全 文 ：云南大学学报 (自然科学版), 2007 , 29 (4):393 ～ 397 CN 53-1045/N ISSN 0258-7971
Journal of Yunnan University
山蚂蝗属 3种植物的抗氧化性能研究
毛绍春1 , 李竹英1 , 李 聪2
(1.玉溪农业职业技术学院 云南 玉溪 653100;2.云南大学 应用化学系 ,云南 昆明 650091)
摘要:采用分光光度法和电子顺磁共振法对广金钱草 、三点金草 、红母鸡草乙醇提取物的抗氧化性能进行
了分析研究.结果表明 ,广金钱草 、三点金草 、红母鸡草提取物对羟自由基的清除率分别是 60.7%, 67.5%,
78.4%,对超氧阴离子自由基的清除率分别是 87.5%, 80.6%, 74.2%,对香烟烟气自由基的平均清除率分别
是 21.1%, 31.6%, 17.0%, 对脂质过氧化的抑制率分别是 79.4%, 85.7%, 71.6%.
关键词:羟自由基;山蚂蝗属;抗氧化性能;分光光度法;ESR法
中图分类号:O 621.25 文献标识码:A 文章编号:0258-7971(2007)04-0393-05
广金钱草(Desmodium styraci fol ium(Osbeck)
Merr.)、三点金草(Desmodium tri f lorum (L.)
DC.)、红母鸡草(Desmodium ganget icum(L.)DC)
隶属豆科山蚂蝗属植物 ,分布于我国浙江 、广西 、广
东 、云南 、四川等地 ,常生长在山地 、荒坡 、草地中.
具有生物活性的主要成分是黄酮类 、生物碱类和酸
类化合物.在医学方面具有消炎 、抗菌 、止痛和扩张
血管等作用 ,常用于治疗泌尿系统感染 、结石 、胆囊
炎 、头痛 、腹痛 、血栓等疾病[ 1～ 3] .国外对 3 种植物
的成分研究较多 ,国内则在中医方面的应用研究报
道较多 ,而在抗氧化方面的研究尚无文献报道.本
文对红母鸡草 、广金钱草和三点金草的醇提物进行
了抗氧化研究 ,并将其应用于降低香烟烟气自由基
的实验.结果发现 , 3种植物均有较强的抗氧化活
性 ,对香烟烟气自由基也有一定的清除作用 ,预示
着在抗氧化方面有广泛的应用前景.
1 材料与方法
1.1 仪器与材料 752型分光光度计(上海精密
科学仪器有限公司分析仪器总厂);Bruker -
EMX6/1电子顺磁共振仪(ESR),德国 Bruker 公
司生产;香烟烟气自由基配套检测装置;邻二氮菲 ,
磷酸盐缓冲溶液(PBS),FeSO4 ,H2O2 ,邻苯三酚 ,苯
均为国产分析纯试剂;N-tert-Butyl-α-phenl-
nit rone(PBN),东京化成 B1701;实验使用重蒸馏
水;广金钱草 、三点金草 、红母鸡草采自云南大理 ,
由云南大学陆树刚教授鉴定.
1.2 抗氧化活性成分提取 称取去杂粉碎的广金
钱草 、三点金草 、红母鸡草各 500 g ,分别加入 80%
工业乙醇 2 000 mL ,回流提取 4 h ,趁热过滤 ,再加
入 1 000 mL 50%工业乙醇回流 2 h ,滤液用活性碳
脱色后减压蒸馏回收溶剂 ,干燥得淡黄色粉末.
醇提物经硅胶反复柱层析进行分离 ,用薄层色
谱检测 ,与标准样进行对比 ,并通过对光谱数据的
分析 ,进一步证明广金钱草中含有牡荆甙 、异荭草
甙 、新西兰牡荆甙等;三点金草中含有芹菜素 、牡荆
甙 、异荭草甙等;红母鸡草中含有吡喃葡萄基黄酮
和半乳糖基黄酮 ,这与文献[ 4 ～ 8]的报道一致.其
抗氧化结构如图 1所示.
