全 文 :第43卷 第3期 陕西师范大学学报(自然科学版) Vol.43 No.3
2015年5月 Journal of Shaanxi Normal University(Natural Science Edition) May,2015
文章编号:1672-4291(2015)03-0098-06 doi:10.15983/j.cnki.jsnu.2015.03.136
收稿日期:2014-07-08
基金项目:陕西省科技合作计划项目(2014SJ-01);陕西师范大学勤助科研创新基金项目(QZYB13043)
第一作者:李璐,女,硕士研究生,研究方向为食品营养学。E-mail:liluacademic@yahoo.com
*通信作者:张华峰,男,副教授,博士。E-mail:isaacsau@sohu.com
3种葱属蔬菜水提物、醇提物与
多糖的抗氧化活性研究
李 璐,姚 美,张华峰*,陈文杰,黎梅雨
(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710119)
摘 要:提取得到了韭菜(Allium tuberosum)、大葱(Allium fistulosum)和小葱(Allium ascaloni-
cum)3种葱属蔬菜的水提物、醇提物与多糖,采用苯酚-硫酸比色法测定了3种葱属蔬菜的多糖含
量,采用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)方法比较研究了3种葱属蔬菜水提物、醇提物和多糖的抗氧化活性。结果表明,韭菜、大葱和小
葱多糖含量的平均值分别为11.40%、22.57%和15.97%。韭菜、大葱、小葱的水提物、醇提物和多
糖均具有抗氧化活性,基于量效关系建立的数学模型具有较高的拟合度。3种葱属蔬菜醇提物、水
提物的抗氧化活性明显高于多糖。不同种葱属蔬菜的抗氧化活性差异较大,其中韭菜水提物、醇提
物和多糖的抗氧化活性最高,ABTS·+自由基清除率的EC50值分别为27.46、15.58、2.05×103,
DPPH自由基清除率的EC50值分别为66.41、25.48、3.16×107,韭菜醇提物对ABTS·+自由基的
清除能力与维生素C(Vc)接近。韭菜醇提物、水提物的抗氧化活性较高,具有一定的开发利用
价值。
关键词:抗氧化活性;葱属蔬菜;水提物;醇提物;多糖
中图分类号:TS255.1 文献标志码:A
Antioxidant activities of water extract,ethanol extract and
polysaccharides among three Alliumspecies
LI Lu,YAO Mei,ZHANG Huafeng*,CHEN Wenjie,LI Meiyu
(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,
School of Food Engineering and Nutritional Science,Shaanxi Normal
University,Xi′an 710119,Shaanxi,China)
Abstract:After water extract,ethanol extract and polysaccharides,three Alliumspecies,inclu-
ding A.fistulosumand A.ascalonicum,contents of polysaccharides in these three Alliumspe-
cies were determined by phenol-sulfuric acid method,and their antioxidant activities were evalua-
ted by ABTS(2,2′-azino-bis(3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt)and DP-
PH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)assays.Average contents of polysaccharides in A.tuberos-
um,A.fistulosumand A.ascalonicumwere 11.40%,22.57%and 15.97%,respectively.Both
第3期 李璐 等:3种葱属蔬菜水提物、醇提物与多糖的抗氧化活性研究 99
ABTS· +and DPPH radical-scavenging capacities were dose dependent,and mathematical model
based on dose-effect relationship had high goodness of fit.Antioxidant activities of water extract,
ethanol extract were significantly better than those of polysaccharides.The three species exhibi-
ted different antioxidant capacities.Among them,antioxidant activities of A.tuberosum were
higher.EC50values of ABTS·+radical-scavenging capacity of water extract,ethanol extract and
polysaccharides fromA.tuberosumwere 27.46,15.58,2.05×103,respectively,and EC50values
of DPPH radical-scavenging capacity were 66.41,25.48,3.16×107,respectively.In particular,
ABTS+radical-scavenging capacity of ethanol extract was relatively close to that of vitamin
C(Vc).To sum up,antioxidant activities of ethanol extract and water extract fromA.tuberosum
were relatively high,which showed great potential for exploitation and utilization.
