若干多肉植物提取液的紫外吸收光譜測定

洪湘瓊+凌音+徐曉諾+沈寒卉

摘要：應用超聲萃取法提取十余種多肉植物中的有效防曬成分，利用紫外分光光度計分別測定各種提取液的紫外吸收光譜，將各種提取液的最大吸收峰及吸光度從三種（UVA、UVB、UVC）紫外線波長范圍進行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同種多肉植物對紫外光均具有一定程度的吸收，不過吸收的紫外光情況存在很大差異。蘆薈等植物主要吸收的是UVB波段的紫外線，天使之淚等多肉植物主要吸收UVA波段的紫外線，紅日等多肉植物主要吸收UVC波段的紫外線。這些數(shù)據(jù)可為研制天然防曬劑提供有益的參考。

關鍵詞：多肉植物；超聲萃??；乙醇；紫外分光；防曬成分

文章編號：1005–6629（2017）11–0071–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

多肉植物是一種多漿肉質(zhì)的植物，主要分布在非洲等沙漠地區(qū)，這些地區(qū)日照強度較高，由此我們對這類植物紫外光吸收情況產(chǎn)生了濃厚的興趣。之前我們結(jié)合紫外分光光度法分析了蘆薈各個部位提取液對紫外光的吸收情況[1]，在此基礎上，我們選擇了十多種形態(tài)各異的多肉植物進行試驗，進一步探尋不同品種多肉植物的提取液對紫外光的吸收情況，并期待能探尋到具有最佳效果的多肉植物，為天然防曬劑的制取提供一些有效數(shù)據(jù)。

1 儀器與試劑材料

1.1 儀器（見圖1）

計算機、威尼爾紫外分光光度計、Derui超聲波洗滌器（DR-MS20）、50mL量筒、膠頭滴管、10mL移液管、100mL容量瓶、玻璃棒

1.2 材料

無水乙醇、蒸餾水；吉娃娃、紅日、鷹玉露、胖美人、巧克力、黃麗、天使之淚、吸財樹、麗娜蓮、石生花、蘆薈

2 實驗方法及過程

通過比較各類文獻中的提取方法，本實驗采用超聲萃取法將多肉植物中有效防曬成分進行提取，并利用紫外分光光度計測定各種多肉植物的紫外吸收光譜圖，并對各種植物的紫外吸收光譜曲線進行深入分析。具體做法為：取下吉娃娃、紅日、鷹玉露、胖美人、巧克力、蘆薈、黃麗、石生花、天使之淚、吸財樹、麗娜蓮的葉片，清洗干凈，分別切成小塊，各自混合均勻。各取1g分別用50mL 50%乙醇浸泡10min，隨后將溶液放入超聲儀器中超聲萃取30min。過濾后，用1cm的石英比色皿以50%乙醇作參比，測其紫外吸收光譜[2]。每組進行三次平行實驗。

3 實驗結(jié)果與討論

3.1 不同多肉植物對紫外光吸收效果的比較分析

實驗數(shù)據(jù)表明，多肉植物對紫外光均具有一定的吸收能力，但不同品種多肉植物的吸收峰存在差異（如表1）。多數(shù)多肉植物對紫外光的吸收波長集中在320～400nm范圍和240～270nm范圍，蘆薈主要吸收的是295nm的紫外線。這些數(shù)據(jù)表明多肉植物中（除蘆薈）所含的具有防曬效果的化學成分基本類似，但含量有顯著區(qū)別。查閱文獻資料了解到紫外光線按照波長范圍可分為UVA、UVB、UVC、UVD四種。下面我們結(jié)合實驗結(jié)果從UVA、UVB、UVC三個角度對多肉植物的防曬情況進行具體分析（UVD為真空紫外，無法存在于空氣，本文不予討論）。

3.2 多肉植物對UVA吸收情況的比較分析

UVA波段，波長320～400nm，又稱為長波黑斑效應紫外線。它有很強的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的長波紫外線有超過98%能穿透臭氧層和云層到達地球表面。UVA會氧化表皮中的還原黑色素而直接曬黑皮膚，它穿透力強，作用緩慢、持久，具有累積性，日久會引起皮膚光老化，增加UVB區(qū)對皮膚的損害[3]。實驗數(shù)據(jù)測得：紅日、黃麗、胖美人、吉娃娃、巧克力、麗娜蓮、石生花、天使之淚、吸財樹、鷹玉露都可吸收一定程度的UVA（如表2），不過它們對UVA紫外線的最大吸光度值存在較大差異。其中，天使之淚的吸光度最高，吉娃娃的吸光度最低（見圖2），黃麗、石生花、吸財樹等植物的吸光度比較接近。