1.3 抗氧化性能试验
1.3.1 抗羟自由基性能检测[ 9] 用 50%乙醇分
别配制 1.0 g/L 3种植物抗氧化剂溶液;依次往 25
mL 比色管中加入 1.0 mL 7.5 mmol邻二氮菲溶
液 , 5.0 mL pH 7.4 PBS , 1.0 mL 7.5 mmol/L
FeSO4溶液 ,一定量的抗氧化剂溶液 , 1.0 mL 体积
分数为 0.1%的 H2O2 ,以蒸馏水补充体积至 25.00
mL(每加1次试剂均需混匀),使各待测液抗氧化
收稿日期:2006-11-30
基金项目:云南省省院省校科技合作项目资助(2000YK-01).
作者简介:毛绍春(1963- ),男 ,云南人 ,副教授,主要从事烟草化学教学及天然产物的开发研究.
图 1 3 种植物中的抗氧化成分
Fig.1 Antioxidation composition of three plants
剂质量浓度分别为 0 , 0.005 , 0.010 ,0.015 ,0.020 ,
0.025 g/L ,放置 60 min ,在 510 nm处测吸光度.
1.3.2 抗超氧阴离子自由基性能检测[ 10] 在 10
mL 的比色管中加入 4.5 mL pH =8.30 的缓冲溶
液 、不同量的 3种植物抗氧化剂和 7 mmol/L 的邻
苯三酚溶液 0.3 mL ,用蒸馏水定容至 10 mL ,使各
待测液抗氧化剂质量浓度分别为 0 ,0.005 ,0.010 ,
0.015 ,0.020 ,0.025 g/L ,混匀后在 3 min后加入 1
滴 10 mol/L 的 HCl使反应中止 ,并及时在 325 nm
波长下测吸光值.
1.3.3 对脂质过氧化抑制活性的检测[ 11] 取
0.2 mL卵磷脂溶液 ,分别加入一定体积的抗氧化
剂样品液 ,加入 50μL FeSO4(347.5 mg FeSO4 ,35
mg维生素 C ,定容至 25 mL)溶液 ,加磷酸氢二钠
-磷酸二氢钠缓冲液(pH=7.4)定容至 3 mL ,37
℃温育 40 min.然后 ,加入三氯乙酸和 1%硫代巴
比妥酸 1 mL ,摇匀 ,使抗氧化剂最终质量浓度分别
为 0 , 0.005 , 0.010 , 0.015 , 0.020 , 0.025 g/ L ,在
100 ℃水浴15min , 5 000 r/min离心10 min ,于 532
nm 处测定吸光度 ,用蒸馏水做空白.
定义脂质过氧化抑制率(%)=[(A模型为
A样品)/(A模型-A空白)] ×100%,式中:A模型为模
型管的吸光度 , A样品为样品的吸光度 , A空白为空白
管的吸光度.
1.3.4 抗香烟烟气自由基的检测[ 12] 自由基
ESR分析实验条件:中心磁场=3.385 T ,扫宽=
0.500 T ,微波频率=1.5 GHz ,扫描时间=2 min ,
扫描次数=5 ,放大倍数=5×105 ,样品用量=20
μL.
样品液制备及 ESR检测:将质量分数为 0.2%
的 3种植物抗氧化剂溶液均匀喷洒在烟丝上 ,其它
配方与未加抗氧化剂的空白样品香烟相同 ,经卷烟
机卷制成检测样品香烟.
利用香烟烟气自由基配套检测装置[ 13] ,烟气
中气相自由基用 0.5 mL 0.1 mol/ L 的 PBN 溶液
进行收集;粒相自由基通过剑桥滤片进行收集.气
相自由基收集液用苯定容至 0.5 mL ,把剑桥滤片
用 1.1 mL 苯溶于磨口瓶中 ,洗涤并反复挤压滤片
使溶出物充分流出 ,定容至 100 mL ,用顺磁共振仪
测定空白液及样品液的 ESR图谱.
2 计算及结果
2.1 抗羟自由基活性 羟自由基是活性氧中最活
泼的自由基 ,也是毒性最大的自由基 ,几乎能与活
细胞中任何分子发生反应.利用邻二氮菲-Fe2+
氧化分光光度法检测羟自由基与抗氧化剂的作用.
邻二氮菲 -Fe2+被羟自由基氧化为邻二氮菲 -
Fe3+后 ,其在510 nm 处最大吸收峰消失 ,从而可以
在 510 nm 处测其吸光度 ,吸光度的变化能反映出
抗氧化剂抗自由基的能力.
