豆腐柴葉總黃酮不同溶劑級分抗氧化活性分析

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(1.西南科技大學生命科學與工程學院,四川綿陽 621010;2.四川省生物質資源利用與改性工程技術研究中心,四川綿陽 621010;3.江油市春雨生態(tài)農業(yè)科技有限公司,四川江油 621700)

豆腐柴葉總黃酮不同溶劑級分抗氧化活性分析

熊雙麗1,2,馬楠1,廖婷婷1,薛朝云3

(1.西南科技大學生命科學與工程學院,四川綿陽621010;2.四川省生物質資源利用與改性工程技術研究中心,四川綿陽621010;3.江油市春雨生態(tài)農業(yè)科技有限公司,四川江油621700)

采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、羥自由基、超氧陰離子、還原力、總抗等體外抗氧化活性模型和抗氧化活性綜合評價指數(shù),分析四川江油地區(qū)不同溶劑萃取的豆腐柴黃酮級分(乙醇、乙酸乙酯、正丁醇、氯仿、水)的抗氧化活性。結果顯示,不同濃度乙醇提取總黃酮的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除活性最高。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率、羥基自由基清除率、ABTS陽離子自由基清除率、總抗和還原力皆隨乙醇濃度的升高而呈現(xiàn)先增強后減弱的趨勢,超氧陰離子自由基清除率卻隨乙醇濃度增加一直降低。綜合評價指數(shù)顯示不同濃度乙醇抗氧化活性依次為75%醇提物>65%醇提物>55%醇提物>85%醇提物>95%醇提物。乙酸乙酯層萃取物的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率、總抗、還原力及ABTS陽離子自由基清除率要優(yōu)于其它各萃取層。正丁醇層萃取物的超氧陰離子自由基清除率要優(yōu)于其它各萃取層。乙酸乙酯層抗氧化活性最佳。豆腐柴葉總黃酮有較好的抗氧化活性,可作為抗氧化劑或者健康食品原料開發(fā)。

豆腐柴,黃酮,分級分離,抗氧化

Abstract:The article mainly evaluated the antioxidant ability of total flavonoids in various extracts(ethyl alcohol,ethyl acetate,normal butyl alcohol,chloroform fraction and water)fromPremnamicrophyllaTurcz leaves in Jiangyou area including DPPH radical,ABTS+· radical,hydroxyl radical,superoxide anion radical scavenging effect,reducing power,ferrous ions chelating activities and total antioxidant capacity(FRAP). The free radical scavenging activity of total flavonoids extracted by different concentrations of ethanol was highest in DPPH. The free radical scavenging activity(DPPH radical,·OH,ABTS+·),total antioxidant capacity(FRAP)and reducing power were dependent on the concentration of alcohol increasing first and then decreasing,while the superoxide anion radical scavenging activity was contrary to the increase of alcohol concentration. The comprehensive evaluation index(APC)of tested samples was decreased in the following order:75% ethanol extract>65% ethanol extract>55% ethanol extract>85% ethanol extract>95% ethanol extract. The DPPH radical scavenging activity,FRAP value and reducing power were higher than those of other solvent extracts. The superoxide anion radical scavenging rate of ethyl acetate extract was stronger than those of other solvent extracts. The antioxidant capacity of ethyl acetate extract was strongest according to the APC results. The flavone from leaves ofPremnamicrophyllaTurcz has strong antioxidant activity and can be used as antioxidant or raw materials of healthy food.

Keywords:PremnamicrophyllaTurcz;flavone;fractionation;antioxidant activity

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豆腐柴 四川江油春雨生態(tài)農業(yè)有限公司;2,2′-二氮-雙(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS),2,4,6-三(2-吡啶)-1,3,5-三嗪(TPTZ)和DPPH SIGMA ALDRICH公司;蘆丁對照品 華中海威(北京)基因科技有限公司;抗壞血酸 天津歐博凱化工有限公司;乙酸乙酯、乙醇、正丁醇、三氯甲烷、氫氧化鈉、硝酸鋁等 均為分析純。

紫外-可見光分光光度計 日本HITACHI公司;真空冷凍干燥機 美國Thermosavant 公司;旋轉蒸發(fā)儀 鞏義市瑞德儀器設備有限公司;SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長城科工貿有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 豆腐柴葉黃酮類化合物不同溶劑萃取級分的制備 豆腐柴葉經干燥粉碎過60目篩預處理之后,用不同濃度乙醇(55%、65%、75%、85%、95%)進行萃取(料液比1∶37 g/mL、提取溫度81 ℃、提取時間3.4 h[6]),分別分析各提取物抗氧化活性。然后,以最佳乙醇濃度和最佳提取工藝提取豆腐柴葉總黃酮[6],將提取液于45 ℃真空減壓濃縮至無醇味后用石油醚萃取除去色素類部分,水相再加入3倍體積乙醇,低溫靜置過夜,離心(4500 r/min,15 min)后將上清液減壓濃縮除去乙醇后依次用氯仿、乙酸乙酯及正丁醇對豆腐柴葉總黃酮進行分級萃取,得到極性不同的各級分(水層、氯仿層、乙酸乙酯層、正丁醇層),分別旋轉蒸發(fā)除去有機溶劑后真空冷凍干燥后進行抗氧化活性分析。

