植物抗氧化性的主要活性成分研究

陶笑 徐媛 江解增

摘要 介紹了與抗氧化活性相關(guān)的植物體內(nèi)黃酮類及酚類化合物，并歸納了常見的抗氧化能力測定方法（清除羥自由基能力的測定、抑制超氧陰離子自由基的測定和FRAP法），為植物抗氧化物質(zhì)的進一步研究提供了參考。

關(guān)鍵詞 抗氧化；抗氧化物質(zhì)；測定方法

中圖分類號 S-3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）25-0008-03

Abstract In order to provide reference for research on plant antioxidation， we introduced flavonoids and phenolic compounds related to antioxidant activity， and summarized the methods for determination of antioxidant properties， like the determination of the ability of removing hydroxyl radicals， the determination of inhibiting superoxide anion radical and FRAP method.

Key words Antioxidant；Antioxidants；Determination method

隨著人類生活質(zhì)量的提高，追求高質(zhì)量的飲食已經(jīng)成為一個趨勢。許多研究表明，藥用植物[1]、水果[2]、疏菜[3]和花卉[4]都有抗氧化性。植物體內(nèi)含有抗氧化物質(zhì)，對活性氧自由基具有清除作用[5]，從而能延緩人體衰老，促進身體健康。植物體內(nèi)有很多物質(zhì)具有抗氧化性，這些物質(zhì)除了維生素E（生育酚）、維生素C（抗壞血酸）、β-胡蘿卜素、類胡蘿卜素基礎(chǔ)物質(zhì)外，學(xué)者們研究較多的抗氧化物質(zhì)是黃酮類物質(zhì)和酚類物質(zhì)。近幾年，關(guān)于各種植物體內(nèi)的抗氧化性物質(zhì)的研究報道很多，筆者介紹了植物體內(nèi)主要抗氧化活性物質(zhì)的研究現(xiàn)狀，并歸納了常見的抗氧化能力測定方法，以期為植物抗氧化物質(zhì)的研究與應(yīng)用提供參考。

1 黃酮類化合物

黃酮類化合物又名生物類黃酮化合物，是色原酮或色原烷的衍生物，黃酮類化合物是自然界中以C6-C3-C6的方式構(gòu)成的三環(huán)天然有機物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中C3部分可以是脂鏈，或與C6部分形成六元或五元環(huán)，黃酮類化合物泛指這種2個苯環(huán)通過中央三碳鏈相互連接而成的一系列化合物[6]。黃酮類化合物主要有黃酮醇、黃酮、黃烷酮、黃烷醇、花色素、異黃酮、二氫黃酮醇和查爾酮8類。黃酮類化合物抗氧化活性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有內(nèi)在聯(lián)系，它的抗氧化作用是通過酚羥基與自由基反應(yīng)形成穩(wěn)定的半醌式自由基結(jié)構(gòu)；酚羥基是黃酮類化合物抗氧化作用的主要活性基因[7]。黃酮類物質(zhì)的抗氧化性在藥用植物和蔬菜上研究較多。

1.1 藥用植物黃酮類物質(zhì)與抗氧化性關(guān)系的研究

楊利軍等[8]測定了11種中草藥的抗氧化活性及總黃酮含量，并比較了它們之間的相關(guān)性。結(jié)果表明，金銀花的抗氧化活性最高，其余依次為銀杏葉、葛根、杜仲、野菊花、黃芩、甘草、忍冬藤、魚腥草、溪黃草；其抗氧化活性與總黃酮含量的相關(guān)系數(shù)為0.608 8。高國粉等[9]研究了榛花總黃酮清除超氧陰離子自由基（O-2·）和羥基自由基（·OH）的抗氧化活性，確定了榛花總黃酮的最佳提取工藝，榛花總黃酮對O-2·和·OH均有較強的清除能力。李志洲[10]對苦瓜中黃酮類化合物的提取及其抗氧化性進行了研究。結(jié)果表明，苦瓜中提取的黃酮類化合物對豬油的氧化有明顯的抑制作用，且隨加入量的增多，抗氧化能力增強。蔡灝等[11]研究了5 種紫珠屬藥材中總酚、總黃酮與其抗氧化活性的相關(guān)性。結(jié)果表明，5 種藥材的總酚和總黃酮含量相差較大，其中，裸花紫珠含量最大；各種方法所得抗氧化活性強弱順序有區(qū)別；除了抗脂質(zhì)過氧化外，其他方法所得結(jié)果均與總酚和總黃酮含量呈正相關(guān)。