定义表观羟自由基清除率 S =(AX -AH)/
(AE-AH)×100%;式中:AX 为既加抗氧化剂 ,又
加 H2O2 的吸光度;A H 为不加抗氧化剂 , 只加
H2O2 的吸光度;A E 为既不加抗氧化剂 , 也不加
H2O2的吸光度.结果见图 2.
从图 2可以看出 ,在实验的质量浓度范围内 ,当
抗氧化剂质量浓度为 0.005 g/L 时 ,广金钱草 、三点
金草 、红母鸡草对羟自由基的清除率都较低 ,分别为
394 云南大学学报(自然科学版) 第 29 卷
10.7%,15.4%,18.3%,但随着抗氧化剂质量浓度
的增大 ,清除率也增大.当抗氧化质量浓度增大到
0.020 g/L 时 ,广金钱草 、三点金草 、红母鸡草对羟自
由基的清除率分别增大到 58.4%,65.3%, 75.7%.
当质量浓度增大到 0.025 g/L 时 ,对羟自由基的清
除率也分别增大到 60.7%,67.5%,78.4%.显然 ,抗
氧化剂的抗氧化能力与其质量浓度呈正量效关系 ,
即随着抗氧化剂用量的增加 ,对羟自由基的清除率
也增大 ,当抗氧化剂质量浓度在0.015 g/ L以下时 ,
清除率几乎是随质量浓度的增大而呈线性增加 ,当
抗氧化剂质量浓度达 0.020 g/L 时 ,再增加抗氧化
剂的用量 ,清除率变化不大 ,说明抗氧化剂用量已接
近饱和 ,再增加抗氧化剂的用量 ,清除率变化不大.3
种植物对羟自由基的清除能力其顺序为:红母鸡草
>三点金草>广金钱草.
2.2 抗超氧阴离子自由基活性 邻苯三酚在碱性
条件下 ,能迅速自氧化 ,释放出超氧阴离子自由基 ,
生成带色的中间产物 ,在 4 min 内质量浓度与时间
呈线性关系.加入抗氧化剂后 ,能抑制邻苯三酚的
自氧化.
定义抑制率(%)=[(ΔA自氧化 - ΔA样品)/
ΔA自氧化] ×100%;式中:ΔA自氧化为不加抗氧化剂
的吸光度;ΔA样品为加抗氧化剂的吸光度.结果见
图 3.
从图 3可以看出 ,在实验的质量浓度范围内 ,
当抗氧化剂质量浓度为 0.005 g/L 时 ,广金钱草 、
三点金草 、红母鸡草对超氧阴离子自由基的清除率
都较低 ,分别为 27.6%,21.2%, 15.6%,但随着抗
氧化剂质量浓度的增大 ,清除率也增大.当抗氧化
剂质量浓度增大到 0.020 g/ L 时 ,广金钱草 、三点
金草 、红母鸡草对超氧阴离子自由基的清除率分别
增大到 82.3%, 77.7%, 69.7%.当质量浓度增大
到0.025 g/L时 ,对羟超氧阴离子自由基的清除率
也分别增大到 87.5%, 80.6%, 74.2%.抗氧化剂
的抗氧化能力与其质量浓度呈正量效关系.3种植
物对超氧阴离子自由基的清除能力其顺序为:广金
钱草>三点金草>红母鸡草.
图 2 抗氧化剂质量浓度对羟自由基的影响
Fig.2 Effect of concentration of antiox idant on
图 3 抗氧化剂质量浓度对羟自由基的影响
Fig.3 Effect o f concentration of antio xidant on
图 4 抗氧化剂质量浓度对脂质过氧化率的影响
Fig.4 Effect of concentration of antio xidant on A r%
2.3 对脂质过氧化的抑制率 从图 4可以看出 ,
在实验的质量浓度范围内 ,当抗氧化剂质量浓度为
0.005 g/L 时 ,广金钱草 、三点金草 、红母鸡草对脂
质过氧化的抑制率都较低 , 分别为 30.8%,
39.6%, 28.7%,但随着抗氧化剂质量浓度的增大 ,
清除率也增大.当抗氧化剂质量浓度增大到 0.020
g/ L时 ,广金钱草 、三点金草 、红母鸡草对超氧阴离
子自由基的清除率分别增大到 76.5%, 82.4%,
68.4%.当质量浓度增大到 0.025 g/L 时 ,对羟超
氧阴离子自由基的清除率也分别增大到 79.4%,
85.7%, 71.6%.抗氧化剂的抗氧化能力与其浓度
395第 4 期 毛绍春等:山蚂蝗属 3 种植物的抗氧化性能研究
呈正量效关系.3种植物对超氧阴离子自由基的清
除能力其顺序为:三点金草>广金钱草>红母鸡
草.