Key words:antioxidant activity;Allium;water extract;ethanol extract;polysaccharides
百合科葱属植物韭菜(Allium tuberosum)、大
葱(Allium fistulosum)和小葱(Allium ascaloni-
cum)既是重要的蔬菜作物,也具有较高的保健功
效。据《本草纲目》记载,“正月葱,二月韭”具有医治
胸痹急痛、伤寒劳复、风湿身痛、消渴等功效。Lee
等[1]证明韭菜中的硫化物可以抑制人类结肠癌细胞
增殖并诱导细胞凋亡;Jung等[2]发现大葱中的果聚
糖具有抗甲型流感病毒的作用;Sung等[3]证明大葱
有助于改善肥胖和代谢失调;Owoyele等[4]发现小
葱的乙醇提取物(简称醇提物)可使雄性大鼠的高密
度脂蛋白含量降低、白细胞含量升高;Wongmekiat
等[5]证明小葱的水提物能够保护雄性大鼠由环孢素
A 引 起 的 肾 损 伤;Cheng 等[6]发 现 红 皮 洋 葱
(Allium cepa)提取物的抗氧化活性显著高于黄皮
洋葱。现代医学研究表明,正常人体内的自由基
生成与清除处于动态平衡状态,当自由基动态平
衡被打破时,就会出现各种氧化损伤,从而加速机
体衰老并诱发肿瘤等多种疾病[7-8]。研究和开发
安全、高效的天然抗氧化剂是食品科学和医学领
域的热点课题[9]。韭菜、大葱和小葱风味独特,安
全无毒,在我国范围内广泛种植,是我国居民的主
要蔬菜。本研究以韭菜、大葱和小葱3种葱属蔬
菜为试材,在分离制备水提物、醇提物与多糖的基
础上,对其体外抗氧化活性进行比较研究,以期为
安全、高效抗氧化剂的发现以及葱属蔬菜资源的
深度开发提供参考。
1 材料和方法
1.1 材料与仪器
韭菜、大葱和小葱2013年7月采自陕西省西安
市长安区。葡萄糖(纯度>99%)、维生素 C(Vc)
(纯度>99%)、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺
酸)二铵盐(ABTS)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DP-
PH)购自Sigma公司。无水乙醇、丙酮、浓硫酸、苯
酚、α-萘酚等均采用分析纯,购自西安市斯迈尔试剂
仪器经营部。
TU-1810型紫外可见分光光度计,北京普析通
用公司;722型可见分光光度计,上海光谱仪器有限
公司;JPCQ0328型全数字式超声波清洗机,武汉嘉
鹏电子有限公司;DL-4C型低速大容量离心机,上
海安亭科学仪器厂;HH-S4型电热恒温水浴锅,北
京科伟永兴仪器有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 样品制备
(1)蔬菜样品处理 韭菜、大葱和小葱叶片经
挑选去杂后,用自来水、dH2O依次漂洗,然后切成
长约1cm的小段,在50℃烘干至恒重,粉碎过筛后
取20~40目的样品粉末避光保存(备用)。
(2)水提物制备 取3种样品粉末,分别按照
1∶40料液比加入dH2O,在25℃超声波辅助提取
30min[10]。离心取上清液,用0.45μm水系滤膜过
滤,冷冻干燥后密封4℃保存。
(3)醇提物制备 取3种样品粉末,分别按照
1∶50料液比加入50%乙醇,置50℃水浴中浸泡
2h后超声波辅助提取20min[11]。离心取上清液,用
0.45μm有机系滤膜过滤,冻干后密封4℃保存。
(4)多糖制备 参考文献[10],取3种样品粉
末,分别按照1∶40料液比加入dH2O,在100℃加
热提取3h后,离心取上清液,加入4倍体积95%乙
醇,离心取沉淀,依次用70%乙醇、95%乙醇、无水
乙醇、丙酮洗涤沉淀,再用Sevag法进一步纯化,最
后在55℃烘干得到多糖样品。
100 陕西师范大学学报(自然科学版) 第43卷
1.2.2 多糖的定性与定量分析
(1)多糖的定性 采用 Molish反应[12]定性鉴
定多糖。
(2)多糖的纯度鉴定 参考文献[13],配制
