半枝莲黄酮的超声提取及其抗氧化活性
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第11卷第4期 2013年7月 生物加工过程 Chinese Journal of Bioprocess Engineering Vol_11 No.4 Ju1.2013
doi:10.3969/j.issn.1672—3678.2013.04.007
半枝莲黄酮的超声提取及其抗氧化活性
陈莉华,张 烨,李三艳
(吉首大学化学化工学院,吉首416000)
摘要:通过单因素和正交试验获得超声波辅助乙醇提取半枝莲黄酮的最佳工艺条件,考察了黄酮提取物对油脂 的抗氧化活性及对羟基自由基的清除效果,并与常用的抗氧化剂作比较。结果表明,当乙醇体积分数为50%、料液 比1:30(g/mL)、超声提取时间25 min、浸泡温度65℃时为最佳条件,此时黄酮的得率为3.0%,且该提取物对羟基 自由基清除效果随浓度的增大而升高,对油脂氧化有较强的抑制作用。 关键词:抗氧化活性;黄酮;半枝莲 中图分类号:¥667.4 文献标志码:A 文章编号:1672—3678(2013)04—0036—06
Ultrasonic.assisted ethanol extraction of flavonoids from
Scutellariae barbatae and their antioxidant activity
CHEN Lihua,ZHANG Ye,LI Sanyan
(College of Chemistry and Chemical Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China)
Abstract:Flavonoids were extracted from Scutellariae barbatae under ultrasonic assistance,using ethanol as
extraction solvent.The 0ptimal extracting conditions were obtained based on single factor and orthogonal tests.The hydroxyl radical-scavenging capacities and antioxidative activities against the peroxidation of oils
and fats of the flavonoid extracts were assayed and compared with other antioxidants.The results showed that under the condition of 50%ethanol,1:30(g/mL)solid—to-liquid ratio,25 min ultrasonic extracting time and 65 oC.the extraction rate of flavonoids was 3.0%.The extracts showed good antioxidative effect on
oils and fats,and increased hydroxyl radicals scavenging effect with its concentration. Key words:antioxidant;flavonoids;Scutellaria Barbatae
半枝莲(Herba Scutellaria Barbatae)为唇形科
(Labiatae)植物半枝莲(Scutellaria barbate D.Don) 的干燥全草,具有清热解毒、化瘀利尿的功能,可用 于疔疮肿毒、咽喉肿痛、跌扑伤痛、蛇虫咬伤…,在
临床上还作为常用的抗肿瘤中药 ,其主要生理活
性物质为黄酮类化合物 。 黄酮类化合物具有抗菌消炎、清热解毒、抑制
脂肪氧化酶等生物活性作用,在治疗心血管疾病、 冠心病、降血脂、降胆固醇、保肝护肝等方面具有显 著疗效,同时在油脂抗氧化及清除自由基方面也有
明显效果。从植物中提取安全、天然的黄酮类物质 以取代人工合成抗氧化剂是发展油脂或含油食品 添加剂的必然趋势。。 j。
李省等 研究发现,半枝莲中的黄酮类化合物
具有较强的抗氧化活性,半枝莲黄酮作为天然抗氧
化剂具有潜在的应用价值。笔者以超声波辅助乙
收稿日期:2012—06—09 基金项目:科技部科技型中小企业技术创新基金(10C26214302421,11C26214305373);湘西自治州科技计划(xxkjjh20110010) 作者简介:陈莉华(1961一),女,湖南吉首人,教授,研究方向:天然产物的提取分离;E-mail:chenli
hua99@163.con 第4期 陈莉华等:半枝莲黄酮的超声提取及其抗氧化活性 37
醇提取半枝莲黄酮,深入探讨提取物对羟基自由基
的清除效果及对油脂氧化的抑制作用,以期为开发 天然抗氧化剂提供实验依据。
1 实验部分
1.1材料、试剂及仪器
半枝莲购于吉首市厚济堂药房,干燥粉碎,备
用;芦丁对照品(中国药品生物制品鉴定所);金健 牌茶籽油购于吉首本地超市,动物油为新鲜猪板油
熬制过滤而得。无水乙醇、柠檬酸、KI、冰醋酸、三 氯甲烷、NaOH、HC1、石油醚、FeSO 、30%H:O 、水杨
酸等均为国产分析纯(AR)。 UV一2450型紫外可见分光光度计(日本岛津
