几种药食植物清除自由基与黄酮和铁元素含量的相关性研究

郭艳华

（江汉大学化学与环境工程学院，湖北武汉430056）

几种药食植物清除自由基与黄酮和铁元素含量的相关性研究

郭艳华

（江汉大学化学与环境工程学院，湖北武汉430056）

用乙醇有效提取马齿苋、鱼腥草、甘草、野菊花、葛根、桑叶中的黄酮，用比色法测定黄酮含量；用湿法消化提取6种药食植物中的铁元素，采用原子吸收光谱法测定其中铁的含量；对6种药食植物DPPH自由基的清除作用与黄酮和铁的含量的相关性进行了研究。结果表明：6种药食植物中都含有一定量的黄酮和铁元素，且DPPH自由基的清除作用与黄酮和铁元素含量也存在一定的相关性。

药食植物；铁元素；黄酮；DPPH自由基

药食同源植物中的黄酮类化合物和某些无机金属元素均具有其重要的生物活性作用。近年来国内外研究表明，有些无机元素与黄酮结合成金属配合物协同作用可以发挥其更好的生物活性［1-4］。因此，探讨中国传统的药食同源植物中黄酮类化合物含量与某些无机金属元素及抗自由基活性的关系，对药食同源植物在食品和药品中的科学开发有重要意义。当前国内外研究药食同源植物中总黄酮与微量元素的关系及抗自由基活性的相关性的文献报道极少，而对药食植物（如马齿苋、鱼腥草、甘草、野菊花、葛根、桑叶）中黄酮含量与铁元素含量及清除自由基的相关性研究未见报道。铁元素与人体其他必需的微量元素不同，铁不仅具有许多有益作用，而且毒性很小，因此，铁的生物作用更应值得重视。本研究选取常用6种药食同源植物为原料，用乙醇溶液有效提取马齿苋、鱼腥草、甘草、野菊花、葛根、桑叶中的黄酮，用分光光度法测定6种药食同源植物中总黄酮的含量，用原子吸收光谱法测定其Fe元素的含量，探讨6种药食同源植物抗自由基活性与总黄酮和铁元素的含量及相关性，为进一步开发药食同源植物提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：马齿苋、桑叶、葛根、鱼腥草、甘草、野菊花等购于中联大药店。

试剂：乙醇、芦丁、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、DPPH等均为分析纯。Fe标准溶液（1 mg·mL-1）由国家标准物质研究中心提供。

1.2 仪器与设备

721分光光度计（上海精密科学仪器有限公司），RE—S2旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂），DF110型电子分析天平（中国轻工业机械总公司常孰衡器公司），原子吸收分光光度计（WYS-2000，安徽皖仪科技股份有限公司）。

1.3 实验方法

1.3.1 药食植物中总黄酮的测定黄酮的提取［5-6］方法是：分别将6种药食植物在干燥箱中干燥0.5 h，然后用粉碎机进行粉碎，再放入试剂袋中贮存。分别准确称取5.00 g甘草、马齿苋、桑叶、野菊花、葛根、鱼腥草粉末于6个烧瓶中，加入20 mL无水乙醇，放入超声仪器中分散振荡提取1 h。将提取1 h后的各药食植物中的上层液倒入6个小锥形瓶中，再加入20 mL无水乙醇进行再次超声分散提取30 min。将两次提取液混合后进行抽滤，将滤液分别转移至6个100 mL容量瓶中，用无水乙醇定容，得到6种提取液样品，转入棕色试剂瓶中贮存，保存备用。

芦丁标准曲线的绘制［7］方法是：用电子天平称取0.022 8 g芦丁，置于烧杯中加入少量70%乙醇溶解，溶解后转移至100 mL容量瓶中，用70%乙醇定容。用吸量管分别移取0.00、0.40、0.80、1.20、1.60、2.00、2.40、2.80、3.20、3.60、4.00 mL芦丁溶液于10支比色管中，分别加入0.4 mL 5% NaNO2溶液，摇匀，静置6 min，用吸量管分别加入0.40 mL 10%的Al（NO3）3溶液于10支比色管中，6 min后量取4 mL 5%的NaOH溶液于10支比色管中，摇匀，然后分别用70%的乙醇定容到25 mL刻度线处，摇匀，静置15 min。以试剂空白为参比溶液，在510 nm处测各溶液的吸光度，并以吸光度为横坐标，芦丁的浓度为纵坐标制作标准曲线图，c=10.823 A+0.093（mg/L），R2=0.996 4。

样品总黄酮含量的测定［8］方法是：根据实验粗略估算的各种提取液中黄酮含量，为了保证测定的准确性，按下列方法取量。用吸量管分别吸取10.00 mL葛根溶液、1.00 mL甘草溶液、1.00 mL野菊花溶液、1.00 mL马齿苋溶液、2.00 mL鱼腥草溶液、2.00 mL桑叶溶液于6支比色管中，然后按测定芦丁标准曲线相同的方法实验，以试剂空白为参比溶液，在510 nm处测各样液的吸光度，根据标准曲线方程计算出各样液的浓度，并计算出原样品中总黄酮的含量（见表1）。