1mg/mL多糖样品溶液,在190~400nm波长范围
内进行扫描,鉴定多糖纯度。
(3)多糖的含量测定 采用苯酚-硫酸比色
法[12,14]测定多糖含量,简述如下:分别量取300μL
5%苯酚溶液至8支试管中,各加入0.10mg/mL葡
萄糖标准溶液0、50、100、200、300、400、500、600
μL,用dH2O补足体积至1mL,再各加入2.5mL
浓硫酸,振荡混匀后在20℃水浴中显色反应5min,
然后在490nm波长下测定吸光度,以葡萄糖标准
溶液的浓度x为横坐标、吸光度平均值y为纵坐标
绘制标准曲线(图1)。按照相同方法对多糖样品溶
液进行显色,通过比色分析即可测定多糖含量。
图1 葡萄糖标准曲线
Fig.1 Calibration curve of glucose
1.2.3 自由基清除实验 采用本实验室优化的
ABTS·+、DPPH自由基清除实验方法[8]考察3种
葱属蔬菜水提物、醇提物及多糖的抗氧化作用。
ABTS·+实验简述如下:将等体积的7.4mmol/L
ABTS溶液和2.6mmol/L过硫酸钾溶液均匀混
合,避光反应12h后稀释得到ABTS·+溶液。实验
设样品组和对照组。样品组中,将4mL ABTS·+
溶液加入1 mL 样品溶液中,混匀后避光反应
6min,立即在734nm波长下测定吸光度;第一对照
组中,用1mL dH2O代替1mL样品溶液;第二对照
组中,用4mL无水乙醇代替4mL ABTS·+溶液。
DPPH实验简述如下:用无水乙醇配制0.04mg/
mL的DPPH溶液。实验设样品组和对照组。样品
组中,在1mL样品溶液中加入2mL DPPH溶液,
混匀后避光反应30min,立即在517nm波长下测
定吸光度;第一对照组用1mL dH2O代替1mL样
品溶液;第二对照组用2mL无水乙醇代替2mL
DPPH溶液。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为第一对照组吸光度,A2为第二对照
组吸光度,Ax为样品组吸光度。参考文献[11]计算
相对半效剂量(EC50)。
1.2.4 数据分析与统计 运用SPSS 12.0软件统
计实验数据,多重比较采用 One-Way ANOVA分
析和最小显著差数(LSD)的t检验方法,P<0.05
表示差异显著,具有统计学意义。
2 结果和分析
2.1 多糖的制备与检测
采用水提醇沉法提取3种葱属蔬菜多糖,采用
有机溶剂分级分离法和Sevag法纯化多糖,制得了
浅棕色的多糖固体。光谱扫描发现,多糖样品在
200nm波长附近有多糖特征性吸收峰,在260、280
nm及特定紫外区无明显光吸收(图2),表明多糖样
品中不含核酸、蛋白质及多酚等杂质[15]。多糖样品
的 Molish反应呈阳性,说明其中确实含有多糖成
分。韭菜、大葱和小葱多糖的含量各不相同,依次为
11.40%、22.57%和15.97%(表1),说明葱属蔬菜
多糖水平的种间差异较大(P<0.05)。
图2 3种葱属蔬菜多糖样品扫描光谱
Fig.2 Scanning spectra of polysaccharides from 3 Alliumspecies
a.韭菜;b.大葱;c.小葱。
表1 3种葱属蔬菜多糖的含量(珔x±s,n=3)
Tab.1 Contents of polysaccharides in 3 Alliumspecies
蔬菜种类 韭菜 大葱 小葱
多糖含量/
(g·100g-1干重)
11.40±0.79c 22.57±1.42a 15.97±1.71b
注:数值右侧的不同上标表示显著差异。
2.2 对ABTS·+自由基的清除作用
如图3所示,3种葱属蔬菜水提物对 ABTS·+
自由基的清除能力由大到小依次为韭菜、小葱、大
葱,并且清除率与水提物量呈正相关。由表2可知,
第3期 李璐 等:3种葱属蔬菜水提物、醇提物与多糖的抗氧化活性研究 101
3种蔬菜醇提物、水提物的 ABTS·+自由基清除能
力较强,而多糖的清除能力较差。3种蔬菜水提物
拟合方程的相关系数(R2)为0.948 2~0.974 6,说
