全 文 :127※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 06
藤茶总多酚的提取及其抗氧化活性研究
陈根洪
(湖北民族学院生物科学与技术学院,湖北 恩施 445000)
摘 要:采用溶剂提取法对藤茶总多酚物质的提取工艺条件及其抗氧化能力进行研究。结果表明,藤茶总多酚的
最佳提取条件为体积分数 50%丙酮溶液、料液比 1:25(g/mL)、75℃提取 1.5h,此时总多酚得率 21.82%。藤茶总多
酚有较强的还原能力,对超氧阴离子自由基、羟自由基和DPPH自由基均有良好的清除效果,并呈明显的量效关
系 。
关键词:藤茶;总多酚;提取;抗氧化
Extraction and Antioxidant Activity of Total Polyphenols from Ampelopsis grossedendata
CHEN Gen-hong
(Institute of Bioscience and Technology, Hubei University for Nationalities, Enshi 445000, China)
Abstact :The extraction and antioxidant activity of total polyphenols from Ampelopsis grossedendata were studied in this
paper. The optimal extraction conditions were achieved to be extraction at 75 ℃ for 1.5 h with a 25-fole volume of 50% acetone
aqueous solution as the extraction solvent. Under the optimal extraction conditions, the yield of total polyphenols was 21.82%.
Total polyphenols from Ampelopsis grossedendata showed high reducing power and excellent scavenging effect on hydroxyl,
superoxide anion and DPPH free radicals in a dose-dependent manner.
Key words:Ampelopsis grossedendata;total polyphenols;extraction;antioxidant activity
中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2011)06-0127-04
收稿日期:2010-06-28
基金项目:湖北省自然科学基金项目(2006ABA036);湖北省科技厅创新团队项目(2009CDA155)
作者简介:陈根洪(1968—),男,副教授,硕士,研究方向为天然产物与食品贮藏保鲜。E-mail:chengh6872@163.com
藤茶为显齿蛇葡萄[Ampelopsis grossedentata (Hand.
Mazz )W.T.Wa ng]的嫩茎叶制成的代用茶,又名甜树
茶、甜茶藤、茅岩霉茶等[ 1 ]。显齿蛇葡萄是葡萄科蛇
葡萄属木质藤本药食两用植物,广泛分布于湖南、湖
北、福建、广东和广西等省区,该植物总黄酮高,尤
以二氢杨梅素含量丰富,我国不同地区的藤茶总黄酮含
量在 36%~45%之间[2-5]。目前关于藤茶功能成分的研究
主要集中在藤茶黄酮和多糖方面,有关藤茶多酚的研究
报道不多。
植物多酚具有较强的抗氧化性和清除自由基的能
力。现代药理研究发现,植物多酚具有良好的抑菌、
抗癌、抗氧化等生物活性[ 6 -7 ]。本实验对藤茶总多酚的
提取及其抗氧化性质进行初步探讨,旨在为藤茶资源的
综合开发利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
藤茶 湖北省来凤县凤鸣藤茶公司。
DPPH自由基 日本东京化成工业株式会社;没食
子酸 天津科密欧化学试剂公司;其他试剂均为国产分
析纯。
1.2 方法
1.2.1 样品处理及藤茶总多酚提取
经粉碎、过 20目筛的藤茶粉末,再经石油醚脱脂
脱色、干燥,密封保存备用。
藤茶总多酚提取工艺:藤茶粉末→回流提取→离心
→粗提液→浓缩→放置澄清→离心→藤茶总多酚溶液。
藤茶总多酚提取在对溶剂、温度、时间和料液比
的单因素试验基础上,选取时间、温度和料液比进行 3
因素 3水平 L9(34)的正交试验。
1.2.2 藤茶总多酚含量的测定
酒石酸亚铁比色法[8]。以没食子酸为标准品,标准
曲线方程为 y=0.5823x+ 0.0046。
