辣木籽水提液的提取工藝優(yōu)化與抗氧化活性研究

杜尊眾，吳曉棽，余海林，周立新

(湖北大學化學化工學院，湖北 武漢 430062)

0 引言

辣木原產(chǎn)于印度，我國于20世紀60年代初引進，現(xiàn)廣泛種植于廣東、海南、云南等熱帶、亞熱帶地區(qū)，近年來作為一種經(jīng)濟價值較高的植物備受關注[1-2].目前辣木在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、畜牧、旅游等行業(yè)領域得到廣泛的開發(fā)與應用[3].辣木籽是辣木的種子，富含蛋白質(zhì)、油脂、多糖，還含有豐富的維生素、甾醇、氨基酸、微量元素等[4-7].研究表明，辣木籽具有抗衰、美白、活血、調(diào)節(jié)免疫功能、抗紫外線、抗腫瘤、凈化水質(zhì)等作用[8-10]，是極具開發(fā)前景的食品與藥用資源，也是極佳的化妝品原料資源，當前，辣木籽提取物在少數(shù)高檔護膚品中已有應用[11]，關于辣木籽水提液抗氧化功效的研究鮮有報道.

根據(jù)自由基理論，人體皮膚的衰老與自由基的作用密切相關[12-13]，在化妝品的抗衰功效評價中，對自由基的清除能力是常用的評價指標.本文中研究了辣木籽水提液對3種自由基的清除能力，探討其抗氧化作用，并進一步優(yōu)化提取工藝，為辣木子在化妝品中的應用提供科學依據(jù).

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器水楊酸，分析純，shanghai Macklin Biochemical Co.；硫酸亞鐵，濃鹽酸，過氧化氫，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；鄰苯三酚，Tris-HCl，DPPH，分析純，合肥博美生物科技有限責任公司.

UV-1700PC型紫外-可見分光光度計，上海美析儀器有限公司；DF-101S型電熱恒溫水浴鍋，鞏義市予華儀器有限責任公司；德國sartorius BS223S型電子天平；SHA-82C型水浴恒溫振蕩器，金壇市華城海納儀器廠.

1.2 試驗方法

1.2.1 辣木籽水提液的制取 去除辣木籽外殼，將辣木籽仁用去離子水洗凈，干燥、粉碎過40目篩.稱取4 g辣木籽粉于150 mL三角燒瓶中，按不同的料液比加入去離子水，在一定溫度下水浴振蕩提取，冷卻至室溫后用紗布過濾，將濾液靜置，再將上層清液在3 500 r/min下離心15 min，取上清液備用.

1.2.2 辣木籽水提液對羥基自由基清除能力的測定[14]在25 mL試管中加入2 mmol /L FeSO4溶液3 mL，6 mmol/L水楊酸溶液3 mL，辣木籽水提液1 mL，震蕩均勻，再加入1 mmol /L H2O2溶液3 mL，震蕩均勻，于37 ℃ 恒溫水浴反應20 min 取出，冷卻至室溫后在510 nm下測其吸光度A1，每個樣品設3個重復取平均值.用去離子水代替待測液作為空白對照，測其在510 nm下的吸光度值A0.羥基自由基清除率的計算如式(1)所示.

羥基自由基清除率(%)=[(A0-A1)/A0]×100%

(1)

1.2.3 辣木籽水提液對DPPH自由基清除能力的測定[15]在25 mL試管中加入0.2 mmol /L DPPH無水乙醇溶液4 mL，辣木籽水提液4 mL，震蕩均勻，于室溫下避光反應25 min，再在3 500 r/min下離心4 min，取上清液在517 nm下測吸光度值A1，每個樣品設3個重復，取平均值.用去離子水代替待測液作為空白對照，測其在517 nm下的吸光值A0.DPPH自由基清除率的計算如式(2)所示.