2.4 抗香烟烟气自由基活性 香烟燃烧产生的烟
气自由基分两部分 ,一部分在焦油中 ,称为粒相自
由基 ,主要是醌氢醌类及芳香烃自由基等;另一部
分在气相中 ,称为气相自由基 ,主要是烷氧基及烷
类自由基.根据图谱相对峰面积的变化 ,可以计算
气相和粒相自由基数量的变化 ,反映抗氧化剂清除
自由基的活性能力.用自动积分对样品自由基信号
峰面积(H)进行积分 ,其面积与自由基含量成正
比.
定义表观抗氧化率=(H对照-H样品)/H对照×
100%,计算结果见表 1.
从表 1可以看出 ,香烟烟气中气相自由基含量
高于粒相自由基 ,一般达 5 ～ 7 倍.广金钱草 、三点
金草 、红母鸡草对烟气气相及粒相自由基的平均清
除率分别为 21.1%, 31.6%, 17.0%,其清除能力
顺序为:三点金草>广金钱草>红母鸡草.3种植
物抗氧化剂对烟气气相自由基的清除率均高于粒
相自由基.
3 讨 论
从以上实验可以看出 ,山蚂蝗属中的 3种植物
红母鸡草 、广金钱草 、三点金草都有较强的抗氧化
活性 ,但对不同自由基的清除能力不相同 ,其原因
主要是 3种植物中所含黄酮类物质的结构不同.综
合比较 ,广金钱草和三点金草抗氧化能力较强 ,而
红母鸡草的抗氧化能力相对较低 ,但红母鸡草对羟
自由基则表现出较强的清除能力.黄酮类物质清除
自由基主要有 2条途径:一是黄酮类物质提供氢原
子或电子 ,使过氧化物或其它的自由基变成稳定的
氢过氧化物 ,从而阻止链式反应的发生 ,在此反应
中黄酮结构 B 环上的羟基的活性高于 A 环.在广
金钱草和三点金草的黄酮结构中 , B环上就有 1 ～
2个羟基 ,故有较强抗氧化活性;另一途径是与金
属离子发生络合作用 ,降低了金属离子的催化作
用 ,从而阻碍了氧化反应的发生 ,黄酮结构中 A 环
上的羟基对金属离子有较强的络合作用[ 14] .红母
鸡草的吡喃葡萄基黄酮和半乳糖基黄酮结构中 , A
环上的 2个羟基能络合 Fe2+离子使其催化作用降
低 ,从而抑制了邻二氮菲-Fe2+体系中羟自由基
的产生 ,故表现出较强的清除作用 ,其它 2种植物
中的黄酮结构中 ,虽然 A环上也有羟基 ,但由于有
较大的基团存在而导致其络合金属离子的能力降
低 ,故对羟自由基的清除能力相对较低 ,广金钱草
表现尤为突出.
3种植物在低质量浓度时对脂质过氧化的抑
制率明显高于对羟自由基和超氧阴离子的清除率 ,
其原因是过氧化脂质化学性质活泼 ,易发生链锁反
应 ,使脂类进一步分解而引起自由基反应.当有少
量抗氧化剂存在时 ,对链的引发能起到较好的抑制
作用.
3种植物抗氧化剂对香烟烟气自由基均有一
定的清除作用 ,但其清除能力远不如在溶液中强 ,
其原因是除香烟烟气中的自由基与 3种溶液自由
基类型不同外 ,还可能是香烟燃烧时产生的高温使
抗氧化剂分解而降低了活性 ,或者是反应的物态不
同(烟气中主要是在气固态之间作用),这还需要做
进一步的研究.
表 1 抗氧化剂对香烟烟气自由基含量的影响
Tab.1 Antio xidant effect on free radical in cig arette smoke
样品 峰面积 清除率/ %
H(g) H(s) Ar(g) Ar(s) Ar(g+s)
对照 10 392 1 684 0.0 0.0 0.0
三点金草 6 976 1 285 32.9 23.7 31.6
广金钱草 8 137 1 385 21.7 17.8 21.1
红母鸡草 8 569 1 453 17.5 13.7 17.0
g:气相自由基;s:粒相自由基
396 云南大学学报(自然科学版) 第 29 卷
同一种抗氧化剂对不同自由基的清除效果不
一样 ,因此在清除自由基时 ,应根据使用对象氧化
过程产生的自由基的种类不同而选择合适的抗氧
化剂;三点金草对香烟烟气气相及粒相自由基的平
均清除率达 31.6%,可用作研制低毒香烟的添加
剂.