1.3.2 药食植物中无机元素铁含量的测定药食植物的消化方法是：分别准确称取经烘干的药食植物粉，按照1.002 2 g野菊花、1.004 0 g葛根、1.004 7 g甘草、1.002 8 g桑叶、1.004 6 g马齿苋、1.004 0 g鱼腥草分别置于100 mL烧杯中，用量筒分别量取20 mL 1：1 HNO3加入到烧杯中，振摇使所有草药浸湿，放置一晚。次日将6个烧杯盖上表面皿置于电炉上加热至沸，保持微沸2～3 h，停止加热，稍冷后加入2 mL高氯酸，再置于电炉上加热且保持微沸，加热1～2 h不等，至产生大量白烟且液体近干时停止加热，稍冷后再加入5 mL 1：1 HNO3溶液，继续加热至液体约0.5 h，冷却过滤配成50 mL溶液备用。

无机元素铁含量的测定［9］：采用原子吸收分光光度法测定。测定条件为：经实验探讨的最佳条件：灯电流3 mA，波长248.3 nm，乙炔流量1.0 L/min，燃烧器高度7 mm。测定方法为：以去离子水为试剂空白，先测金属元素标准溶液的吸光度，绘制标准曲线，再在相同条件下测6种草药试样中铁元素吸光度，由标准曲线计算出铁元素含量。

1.3.3药食植物清除DPPH自由基的研究药食植物清除DPPH自由基的研究采用分光光度法［10-11］。准确移取提取液2.00 mL于10 mL比色管中，加入2 mL DPPH·的80%乙醇水溶液，充分混匀，于室温静置，30 min后用分光光度计在517 nm处测定其吸光度Ai（以80%乙醇溶液为参比）；同时测定2 mL DPPH·溶液与2 mL 80%乙醇溶液混合后的吸光度Ac，以及2 mL提取液与2 mL 80%乙醇溶液混合后的吸光度Aj。平行测定3次，取平均值，根据以下公式计算抑制率。抑制率越大，则表示该试样的抗氧化活性越强。抑制率=（1-（Ai-Aj）／Ac）×100%。

2 结果与讨论

2.1药食植物中黄酮含量的测定结果

按1.3.1的方法实验，得到6种药食植物中黄酮含量的测定结果见表1。6种药食植物中黄酮含量有一定差距，具有分散性。黄酮含量大小关系为：桑叶＞马齿苋＞野菊花＞鱼腥草＞甘草＞葛根。

表1 各药食植物中总黄酮的含量Tab.1 Flavonoids content of medical and edible plants/（mg·g-1）

2.2铁含量的测定结果

按1.3.2的方法实验，得到Fe的标准曲线见图1，其直线方程为：c=12.074 A-0.477（mg/L），R2= 0.995 4。

图1 铁的标准曲线Fig.1Iron standard curve

测定的6种药食植物中Fe元素含量的测定结果见表2。Fe元素含量的大小为：马齿苋＞桑叶＞鱼腥草＞野菊花＞甘草＞葛根。

表2 6种药食植物中Fe元素的含量Tab.2 Iron content of 6 kinds of medical and edible plants

2.3对DPPH的抑制率的测定结果

按1.3.1的方法实验，得到6种药食植物对DPPH的抑制率（见表3）。6种药食植物对DPPH的抑制率的大小为：桑叶＞野菊花＞马齿苋＞鱼腥草＞甘草＞葛根。

表3 对DPPH的抑制率Tab.3 Inhibition rate of DPPH

2.4 黄酮含量与铁含量的关系

为进一步了解各试样黄酮含量与铁元素含量的相关性，以各试样的铁含量为纵坐标，黄酮含量为横坐标作图（见图2）。直线方程为：y=0.468 7 x+0.347 97，黄酮含量与Fe含量相关系数为：R=0.831 27，它们之间有一定的相关性。

图2 黄酮含量与铁含量的相关性Fig.2Correlation of flavonoid content and iron content

2.5 抗氧化抑制率与黄酮含量的相关性

以6种药食植物中的总黄酮含量为横坐标，抗氧化抑制率为纵坐标作图（见图3），由此图可了解6种药食植物抗氧化抑制率大小与黄酮含量的相关性。直线方程为：y=17.633 41x+13.091 35，黄酮含量与抗氧化抑制率的相关系数为：R=0.770 61。

图3 抗氧化抑制率与黄酮含量的相关性Fig.3Correlation of oxidation resistance inhibition rate and flavonoid content