人們除了對不同植物進行研究外，對不同植物不同器官的黃酮含量也有研究。殷日祥等[12]研究表明，艾葉中含有豐富的黃酮類化合物，具有很強的抗氧化活性，認為艾葉具有很大的開發(fā)應(yīng)用價值。賈征等[13]研究表明，杜仲葉黃酮對羥自由基、超氧陰離子均有較強的清除作用，而且隨著黃酮添加量的增大而增大，是一種天然有效的抗氧化劑。曹艷萍[14]從苦蕎葉中提取抗氧化性物質(zhì)，用分光光度法測定提取物中總黃酮的含量及對·OH和O-2·的清除作用。結(jié)果表明，苦蕎葉中總黃酮含量為57 g/kg，苦蕎葉提取物具有很強的抗氧化活性。廖森泰等[15]對廣東桑不同品種及不同生長季節(jié)桑枝的總黃酮含量、總抗氧化活性·OH和O-2·清除作用進行了測定。結(jié)果表明，桑枝總黃酮含量與抗氧化活性間呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系。枇杷屬植物葉片有大量的酚類物質(zhì)和黃酮類化合物，并表現(xiàn)出強大的抗氧化活性，有很好的藥用價值[16]。蔡建秀[17]研究發(fā)現(xiàn)，黃酮類化合物普遍存在于枇杷各器官中，以枝條居多，葉片、果實較低，枇杷總黃酮對豬油具有一定的抗氧化作用，并與總黃酮濃度具有劑量效應(yīng)關(guān)系。枇杷葉片中葉尖部位的黃酮含量最高，枇杷葉黃酮有一定的抗氧化作用[18]。

綜上可見，藥用植物抗氧化活性與其體內(nèi)的黃酮類物質(zhì)含量有密切的關(guān)系。

1.2 果蔬中黃酮類物質(zhì)與抗氧化性關(guān)系的研究

蔬菜中黃酮類物質(zhì)研究較多。陳玉霞等[19]比較了常見的25種蔬菜的體外抗氧化活性，并且分析了抗氧化活性與總類黃酮含量間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)25種蔬菜中，抗氧化活性以藕最強，姜、油菜、大蒜、白洋蔥、白蘿卜、西蘭花等次之，芹菜、黃瓜、南瓜最弱；不同蔬菜總類黃酮含量差異很大，且抗氧化活性與總類黃酮含量之間相關(guān)性較大。張強等[20]發(fā)現(xiàn)洋蔥黃酮類化合物具有較強的還原力，對超氧陰離子自由基和羥自由基具有較強的清除能力，即洋蔥黃酮類化合物具有較強的體外抗氧化活性。王辰等[21]研究了芹菜葉提取液的抗氧化能力。結(jié)果表明，芹菜葉提取物具有較強的清除自由基的能力，提取物中的總黃酮含量與提取物的抗氧化能力無正相關(guān)?？嘬腫22]、萵苣[23]、苦瓜[24]黃酮也具有較好的體外抗氧化活性。

學(xué)者們除了研究各種蔬菜的黃酮含量與抗氧化性的相關(guān)性外，還研究了同一種蔬菜不同部位的黃酮含量與抗氧化性的關(guān)系。有學(xué)者研究萵筍不同部位（皮、葉和莖質(zhì)嫩莖）的抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)萵筍葉中黃酮類物質(zhì)的含量明顯比其他部位高，萵筍葉的抗氧化活性也明顯比其他部位高[25]。在紅薯梗、莖、葉提取物的抗氧化活性研究中，紅薯梗、莖、葉提取物均具有較強的抗氧化性，其抗氧化活性與總黃酮含量的相關(guān)性不顯著[26]。隨著研究的深入，人們對同一種植物不同部位的黃酮含量與抗氧化性關(guān)系的研究將更加深入，而同一種植物不同處理方式下的黃酮含量和抗氧化性關(guān)系也將得到研究。王萍等[27]研究了不同采收季節(jié)對葉用芥菜類黃酮含量和抗氧化活性的影響。結(jié)果表明，春季采收的葉用芥菜的槲皮素和山奈素這2種類黃酮化合物含量高于冬季采收的葉用芥菜；槲皮素和山奈素的含量與抗氧化活性呈顯著正相關(guān)。

