polysaccharides in Nandina domestica，Berberis thunbergii，Berberis thunbergii var．
atropurpurea，Mahonia fortunei and Mahonia bealei was 27. 82%，14. 52%，12. 14%，14. 44% and
16. 80%，respectively． EC50 values of ABTS
· + radical-scavenging capacity were 0． 168 8，0． 543 6，
0． 160 4，0． 399 1 and 0． 168 9 g /L，respectively，and EC50 values of DPPH radical-scavenging capacity
were 0． 067 8，0． 376 9，0． 210 4，0． 291 7 and 0． 222 4 g /L，respectively． There is no significant
difference in polysaccharide content among the same genera，while polysaccharide content and
antioxidant activities are different among various species． Both ABTS· + and DPPH radical-scavenging
DOI:10.13550/j.jxhg.2014.02.001
capacities were dose-dependent，and the mathematical model based on dose-effect relationship had high
goodness of fit． The content and antioxidant activities of polysaccharides in Nandina domestica and
Mahonia bealei were relatively high，which shows great potential for exploitation and utilization．
Key words:polysaccharide;antioxidant activity;berberidaceae;purification;modernization technology
of traditional Chinese medicines
Foundation items:Supported by the Fundamental Ｒesearch Funds for the Central Universities in China
(GK201302048)and the Project of Undergraduates Innovation and Venture Training of Shaanxi
Province(cx13063)
氧化应激(oxidative stress)与帕金森症、老年痴
呆症、癌症、风湿性关节炎等多种疾病密切相
关［1 － 2］。植物多糖是天然抗氧化剂的重要来
源［3 － 4］，研究植物多糖的抗氧化活性对于氧化应激
相关药物或功能性食品的开发具有重要意义［2，5］。
小檗科植物(Berberidaceae)共有 17 属、650 种，其中
南天竹属 (Nandina Thunb．)、小檗属 (Berberis
Linn．)与十大功劳属(Mahonia Nutt．)的很多植物
都具有药用或食用价值［6］。Bajpai 等发现南天竹
(Nandina domestica)花和叶片的精油提取物对枯草
芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和单核细胞增生李斯特
菌(Listeria monocytogenes)等食源性致病菌具有一定
的抑制效果［7］;Villinski 等证实日本绿叶小檗
(Berberis thunbergii)根的乙醇提取物对化脓性链球
菌 (Streptococcus pyogenes)和金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus)具有较强的抑制作用［8］;郭
金耀等证明红叶小檗 (Berberis thunbergii var．
atropurpurea)叶片中的花色苷也具有一定的抑菌活
性［9］;余庆皋等发现十大功劳(Mahonia fortunei)水
提物能明显增强小鼠血清超氧化物歧化酶活性、降
低丙二醛含量［10］;曾祥英等证实阔叶十大功劳
(Mahonia bealei)根中的生物碱具有较强的抗流感
病毒活性［11］;Sarna 等研究了小檗科植物小檗碱的
抗氧化活性［5，12］;孔德鑫等建立了快速测定短序十