吸取一定体积的藤茶总多酚溶液于 25mL容量瓶中,
加入4mL蒸馏水,再加入酒石酸亚铁溶液5mL,用pH7.5
2011, Vol. 32, No. 06 食品科学 ※工艺技术128
的磷酸缓冲溶液定容,摇匀,在波长 540nm处测定吸
光度。计算藤茶总多酚得率:
0.0046×A×V2
W/% =———————————× 100
0.5823×V1×m×1000
式中:W为藤茶总多酚得率 /%;A 为样品的吸光
度 A 540nm;V 1为测定时吸取样品的体积 /mL;V 2为样品
总多酚溶液定容后的体积 /mL;m 为藤茶粉末质量 /g。
1.2.3 藤茶多酚的抗氧化活性研究[9-11]
按1.2.1节提取工艺路线制备藤茶总多酚溶液(浓缩后
的上清液),测定其总多酚含量,作为抗氧化活性测定
的藤茶多酚样品,放入冰箱中避光保存备用。
1.2.3.1 样品还原能力的测定
取 2.5mL样品液、2.5mL 0.2mol/L PBS(pH6.6)和
2.5mL 1% K3[Fe(CN)5]于试管中混匀,在50℃水浴中反应
20min,速冷后加入 2.5mL 10% TCA,混匀后 3000r/min
离心 10min,取 5mL上清液,加入 1mL 0.1% FeC13混
匀,再加 4mL蒸馏水摇匀后,以蒸馏水调零测定吸光
度(A700nm)。以 VC为阳性对照,藤茶总多酚样品稀释液
质量浓度:0、1 0、2 0、3 0、4 0、5 0μg / m L。
1.2.3.2 样品对羟自由基清除率的测定
利用H2O2对 Fe2+混合产生·OH,在体系内加入水
杨酸捕捉·OH并产生有色物质,该物质在波长 510nm
处有最大吸收。用 2mL不同质量浓度的总多酚稀释液加
入反应体系,再加入H2O2溶液启动反应,37℃反应 0.5h。
以蒸馏水为参比,在波长 510nm处测定各质量浓度样品
的吸光度(考虑到多酚本身吸光度,以 2mL 9mmol/L
FeSO4、2mL水杨酸 -乙醇溶液及 2mL不同质量浓度的多
酚溶液作为本底吸收)。藤茶总多酚稀释液质量浓度:
0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00mg/mL。
A0-(Ax-Ax0)
·OH清除率 /% =———————× 100
A0
式中:A0为空白对照液的吸光度(用 2mL蒸馏水代
替多酚溶液);A x为加入各样品的吸光度;A x 0 为不加
H2O2本底的吸光度(用 2mL蒸馏水代替H2O2)。
1.2.3.3 样品对超氧阴离子自由基清除效果的测定
取4.5mL 50mmol/L Tris-HCl缓冲液(pH8.2)和4.2mL蒸
馏水,混匀后在 25℃水浴中保温 20min,取出,立即
加入 0.3mL 3mmol/L邻苯三酚(25℃预热),迅速摇匀后在
325nm波长处每隔 30s测定吸光度,计算线性范围内每
分钟吸光度的增加。测定样品清除能力时,所取试剂
同前,只是在加入邻苯三酚前,分别加入 2mL样液代
替蒸馏水。样品总多酚稀释液质量浓度:30、40、50、
60、7 0、8 0、90μg / m L。
A0-A
抑制率 /% =————× 100
A0
式中:A 0为邻苯三酚的自氧化速率;A 为加入总
多酚样液后邻苯三酚的自氧化速率。单位均为每分钟吸
光度的增加值。
1.2.3.4 样品对DPPH自由基清除率的测定
样品总多酚稀释液质量浓度:0.2、0.4、0.8、1.2、
1.6、2.0、2.4μg/mL。分别加入 4mL总多酚样液和 4mL
DPPH-乙醇溶液,摇匀,室温黑暗处放置 30min。用
溶剂调零,测定各管在波长 517nm处的吸光度。
A0-(Ai-Aj)
SA/% =———————× 100
A0
式中:SA为样品对DPPH自由基的清除率 /%;A0
为 4mL DPPH-乙醇溶液与 4mL 50%乙醇混合液的吸光
度;Ai为 4mL DPPH-乙醇溶液与 4mL样液反应后的吸光
度;A j为 4mL样液与 50%乙醇混合液的吸光度。
以上所有试验处理,均重复 3 次,取平均值。
2 结果与分析
2.1 藤茶总多酚提取工艺参数的确定
2.1.1 溶剂对藤茶总多酚提取效果的影响
在 70℃条件下,料液比 1:20(g/mL)、时间 1h,分
别以体积分数 50%丙酮溶液、不同体积分数的乙醇溶液
和蒸馏水进行提取,结果如图 1所示。50%丙酮溶液对
藤茶总多酚的提取效果最好。多酚是一种极性化合物,
溶剂的极性越大,提取效果越好。后续提取均以 50%
丙酮溶液为溶剂。
2.1.2 温度对藤茶总多酚提取效果的影响
料液比 1:20、时间 1h,用 50%丙酮溶液在不同温
度下进行藤茶总多酚提取,结果如图 2所示。随着温度
图 1 溶剂对藤茶总多酚提取效果的影响
Fig.1 Effect of extraction solvent composition on extraction efficiency