水果中黃酮類物質(zhì)研究較少，酚類物質(zhì)研究較多，這可能和人們?nèi)粘ＯM的水果多為漿果有關(guān)。趙愛云等[28]對山楂黃酮的抗氧化活性進行了初步研究。結(jié)果表明，山楂黃酮的抗氧化化活性較高。馬越等[29]研究發(fā)現(xiàn)，櫻桃番茄中類黃酮物質(zhì)的含量對番茄的總抗氧化活性有一定影響。

2 酚類化合物

酚類物質(zhì)是芳烴的含羥基衍生物，根據(jù)其揮發(fā)性分為揮發(fā)性酚和不揮發(fā)性酚。自然界中存在的酚類化合物大部分是植物生命活動的結(jié)果，植物體內(nèi)所含的酚稱內(nèi)源性酚，其余稱外源性酚。酚類化合物都具有特殊的芳香氣味，均呈弱酸性，在環(huán)境中易被氧化。

除了上述抗氧化性與黃酮類物質(zhì)有關(guān)外，學(xué)者們還對酚類物質(zhì)進行了研究，對水果、蔬菜、谷物和藥用植物中的總酚含量進行測定，表明與抗氧化活性之間的相關(guān)系數(shù)，這具有統(tǒng)計學(xué)的意義[30]。

2.1 藥用植物酚類物質(zhì)與抗氧化性的關(guān)系

劉海英等[1]對我國86種藥食兩用植物的抗氧化活性及其與總酚的相關(guān)性進行了分析。結(jié)果表明，86種藥食兩用植物材料的總抗氧化能力具有很大差異，其與總酚含量有顯著的相關(guān)性（R2=0.933 3），說明總酚含量可以作為初步篩選藥食兩用植物抗氧化能力的一個重要指標。研究者對滋補中藥的研究表明，中草藥是天然的抗氧化劑，其抗氧化效果和總酚含量之間有明顯的關(guān)系，說明酚類化合物是抗氧化能力的主要成分[31]。吳青等[32]對15種中草藥提取物抗氧化活性的研究表明，不同中草藥顯示出不同的抗氧化活性，其中以大花紫薇葉的抗氧化活性最高，其甲醇提取物中酚類物質(zhì)的含量最高。

2.2 果蔬中酚類物質(zhì)與抗氧化性的關(guān)系

田迪英等[33]對市場上常見的41種果蔬進行了抗氧化活性研究，并測定了其總酚的含量。結(jié)果表明，大多數(shù)果蔬都具有一定的抗氧化活性，其中香椿、蘆蒿、萵筍葉、水芹、茼蒿菜、馬齒莧、藕的抗氧化活性較強，其總酚含量也較高，說明果蔬抗氧化活性的強弱與果蔬所含的酚類物質(zhì)有一定的關(guān)聯(lián)性。

水果的抗氧化性與酚類物質(zhì)有顯著的相關(guān)性。厄瓜多爾科學(xué)家使用3種不同的方法（DPPH、FRAP和ABTS）測定抗氧化能力，用福林酚方法測定總酚含量，結(jié)果表明，有高的總酚含量的水果也有高的抗氧化能力[34]，研究還發(fā)現(xiàn)漿果中含有高的抗氧化活性和高的總酚含量[35]。綦菁華等[36]對不同品種桃的酚類活性成分及其抗氧化功能進行了研究。結(jié)果表明，4種桃果實酚類提取液均具有很強的抗氧化活性，且對羥自由基、超氧陰離子具有較明顯的清除效果。王洋[37]比較了紅富士蘋果和國光蘋果中多酚類物質(zhì)的抗氧化活性。結(jié)果表明，2種蘋果果實酚類提取液均具有很強的抗氧化活性。新疆杏[38]中各種抗氧化指標與總酚含量呈顯著正相關(guān)，多酚類物質(zhì)應(yīng)該是其抗氧化的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。油梨[39]果皮、果核、葉子、果肉4個部位抗氧化活性與所含的總酚含量存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。草莓、黑莓、藍莓[40]總酚含量與總抗氧化能力之間存在顯著線性相關(guān)。

