全 文 :收稿日期:2012-10-08 接受日期:2013-11-21
基金项目:科技部科技型中小企业技术创新基金资助项目(10C2621430
2421,11C26414305373) ;湘西自治州科技计划项目;吉
首大学植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室开
放基金资助项目
* 通讯作者 Tel:86-013574300264;E-mail:chenlihua99@ 163. com
天然产物研究与开发 Nat Prod Res Dev 2014,26:174-177,201
文章编号:1001-6880(2014)2-0174-05
红果参提取物的抗氧化活性研究
陈莉华1,2
*
,贺诚志1,谭林艳1,廖 微1,王晓静1
1吉首大学化学化工学院;2 吉首大学植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室,湖南吉首 416000
摘 要:超声辅助提取红果参中的抗氧化活性物质并用 D-101 大孔树脂纯化,以原花青素为指标测定抗氧化活
性物质含量,研究了提取物对羟基自由基、超氧阴离子自由基和亚硝酸盐体系的清除作用以及对油脂氧化体系
的抑制作用。结果表明:红果参果实提取物表现出了对羟自由基、超氧阴离子自由基及亚硝酸盐的优异的清除
能力,对油脂氧化有极好的抑制作用,对自由基的清除率及抗油脂氧化能力与提取物中原花青素质量浓度均呈
剂量正相关效应。
关键词:红果参;原花青素;提取物;抗氧化活性
中图分类号:R284. 2;R285. 2 文献标识码:A
Investigation of Antioxidant Activities of Extracts of Hong Guo Shen
CHEN Li-hua1,2* ,HE Cheng-zhi1,TAN Lin-yan1,LIAO Wei1,WANG Xiao-jing1
1College of Chemistry and Chemical Engineering,Jishou University;2Key Laboratory of Plant Resource
Conservation and Utilization,Jishou University,Hunan Jishou 416000,China
Abstract:The antioxidant components of Hong Guo Shen were ultrasonically extracted and purified using D-101 macro-
porous resin. The content of the extracts was determined using proanthocyanidins as index. The antioxidant activity of the
purified extracts was investigated by testing scavenging effects of ·OH,O-·2 ,NO
-
2 and against the peroxidation of oils.
The results showed that the purified extracts exhibited excellent ability to remove ·OH,O-·2 ,NO
-
2 and good inhibitory
effect to peroxidation of oils. Furthermore,the antioxidant activity increased with the increasing of the concentration of
extracts.
Key words:Hong Guo Shen;proanthocyanidins;extractions;antioxidant activity
红果参又称蜘蛛果、山荸荠,具有润肺、止咳、滋
补、理气、补虚、祛瘀止痛等功效[1],富含多糖及原
花青素等活性成分。研究表明原花青素是当今人类
发现的最有效的抗氧化剂[2],利用原花青素的抗氧
化性开发系列功能性食品成为当前的研究热点[3-5]。
本研究提取并纯化红果参果实中抗氧化活性物质,
以原花青素为指标检测含量,研究提取物的抗氧化
性能,旨在为进一步利用红果参资源提供实验依据。
1 实验部分
1. 1 材料与试剂
样品采于吉首大学“植物资源保护与利用湖南
省高校重点实验室”红果参基地。硫酸、苯酚、没食
子酸、抗坏血酸、邻苯三酚、三羟甲基氨基甲烷、碘化
钾、冰醋酸、三氯甲烷、淀粉、碘等均为分析纯。金健
牌茶籽油(植物油)购于吉首阳光超市。
1. 2 仪器与设备
723 可见分光光度计(上海荆和分析仪器有限
公司) ;KQ250-E型超声波发生器(郑州长城科工贸
有限公司) ;GZX-9070MBE 数显鼓风干燥箱(上海