1.2.2 豆腐柴葉不同溶劑萃取級分的抗氧化活性分析

1.2.2.1 DPPH自由基和·OH清除活性測定 DPPH自由基清除活性測定[6-7]。·OH清除活性測定[7]。

S(%)=[(V0-Vi)/V0]×100

式(1)

1.2.2.3 總抗氧化能力 總抗氧化能力采用FRAP法[9-10],并略作修改。樣品的抗氧化活性以達到同樣吸光值所需的硫酸亞鐵毫摩爾數(shù)表示。標準曲線繪制:比色管中依次加入濃度為0、0.1、0.2、0.4、0.6、1.0 mol/L的硫酸亞鐵溶液各60 μL,加入6.0 mL FRAP工作液(現(xiàn)配現(xiàn)用,0.3 mol/L pH3.6醋酸鹽緩沖溶液、10 mmol/L TPTZ溶液、20 mmol/L FeCl3溶液按照10∶1∶1混合而成,預熱至37 ℃),混勻后37 ℃水浴準確反應10 min,593 nm波長處測定吸光值(A),由吸光值(y)和硫酸亞鐵濃度(x)做回歸直線得y=0.2735x-0.0133,相關系數(shù)R2=0.9992。

黃酮類化合物不同溶劑萃取級分的總抗氧化能力測定:取不同濃度不同級分的黃酮樣品替代硫酸亞鐵溶液，按照上述方法測定吸光值(Ai),根據標準曲線計算樣品的FRAP值。計算公式為(2):

FRAP(mmol/L)=(Ai+0.0133)/0.2735

式(2)

1.2.2.4 還原力測定 還原力測定采用鐵氰化鉀法[11]。

1.2.2.5 ABTS陽離子自由基清除率的測定 黃酮類化合物不同溶劑萃取級分ABTS+·清除率參考文獻[10],并略作修改。取7.4 mmol/L ABTS儲備液和2.6 mmol/L過硫酸鉀儲備液各0.2 mL,混合后于黑暗條件下放置14 h。用75%乙醇稀釋,并用75%乙醇調零,在734 nm 處調整吸光值為0.700±0.005得ABTS+·工作液。取0.1 mL不同濃度樣液與ABTS+·工作液3.9 mL混勻,在25 ℃水浴反應6 min后于734 nm處測定吸光值Ai。以去離子水代替ABTS+·工作液測定吸光值A0。按式(3)計算ABTS+·清除率(S):

S(%)=(1-Ai/A0)×100

式(3)

1.2.2.6 抗氧化活性綜合評價 采用抗氧化活性綜合指數(shù)法(APC)評價黃酮類化合物不同溶劑萃取級分的總體抗氧化活性[12-13]。綜合上述6種抗氧化活性評價指標,按式(4)計算APC指數(shù)。

表1 不同濃度乙醇提取物的總黃酮抗氧化活性Table 1 Antioxidant activity of total flavonoids extracted with different concentrations of ethanol

表2 不同濃度乙醇提取總黃酮抗氧化活性綜合評價及排序Table 2 Comprehensive evaluation and ranking of antioxidant activity of total flavonoids extracted with different concentrations of ethanol

APC=∑(各樣品各抗氧化指標能力分值/每種方法測定的最大值×使用的方法總數(shù))×100

式(4)

1.3 數(shù)據分析

所有樣品均設3個重復,測定結果以平均值±標準差表示。使用Excel 2013和SPSS 13.0軟件進行數(shù)據處理和方差分析。樣品間的差異顯著性采用單因素方差分析(One Way ANOVA)Duncan新復極差法分析。p<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 乙醇濃度對總黃酮抗氧化活性的影響

一般情況下,植物中黃酮類化合物存在多種不同極性成分,乙醇濃度對總黃酮的提取率和抗氧化活性影響較大[14]。為探究江油地區(qū)豆腐柴黃酮的抗氧化活性和構效關系,首先分析了不同濃度乙醇萃取黃酮的抗氧化活性。

2.2 不同溶劑萃取級分的DPPH自由基和羥基自由基清除能力

DPPH自由基體系根據抗氧化劑提供的電子配對,使其顏色褪去或者消失,從而測定物質的抗氧化活性[15-16]。如圖1所示,不同溶劑萃取級分對DPPH自由基的清除率在0～0.5 mg/mL濃度范圍內隨總黃酮濃度的增加而逐漸增強,乙酸乙酯層和正丁醇層萃取物對DPPH自由基的清除率差異不大,且要遠優(yōu)于氯仿層和水層萃取物,與曹穩(wěn)根[3]等報道的AB-8大孔吸附樹脂分離得到的豆腐柴黃酮活性規(guī)律一致。在濃度為0.5 mg/mL時,乙酸乙酯層和正丁醇層的DPPH自由基清除率分別高達92.57%±0.06%和91.82%±0.26%,接近于VC95.78%±0.04%,表現(xiàn)出較強的DPPH清除活性,而且都遠遠高于氯仿層與水層萃取物。

