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沉香叶提取工艺及其抗氧化活性实验研究



全 文 :收稿日期:2010 - 12 - 18
基金项目:广东省自然科学基金项目(915063201000018) ;惠
州市科技项目(2010B20010005) ,惠州学院自然科
学项目(C5090208) ;惠州学院生物化学与分子生
物重点学科资助(惠院科发[2009]41 号)
作者简介:林芳花(1971 -) ,女,广西宾阳人,博士,讲师,研
究方向为中药资源开发利用与新药研究,E -
mail:Lin73@ sina. com
doi:10. 3969 / j. issn. 1006 - 9690. 2011. 04. 008
沉香叶提取工艺及其抗氧化活性实验研究
林芳花1,彭永宏1,江 顺1,廖建良1,叶海宇2
(1. 惠州学院生命科学系 /生物技术研究所,广东 惠州 516007;2. 惠州龙发山农业发展有限公司,广东 惠州 516001)
摘 要 采用单因素分析方法和正交试验法研究沉香叶提取工艺并评价沉香叶的体外抗氧化活性。沉香叶的最
佳提取工艺为:以 15 倍量的 60% 乙醇为溶剂,超声提取 40 min,提取 1 次。野生沉香叶和栽培沉香叶的氧化时间
分别为(11. 53 ± 0. 08)s和(9. 98 ± 0. 16)s;超氧阴离子的清除率分别为(36. 26 ± 0. 96)%和(35. 67 ± 1. 25)%,总还
原力的吸光度分别为 0. 188 ± 0. 008 和 0. 129 ± 0. 011。该提取工艺简单、重复性好、提取液抗氧化活性强、工艺稳
定、无污染;野生沉香叶和栽培沉香叶均具有较好的体外抗氧化活性。
关键词 沉香;提取工艺;抗氧化
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1006 - 9690(2011)04 - 0035 - 03
Experimental Study on the Extracting Process and Antioxidant
Activity of Aquilaria sinensis (Lour.)Gilg. Leaf
Lin Fanghua1,Peng Yonghong1,Jiang Shun1,Liao Jianliang1,Ye Haiyu2
(1. Department of Life Science and Institute of Biotechnology,Huizhou University,Huizhou 516007,
China;2. Huizhou Longfa Mountain Agricultural Development Co.,Ltd.,Huizhou 516001,China)
Abstract Both single factor analysis and orthogonal experimental method were used to optimize the ex-
tracting process for aquilaria sinensis (Lour.)Gilg. leaf,and then their antioxidant activity was also e-
valuated in vitro. As shown in the result,the best extracting process for aquilaria sinensis (Lour.)Gilg.
leaf requesting 60% ethanol as solvent,15 times solvent volume,extraced one times by ultrasonic contin-
uously for 40 min;the oxidation time for cultivation and wild aquilaria sinensis (Lour.)Gilg. leaf were
11. 53 ± 0. 08 (s)and 9. 98 ± 0. 16 (s) ;the clearance percent for super oxide anion appeared (36. 26 ±
0. 96)% and (35. 67 ± 1. 25)%;and the absorbency showed 0. 188 ± 0. 008 and 0. 129 ± 0. 011 respec-
tively. The conclusions could be drawn that the extraction technology has good properties on stronger an-
tioxidant activity,and the method is simple,reproducible and pollution - free;both cultivation and wild
aquilaria sinensis (Lour.)Gilg. Leaf have stronger antioxidant activity in vitro.