of total polyphenols from Ampelopsis grossedendata
溶剂种类
20
16
12
8
4
0
藤
茶
总
多
酚
得
率
/%
50
%
丙酮
溶液
30
%
乙醇
溶液
40
%
乙醇
溶液
50
%
乙醇
溶液
60
%
乙醇
溶液
70
%
乙醇
溶液
80
%
乙醇
溶液
90
%
乙醇
溶液
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的升高,藤茶总多酚提取得率增加,当温度超过 75℃
后,提取得率急速下降。可能的原因是:因提取温度
超过丙酮 -水双液系的沸点,溶液剧烈沸腾产生的气泡
使原料粉末黏附于容器壁上,未能充分被溶剂浸提;另
外也可能是由于温度过高造成多酚分子的结构破坏。选
择 75℃进行后续提取试验。
2.1.3 提取时间对藤茶总多酚提取效果的影响
料液比 1:20、提取温度 75℃,用 50%丙酮溶液分
别提取不同时间,结果如图 3所示。藤茶总多酚提取得
率随着提取时间的延长呈上升趋势,但 1、1.5、2h三
者间的提取得率相差不大,从省时考虑选择 1h为后续
提取试验。与 1h相比,1.5h的提取得率略有下降,原
因尚需进一步探讨。
2.1.4 料液比对藤茶总多酚提取效果的影响
在 75℃条件下,提取时间 1h、50%丙酮溶液作溶
剂,分别采用不同的料液比进行提取,结果如图 4 所
示。藤茶总多酚提取得率随溶剂用量的增加而增加,直
到 1:25料液比时达到最大,以后呈下降趋势。这与常
规提取中所表现的提取得率随溶剂量增加而保持上升的
现象不完全相符,可能与溶剂量过大而致使回流加热时
升温不均匀有关。选择 1:25料液比进行后续试验。
2.1.5 藤茶总多酚最佳提取工艺参数的优选
在单因素试验基础上,以 50%丙酮溶液为提取溶
剂,进行料液比、时间和温度 3因素 3水平 L9(34)正交
试验,结果见表 1 。
试验号 A料液比 B提取时间 /h C提取温度 /℃ 藤茶总多酚得率 /%
1 1(1:20) 1(0.5) 1(55) 20.72
2 1 2(1) 2(65) 20.73
3 1 3(1.5) 3(75) 21.58
4 2(1:25) 1 2 20.49
5 2 2 3 21.45
6 2 3 1 21.70
7 3(1:30) 1 3 20.83
8 3 2 1 20.60
9 3 3 2 21.80
K1 63.03 62.04 63.02
K2 63.64 62.78 63.02
K3 63.23 65.08 63.86
k1 21.01 20.68 21.01
k2 21.21 20.93 21.01
k3 21.08 21.69 21.29
R 0.20 1.01 0.28
表 1 提取藤茶总多酚的正交试验设计与结果
Table 1 Scheme and experimental results of orthogonal array design
极差分析显示,影响藤茶总多酚提取效果的 3因素
主次关系为提取时间>提取温度>料液比,最佳工艺组
合为 A 2B 3C 3,即料液比 1:25、时间 1.5h、温度 75℃。
在最佳工艺条件下进行 3次平行实验,藤茶总多酚
得率平均为 21.82%,与正交试验结果相符。
2.2 藤茶总多酚抗氧化活性的研究
2.2.1 藤茶总多酚的还原能力
VC是良好的抗氧化剂。由图 5可知,在实验质量
浓度范围内,随 VC质量浓度的增加,还原能力逐渐增
大,而藤茶总多酚溶液在与 VC 相同质量浓度范围内,
其还原能力高于 VC,说明藤茶多酚提取物具有较强的
还原能力。
图 3 提取时间对藤茶总多酚提取效果的影响
Fig.3 Effect of extraction time on extraction efficiency of total
polyphenols from Ampelopsis grossedendata
提取时间 /h
21
20
19
18
0.5 1.0 1.5 2.0
藤
茶
总
多
酚
得
率
/%
图 2 温度对藤茶总多酚提取效果的影响
Fig.2 Effect of extraction temperature on extraction efficiency of total
polyphenols from Ampelopsis grossedendata
温度 /℃
21.9
21.6
21.3
21.0
20.7
20.4
20.1
19.8
19.5
45 55 65 75 85
藤
茶
总
多
酚
得
率
/% 图 4 料液比对藤茶总多酚提取效果的影响
Fig.4 Effect of material/liquid ratio on extraction efficiency of total
