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杨树花超声波提取物的抗氧化作用



全 文 :资源开发与利用
饲料研究 FEED RESEARCH NO. 14,2016  51 
收稿日期:2016 - 04 - 07
基金项目:2014年辽宁省大学生创新创业训练计划资助项目
(201410160038)
第一作者:李丽,硕士,教授,研究方向为兽医药理毒理与新
兽药研发。
杨树花超声波提取物的抗氧化作用
李  丽  周平和  王金莉
锦州医科大学畜牧兽医学院,辽宁锦州  121001
摘  要  以杨树花超声波提取物为研究对象,探讨其抗氧化活性。采用二苯代苦味酰基(DPPH)法、邻
苯三酚法和甲基紫- Fe2 + - H2O2 反应体系联合分光光度计法对杨树花3种提取物的抗氧化活性进行测定。3
种杨树花提取物均对DPPH自由基、羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(·O2 -)具有一定的清除作用,
并且呈现出一定的剂量效应,杨树花超声波提取物的抗氧化活性高于维生素E,低于维生素C,杨树花超声
波提取物的抗氧化能力高于杨树花水提物和醇提物。杨树花黄酮类提取物具有很强的抗氧化活性,且在各种
提取方法中,超声波提取物抗氧化能力最强。
关键词  杨树花;黄酮类化合物;超声波提取;抗氧化
中图分类号:S 816 32      文献标志码:A      文章编号:1002 - 2813 (2016)14 - 0051 - 05
DOI编号:10 13557 / j cnki issn1002 - 2813 2016 14 012
    杨树花为杨柳科植物毛白杨、加拿大杨或同属
种植物的干燥雄花序。从杨树花中提取出黄酮类化
合物、多糖类化合物、有机酸类、多种氨基酸和生
物碱等成分。除此之外,杨树花还含有丰富的维生
素、无机盐、多种矿物质和微量元素,这些物质都
具有很高的营养及药用价值[1]。杨树花黄酮类化合
物的药理作用包括调脂、抗氧化、清除自由基、抗
菌、抗肿瘤及对中枢神经系统等的作用[2]。试验对
杨树花超声波提取物抗氧化作用进行研究,为杨树
花及其制剂在动物生产中合理应用提供理论依据。
1  材料与方法
11  试验材料
111  主要药品及试剂
杨树花雄花序,2014年5月采集于辽宁省锦州
市锦州医科大学校园。
无水乙醇、二苯代苦味酰基(DPPH)、Tris -
HCl缓冲液(pH = 8 2)、邻苯三酚、铁氰化钾、三
氯乙酸、氯化铁和氯化亚铁(所有试剂均为分析纯)
由锦州医科大学畜牧兽医学院动物药学实验室
提供。
112  主要试验仪器
100 mL量筒瓶、100 mL量筒、100 mL及500 mL
烧杯、平皿、试管、酒精灯、接菌环、玻璃棒、
0 ~ 200 μL及0 ~ 100 μL微量移液枪、0 45 μm滤
膜、FA2004N型电子天平、DHG - 9245A型电热恒
温鼓风干燥箱、KQ - 300B型超声波清洗器、YX -
400B不锈钢双层立式蒸发压力消毒器及757紫外分
光光度计,由锦州医科大学畜牧兽医学院动物药学
实验室提供。
12  试验方法
121  杨树花提取物的制备
采用文献[3]中方法,制备杨树花超声波提取
物,备用。
122  DPPH自由基的清除试验
分别配制不同质量浓度的3种杨树花提取物及
对照组维生素C和维生素E溶液。准确称取12 mg
DPPH粉末于棕色瓶中加入180 mL无水乙醇,超声
资源开发与利用
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震荡5 min后519 nm处测定吸光度A(A = 1 2 ~
1 3)。取6支具塞试管,分别加入2 mL DPPH溶
液,再向其中分别加入0、2、4、6、8和10 μL的
杨树花提取物,用无水乙醇定容至3 mL,混合均
匀,避光反应30 min 后,519 nm 处测定吸光度。
其中加样量为0的溶液吸光度为A0,其余样液吸光
度为A,二者均以无水乙醇为参比溶液。清除率公
式S / % =(A0 -A)÷A0 ×100,以样品溶液质量浓度为
横坐标,清除率为纵坐标,绘制清除率曲线[4 -6]。
123  羟基自由基(·OH)清除试验
分别配制不同质量浓度的3种提取物及对照组
维生素C和维生素E溶液,分别取各浓度样品溶液
1 mL加入10 mL试管中,向各试管中依次分别加入