Key words Aquilaria sinensis (Lour.)Gilg.;extracting process;antioxidant activity
沉香为珍贵濒危的中药材,为瑞香科植物沉香 (Aquilaria agallocha Roxb.)或白木香〔Aquilaria
sinensis (Lour.)Gilg.〕含黑色树脂的木质部,前者
主产于印度和马来西亚等国,称为进口沉香,后者主
产于我国海南、广东、广西等省区,为国产沉香[1],
具有行气止痛,温中止呕,纳气平喘等功效,用于胸
腹胀闷疼痛、胃寒呕吐呃逆、肾虚气逆喘急等 [2]。
由于沉香仅以有黑色树脂的木质部入药,其它部分
如叶、根等资源没有得到有效的利用。研究者发现
—53—
第 30 卷第 4 期
2011 年 8 月
中 国 野 生 植 物 资 源
Chinese Wild Plant Resources
Vol. 30 No. 4
Aug. 2011
沉香叶具有抗炎、镇痛、便秘、肠梗阻、肥胖、出血及
脑缺血、降血糖、抗肿瘤等作用[3],沉香叶产量大,
开发前景广阔。因此,对沉香叶进行提取工艺研究,
获得经济实用的提取工艺,并评价其抗氧化活性,可
以为综合开发利用沉香叶资源提供参考。
1 材 料
1. 1 药材及药品
野生沉香叶和栽培沉香叶于 2010 年 2 月分别
采自广东省惠州市秋长镇和广东省惠州龙发山农业
发展有限公司秋长镇沉香种植基地,原植物经惠州
学院生命科学系廖建良教授鉴定为瑞香科植物白木
香〔Aquilaria sinensis (Lour.)Gilg.〕。采收后于烘
箱中 50 ℃干燥,粉碎成粗粉,备用。维生素 C:天津
市大茂化学试剂厂,批号 20100223,分析纯。
1. 2 试 剂
无水乙醇、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氮蓝四唑
(NBT)、核黄素、蛋氨酸、三氯乙酸、氯化铁、铁氰化
钾、高锰酸钾、浓硫酸等均为分析纯。
1. 3 器 材
FA1104A电子天平(上海精天电子仪器有限公
司,精度 0. 1 mg)、DF - 20 流水式高速中药粉碎机
(温岭市大德中药机械有限公司)、超声波清洗仪
(东莞市三源超声波设备有限公司,频率 80KHZ,功
率 200W)、UV - 2450 紫外可见分光光度计(日本岛
津公司)。
2 方 法
2. 1 提取工艺
2. 1. 1 提取溶剂的选择
分别取栽培沉香叶粗粉约 1 g,精密称定,共 4
份,置 50 mL 锥形瓶。分别加入 10 mL 水、20%、
50%、80% 乙醇,50 ℃超声提取 30 min,取出,冷却,
滤过,滤液置 50 mL 量瓶中,加水至刻度,摇匀。稀
释 5 倍,精密吸取稀释液 10 mL,置 50 mL具塞锥形
瓶中,立即加入 20% 硫酸溶液 2 mL,振摇 1 min,立
即加入 0. 02 mol·L -1高锰酸钾溶液 0. 05 mL,计
时,当溶液的紫红色完全消退时,记录时间[2]。
2. 1. 2 提取方法的选择
2. 1. 2. 1 超声提取法 取栽培沉香叶粗粉约 1 g,
精密称定,置 50 mL锥形瓶中,准确加入 10 mL 50%
乙醇,50 ℃超声提取 30 min,取出,冷却,滤过,滤液
置 50 mL量瓶中,加水至刻度,摇匀。稀释 5 倍,精
密吸取稀释液 10 mL,按 2. 1. 1 节方法测定氧化时
间。
2. 1. 2. 2 回流提取法 取栽培沉香叶粗粉约 1 g,
精密称定,置 50 mL 圆底烧瓶中,准确加入 10 mL
50% 乙醇,回流提取 2 h,取出,冷却,滤过,滤液置
50 mL量瓶中,加水至刻度,摇匀。稀释 5 倍,精密
吸取稀释液 10 mL,按 2. 1. 1 节方法测定氧化时间。
2. 1. 3 正交试验 以氧化时间为考察指标,以乙醇
浓度、溶剂用量、提取时间和提取次数为因素,进行
L9(3
4)正交试验,因素和水平见表 1。取栽培沉香
叶粗粉约 1 g,精密称定,置 100 mL 锥形瓶中,加入
溶剂,超声提取,滤过,滤液置 100 mL 量瓶中,加水