基玮试验仪器设备有限公司) ;SHB-Ⅲ循环水式多
用真空泵(郑州长城科工贸有限公司) ;K-201B-Ⅱ
旋转蒸发器(郑州长城科工贸有限公司)。
1. 3 方法
1. 3. 1 红果参的提取纯化及原花青素含量测定
精密称取红果参 100. 0 g 于 1000 mL 烧杯中,
加入 60%的乙醇溶液 800 mL,调节 pH =5,浸泡 2 h
后放入超声波发生器中于 60 ℃超声提取 40 min,抽
滤,共提取三次,所得 3 次滤液旋转减压蒸发、浓缩
至 200 mL,得到粗提液。
准确称取 D-101 大孔吸附树脂 2. 0 g,加入 100
mL粗提液,调溶液 pH值为 4,置于恒温水浴磁力搅
拌器,20 ℃吸附 6 h,过滤,用 100 mL 60%的乙醇溶
液分五次洗涤树脂,得到纯化后的提取液,简称纯化
液,后续实验所用均为该纯化液。
采用硫酸-香草醛法[6]绘制原花青素测定的标
准曲线,在最大吸收波长 495 nm 处测定吸光值,以
原花青素浓度 c(mg /mL)对吸光值 A 进行线性回归
得回归方程为 A = 1. 874C-0. 0037,R2 = 0. 9996。
准确吸取 1. 0 mL纯化液加入 5 mL新鲜配制的
显色剂(1%香草醛溶液:8%盐酸 = 1∶ 1),在 30 ℃
条件下避光反应 30 min,在紫外分光光度计上以溶
剂为空白测 495 nm处吸光值,计算纯化液中原花青
素含量及红果参中原花青素得率。
1. 3. 2 纯化液抗氧化性分析
1. 3. 2. 1 纯化液对羟基自由基(·OH)的清除
建立 Fenton反应体系模型[7],以空白液为参比
在波长 510 nm 下测其吸光值 A0、Ax 及 Ax0,重复三
次测定,按下式计算提取物对羟基自由基的清除率:
清除率% =1-(
Ax - Ax0
A0
× 100% )
式中,A0 为空白对照液吸光值;Ax 为纯化液吸
光值;Ax0为本底吸光值。
1. 3. 2. 2 纯化液对超氧阴离子(O-·2 )自由基的清
除
邻苯三酚在碱性条件下自氧化产生稳定的超氧
阴离子自由基并生成有色中间产物,可通过比色法
检测[8]。按照文献中的实验方法,在 325 nm 处测
定体系的吸光值 A、Aj、A0,纯化液对超氧阴离子自由
基清除率计算公式为:
超氧阴离子自由基清除率% = [1-(A-Aj)/A0] ×100
式中,A 为样品加入缓冲溶液及邻苯三酚后的
吸光值;Aj 为样品加入缓冲溶液后的吸光值;A0 为
缓冲溶液加入邻苯三酚后的吸光值。
1. 3. 2. 3 纯化液对亚硝酸盐(NO-2)的清除
NO-2 在酸性条件下与对氨基苯磺酸发生反应,
再与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色络合物,该络合
物在 538 nm处有最大吸收,因此,可用分光光度法
间接测定 NO-2 的量。
按照[7]配制NO-2 的标准系列,在波长538 nm下测
定吸光值,得到 NO-2 浓度 c与吸光值 A的线性回归方
程为:A =0. 3969C +0. 0403,R2 =0. 9969,亚硝酸盐浓度
在 0. 0 ~0. 2 μg /mL之间有良好的线性关系。
吸取 1 mL纯化液,加入 10 μg /mL 的亚硝酸钠
溶液 2. 00 mL,测定 A 并由标准曲线方法计算 NO-2
的浓度及清除率:
NO-2 清除率(%)=[(标准量-残留量)/标准量]×
100
1. 3. 2. 4 纯化液抗油脂氧化能力测定
参照文献[9,10]绘制标准曲线并求出碘量-吸光
值之间的数学关系。碘量 M(μmol)与吸光值 A 在
0. 0 ~ 0. 96 μmol 间有良好良好的线性关系,回归方
程为 M = 4. 0153A + 0. 0039,R2 = 0. 9986。
纯化液对油脂的抗氧化性采用国际上通用的烘
箱强化贮存法:称取 20 g 油脂,加入 2 mL 纯化液,
搅拌均匀后,放入烘箱中强化保存,间隔 1 h 交换在
烘箱中的位置并取 1 mL待测样品,参照标准曲线方
法分别测定 585 nm 处的吸光度。以同浓度抗坏血
酸(Vc)和柠檬酸溶液作对比,比较其抗氧化能力。
按下式计算油脂过氧化值(POV)及原花青素对油脂
的保护率 η:
POV(mmol /Kg)= 碘生成量(mmol)W(Kg)
式中:W表示油脂质量(kg)。
保护率 η = (1 -
POV末1 - POV初
POV末2 - POV初
)× 100%
式中:η为原花青素对油脂的保护率;POV初 为
未对油脂进行强化氧化时的过氧化值(mmol /kg);
POV末1为添加原花青素的油脂强化氧化后的过氧化
值(mol /kg);POV末2为未添加原花青素的油脂强化
氧化后的过氧化值(mmol /kg)。
2 结果与讨论
2. 1 红果参中原花青素含量测定
经测定,纯化液中原花青素浓度为 0. 7127 mg /
mL,红果参中原花青素得率为 0. 14 g /100 g(干