相同体积甲基紫溶液0 14 mmol / L 和Fe2 + 溶液
0 01 mol / L和H2O2(1%)溶液1 00 mL,调节pH =
4 7,加蒸馏水定容,摇匀,常温放置30 min,578 nm
处测定吸光度为AS,以蒸馏水代替样品溶液测定吸
光度A0,取1 mL甲基紫溶液加入试管中,加入蒸
馏水定容至10 mL,578 nm测定吸光度A。清除率
公式S / % =(As - A0)÷(A 5 A0)× 100,以样品溶
液质量浓度为横坐标,清除率为纵坐标,绘制清除
率曲线[7 - 9]。
124  超氧阴离子(·O2 -)的清除试验
分别配制不同质量浓度的3种黄酮溶液及对照组
维生素C和维生素E溶液,配制浓度为0 05 mol / mL
的Tris - HCl缓冲溶液(pH = 8 2),分别取4 5 mL
加入5个具塞刻度试管中,置于25 ℃水浴锅中放
置20 min。再取样品溶液1、2、3、4和5 mL于5
支试管中,加蒸馏水至5 mL。配制30 mmol / mL的
邻苯三酚溶液和10 mmol / mL的HCl溶液[22]。向5
个具塞试管中分别加入不同浓度的样品溶液和
0 4 mL的邻苯三酚溶液,摇匀,置于25 ℃水浴锅
中3 min后,取出,向各个试管加入1 mL的稀盐酸
溶液终止反应,320 nm处测定吸光度A1,以蒸馏水代替样品溶液测定对照组吸光度A0。清除率公式
S / % =(A0 - A1)÷ A0 × 100,以样品溶液质量浓度
为横坐标,清除率为纵坐标,绘制清除率曲线[10]。
2  结果与分析
21  DPPH自由基的清除试验
DPPH自由基是一种能在有机溶剂中稳定存在
的有机自由基。在避光条件下,其乙醇溶液呈现紫
色,517 nm处有最大吸收峰。向溶液中加入抗氧化
剂,可与自由基中的孤电子对结合而中和掉溶液中
的DPPH,从而使溶液的吸光度降低甚至消失。试
验以杨树花提取物对DPPH自由基的清除率来评价
其抗氧化活性的能力。
从图1可见:杨树花3种提取物及维生素C和
维生素E均可明显地清除DPPH自由基。维生素C
的清除能力最强,杨树花超声波提取物次之,约为
杨树花水提物的4倍。随着样品质量浓度的升高,
清除率也升高。从表1可见:IC50值的排列顺序为
维生素C <杨树花超声波提取物<维生素E <杨树
花醇提物<杨树花水提物。IC50值越小则代表样品
的抗氧化能力越大,因此,除了维生素C以外,杨
树花超声波提取物的抗氧化活性最强。
图1  DPPH自由基清除试验
22  羟基自由基(·OH)清除试验
杨树花提取物对芬顿(Fenton)反应过程中产生
的羟基自由基(·OH)的清除率,研究杨树花提取
物的抗氧化活性。Fenton反应是指在酸性条件下,
H2O2 和Fe2 +反应生成羟基自由基(·OH),羟自由
表1  3种杨树花提取物及维生素C和维生素E的IC50 μg / mL
样品 维生素E 维生素C 超声波提取物 水提物 醇提物
IC50 0 610 ± 0 007b 0 340 ± 0 022c 0 450 ± 0 018b 1 940 ± 0 029a 1 310 ± 0 014a
    注:同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P < 0 05),肩标不同大写字母表示差异极显著(P < 0 01),肩标相同小写字母或无肩标表示差异不
显著(P > 0 05)。
资源开发与利用
饲料研究 FEED RESEARCH NO. 14,2016  53 
基(·OH)具有强氧化活性,与甲紫中高电子云密
度- C = C -基团发生加成反应,进而使甲基紫褪
色。向溶液中加入抗氧化物质可反应掉相应的羟基
自由基(·OH),通过溶液吸光度的变化来间接测
定抗氧化活性物质的羟基自由基(·OH)清除率。
从图2可见:以维生素C和维生素E为对照,
杨树花超声波提取物、醇提物和水提物均有一定的
清除羟基自由基(·OH)的能力,且均低于维生素
C的抑制效果,证明维生素C具有极强的抗氧化活
性。维生素C和杨树花超声波提取物虽具备一定清
除作用,但作用不强,维生素E、杨树花水提物和
醇提物几乎没有清除作用。当质量浓度为0 50 mg / mL
时,维生素E表现出一定的清除作用,但清除作用
仍然较弱,而杨树花水提物和醇提物仍无清除作
用。当质量浓度提高到1 00和2 00 mg / mL时,清