大功劳(Mahonia breviracema)和阔叶十大功劳中小
檗碱与多糖含量的方法［13］;Kotálová等发现冬青叶
十大功劳(Mahonia aquifolium)茎中的粗多糖具有
治疗牛皮癣的潜在活性［14］。但是迄今未见南天竹、
日本绿叶小檗、红叶小檗、十大功劳和阔叶十大功劳
5 种小檗科植物多糖抗氧化活性的研究报道。本研
究在分离、纯化 5 种小檗科植物多糖的基础上，测定
了每种植物叶片中多糖组分的含量，分析了多糖成
分的抗氧化活性，以期为小檗科植物多糖的研究与
开发提供依据。
1 实验部分
1. 1 试剂与材料
半乳糖(纯度 ＞ 99%)、维生素 C(VC)、2，2-联
氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐［2，2-azino-
bis ( 3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid )
diammonium salt，ABTS］、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼
(1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH)购自 Sigma 公
司。无水乙醇、丙酮、浓硫酸、苯酚、α-萘酚等均为
AＲ，购自西安市斯迈尔试剂仪器经营部。
南天竹、日本绿叶小檗、红叶小檗、十大功劳与
阔叶十大功劳叶片采自陕西省西安市，采样时间为
2013 年 4 月中旬。叶片采摘后用自来水、蒸馏水依
次漂洗，然后置通风处阴干，粉碎、过筛(40 目)后在
55 ℃烘干至恒重，置玻璃瓶中密闭避光保存。
1. 2 主要仪器
紫外可见分光光度计(TU － 1810 型，北京普析
通用公司) ;可见分光光度计(722 型，上海光谱仪器
有限公司) ;全数字式超声波清洗机(JPCQ0328 型，
武汉嘉鹏电子有限公司)。
1. 3 方法
1. 3. 1 多糖样品的分离与纯化
参考文献［15 － 16］分离、纯化小檗科植物多糖。分
别称取 5 种植物叶片粉末 0. 8 g，置于 5 个 50 mL离
心管中，各加入 40 mL 蒸馏水(液料比 50 ∶1) ，在温
度 80 ℃、功率 150 W 条件下同时超声波辅助提取
40 min，提取液用滤纸和滤膜(0. 45 μm)依次过滤
后各加入 4 倍体积的无水乙醇，置 4 ℃冰箱中沉淀
过夜，然后在4 000 r /min 下离心 10 min，取沉淀。
用体积分数 80%乙醇、95%乙醇、无水乙醇和丙酮
依次洗涤沉淀，再用 Sevag法进一步纯化，最后于 55
℃烘干至恒重，得到 15. 9 ～ 39. 6 mg 浅棕色多糖固
体。
1. 3. 2 多糖纯度的鉴定
参考文献［17］，将 5 种小檗科植物多糖分别配成
0. 2 ～ 1. 8 g /L 水溶液，在 200 ～ 400 nm 波长范围内
进行扫描。
1. 3. 3 多糖的定性与定量分析
按照文献［18］，采用Molish反应鉴定多糖。采用本
实验室建立的苯酚 －硫酸比色法［19］测定多糖含量。
·571·第 2 期 张华峰，等:5 种小檗科植物多糖含量及抗氧化活性分析
1. 3. 4 多糖抗氧化活性的测定［20］
将等体积的 7. 4 mmol /L ABTS 溶液和 2. 6
mmol /L过硫酸钾溶液均匀混合，避光反应 12 h 后稀
释得到 ABTS· +溶液。实验设样品组和对照组。样
品组中，向 1 mL多糖样品溶液中加入 4 mL ABTS· +
溶液，混匀后避光反应 6 min，立即在 734 nm 波长下
测定吸光度。对照组(1)中，用 1 mL 蒸馏水代替 1
mL多糖样品溶液;对照组(2)中，用 4 mL 无水乙醇
代替 4 mL ABTS· +溶液。计算多糖样品对 ABTS· +
自由基的清除率，并求出清除率为 50%时所对应的
样品溶液质量浓度(半效剂量，EC50)。
用无水乙醇配制 0. 04 g /L 的 DPPH 溶液。实
验设样品组和对照组。样品组处理方法如下:取 2
mL DPPH溶液，加入 1 mL多糖样品溶液，混匀后避
光反应 30 min，立即在 517 nm 波长下测定吸光度。
对照组(1)用 1 mL 蒸馏水代替 1 mL 多糖样品溶
液;对照组(2)中用 2 mL无水乙醇代替 2 mL DPPH
溶液。计算多糖样品对 DPPH 自由基的清除率，并
求出 EC50。
自由基清除率的计算公式为:
I /% =〔1 －(Ax － A2)/A1〕× 100
式中:I为多糖对自由基的清除率，A1 为对照组(1)
吸光度，A2 为对照组(2)吸光度，Ax 为样品组吸光
度。
1. 3. 5 数理统计
采用 Excel软件整理实验数据并建立多糖抗氧
化活性的量效关系数学模型，采用 SPSS 12. 0 软件
进行统计分析，采用 One － Way ANOVA方法检测样
本间差异的显著性。
2 结果与分析