圖1 各萃取級分對DPPH自由基的清除率Fig.1 Scavenging rate of each extraction fraction against DPPH·

如圖2所示,各萃取級分對·OH的清除率在0～0.5 mg/mL濃度范圍內隨待測物濃度的增大而增高,其中氯仿層和乙酸乙酯層在達到0.1 mg/mL后清除率變得較為穩(wěn)定,正丁醇層和水層清除率仍緩慢增加。乙酸乙酯層、正丁醇層及水層·OH清除率較低,約50%。氯仿層·OH清除率較其它三個級分高,當濃度為0.1 mg/mL時,其羥基自由基清除率為63.54%±0.23%,甚至高于VC58.58%±0.31%,隨著濃度的進一步上升,氯仿層萃取物對·OH得清除率不再有明顯變化,開始低于VC,這可能與氯仿層黃酮類化合物的結構有關,有待進一步研究分析。

圖2 各萃取級分對羥基自由基的清除率Fig.2 Scavenging rate of extraction fraction against ·OH

2.3 不同溶劑萃取級分的超氧陰離子自由基清除能力和總抗氧化能力

圖3 各萃取級分對的清除率Fig.3 Scavenging rate of various extraction fraction against

2,4,6-三吡啶基三嗪(tripyridyl-triazine,TPTZ)可與受試物作用,被還原為Fe2+并呈現(xiàn)出藍色,于593 nm有最大吸收峰,通過吸光值大小轉化為Fe2+當量即可比較抗氧化能力[17]。該值反映測試樣品還原力,抗氧化能力與FRAP值呈正相關。由圖4所示,在0～0.5 mg/mL濃度范圍內,VC和各萃取層萃取物FRAP值隨濃度的增大而增加,當濃度大于0.35 mg/mL時,各級分總抗氧化能力從大至小分別為乙酸乙酯層、正丁醇層、氯仿層、水層。

圖4 各萃取級分的FRAP值Fig.4 The FRAP value of various extraction fraction

2.4 不同溶劑萃取級分的還原力和ABTS陽離子自由基清除能力

鐵氰化鉀還原體系測定還原力,可表征待測物自身發(fā)生氧化的能力,是評價抗氧化活性的重要指標力[11,19],還原能力越強則抗氧化能力也越強。如圖5所示,在0～0.25 mg/mL濃度范圍內,各萃取層還原力隨濃度的增加而增長,總體呈現(xiàn)線性關系。除水層以外,其它各萃取級分的還原力均大于李保同等報道的銀杏葉黃酮的還原力[20]。各層萃取還原力規(guī)律同DPPH。

圖5 各萃取層還原力Fig.5 Reducing power of extraction fraction

表3 不同溶劑萃取級分的抗氧化活性Table 3 Antioxidant activity of flavonoids in various extracts

表4 不同溶劑萃取級分抗氧化活性綜合評價及排序Table 4 Comprehensive evaluation and ranking of antioxidant activity of flavonoids in various extracts

ABTS+·是一種亞穩(wěn)態(tài)離子,易溶于乙醇,于734 nm處有吸收峰。根據受試物的干預對其吸光值的影響,可判斷天然產物的抗氧化活性[21]。如圖6所示,各萃取層在0～1.0 mg/mL濃度范圍內清除率隨濃度的增加而增大。乙酸乙酯層的清除率最好,其次是正丁醇層,再次是氯仿層,水層最差。其中,乙酸乙酯層、正丁醇層、氯仿層萃取物的ABTS+·清除均顯著高于VC。豆腐柴葉總黃酮各萃取層對ABTS+·的清除效果都優(yōu)于VC,這與其它抗氧化活性評價指標呈現(xiàn)出了明顯的相反趨勢,其機制有待進一步研究。

圖6 各萃取層對ABTS+·的清除率Fig.6 Scavenging rate of extraction fraction against ABTS+·

2.5 不同溶劑萃取級分抗氧化活性的綜合評價

3 結論

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AntioxidantactivityofflavonewithdifferentsolventextractsfromPremnamicrophyllaTurczleaves

XIONGShuang-li1,2,MANan1,LIAOTing-ting1,XUEChao-yun3

(1.School of Life Science and Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621010,China;2.Engineering Research Center for Biomass Resource Utilization and Modification of Sichuan Province,Mianyang 621010,China;3.Jiangyou Chunyu Ecological Agricultural Science and Technology Company,Jiangyou 621700,China)

TS255.1

A

1002-0306(2017)18-0019-06

2017-02-23

熊雙麗(1977-)，女，博士,教授，研究方向：功能性食品加工與安全， E-mail:372364129@qq.com。

四川省生物質資源利用與改性工程技術研究中心專職科研創(chuàng)新團隊建設基金項目(14tdgc04);四川省科技廳項目(2017NFP0179)。

10.13386/j.issn1002-0306.2017.18.004