除率变化十分明显,并且清除率随着样品剂量的加
大而升高。除维生素C以外,当样品的质量浓度为
4 00 mg / ml 时,杨树花超声波提取物的清除率
(85 27% ± 1 15%)显著高于维生素E(58 37% ±
1 06 %)、杨树花醇提物(37 66% ± 0 96%)和水
提物(14 54% ± 0 18%)的消除率(P < 0 05)。各
质量浓度间的统计学分析结果见表2。
图2  羟基自由基(·OH)清除试验
23  超氧阴离子(·O2 -)的清除试验
邻苯三酚法是清除超氧阴离子(·O2 -)试验方
法中最常见的一种。邻苯三酚溶液无色透明,向溶
液中加入碱性缓冲液(pH = 8 2),邻苯三酚发生自
氧反应释放超氧阴离子自由基(·O2 -),反应过程
中不断产生有色中间产物使溶液颜色变黄,325 nm
处有特征吸收峰。溶液中如存在抑制剂可清除掉超
氧阴离子自由基(·O2 -),从而抑制中间产物的积
累使溶液的吸光度降低,在一定时间内向溶液中加
入稀盐酸终止反应。试验根据杨树花提取物对邻苯
三酚自氧反应的抑制效果来评价其抗氧化性,以杨
树花提取物对超氧阴离子自由基(·O2 -)的清除率
来评价其抗氧化活性的能力。
从表3和图3可见:5个样品均有抑制超氧阴
离子自由基(·O2 -)的作用,均低于维生素C的抑
制效果。当杨树花质量浓度为0 25 mg / mL时,维
生素C、维生素E和杨树花超声波提取物虽具备一
定清除超氧阴离子自由基作用,但作用不强,杨树
花水提物和醇提物几乎没有清除作用。当质量浓度
为0 50 mg / mL时,醇提物表现出了一定的清除作
用,但清除作用仍然较弱。当质量浓度提高到
1 00 mg / mL时,清除率变化比较明显,并且清除率
随着样品剂量的加大而升高。除维生素C以外,在
质量浓度提高为2 00 mg / mL时,杨树花超声波提
取物的抑制率达到(78 33% ± 1 11%),接下来依
次是维生素E(67 70% ± 1 08%),杨树花醇提物
(26 88% ±0 84%)和水提物(17 35% ±0 71%)。当质
量浓度为4 00 mg / mL时,各组超氧阴离子自由基(·
O2 -)清除率又有了很大的提高。结果表明,除维生素
C之外,杨树花超声波提取物的抗氧化活性仍然是最
强的。各质量浓度间的统计学分析结果见表3。
表2  羟基自由基(·OH)清除率 %
质量浓度/
(mg·mL -1) 维生素C 维生素E
杨树花超声波提取物 杨树花水提物 杨树花醇提物
0 25 24 44 ± 0 07 0 8 54 ± 0 72 0 0
0 50 37 15 ± 0 11 3 78 ± 0 01 9 99 ± 0 38 0 0
1 00 97 32 ± 0 45A 11 65 ± 0 04Ba 15 12 ± 0 08Ba 3 75 ± 0 11Bb 8 77 ± 0 74Bb
2 00 97 63 ± 0 07A 27 27 ± 0 07Ba 33 38 ± 0 07Ba 7 57 ± 0 20C 18 68 ± 0 77Bb
4 00 98 28 ± 0 19Aa 58 37 ± 1 06C 85 27 ± 1 15ABb 14 54 ± 0 18E 37 66 ± 0 96D
    注同表1。
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表3  超氧阴离子自由基(·O2 -)清除率 %
质量浓度/(mg·mL -1) 维生素C 维生素E 杨树花超声波提取物 杨树花水提物 杨树花醇提物
0 25 75 24 ± 0 95 1 91 ± 0 21 9 50 ± 0 32 0 0
0 50 98 28 ± 1 52 11 88 ± 1 08 19 12 ± 1 08 0 5 91 ± 0 81
1 00 98 65 ± 0 85A 32 32 ± 1 06B 37 66 ± 1 44B 3 48 ± 0 36Cb 11 63 ± 0 72Ca
2 00 98 25 ± 0 72Aa 67 70 ± 1 08C 78 33 ± 1 11B 17 35 ± 0 71E 26 88 ± 0 84D
4 00 98 98 ± 0 23Aa 83 65 ± 1 00Ab 89 18 ± 0 85Ab 36 67 ± 2 00Cd 44 27 ± 1 43Cc
    注同表1。
图3  超氧阴离子自由基(·O2 -)清除试验
3  讨论