2. 1 多糖样品的制备、鉴定与纯度检测
采用超声波提取法分离小檗科植物多糖，采用
有机溶剂分级分离法和 Sevag 法初步纯化多糖，得
到浅棕色的多糖固体。多糖样品的Molish反应呈
阳性，说明样品中含有多糖成分。200 ～ 400 nm 波
长扫描发现多糖样品在 260 和 280 nm 波长处无明
显光吸收(图 1) ，表明其不含核酸和蛋白质杂质。
小檗科植物普遍含有生物碱(如小檗碱)［5］，在多糖
提取过程中容易造成污染。一些研究显示，超声波
提取法不仅可以提高植物多糖的提取率，而且可以
部分降解生物碱［15，21］。因此，采用超声波提取法分
离多糖有助于提高多糖样品的纯度。
A—南天竹;B—红叶小檗;C—日本绿叶小檗;D—十大功劳;E—阔
叶十大功劳
图 1 5 种小檗科植物多糖样品扫描光谱
Fig． 1 Scanning spectra of polysaccharides from 5 species in
the family of Berberidaceae
2. 2 多糖含量的测定
5 种小檗科植物中多糖的含量各不相同，由高
到低依次为南天竹、阔叶十大功劳、日本绿叶小檗、
十大功劳、红叶小檗(表 1)。其中，南天竹多糖的含
量平均值高达 27. 82%，超过了叶片总质量的 1 /4，
显著高于其他 4 种植物(P ＜ 0. 05) ;阔叶十大功劳
中多糖含量也较高，这与孔德鑫等的测定结果基本
一致［13］;日本绿叶小檗与红叶小檗的多糖含量无显
著差异(P ＞ 0. 05) ;十大功劳与阔叶十大功劳的多
糖含量亦无显著差异(P ＞ 0. 05)。可见，不同种植
物多糖含量差异较大，相同属植物多糖含量无显著
差异，说明遗传因素对多糖含量的影响较大。
表 1 5 种小檗科植物多糖的含量
Table 1 Content of polysaccharides in 5 species of the family of Berberidaceae
植物种类
南天竹 日本绿叶小檗 红叶小檗 十大功劳 阔叶十大功劳
多糖含量 /(g /100 g干重) 27. 82 ± 1. 58a 14. 52 ± 0. 91bc 12. 14 ± 1. 69c 14. 44 ± 2. 21bc 16. 80 ± 1. 09b
注:每个数值均被表示为“平均数 ±标准差”(n = 3) ;数值右侧的不同上标表示差异显著性(P ＜ 0. 05)。
2. 3 多糖对 ABTS· +自由基的清除作用
5 种小檗科植物多糖对 ABTS· +自由基的清除
作用如图 2 所示。可以看出，各样品均有一定的自
由基清除能力，但是均略低于相同质量浓度的 VC。
在质量浓度为 0. 25 g /L 时，南天竹、红叶小檗和阔
叶十大功劳多糖的清除率皆达到 50%。在实验的
质量浓度范围内，多糖样品的自由基清除能力呈现
出明显的剂量依赖性，即清除率随着样品质量浓度
·671· 精 细 化 工 FINE CHEMICALS 第 31 卷
的增加而升高。由表 2 可见，5 种小檗科植物多糖
样品质量浓度与自由基清除率拟合方程的相关系数
Ｒ2 在0. 948 0 ～ 0. 995 8，说明数学模型能够较好地
反映量效关系。由表 2 还可看出，红叶小檗多糖的
EC50值最低(0. 160 4 g /L) ，表明其 ABTS
· +自由基
清除能力最好，其次是南天竹、阔叶十大功劳和十大
功劳多糖(EC50值分别为0. 168 8、0. 168 9和0. 399 1
g /L) ，日本绿叶小檗多糖的 EC50值最高(0. 543 6 g /
L) ，表明其自由基清除能力最差。
2. 4 多糖对 DPPH自由基的清除作用
由图 3 可知，5 种小檗科植物多糖对 DPPH 自
由基都具有一定的清除作用，不同植物多糖的自由
基清除率不同(P ＜ 0. 05) ，但都稍差于 VC。在实验
质量浓度范围内多糖样品的清除率随着样品质量浓
度的增加而升高。
图 2 5种小檗科植物多糖对 ABTS· +自由基清除作用的比较
Fig． 2 Comparison of ABTS· + radical-scavenging capacity
between polysaccharides from 5 species in the family
of Berberidaceae
表 2 5 种小檗科植物多糖的抗氧化活性及其量效关系数学模型
Table 2 Antioxidant capacity and mathematical model of dose-effect relationship of polysaccharides from 5 species in the family of
Berberidaceae
种类
ABTS· +自由基清除能力
拟合方程 Ｒ2 EC50 /(g /L)
DPPH自由基清除能力
拟合方程 Ｒ2 EC50 /(g /L)