polyphenols from Ampelopsis grossedendata
料液比(g/mL)
20.5
20.3
20.0
19.7
19.4
19.1
18.8
18.5
1:15 1:20 1:25 1:30 1:35
藤
茶
总
多
酚
得
率
/%
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2.2.2 藤茶总多酚对羟自由基的清除作用
羟自由基是已知的最强氧化剂,对生物细胞和组织的
破坏作用最大。藤茶总多酚对H2O2-Fe2+体系产生的羟自由
基的清除效果如图6所示。藤茶总多酚对H2O2-Fe2+体系产
生的羟自由基清除作用明显,并且随着反应体系中藤茶总
多酚质量浓度的增大,清除能力增强。表明藤茶总多酚对
羟自由基的清除能力与其质量浓度具有明显的量效关系。
并且随着反应体系中藤茶多酚质量浓度的增大,清除能
力增强,量效关系明显。
2.2.4 藤茶总多酚对DPPH自由基的清除效果
DPPH自由基是一种人工合成的稳定自由基,其乙醇
溶液呈紫色,在波长517nm处有较强吸收,当DPPH自由
基溶液中加入能清除自由基的样品时,在波长517nm处吸
光度变小,其减小程度与自由基清除效果相关,如图 8所
示。藤茶总多酚对DPPH自由基清除效果明显,并随藤
茶总多酚浓度增大,清除能力增强,呈明显的量效关系。
2.2.3 藤茶总多酚对超氧阴离子自由基的清除作用
邻苯三酚在碱性条件下迅速自氧化产生O 2-·,O 2-·
加速邻苯三酚自氧化速率,同时生成有色中间产物,在
325nm有强烈的光吸收。由于自氧化速率依赖于O2-·的
浓度,O 2-·清除则抑制自氧化反应,从而评价样品清
除 O 2-·的能力,如图 7 所示。藤茶总多酚对邻苯三酚
自氧化体系产生的超氧阴离子自由基的清除作用明显,
3 讨论与结论
溶剂法提取藤茶总多酚的最佳工艺条件为以50%丙酮
溶液作提取溶剂、料液比 1:25、时间 1.5h、温度 75℃,
此时藤茶总多酚提取得率可达 21.82%。藤茶总多酚具有较
强的还原能力,对羟自由基、超氧阴离子自由基和DPPH
自由基均有较好的清除效果,并表现出明显的量效关系。
据文献报道,藤茶富含二氢杨梅素等黄酮类物质,
具有重要的生物活性[2,4-5,12],还富含黄酮类物质以外的多
酚类物质[8]。本实验初步探讨了藤茶总多酚的提取工艺
与生物活性,关于藤茶总多酚的分离纯化以及具有生物
活性的有效成分的鉴定尚需要进一步研究。
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图 5 VC 和藤茶总多酚还原能力的比较
Fig.5 Comparison of reducing power between total polyphenols from
Ampelopsis grossedendata and vitamin C
VC
藤茶总多酚
质量浓度 /(μg/mL)
1.5
1.0
0.5
0.0
A
70
0n
m
10 20 30 40 50
图 6 藤茶总多酚对·OH 的清除作用
Fig.6 Scavenging capability of total polyphenols from Ampelopsis
grossedendata on hydroxyl free radicals
藤茶总多酚质量浓度 /(mg/mL)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
·
O
H
清
除
率
/%
0.05 0.10 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00
图 7 藤茶总多酚对 O 2-·的清除作用
Fig.7 Scavenging capability of total polyphenols from Ampelopsis
grossedendata on superoxide anion free radicals
藤茶总多酚质量浓度 /(μg/mL)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
30 40 50 60 70 80 90
抑
制
率
/%
图 8 藤茶总多酚对 DPPH自由基的清除效果
Fig.8 Scavenging capability of total polyphenols from Ampelopsis
grossedendata on DPPH free radicals
藤茶总多酚质量浓度 /(μg/mL)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.2 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
D
PP
H
自
由
基
清
除
率
/%