研究采用不同的自由基体系对杨树花总黄酮类
提取物的体外抗氧化性进行较为全面的研究,从试
验结果可看出,杨树花总黄酮类提取物对超氧阴离
子自由基(·O2 -)及羟基自由基(·OH)均有不同
程度的清除作用,其机制还需进一步研究[11]。杨
树花总黄酮类提取物对自由基的清除效果显著,但
抗氧化作用不及维生素C,其原因可能与杨树花黄
酮提取物质量浓度有关,黄酮质量浓度越大,其抗
氧化能力就越强。杨树花黄酮提取物做为一种天然
抗氧化剂可应用于养殖业,维护畜禽的机体抗氧化
能力,但需要进一步探索将杨树花黄酮类提取物应
用到饲料和养殖业适宜的剂量。杨树花黄酮类提取
物可能是通过清除反应生成的自由基,抑制自由基
的生成来起到抗氧化作用的。
4  结论
杨树花总黄酮对DPPH 自由基、羟基自由基
(·OH)及超氧阴离子自由基(·O2 -)均有一定的
清除作用,并且呈现出一定的剂量效应,杨树花超
声波萃取物的抗氧化活性高于维生素E但是与维生
素C相比,清除能力稍弱。杨树花超声波提取物的
抗氧化能力高于杨树花水提物和醇提物。
参考文献
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通信地址:辽宁省锦州市古塔区人民街五段48
号锦州医科大学畜牧兽医学院
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
121001
(上接第50页)
高,为41 80%,3种毒素交叉污染率为11 09%,
远远低于全国水平[3 - 4]。表明山东省粮油作物主要
受镰刀菌的侵染而产生DON和ZEN等代谢产物。
在小麦、大麦、高粱和饼粕类饲料中AFB1污染为
0,ZEN污染率为8 82% ~ 28 57%,超标率为0。
DON污染率为20 00% ~ 100 00%,较为突出的为
小麦和豆粕,小麦污染率为41 18%,超标率为
35 71%,豆粕100 00%,但不超标。
季海霞等[3]对全国2015年1—6月饲料霉菌毒
素分析结果表明,玉米饲料中AFB1 检出率为
76 19%,最高含量为10 27 μg / kg,超标率为0。
ZEN和DON检出率均为100 00%,最高含量分别
为1 442 54 和3 625 30 μg / kg,超标率分别为
11 11%和53 97%;玉米副产物饲料中AFB1、
ZEN和DON检出率均为100 00%,最高含量分别
为14 42、1 518 18和4 402 69 μg / kg,超标率分
别为0、37 29%和93 22%。试验显示,玉米饲料
中AFB1检出率为5 13%,最高含量为74 26 μg / kg,
超标率为20 00%,污染率轻于全国水平,但污染
程度重于全国水平;ZEN 和DON 检出率分别为
48 72%和65 64%,超标率15 79%和28 13%明
显低于全国水平;玉米副产物饲料中AFB1检出率
为29 63 %,超标率为0。ZEN和DON检出率分别
为88 89 %和95 56 %,最高含量分别为(玉米胚
芽饼粕)3 522 61和(DDGS)11 875 53 μg / kg,分别超
出限量标准7倍和11倍之多,超标率为42 50%和
68 22 % ,污染率低于全国水平,但污染程度较全
国严重。糟糠类饲料中AFB1 污染率较轻,为
9 54%,超标率均为0,其他2种毒素有较高的检
出率,酱油糟检出率为100 00%,但都不超标。值
得关注的是米糠类饲料,其DON 最高含量为
1 120 00 μg / kg,超标率为21 05%。
综上所述,山东省饲料原料主要受DON 和
ZEN污染,表明镰刀菌是粮油作物主要的侵染源,
受不同类型的镰刀菌侵染而造成各种病害,进而产
生毒素污染饲料原料,应从污染源头抓起,从种
子、田间管理、收获及饲料加工储存各个环节严把
质量关,尽量减少霉菌污染,同时在饲料中添加适
量脱霉剂。
4  结论
    山东省饲料原料AFB1 污染较轻,除玉米有
1 00%超标外其余均不超标。DON和ZEN污较为
普遍,需要重点关注玉米及副产物饲料中DON和
ZEN的含量及米糠饲料中DON的污染。
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通信地址:山东省青岛市城阳区长城路700号
青岛农业大学动物科技学院
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