基于螯合機(jī)理的桑葉提取物抗氧化活性研究

鄒碧群,張 業(yè),王 凱,楊新平,義祥輝,＊

(1.桂林師范高等?？茖W(xué)?；瘜W(xué)與工程技術(shù)系,廣西桂林 541001; 2.廣西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,廣西桂林 541004; 3.桂林醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,廣西桂林 541004)

基于螯合機(jī)理的桑葉提取物抗氧化活性研究

鄒碧群1,2,張 業(yè)1,王 凱2,楊新平3,義祥輝1,2,＊

(1.桂林師范高等?？茖W(xué)校化學(xué)與工程技術(shù)系,廣西桂林 541001; 2.廣西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,廣西桂林 541004; 3.桂林醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,廣西桂林 541004)

用超聲波提取法以及大孔樹(shù)脂對(duì)桑葉進(jìn)行初步提取,得到三個(gè)提取物 (Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。在對(duì)三個(gè)提取物進(jìn)行DPPH自由基清除能力研究的基礎(chǔ)上,利用紫外吸收光譜法研究了桑葉提取物與 Fe2+、Fe3+的螯合作用。結(jié)果表明,三個(gè)桑葉提取物皆對(duì)DPPH自由基具有良好的清除效果,提取物Ⅰ、Ⅱ?qū)?Fe2+、Fe3+具有良好的螯合作用,提取物Ⅲ僅對(duì) Fe3+表現(xiàn)出良好的螯合作用。

桑葉,抗氧化,螯合

因此,研究與開(kāi)發(fā)既具有清除自由基能力,又能夠通過(guò)螯合過(guò)渡金屬陽(yáng)離子來(lái)阻止人體 Fenton反應(yīng)發(fā)生的抗氧化劑,已經(jīng)成為了抗氧化劑新的研究熱點(diǎn)之一[4-5]。桑葉始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,為?？坡淙~喬木桑樹(shù) (M orus alba L.)的葉,味苦、性寒,有散風(fēng)祛熱、清肝明目等功效,且含黃酮類化合物,約占 1%～3%[6-7]。而黃酮類化合物正是一類天然抗氧化劑,可以減少和清除自由基,具有延緩人體衰老、防治疾病的作用[8],更重要的是部分黃酮類化合物還具有與金屬離子螯合的能力,抑制人體 Fenton反應(yīng)[4]?；谏鲜霰尘?本文在利用DPPH法對(duì)桑葉三個(gè)提取物自由基清除能力進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,對(duì)其與鐵離子以及亞鐵離子的螯合性能進(jìn)行了研究,旨在為進(jìn)一步研究桑葉的抗氧化活性奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

桑葉 采自桂林師范高等?？茖W(xué)校生物園,自然干燥,粉碎過(guò)篩;大孔吸附樹(shù)脂 天津市津科細(xì)化工研究所生產(chǎn);其他試劑 均為分析純。

JBT/FCT型釜罐式超聲波提取設(shè)備,KQ5200-B型超聲波清洗機(jī),RE501型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,SHB-Ⅲ循環(huán)水式真空泵,TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光度計(jì), DJ靈巧型粉碎機(jī)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 桑葉不同提取物的制備 稱 50.0g粉碎的桑葉于 600mL蒸餾水中,85℃恒溫,置于超聲波提取設(shè)備中提取 1h,重復(fù)三次,抽濾。減壓濃縮濾液得5.21g膏狀提取物 Ⅰ,收率 10.42%。把浸膏 Ⅰ以1mL/min的速度過(guò)大孔樹(shù)脂柱,水洗至無(wú)色,濃縮得1.35g提取物Ⅱ,收率 2.7%。繼續(xù)用 80%乙醇洗脫大孔樹(shù)脂吸附物至完全,濃縮得 2.48g棕黑色微晶提取物Ⅲ,收率 4.97%。