公司);723可见分光光度计(上海博迅实业有限公 司医疗设备厂);KQ~250E型超声波清洗器(昆山
市超声仪器有限公司);R一201B一1/旋转蒸发仪 (郑州长城科工贸有限公司)。
1.2半枝莲黄酮的提取、鉴定和含量测定 精确称取半枝莲粉末1.0 g,置于锥形瓶中,
在超声发生器固有功率250 W的条件下,按单因 素试验逐次改变条件进行超声提取,滤液经石油
醚脱脂、脱色后,用乙醇定容至50 mL,得提取液。 以NaOH溶液、FeC1 溶液、盐酸镁粉反应作为
黄酮的定性鉴定反应,3个反应均应显色方能确定
提取物含有黄酮类化合物。 以芦丁作为黄酮对照品测定含量,按照文献[8]
的方法绘制芦丁标准曲线,在波长510 nm处测定吸 光值4,以质量浓度P(mg/mL)对吸光值A进行线性 回归得回归方程为A=10.65p,R =0.999 8,发现黄
酮质量浓度在0~0.05 mg/mL之间有良好的线性 关系。
准确吸取2.0 mL已定容的提取液,置于25 mL 容量瓶中,按照芦丁标准曲线绘制方法依次加入各
种试剂,用去离子水定容至25 mL,以空白作参比, 在最大吸收波长510 nm下测定吸光值A,根据吸光
值由回归曲线方程求出浓度,计算半枝莲黄酮的提 取率P(%)。 1.3总黄酮清除羟基自由基能力的测定
参照Fenton反应_9 建立羟基自由基生成模型,
在15 mL比色管中依次加人2 mmol/L的FeSO 3
mL、6 mmol/L的H2O2 3 mL,摇匀,再加入8 mL浓 度为6 mmol/L的水杨酸溶液。加人1 mL的去离子
水,没加黄酮提取液的比色管所测的吸光度为4 , 其余比色管根据实验条件加入不同浓度的黄酮提
取液1 mL,在40℃水浴中放置15 rain后取出,以去
离子水为参比,于波长510 nm处测吸光度4 ,按式
(1)计算清除率。
清除率: ×100% (1) A0 式中:A 为加入提取液后的吸光值,A。为空白对照
的吸光值。
1.4过氧化值的测定
在无水酸性条件下,油脂中的过氧化物使I一定
量氧化成I ,I:与r结合生成易溶于水的I ,利用
I 的吸光值与标准碘液吸光值进行比较定量。
按照文献[1O]的处理方法,在353 nm波长下,
I 含量(W/lxg)对吸光值(A)的线性回归方程为A=
0.O0 435W一0.24 996,R =0.9 875。
黄酮提取物对油脂的抗氧化性采用国际上通 用的烘箱强化贮存法l1 :用适量浓度的黄酮提取液
加到温热动物油或植物油中,搅匀,在恒温箱中储
存,以不加任何抗氧化剂作对照组,不同时间取样
测定动物油与植物油的过氧化值。用Vc和柠檬酸
溶液按上述方法测定过氧化值,比较各种抗氧化剂
的抗氧化能力。 在100 mL三角瓶中加入溶剂 (油): (黄酮
溶液)=5:1的油液溶液24 mL,在一定条件下反应,
间隔90 min取待测试样0.12 g于干燥的15 mL比
色管中,加入氯仿一冰醋酸溶液3 mL,混匀,加入KI
饱和碱液0.12 mL,轻摇30 s,置暗处3 min。然后加 去离子水至刻度,加塞,颠倒混匀2~3次,静置约
5—10 min,待水相澄清后,取上清液于1 cm石英比
色皿中,在353 nm处以空白作参比,读取各管的吸
光值A并计算出碘生成量,按式(2)计算过氧化值
(POV)。
P。V=! × 。。%c2
2结果与讨论
2.1黄酮提取物的鉴定
分别取少量提取液于白色点滴板上,与1 mol/L
NaOH溶液反应后显黄色,与FeC1 溶液反应后显绿
色,与盐酸镁粉反应后显橙红色。 以上3个反应均能显色,表明提取液中有黄酮
类化合物的存在。
38 生物加工过程 第11卷
2.2单因素试验 因超声发生器固有功率为250 w,在此条件下,
选取乙醇体积分数、料液比(g/mL)、超声时间、浸泡 温度4个主要影响因素为研究对象,以半枝莲黄酮
得率为考察指标,依次考察单一因素变化对提取的 影响。 2.2.1 乙醇体积分数对提取得率的影响
以体积分数不同的乙醇溶液为提取溶剂,按料 液比1:30(g/mL)配制反应液,在30℃下浸泡
30 min,常温下提取30 rain,考察提取溶剂中乙醇含 量不同对提取的影响,结果如表1所示。
表1 提取溶剂中乙醇体积分数对黄酮提取得率的影响 Table 1 Effects of ethanol volume fraction on flavonoids extraction
由表1可知:当提取溶剂中乙醇体积分数为
20%一40%时,黄酮得率有增大的趋势;当乙醇体积 分数为40%时,得率达到2.8%;但当乙醇体积分数
继续增大时,得率反而降低。综合考虑投入及产
出,确定使用40%的乙醇为提取溶剂。 2.2.2料液比的影响
固定其他条件不变,用40%的乙醇,按不同料
液比在常温下提取30 min,考察料液比对黄酮提取 的影响,结果如表2所示。
表2 Table 2 料液比对黄酮提取得率的影响 Effects of material-to-liquid ratio on flavonoids extraction
由表2可知:随着料液比的增大,黄酮得率增 大,当料液比为1:30时得率为2.6%。当料液比大
于1:30时,得率反而降低。溶剂用量增加使溶液中 的有效成分与物料及溶剂边界层的有效成分浓度
差扩大,有利于黄酮类化合物的溶出,但继续提高 溶剂用量,单位体积料液比接受超声波的能量减
少,得率反而降低。同时料液比过大会使后续浓缩
及处理过程耗时耗能,增大生产成本。综合考虑, 确定料液比为1:30( mL)。 2.2.3超声时间的影响