明数学模型能较好地反映水提物量与自由基清除率
之间的量效关系。韭菜水提物对 ABTS·+自由基
的清除能力很强,EC50值为27.46,高于Vc,但显著
低于小葱和大葱(P<0.05)。
图3 3种葱属蔬菜水提物对ABTS·+自由基的清除作用
Fig.3 ABTS·+radical-scavenging capacities of
water extract from 3 Alliumspecies
表2 3种葱属蔬菜的ABTS·+自由基清除活性
及其量效关系数学模型
Tab.2 ABTS·+radical-scavenging activity and mathematical
model of dose-effect relationship of 3 Alliumspecies
种类 拟合方程 R2 EC50
Vc y=15.36lnx+28.02 0.685 7 4.18d
水提物 韭菜 y=30.46lnx-50.91 0.970 3 27.46c
大葱 y=25.15lnx-44.58 0.948 2 42.97a
小葱 y=22.37lnx-26.42 0.974 6 30.45b
醇提物 韭菜 y=21.37lnx-8.68 0.992 7 15.58c
大葱 y=26.77lnx-30.08 0.934 0 19.91a
小葱 y=23.94lnx-16.80 0.917 3 16.29b
多糖 韭菜 y=14.20lnx-58.28 0.925 1 2.05×103c
大葱 y=8.96lnx-35.79 0.978 9 1.44×104b
小葱 y=8.31lnx-31.28 0.896 9 1.77×104a
注:拟合方程中,y为自由基清除率,x为提取物量;
EC50为相对半效剂量,其数值受待测物浓度影响(具体计算
方法参考文献[11]),EC50数值右侧的不同上标表示显著差
异。下表同。
如图4所示,3种蔬菜醇提物均具有较强的
ABTS·+自由基清除能力。在醇提物量为60μL
时,韭菜、大葱和小葱的清除率都达到80%。在试
验范围内,醇提物的自由基清除能力呈现出明显的
剂量依赖性。由表2可知,3种蔬菜拟合方程的相
关系数为0.917 3~0.992 7,说明数学模型能较好
地反映醇提物量与自由基清除率之间的量效关系。
此外,韭菜、小葱、大葱醇提物的 EC50值分别为
15.58、16.29、19.91,相比于 Vc的EC50值(4.18),
可知3种葱属蔬菜的醇提物都具有一定的抗氧化活
性,其中韭菜醇提物的ABTS·+自由基清除能力与
Vc比较接近。
图4 3种葱属蔬菜醇提物对ABTS·+自由基的清除作用
Fig.4 ABTS·+radical-scavenging capacities of
ethanol extract from 3 Alliumspecies
如图5所示,3种蔬菜多糖的 ABTS·+自由基
清除能力也呈现出剂量依赖性。3种蔬菜多糖的
ABTS·+自由基清除能力均较差,韭菜多糖的自由
基清除能力显著高于大葱和小葱(P<0.05)(表3)。
图5 3种葱属蔬菜多糖对ABTS·+自由基的清除作用
Fig.5 ABTS·+radical-scavenging capacities of
polysaccharides from 3 Alliumspecies
2.3 对DPPH自由基的清除作用
由表3可知,3种葱属蔬菜水提物、醇提物的
DPPH自由基清除能力较强,而多糖的清除能力较
差,这与ABTS·+实验的结论相一致(表2)。一般
来说,植物水提物中含有较多的酚类化合物,此外还
含有少量黄酮类化合物、蛋白质、单宁、糖类、有机酸
102 陕西师范大学学报(自然科学版) 第43卷
表3 3种葱属蔬菜的DPPH自由基清除活性
及其量效关系数学模型
Tab.3 DPPH radical-scavenging activity and mathematical
model of dose-effect relationship of 3 Alliumspecies