1.2.2 抗氧化活性的測(cè)定 采用DPPH法,桑葉提取物對(duì) DPPH自由基的清除作用的測(cè)定見(jiàn)參考文獻(xiàn)[9]。將各提取物浸膏配制成系列溶液,測(cè)定待測(cè)桑葉提取液對(duì)DPPH自由基清除率,并繪制DPPH自由基清除率對(duì)桑葉提取液濃度曲線式 (1),并以此計(jì)算 I C50值。

式中：A0與At分別代表自由基在 517nm時(shí)空白與樣品對(duì)其作用后的吸光度。

1.2.3 螯合作用的測(cè)定 室溫下,將Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別配成 1mg/mL的水溶液,進(jìn)行紫外光譜掃描。然后,把鐵離子、亞鐵離子分別配制成不同濃度的溶液。分別移取各離子不同濃度的溶液 0.1mL,加入到3.9mL提取物水溶液中,混合振蕩,30min后掃描紫外光譜,由紫外光譜的變化探討桑葉提取物與鐵離子、亞鐵離子的螯合情況。

2 結(jié)果與討論

2.1 桑葉提取物對(duì)DPPH自由基的清除作用

I C50常用來(lái)比較清除 DPPH自由基的能力大小, I C50值越低,表明其清除自由基的能力越強(qiáng),抗氧化能力越強(qiáng)。結(jié)果表明,桑葉提取物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的 I C50分別為 2.78、0.38、0.48mg/mL,這說(shuō)明了桑葉提取物對(duì)DPPH自由基有良好的清除作用。

2.2 桑葉提取物的紫外吸收光譜

由圖 1可以看出,提取物Ⅰ有λ1=216.0nm,λ2= 271.0nm這兩個(gè)紫外吸收峰,最大吸收波長(zhǎng)、最大吸收值和質(zhì)量吸收系數(shù)分別為λmax=216.0nm,Amax= 7.6,ε=76L·g-1·cm-1;提取物Ⅱ有一個(gè)吸收峰,吸收波長(zhǎng)、吸收值和質(zhì)量吸收系數(shù)分別為 λmax= 206.0nm,Amax=4.3,ε=43L·g-1·cm-1;提取物Ⅲ有三個(gè)吸收峰,分別為λ1=214.0nm,λ2=272.0nm,λ3= 319.0nm,其中最大吸收波長(zhǎng)、最大吸收值和質(zhì)量吸收系數(shù)分別為λmax=214.0nm,Amax=5.7,ε=57L·g-1·cm-1。每個(gè)提取物的最大吸收峰的位置與黃酮類化合物的吸收值基本一致,說(shuō)明了桑葉提取物的主要成分是黃酮類化合物[10]。

圖1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的紫外吸收譜

2.3 桑葉提取物與 Fe2+、Fe3+的螯合作用

抗氧化劑與 Fe2+、Fe3+的螯合作用很復(fù)雜,目前一般可以通過(guò)紫外光譜法和熒光光譜法等來(lái)進(jìn)行表征[4]。本文中,我們采用紫外光譜法。提取物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對(duì)不同濃度 Fe2+和 Fe3+螯合結(jié)果見(jiàn)圖 2～圖 4。由圖 2可見(jiàn),提取物Ⅰ隨著 Fe2+濃度的增加,最大吸收峰發(fā)生紅移,吸收度也逐漸增加;同時(shí),隨著 Fe3+濃度的增加,其最大吸收波長(zhǎng)發(fā)生大范圍紅移。

圖 2 提取物Ⅰ對(duì) Fe2+、Fe3+的螯合光譜

由圖 3可見(jiàn),提取物Ⅱ的吸收峰隨著 Fe2+、Fe3+濃度的增加而發(fā)生紅移現(xiàn)象,吸收度也相應(yīng)地增大,并且產(chǎn)生新的吸收峰。

圖 3 提取物Ⅱ?qū)?Fe2+、Fe3+的螯合光譜

由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),提取物Ⅲ僅與 Fe3+發(fā)生螯合作用(圖 4),其吸收峰隨著 Fe3+濃度的增加而發(fā)生相應(yīng)的紅移,且吸收度逐漸增大。