果)。
2. 2 纯化液对羟基自由基(·OH)的清除
分别配制一系列不同质量浓度的原花青素纯化
液,以相同浓度的柠檬酸及 Vc(以抗坏血酸配制)溶
80
70
60
50
40
30
20
10
0
清
除
率
(%
)
Sc
av
en
gi
ng
%ra
te
浓度(mg/mL)
Concentration
0.1%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.7
Vc
柠檬酸
纯化液
图 1 不同抗氧化剂对羟基自由基的清除
F ig. 1 Hydroxyl radical scavenging capacity of different antioxidants
571Vol. 26 陈莉华等:红果参提取物的抗氧化活性研究
液为对照,考察其对羟基自由基的清除作用,结果如
图 1 所示。
从图 1 结果可以看出,纯化液清除·OH 的作
用很明显,在相同的 0. 1 ~ 0. 7 mg /mL浓度范围内,随
着原花青素质量浓度的增大,清除率逐渐升高,呈现出
良好的量效关系,纯化液对羟基自由基清除的效果优
于 Vc和柠檬酸,其大小排序为:纯化液 >Vc >柠檬酸。
2. 3 纯化液对超氧阴离子自由基(O-·2 )的清除
80
60
40
20
0
0.1%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.7
Vc
柠檬酸
纯化液
清
除
率
(%
)
Sc
av
en
gi
ng
%ra
te
浓度(mg/mL)
Concentration
图 2 不同抗氧化剂对超氧阴离子自由基的清除
Fig. 2 Superoxide anion free radical scavenging capacity of
different antioxidants
如图 2 所示,在实验所选取浓度范围内,纯化
液、Vc对超氧阴离子自由基的清除率具有相同趋
势,都是随着原花青素质量浓度的增大而升高,Vc
对超氧阴离子自由基的清除能力与纯化液有微小差
距,柠檬酸的清除能力则远落后于纯化液。
2. 4 纯化液对 NO-2 的清除
考察了不同原花青素质量浓度的纯化液、柠檬酸
及 Vc溶液对 NO-2 清除效果的影响,结果如图 3所示。
0.1%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.7
Vc
柠檬酸
纯化液
9080706050403020100
清
除
率
(%
)
Sc
av
en
gi
ng
%ra
te
浓度(mg/mL)
Concentration
图 3 不同抗氧化剂清除 NO-2 的能力
Fig. 3 NO-2 scavenging capacity of different antioxidants
由图 3 可以看出,随着浓度的增大,纯化液对
NO-2 的清除率呈良好的量效关系,而柠檬酸在实验
浓度范围内清除率很低且无明显变化,Vc 在低浓度
时已有较好的清除效果。
2. 5 相同原花青素质量浓度的纯化液抗氧化活性
比较
以纯化液对·OH、O-·2 、NO
-
2 的清除能力(%)
为指标,对红果参提取物的抗氧化活性进行了比较,
结果见表 1。
表 1 红果参原花青素对·OH、O-·2 、NO
-
2 清除能力比较
Table 1 Comparison of antioxidant activity of Hong Guo Shen
procyanidins
原花青素浓度
Cprocyanidins
(mg /mL)
清除能力 Scavenging capacity(%)
·OH O-·2 NO-2
0. 1 32 5 12
0. 2 35 40 25
0. 3 45 65 37
0. 4 50 70 45
0. 5 62 75 60
0. 6 68 80 65
0. 7 76 80 70
由表 1 的比较结果可知,纯化液对·OH、O-·2 、
NO-2 均有较好的清除作用,相同原花青素浓度时纯
化液对超氧阴离子自由基的清除效果最好,其次为
羟基自由基,呈现的清除效果大小顺序为:O-·2 >
·OH > NO-2。该研究结果与原花青素为消除自由
基的最强抗氧化剂的已有报道[5-7]相符。
2. 6 不同生源途径的原花青素抗氧化能力比较
本研究组研究了不同生源途径的原花青素的抗
氧化能力,发现当其生源途径不同时,同样质量浓度
的原花青素的抗氧化能力是不同的,见表 2。
表 2 不同生源途径的原花青素抗氧化能力比较
Table 2 Comparison of antioxidant activity of procyanidins from different sources
原花青素浓度
Cprocyanidins
(mg /mL)
清除能力 Scavenging capacity(%)
葡萄皮
Grape skin
金樱子
Rosa laevigata Michx.