南天竹多糖 y = 39. 18ln(x)+ 119. 70 0. 9958 0. 1688c y = 14. 27ln(x)+ 88. 41 0. 9605 0. 0678e
日本绿叶小檗多糖 y = 22. 66ln(x)+ 63. 81 0. 9550 0. 5436a y = 24. 24ln(x)+ 73. 65 0. 9948 0. 3769a
红叶小檗多糖 y = 37. 52ln(x)+ 118. 66 0. 9756 0. 1604d y = 28. 85ln(x)+ 94. 97 0. 9563 0. 2104d
十大功劳多糖 y = 22. 30ln(x)+ 71. 13 0. 9480 0. 3991b y = 28. 59ln(x)+ 85. 22 0. 9476 0. 2917b
阔叶十大功劳多糖 y = 34. 85ln(x)+ 111. 97 0. 9830 0. 1689c y = 25. 70ln(x)+ 88. 63 0. 9543 0. 2224c
VC y = 10. 61ln(x)+ 114. 78 0. 6031 2. 23 × 10 －3e y = 5. 12ln(x)+ 99. 56 0. 8336 6. 25 × 10 －5f
注:拟合方程中，y—自由基清除率，x—多糖样品质量浓度;EC50数值右侧的不同上标表示差异显著性(P ＜ 0. 05)。
南天竹多糖的自由基清除能力最强，在低质量
浓度(0. 05 ～ 0. 10 g /L)时就表现出较高的清除率;
日本绿叶小檗多糖的清除率最低;在质量浓度为
0. 30 g /L时，南天竹、红叶小檗、十大功劳和阔叶十
大功劳多糖的清除率均达到 50%以上。由表 2 可
知，5 种小檗科植物多糖样品的质量浓度与 DPPH
自由基清除率呈现良好的量效关系，Ｒ2 在 0. 947 6
～ 0. 994 8。依据表 2 中 EC50值，5 种小檗科植物多
糖对 DPPH自由基的清除能力次序为:南天竹 ＞红
叶小檗 ＞阔叶十大功劳 ＞十大功劳 ＞日本绿叶小
檗，与图 3 所反映的结果完全一致。
综上可见，不同种小檗科植物多糖的 ABTS· +
和 DPPH自由基清除能力差异较大。虽然 ABTS· +
和 DPPH自由基清除率数据略有区别，但是总体趋
势一致，即南天竹和阔叶十大功劳多糖的抗氧化活
性较强，日本绿叶小檗和十大功劳较弱。造成
ABTS· +和 DPPH自由基清除率数据不完全一致的
原因可能是两者的反应条件与机理不同［22］。
图 3 5 种小檗科植物多糖对 DPPH自由基清除作用的比较
Fig． 3 Comparison of DPPH radical-scavenging capacity
between polysaccharides from 5 species in the family
of Berberidaceae
3 结论
本研究分离、纯化得到了南天竹、红叶小檗、日
本绿叶小檗、十大功劳和阔叶十大功劳的多糖组分，
首次分析了 5 种小檗科植物多糖的含量及抗氧化活
·771·第 2 期 张华峰，等:5 种小檗科植物多糖含量及抗氧化活性分析
性。结果表明，不同种植物多糖的含量差异较大，相
同属植物多糖的含量差异较小，说明遗传因素对多
糖含量的影响较大。5 种小檗科植物多糖对
ABTS· +和 DPPH自由基均有一定的清除作用，各多
糖样品的自由基清除能力呈现出明显的剂量依赖
性。总体上看，南天竹和阔叶十大功劳的多糖含量
较高且抗氧化活性较强，值得进一步研究与开发。
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2014 中国国际精细化工及定制化学品展览会(SpeChem China)
2014 中国国际精细化工及定制化学品展览会将于 2014 年 11 月 26 ～ 27 日在上海光大会展中心举办，该展览会由中国
国际贸易促进委员会化工行业分会和浙江网盛生意宝股份有限公司联合主办，是中国境内专业的精细化工行业交流与合
作的最佳平台。
中国国际精细化工及定制化学品展览会(SpeChem China)将以更多专业视角，探索行业发展热点和趋势，为精细化工领
域的发展，提供更多讯息和商贸合作机会，为促进中国精细化工产品与国际间的交流合作搭建平台。
展览会将竭诚为参展企业进行定制宣传，广泛邀请潜在用户，扩大宣传，以专业品牌盛会的优势携手为参展商创造更
多机遇。
参展费用:A区展位费用:标准展位 9800 元 /9 平方米，光地 1000 元 /平方米;B 区展位费用:标准展位 7200 元 /9 平方
米，光地 750 元 /平方米。
主办方联系方式:中国国际贸易促进委员会化工行业分会;联系人:孟雪宁、王晓双、李少华、谢萌;电话:010 －
64208425、64271700、64270455、64272721;传真:010 － 84292180，84252907;E － mail:pengyuan@ ccpitchem． org． cn。
·871· 精 细 化 工 FINE CHEMICALS 第 31 卷