圖 4 提取物Ⅲ對(duì) Fe3+的螯合光譜

總之,隨著 Fe2+、Fe3+濃度的增加,提取物的紫外特征吸收峰發(fā)生了紅移現(xiàn)象,吸收度逐漸增大,說(shuō)明桑葉提取物與 Fe2+、Fe3+發(fā)生了螯合,生成了新的物質(zhì)。由此可見(jiàn),桑葉提取物是良好的螯合劑,可螯合Fe2+或 Fe3+,防止其參與 Fenton反應(yīng),能夠間接降低了羥自由基和氧自由基的產(chǎn)生。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,桑葉提取物對(duì) DPPH自由基有良好的清除作用,是一種良好的自由基清除劑;同時(shí),桑葉提取物Ⅰ、Ⅱ?qū)?Fe2+或 Fe3+具有很好的螯合作用,能間接降低了羥基自由基和氧自由基的產(chǎn)生,是良好的螯合劑,以上研究對(duì)桑葉進(jìn)行基于抗氧化活性的進(jìn)一步篩選具有重要的指導(dǎo)意義。

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Study on antioxidant activity of extracts of M orus alba L.leaves based on chelation mechanism

ZOU Bi-qun1,2,ZHANG Ye1,WANG Ka i2,YANG Xin-ping3,Y I X iang-hui1,2,＊
(1.Depar tment of Chemistry and Engineering Technology,Guilin Normal College,Guilin 541001,China; 2.School of Chemistry and Chemical Engineering,GuangxiNormalUniversity,Guilin 541004,China; 3.College of Phar macy,GuilinMedical College,Guilin 541004,China)

Leaves of M orusa lba L.was extrac ted w ith ultrasonic wave,then was dea led w ith m ac rop orous adsorp tion res in to ge t three extrac tⅠ,Ⅱ andⅢ.Based on the s tudy of scaveng ing ac tivities ofⅠ,Ⅱ andⅢaga ins tDPPH free rad ica l,UV-vis sp ec troscop y was emp loyed to s tudy the ir che la tion ab ilities w ith fe rrous and iron ion.The results showed tha t a ll extrac ts exhib ited good scaveng ing ac tivities on DPPH free rad ica l.Extrac tⅠandⅡshowed favorab le che la tion ab ilities w ith both of fe rrous and iron ion,while extrac tⅢ dem ons tra ted only good che la tion ab ility w ith iron ion.

M orus a lba L.;antioxidant;che la tion

TS201.2

A

1002-0306(2010)02-0065-03

自由基 (free radical)通常指獨(dú)立存在的帶有未成對(duì)電子的原子或原子基團(tuán)、分子或離子,如 O-2·、HO·、Ar O·等。人體生命活動(dòng)進(jìn)程中,自由基發(fā)揮著重要的作用。正常情況下,人體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除是平衡的,一旦自由基產(chǎn)生過(guò)多或抗氧化體系出現(xiàn)故障,體內(nèi)自由基代謝就會(huì)出現(xiàn)失衡,可引起蛋白質(zhì)、核酸 (DNA)變性,導(dǎo)致細(xì)胞和組織器官損傷,誘發(fā)各種疾病,加速機(jī)體衰老[1]。過(guò)渡金屬陽(yáng)離子是自由基生成強(qiáng)有力的催化劑,它們可參與人體中的 Fenton反應(yīng)[2],將超氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)闃O其活躍的羥自由基和氧自由基[3]：

2009-03-18 ＊通訊聯(lián)系人

鄒碧群 (1982-),女,碩士生,從事藥物合成和天然產(chǎn)物的研究與開(kāi)發(fā)工作。

國(guó)家自然科學(xué)基金(20762001);廣西科技開(kāi)發(fā)計(jì)劃(桂科能05112001-3B2);廣西區(qū)教育廳科研項(xiàng)目 (200507067、200807MS076、200807MS075)。