至刻度,摇匀,稀释 5 倍,精密吸取稀释液 10 mL,按
2. 1. 1 节方法测定氧化时间,结果用正交设计助手
Ⅱ软件进行统计分析。
表 1 正交试验 L9(3
4)的因素和水平表
水平
因素
A
乙醇浓度
(%)
B
溶剂用量
(mL)
C
提取时间
(min)
D
提取次数
(次)
1 40 10 20 3
2 50 15 30 2
3 60 20 40 1
2. 2 沉香叶体外抗氧化活性
2. 2. 1 样品溶液的制备 分别取野生沉香叶和栽
培沉香叶粗粉各 1 g,精密称定,置 50 mL锥形瓶中,
加入 15 mL 60% 乙醇,50 ℃超声提取 40 min,滤过,
滤液置 100 mL 量瓶中,加水至刻度,摇匀,稀释 5
倍,摇匀,备用。
2. 2. 2 对照品溶液的制备 精密称取 50 mg 维生
素 C,置 50 mL 量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇
匀,备用。
2. 2. 3 氧化时间的测定 精密吸取待测溶液 10
mL,按 2. 1. 1 节方法测定氧化时间。
2. 2. 4 超氧阴离子清除率的测定 精密吸取待测
溶液 1 mL,按文献方法,于 560 nm 处测定吸光度,
计算超氧阴离子清除率[4]。
—63—
中 国 野 生 植 物 资 源 第 30 卷
2. 2. 5 总还原力的测定 精密吸取待测溶液
0. 1 mL,按文献方法,于 700 nm处测定吸光值[5]。
3 结果与分析
3. 1 提取工艺
3. 1. 1 溶剂的选择 在所考察的范围内,沉香叶的
氧化时间在 50% 时达到最低,表明 50% 沉香叶提
取液抗氧化能力最强,结果见表 2。
表 2 乙醇浓度对沉香叶氧化时间的影响结果 (x ± s,n = 3)
溶剂 水 20%乙醇 50%乙醇 80%乙醇
氧化时间(s) 24. 66 ± 0. 08 17. 83 ± 0. 28 11. 44 ± 0. 11 15. 74 ± 0. 12
3. 1. 2 提取方法的选择 超声提取法与回流提法
对沉香叶提取工艺的影响,为配对试验,采用配对 t
检验对实验结果进行统计处理,结果 P < 0. 01,说明
两组方法间有极显著差异,即超声提取法优于回流
提取法,结果见表 3。
表 3 提取方法对沉香叶氧化时间的影响结果(s)
提取方法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值 ±标准差
超声提取法 12. 35 11. 59 12. 62 11. 73 11. 38 11. 76 12. 48 12. 36 11. 84 12. 21 12. 03 ± 0. 40*
回流提取法 19. 57 19. 49 18. 80 19. 39 18. 82 19. 46 19. 31 18. 73 19. 21 19. 46 19. 22 ± 0. 30
两组方法比较,*:P < 0. 01
3. 1. 3 正交试验 氧化时间越少表明还原效果越
好,抗氧化能力越强。离极差 R 的值越大,说明此
因素对工艺的影响越大,由 RA > RB > RD > RC,可知
影响工艺的主次顺序为 A(乙醇浓度)、B(溶剂用
量)、D(提取次数)、C(提取时间)。方差分析结果
显示各因素间没有显著差异,结合生产的实际情况,
确定沉香叶的最佳提取工艺为 A3B2C3D3,即以 15
倍 60% 乙醇为溶剂,超声提取 40 min,提取 1 次,结
果见表 4 和表 5。
表 4 正交试验结果与直观分析 (x ± s,n = 3)
试验序号 A B C D 氧化时间(s)
1 1 1 1 1 32. 25 ± 0. 29
2 1 2 2 2 28. 15 ± 0. 24
3 1 3 3 3 18. 82 ± 0. 49
4 2 1 2 3 23. 31 ± 0. 32
5 2 2 3 1 18. 42 ± 0. 45
6 2 3 1 2 21. 51 ± 0. 22
7 3 1 3 2 20. 41 ± 0. 64
8 3 2 1 3 11. 59 ± 0. 32