3.3 多肉植物對UVB吸收情況的比較分析

UVB波段，波長275～320nm，又稱為中波紅斑效應紫外線。大多數(shù)多肉植物對UVB紫外線吸收不明顯。只有蘆薈和石生花對其有顯著的吸收。這兩者的吸光度值存在的差異較大（見表3），其中蘆薈的吸光度更為明顯（見圖3）。

3.4 多肉植物對UVC吸收情況的比較分析

UVC波段，波長200～275nm，又稱為短波滅菌紫外線。短波紫外線對人體的傷害很大，短時間照射即可灼傷皮膚，長期或高強度照射還會造成皮膚癌。但由于它的穿透能力最弱，無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外線幾乎被臭氧層完全吸收，因而不受人們的重視，實則對人體具有一定程度的傷害[4]。數(shù)據(jù)顯示，蘆薈對此類紫外線沒有吸收作用，其他的多肉植物對此類紫外線均有吸收，但吸收情況有所差異（如表4所示）。其中，黃麗、紅日吸光程度最為明顯，而鷹玉露、麗娜蓮吸光程度最弱（見圖4）。

4 結(jié)語

多肉植物家族比較龐大，我們隨機選擇了十余種多肉植物對它們的紫外吸收情況進行了細致的分析。結(jié)果表明多肉植物均有一定的防曬效果，不過它們的防曬功能存在很大的差異。常見的多肉植物如蘆薈主要吸收的是UVB紫外線，有些多肉植物（如天使之淚）對UVA紫外線的吸收效果明顯，還有一些多肉植物（如黃麗）則主要吸收UVC紫外線。數(shù)據(jù)顯示大多數(shù)多肉植物的防曬功能主要集中在UVC紫外線和UVA紫外線，這兩個領域正是人們忽視的地方。如今市場上的防曬霜對于UVB可基本充分吸收，但它們都沒有考慮UVA、UVC對人體皮膚的傷害，其實UVA對人體皮膚的傷害要高于UVB，長期受紫外燈照射的人會由于UVC而導致皮膚病。結(jié)合已有的實驗數(shù)據(jù)，我們建議可提煉天使之淚等植物的提取液添加在防曬劑中以阻擋UVA紫外線對人體皮膚的損傷。另外對于從事珠寶鑒定一類工作的人，我們可以提取如紅日、黃麗等植物的提取液研制出特殊的防曬劑來幫助他們抵制UVC紫外線。

以多肉植物為主題的課題研究，帶給師生一種新的學習體驗，在實驗研究過程中從實驗方法的選擇到實驗數(shù)據(jù)的分析與處理都沒有現(xiàn)成的答案，這需要師生共同思考與討論來找到問題的本質(zhì)。學生在進行這類課題研究過程中，從自己感興趣的熱點植物出發(fā)，查閱各類文獻并反復進行實驗探究，這些過程大大提升了學生的學科核心素養(yǎng)。誠如吳俊明教授認為的那樣，化學學科的核心素養(yǎng)包括若干基本觀念、相應的信息和學習實踐能力以及態(tài)度與責任心[5]，這些能力與品質(zhì)猶如“潤物細無聲”那般在學生積極實驗找尋科學真諦的過程中悄悄地生根發(fā)芽了，而學生在自主完成課題研究報告的過程中，其人文素養(yǎng)和社會素養(yǎng)等也得到了很好的培養(yǎng)與發(fā)展。作為學生課題研究的指導者，為了進一步培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識，需要以學生為本，真正發(fā)揚民主、科學的作風，努力提升學生敢于質(zhì)疑的嚴謹求實的科學品質(zhì)和發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題等核心素養(yǎng)[6]。

參考文獻：

[1]洪湘瓊，徐曉諾等.蘆薈防曬成分的提取及分布研究[J].化學教學，2017（8）：73～76.

[2]王雪梅，洪峰，張健.超聲波法提取黃蜀葵花中天然防曬劑的研究[J].安徽大學學報（自然科學版），2005，（7）：70～74.

[3][4]陳淑映，羅德祥等. 100種常用中草藥乙醇提取液的防曬性能測定[J].國際醫(yī)藥衛(wèi)生導報，2005，（6）：67～69.

[5]吳俊明.關于核心素養(yǎng)及化學學科核心素養(yǎng)的思考與疑問[J].化學教學，2016，（11）：3～8.

[6]王寶權.酒精燈火焰溫度的再探究[J].化學教學，2017，（6）：73～76.endprint