参考文献:
[ 1] 胡熙明 , 张文康 , 朱庆生 , 等.中华草本[ M] .上海:上
海科学技术出版社 , 1999.
[ 2] 陈涛 , 谭德福 ,汪均植.胆石通胶囊防治胆石症的实验
研究[ J] .中国中医药科技 , 2004 , 11(1):28-29.
[ 3] 许实波 , 钟如芸 ,冼顺英.广金钱草总黄酮对心脑血管
的效应[ J] .中草药 , 1980 , 11(6):264-267.
[ 4] YASUKAWA K.Studies on the constituents in the wa-
ter ex tracts o f crude drugs V on the leaves of Desmodi-
um sty racifolium Merr[ J] .Yakugaku Zasshi , 1986 , 106
(6):517-519.
[ 5] 杨竣山 , 苏亚伦 , 王玉兰.广金钱草化学成分的研究
[ J] .药学学报 , 1993 , 28(3):197-202.
[ 6] ADINARAYANA D , SYAMASUNDAR K V.Occuur-
rence of a rare diholosy flavone , 2-O-glucosy lvitexin in
Desmodium triflorum[ J] .Curr Sci , 1982 , 51(19):936-
937.
[ 7] YADAVA R N , TRIPATHI P.A novel flavone gluco-
side from the stem of Desmodium gangeticum[ J] .Fito-
trapia, 1998 , 69(5):443-444.
[ 8] Pushpesh Kumar Mishra , Nasib Singh , Ghufran Ahmad ,
et al.Glyco lipids and o ther constituents from Desmodi-
um gangeticum w ith antileishmanial and immunomodu-
latory activities[ J] .Bioorganic & Medicimal Chemistty
Letters , 2005 , 15:4 543～ 4 546.
[ 9] 金鸣 , 蔡亚欣 ,李金荣 , 等.邻二氮菲-Fe2+氧化法检测
H2O2/ Fe2+产生的羟自由基[ J] .生物化学与生物物
理进展 , 1996 , 23:553-555.
[ 10] 焦中高 ,刘杰超 ,王思新.黑莓红色素抗氧化活性的
研究[ J] .食品科技 , 2003 , .8:63-65.
[ 11] 吕晓玲 ,朱惠丽 , 姜平平 ,等.紫苏提取物抗氧化活性
体外实验研究[ J] .中国食品添加剂 , 2003 , (5):22-
25.
[ 12] 李聪 ,郭亚力 , 欧灵澄 ,等.葛根黄酮降低香烟烟气自
由基应用研究[ J] .云南大学学报:自然科学版 ,
2004 , 26(3A):37-40.
[ 13] 欧灵澄.便携式程控模拟吸烟装置[ P] .专利申请号
(200320115003.7), 2003 , 11.
[ 14] 李涛洪 ,宋仲容 , 潘蓄林 ,等.槲皮素抗氧化活性构效
关系的 DFT 研究[ J] .云南大学学报:自然科学版 ,
2004 , 26(3A):46-50.
S tudies on antioxidation activity of three plants of Desmodium
MAO Shao-chun1 , LI Zhu-ying 1 , LI Cong2
(1.Yuxi Agricultural Vocational Technology Institute , Yux i 653100 , China;
2.The Depar tment of Chemistry , Yunnan Univ ersity , Kunming 650091 , China)
Abstract:The antioxidation activity of Desmodium styraci folium , Desmodium trif lorum and Desmodi-
um gangeticum were studied by photometric method and ESRmethod.The scavenging percentage of the three
plants to hydroxy l radical are 60.7%, 67.5% and 78.4%, to superoxide radical are 87.5%, 80.6% and
74.2%, to f ree radical of cigaret te smoke are 21.1%,31.6% and 17.0%, inhibito ry effect on lipid peroxidan-
tion are 79.4%,85.7% and 71.6% respectively.
Key words:hydroxy l radical;Desmodium ;antio xidation activity ;photometric method;ESR method
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