DPPH清除率(%)=[(A0-A1)/A0]× 100%

(2)

1.2.4 辣木籽水提液對超氧陰離子自由基清除能力的測定[16]在25 mL試管中依次加入待測液1 mL，50 mmol /L Tris-HCl緩沖溶液3 mL(pH=8.2)，30 ℃下水浴20 min，冷卻至室溫，加入6 mmol/L的鄰苯三酚溶液3 mL，震蕩均勻，反應2.5 min，加入1 mL 濃鹽酸終止反應，迅速在320 nm 下測定吸光度值A1，每個樣品設3個重復，取平均值.用去離子水代替待測液作為空白對照，測其在320 nm 下的吸光值A0.超氧陰離子自由基清除率的計算如式(3)所示.

超氧陰離子自由基清除率(%)=[(A0-A1)/A0]×100%

(3)

2 結果與討論

2.1 不同料液比下辣木籽水提液對三種自由基的清除能力在提取溫度35 ℃、提取時間1 h下，采用質(zhì)量比為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20 4組料液比，用去離子水提取，不同料液比的辣木籽水提液對3種自由基的清除能力如圖1所示.

從圖1可知，辣木子水提液對3種自由基均具有較強的清除能力，但也表現(xiàn)出了一定差異，在相同的料液比下，水提液對羥基自由基與DPPH自由基的清除能力相對較強，而對超氧陰離子自由基的清除作用相對較弱.

根據(jù)圖1結果，料液比越大，辣木籽水提液對3種自由基的清除能力越強，且料液比(w∶w)與自由基清除率基本上成線性關系.當料液比(w∶w)為1∶5時，辣木籽水提液對羥基自由基的清除率達到98.1%，對DPPH自由基的清除率達90.3%，對超氧陰離子清除率約為50%.由此可見，通過控制料液比，可以獲得抗衰作用優(yōu)異的辣木子水提液，可以直接應用于抗衰護膚品中.

2.2 提取溫度對辣木籽水提液自由基清除能力的影響以料液比(w∶w)為1∶7、提取時間為1 h，在不同提取溫度下，辣木籽水提取液對應的3種自由基清除能力如圖2所示.

圖1 不同料液比下辣木籽水提液對3種自由基的清除能

圖2 不同提取溫度下辣木籽水提液對3種自由基的清除

進一步考察提取溫度對3種自由基總的清除率的影響，如表1所示.由表中結果可知，在提取溫度為40 ℃時，辣木籽水提液對3種自由基的總清除效率最高.

表1 不同提取溫度下辣木籽水提液對3種自由基的總清除

圖3 不同提取時間下辣木籽水提液對3種自由基的清除能

2.3 提取時間對辣木籽水提液清除自由基能力的影響以液比(w∶w)為1∶7、提取溫度為30 ℃，在不同的提取時間下，辣木籽水提液清除3種自由基的能力如圖3所示.

從圖3可知，隨著提取時間的增加，辣木籽水提液對羥基自由基的清除能力增強，增長趨勢逐漸放緩，4 h時最大清除率已達97.2%.隨著時間的增長，辣木子水提液對DPPH自由基、超氧陰離子自由基的清除率呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢，說明在該提取時間段內(nèi)，提取時間增長辣木籽水提液中可清除DPPH自由基、超氧陰離子自由基的有效活性成分反而減少.

在不同提取時間下，辣木籽水提液對3種自由基總的清除能力如表2所示，由表中結果可知，在提取時間為3 h時，辣木籽提取液對3種自由基的總清除率最佳.

表2 不同時間下辣木籽水提物對3種自由基的總清除能力

3 結論

根據(jù)本實驗結果，辣木子水提液對羥基自由基、DPPH自由基、超氧陰離子自由基3種自由基均表現(xiàn)出了較強的清除能力，尤其是對羥基自由基和DPPH自由基的清除效果好.通過增大料液比可獲得抗衰作用優(yōu)異的辣木子水提取液.3種自由基清除率的最佳提取條件存在差異，在實際中可以綜合平衡.

用水作為介質(zhì)提取辣木子，后續(xù)無需去除溶劑，可以直接將提取液作為抗衰組分用于化妝品中，效果好，簡化工藝，節(jié)省成本.本文的研究結果對辣木子的開發(fā)與應用具有借鑒意義.