红果参
Hong Guo Shen
·OH O-·2 NO-2 ·OH O-·2 NO-2 ·OH O-·2 NO-2
0. 1 29 3. 5 12. 5 36. 2 87. 2 96 32 5 12
0. 2 31. 2 1. 2 16. 4 68. 8 94. 2 95. 7 35 40 25
0. 3 35 3. 5 28. . 0 80. 8 98. 3 95. 2 45 65 37
671 天然产物研究与开发 Vol. 26
0. 4 37. 9 1. 6 31. 8 96. 2 94. 2 96. 8 50 70 45
0. 5 42. 2 244 38. 5 98. 3 95. 3 96. 4 62 75 60
0. 6 40. 5 36. 1 40. 2 98. 8 97. 7 90. 9 68 80 65
0. 7 47. 9 48. 3 46. 7 99. 8 98. 8 96. 2 76 80 70
由表 2 数据比较可知,从葡萄皮(黑玫瑰)、金
樱子、红果参三种来源的天然植物中提取得到的原
花青素所表现出来的抗氧化能力是不同的,三种不
同来源的原花青素抗氧化能力大小顺序为:金樱子
>红果参 > 葡萄皮,而将同种来源的原花青素对
·OH、O-·2 、NO
-
2 清除能力比较的话,葡萄皮原花青
素的顺序为·OH > NO-2 > O
-·
2 ,金樱子原花青素的
顺序为 NO-2 > O
-·
2 >·OH,红果参原花青素的顺序
为 O-·2 >·OH > NO
-
2,本研究组正对不同生源途径
的原花青素具有不同抗氧化能力以及同种生源途径
的原花青素对不同的氧化体系具有不同清除能力等
问题进行深入研究。
2. 7 纯化液对油脂氧化的抑制作用
考察了 30 ℃下原花青素质量浓度为 0. 1、0. 3、
0. 5、0. 7 mg /mL的红果参纯化液在不同时间内对植
物油的抗氧化能力。结果见图 4。
1% 2% 3% 4% 5% 6% 7
60
55
50
45
40
35
30
25
20
0.1%mg/mL0.3%mg/mL0.5%mg/mL0.7%mg/mL
清
除
率
(%
)
Sc
av
en
gi
ng
%ra
te
浓度(mg/mL)
Concentration
图 4 红果参纯化液对植物油氧化抑制的影响
Fig. 4 Antioxidant ability of Hong Guo Shen purified ex-
tracts on vegetable oil
由图 4 可以看出,在相同的烘箱放置时间段内,
纯化液中原花青素浓度对植物油的抗氧化能力影响
较大。同样是烘箱强化放置时间 1 h,原花青素浓度
为 0. 1 mg /mL 时,对植物油的保护率达到 30%以
上;而当浓度为 0. 71 mg /mL 时,对植物油的保护率
就可达到近 60%。纯化液中原花青素质量浓度越
大,对植物油的保护率显著上升,说明植物油的抗氧
化作用增强,表明纯化物原花青素浓度与植物油的
抗氧化能力有剂量效应关系。随着在烘箱放置时间
的延长,含不同原花青素浓度的纯化液对油脂保护
率均有所降低,这是因为原花青素是由不同数量的
儿茶素(catechin)或表儿茶素(epicatechin)或儿茶
素与表儿茶素形成的二聚体、三聚体、四聚体等直至
十聚体构成,随着在烘箱强制放置时间延长,这些儿
茶素、表儿茶素以及多聚体转化为无定形鞣质而降
低抗氧化效果。
3 结论
红果参纯化液在一定质量浓度范围内对·OH、
NO-2、O
-·
2 均有一定的清除作用,对植物油具有较强
的抗氧化效果,且清除作用及抗氧化效果均与浓度
有剂量效应关系,表明红果参提取物具有良好的抗
氧化能力,作为一种新的天然、保健的绿色食品抗氧
化剂具有良好的开发前景。
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(下转第 201 页)
771Vol. 26 陈莉华等:红果参提取物的抗氧化活性研究
(C5D5N,100 MHz)δ:24. 03(C-4) ,41. 92(C-1) ,
56. 95(C-3) ,106. 84(C-4a) ,113. 18(C-8) ,119. 17
(C-5) ,120. 36(C-7) ,122. 95(C-6) ,127. 52(C-4b) ,
128. 27(C-9a) ,138. 19(C-8a) ,173. 71(COOH)。以
上数据与文献[15]报道一致,故鉴定化合物 14 为
(-)-(3S)-1,2,3,4-tetrahydro-β-carboline-3-carboxyl-
ic acid。
致谢:所用光谱数据均由中国科学院昆明植物
研究所植物化学与西园部植物资源持续利用国家重
点实验室分析测试中心测定。
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(上接第 177 页)
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