种类 拟合方程 R2 EC50
Vc y=17.69lnx+13.35 0.787 7 7.94d
水提物 韭菜 y=24.04lnx-50.87 0.971 6 66.41c
大葱 y=20.22lnx-47.35 0.955 6 123.29b
小葱 y=18.38lnx-41.09 0.959 2 142.01a
醇提物 韭菜 y=27.18lnx-38.01 0.952 8 25.48c
大葱 y=27.18lnx-39.35 0.987 3 26.77b
小葱 y=27.49lnx-47.50 0.944 0 34.70a
多糖 韭菜 y=3.78lnx-15.28 0.943 6 3.16×107c
大葱 y=1.72lnx-6.75 0.949 2 2.13×1014a
小葱 y=2.83lnx-11.10 0.686 6 2.38×109b
等[10,16];醇提物中含有较多的黄酮类化合物,此外
还含有酚类化合物、蒽醌、萜类化合物、香豆素
等[11]。黄酮类化合物和多酚等往往具有较强的抗
氧化活性[6-7]。3种葱属蔬菜醇提物、水提物的抗氧
化活性显著优于多糖,可能与其中含有较多的黄酮
类化合物、多酚有关。3种蔬菜水提物、醇提物、多
糖拟合方程的相关系数为0.943 6~0.987 3(表3),
说明数学模型能较好地反映提取物量与DPPH 自
由基清除率之间的量效关系。
如图6所示,3种蔬菜水提物的DPPH自由基
清除率随着水提物量的增加而增大,自由基清除能
力由大到小依次为韭菜、大葱、小葱。由表3也可看
出,大葱和小葱的EC50值约为韭菜的二倍,表明韭
菜对DPPH自由基的清除能力远大于大葱和小葱。
图6 3种葱属蔬菜水提物对DPPH自由基的清除作用
Fig.6 DPPH radical-scavenging capacities of
water extract from 3 Alliumspecies
如图7所示,3种蔬菜醇提物均具有较强的
DPPH自由基清除能力。在试验范围内,蔬菜样品
的自由基清除率随着醇提物量的增加而升高。在醇
提物量为140μL时,韭菜、大葱和小葱的清除率皆
达到92%。由表3可知,韭菜醇提物的EC50值最低
(25.48),大葱和小葱次之(EC50值分别为26.77和
34.70),表明3种葱属蔬菜中韭菜的DPPH自由基
清除能力最强。
图7 3种葱属蔬菜醇提物对DPPH自由基的清除作用
Fig.7 DPPH radical-scavenging capacities of
ethanol extract from 3 Alliumspecies
如图8所示,3种蔬菜多糖的DPPH自由基清
除能力亦呈剂量依赖性。由表3可知,3种蔬菜多
糖的DPPH 自由基清除能力均明显低于 Vc(P<
0.05);相对而言,韭菜多糖的抗氧化能力高于小葱
和大葱。
图8 3种葱属蔬菜多糖对DPPH自由基的清除作用
Fig.8 DPPH radical-scavenging capacities of
polysaccharides from 3 Alliumspecies
3 结论
韭菜、大葱、小葱3种葱属蔬菜的水提物、醇提
物和多糖均具有一定的抗氧化活性。抗氧化活性具
有明显的剂量依赖性,基于量效关系建立的数学模
第3期 李璐 等:3种葱属蔬菜水提物、醇提物与多糖的抗氧化活性研究 103
型具有较高的拟合度。醇提物、水提物的抗氧化活
性明显高于多糖。在3种葱属蔬菜中,韭菜水提物、
醇提物和多糖的抗氧化活性最高,韭菜醇提物对
ABTS·+自由基的清除能力与 Vc比较接近。大葱
多糖含量最高,小葱次之,韭菜最低,但是韭菜多糖
的抗氧化活性明显高于大葱和小葱。不同种蔬菜多
糖的含量及水提物、醇提物和多糖的抗氧化活性差
异较大。总体上看,韭菜醇提物、水提物的抗氧化活
性较高,值得进一步研究和开发。
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〔责任编辑 宋轶文〕