9 3 3 2 1 18. 19 ± 0. 51
K1 26. 407 25. 323 21. 783 22. 953
K2 21. 080 19. 387 23. 217 23. 357
K3 16. 730 19. 507 19. 217 17. 907
R 9. 677 5. 936 4. 000 5. 450
表 5 正交试验方差分析表
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 P
乙醇浓度 140. 934 2 1. 000 19. 000 > 0. 05
溶剂用量 69. 092 2 0. 490 19. 000 > 0. 05
提取时间 24. 642 2 0. 175 19. 000 > 0. 05
提取次数 55. 334 2 0. 393 19. 000 > 0. 05
误差 140. 93 2
3. 2 沉香叶体外抗氧化活性
以最佳工艺对野生沉香叶和栽培沉香叶进行提
取,并评价其体外抗氧化活性。氧化时间越少、超氧
阴离子的清除率越大、总还力测定中吸光度越大,表
明样品的抗氧化能力越强。栽培沉香叶和野生沉香
叶的氧化时间分别为 11. 53 s和 9. 98 s,少于《中国
药典》的参考值 22 s[6];超氧阴离子的清除率分别
为 36. 26%和 35. 67%;总还原力测定中吸光度分别
为 0. 188 和 0. 129,结果见表 6。
表 6 体外抗氧化活性结果(x ± s,n = 3)
样品浓度
(mg·mL -1)
氧化时间
(s)
超氧阴离子的
清除率(%)
吸光值
栽培沉香叶 2 11. 53 ± 0. 08* 36. 26 ± 0. 96* 0. 188 ± 0. 008△
野生沉香叶 2 9. 98 ± 0. 16* 35. 67 ± 1. 25* 0. 129 ± 0. 011△
维生素 C 1 16. 45 ± 0. 25 50. 29 ± 1. 36 0. 685 ± 0. 012
与对照组比较,*:P <0. 05;△:P <0. 01 (下转第 40 页)
—73—
第 4 期 林芳花,等:沉香叶提取工艺及其抗氧化活性实验研究
在接种后 0 ~ 96 h 均始终高于未经 SA 处理。接种
后 0 ~ 36 h,CK和 SA 处理小白菜 SOD 活性均逐渐
升高,在接种后 36 h达到峰值,随后则逐渐下降(图
1)。SA处理小白菜 POD、PPO 活性峰值也出现在
接种后 36 h,但均较对照提前(图 2、图 3)。
3 结 论
本文用 SA诱导小白菜对霜霉病的抗性,并对
经 SA诱导后小白菜植株体内 SOD、POD、PPO 等
酶活性进行了研究。研究结果发现,在 0. 2 ~ 2. 0
mmol·L - 1的范围内,随着 SA 浓度的增加,SA 的
诱导防治作用先增后减,当 SA 浓度 1. 0 mmol·
L - 1时,诱导防治效果显著高于其它处理。说明,
小白菜抗病性的获得与诱导剂的浓度有关,即诱
导剂达到一定浓度后就可诱导其体内防御机制的
运转,而并不是诱导剂浓度越大诱导抗性越强。
另外,经 1. 0 mmol·L - 1SA 诱导处理小白菜 SOD、
POD和 PPO等酶活性均明显高于清水对照,表明
小白菜抗病能力与 SOD、POD 和 PPO 等酶活性变
化密切相关。
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53 - 96.
(上接第 37 页)
4 小 结
分析了乙醇浓度和提取方法对沉香叶工艺影响
的规律,结果表明 60%乙醇为沉香叶的最佳提取溶
剂,超声提取法优于回流提取法。由正交试验可知
沉香叶的最佳提取工艺为:以 15 倍量 60%乙醇为
溶剂,超声提取 40 min,提取 1 次,该提取工艺简单、
重复性好、提取液抗氧化活性强、工艺稳定、无污染。
3 种体外抗氧化评价结果表明野生沉香叶和栽培沉
香叶均具有较强的抗氧化活性。
参考文献:
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中 国 野 生 植 物 资 源 第 30 卷