蔬菜研究中，陳玉霞等[19]比較了常見25種蔬菜的體外抗氧化活性，并且分析了抗氧化活性與總酚含量間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)不同蔬菜總酚含量差異很大，且抗氧化活性與總酚含量之間相關(guān)性較大。研究者關(guān)于蔬菜的研究表明，萵苣[41]和食用蘑菇[42]可能成為天然酚類抗氧化劑。大蒜提取物[43]抗氧化活性與其總酚含量呈明顯的量效關(guān)系。

3 常見的抗氧化能力測定方法

抗氧化能力的測定方法很多，有的繁瑣、不方便，該研究介紹了經(jīng)常使用的方法。這些方法都基于2類，一類是通過測定樣品抑制脂類物質(zhì)氧化的能力來評定被測物的抗氧化能力，另一類是用樣品對人工合成的自由基的清除能力來反映待測物的抗氧化活性。

3.1 清除羥自由基能力的測定

一般采取Fenton反應(yīng)法。原理是H2O2與Fe2+混合發(fā)生Fenton反應(yīng)，生成具有較強活性的羥自由基，羥自由基迅速氧化顯色液，有玫瑰桃紅R[44]、丁基羅丹明B[45]、孔雀綠[46]等，使顯色液褪色，而植物體內(nèi)的提取液可清除溶液中的羥自由基，從而使顯色液的褪色程度降低。還有一種是Fenton反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+與鄰二氮菲生成紅色配合物，加入提取液后，減弱了·OH對Fe2+/鄰二氮菲的氧化作用，從而引起吸光度變化[47]。

3.2 抑制超氧陰離子自由基的測定

在堿性條件下（pH=8.20）鄰苯三酚發(fā)生自氧化反應(yīng)，生成O-2·和有色中間產(chǎn)物，該有色產(chǎn)物在λ=322 nm處有一特征吸收峰。當加入O-2·清除劑時，O-2·的生成受到抑制，鄰苯三酚自氧化速率受阻，溶液在322 nm波長處吸收減弱，故通過測定A322值可以推測提取物對O-2·的清除作用[48]。

黃嘌呤氧化酶-NBT法：超氧陰離子自由基可以將氮藍四唑（NBT）還原為藍色物質(zhì)，可在560 nm波長處測定吸光度，從而轉(zhuǎn)化為超氧陰離子自由基的生成量[49]。

3.3 FRAP法

機體中有許多抗氧化物質(zhì)，能使Fe3+還原成Fe2+，后者可與菲啉類物質(zhì)形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，通過比色可測出其抗氧化能力的高低。FRAP法就是運用抗氧化物質(zhì)將Fe3+還原為Fe2+，F(xiàn)e2+ 與三吡啶三吖嗪（TPTZ）結(jié)合生成藍色絡(luò)合物，在593 nm波長處有最大光吸收。吸光值越大，表明抗氧化劑有越強的還原能力，因而具有越高的抗氧化活性[50-51]。

除了上述3種方法外，還有常用的清除1，1-二苯基苦基苯肼（DPPH）能力的測定[52-53]、抗油脂過氧化力測定[23，54-55]、β-胡蘿卜素漂白法[56]等。

4 展望

已有研究表明，植物體內(nèi)黃酮類物質(zhì)和酚類物質(zhì)與抗氧化活性有一定的相關(guān)性，不同植物體內(nèi)抗氧化活性成分有所不同，有的植物體內(nèi)黃酮類物質(zhì)與抗氧化活性相關(guān)性強，有的植物體內(nèi)酚類物質(zhì)與抗氧化活性相關(guān)性強，還有些植物抗氧化活性物質(zhì)有待進一步研究。目前，對于如何提取這些植物體內(nèi)的抗氧化成分并將其利用到生活、生產(chǎn)中還需要進行深入研發(fā)。

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