由图3可知，6种药食植物的提取液对DPPH·抑制率与总黄酮含量的相关系数为R=0.770 61，表明两者间有一定的相关性，但线性关系不是特别显著，表明本实验测定的6种药食植物的提取液抗氧化活性主要成分不完全是黄酮。曾佑炜等［12］测定并比较了一些花卉提取液对DPPH·的抑制率与黄酮含量的关系，得到的结果是：有些花卉也与黄酮含量呈不完全的相关性。根据植物中所含黄酮的普遍性，可能由于黄酮类物质的多样性及6种药食植物提取液清除DPPH·抗氧化的有效黄酮的种类和含量不同，显示出的清除自由基的活性有一定的差别。黄酮类化合物结构复杂、各异，黄酮类化合物抗氧化活性的功效也不一定相同，这可能与每种化合物的结构有关。胡春等［13］研究说明，黄酮化合物B环上的3’，4’-邻二羟基是具有清除自由基活性的关键结构，其他位置上的羟基起一定作用。本研究表明，桑叶黄酮含量最高，其抑制率也最大，可能正是因为含有较多的此类黄酮化合物，同时，桑叶中铁的含量也较高，排列第二，因此在相邻的羟基或羰基上的氧原子可以作为配位原子同某些金属离子配合形成五元或六元的螯合物，Fe离子含有空价轨道，可接受配体提供的电子对形成配合物，而黄酮铁配合物比黄酮清除自由基活性更强［14-17］，桑叶黄酮铁配合物含量也最高，因此，抑制率也最大。而葛根黄酮含量最低，对DPPH·的抑制率也最低，可能是含B环上的3’，4’-邻二羟基结构的黄酮较少，又由于葛根中铁的含量最低，使其黄酮铁配合物也最少，故对DPPH·的抑制率也最低，而且远小于其他5种药食植物。鱼腥草、马齿苋、野菊花中黄酮含量和Fe含量居中，对DPPH·的抑制率也居中，这说明药食植物中的黄酮类化合物和微量元素均具有其重要的作用，二者协同可以发挥抗氧化功能，清除体内自由基。由2.4可知，这6种药食植物中黄酮类化合物与铁元素含量相关性较强，抗氧化抑制率与黄酮含量排列的顺序也基本一致，说明黄酮铁配合物起到了重要作用。值得注意的是：不同药食植物中所含的黄酮和铁元素含量具有一定的差异，这与药食植物产地的土质和气候等因素有关。药食植物由于生长环境不同，产地不同，会影响到化学成分的含量，也会影响其生物活性。

3 结论

用乙醇在超声波中有效提取马齿苋、鱼腥草、甘草、野菊花、葛根、桑叶中的黄酮，用亚硝酸铝作显色剂，用分光光度法测定6种草药中黄酮的含量，6种药食植物中黄酮含量有些差别；用分光光度法测试了6种药食植物中黄酮对DPPH自由基的清除作用来研究黄酮含量与抗氧化活性的相关性，得知黄酮含量与抗氧化活性之间有一定的相关性，但线性关系不是特别显著；用原子吸收光谱法测定其中铁的含量，并研究了黄酮含量与铁含量的相关性，黄酮含量与铁含量之间有一定的相关性，线性关系较强。综合来看：药食植物中的黄酮类化合物结构和微量元素均具有其重要的作用，二者协同可以增强抗氧化能力。

（References）

［1］杨美玲，杨培菊，宋玉民.芦丁金属配合物的合成、表征及与血清白蛋白的相互作用［J］.无机化学学报，2005，21（4）：483-489.

［2］李芳，吴向阳，仰榴青，等.芦丁铬和槲皮素铬配合物的合成及其结构表征［J］.化学研究与应用，2009，21（6）：899-902.

［3］刘袜春，刘钢.芦丁铬的合成及应用研究［J］.宁夏工程技术，2002，1（3）：224-226.

［4］DE SOUZA R F V，DE GIOVANI W F．Synthesis，spectral and electrochemical properties of AI（m）and Zn（Ⅱ）corn⁃plexes with flavonoids［J］.Spectrochimica Acta Part A：Mo1ecular and Biomolecular Spectroscopy，2005，61A（9）：1 985-1 990.

［5］庄志军，钟方丽，杨英杰，等.刺玫果中总黄酮的提取与分析工艺研究［J］.中成药，2007，29（9）：1394-1395.

［6］钟方丽，王晓林，安媛，等.返魂草中总黄酮提取工艺研究［J］.中国医院药学杂志，2008，19（1）：1937-1939.

［7］马陶陶，张群林，李俊.三氯化铝比色法测定中药总黄酮方法的探讨［J］.时珍国医国药，2008，28（22）：54-56.

［8］钟方丽，王晓林，孙晓雨，等.刺玫叶中金丝桃苷和总黄酮含量的测定［J］.食品科学，2013，34（2）：231-235.

［9］韦耀东，李韬，赵超群，等.淡竹叶鱼腥草金钱草连翘蛇舌草及田基黄微量元素的测定分析［J］.2012，29（4）：32-34.

［10］彭长连，陈少薇，林植芳，等.用清除有机自由基DPPH法评价植物抗氧化能力［J］.生物化学与生物物理进展，2000，27（6）：658-661.

［11］LIAN X J.Study on antioxidant activity of resistant starch of differents weet potatoes by DPPH method［J］.Food Stuff and Fats，2009（6）：26-28.

［12］曾佑炜，徐良雄，彭永宏.45种花卉清除自由基能力的比较［J］.应用与环境生物学报，2004，10（6）：699-702.

［13］胡春，丁霄霖.黄酮类化合物在不同氧化体系中的抗氧化作用研究［J］.食品与发酵工业，1996（3）：46-49.

［14］翟广玉，马海英，段艳丹，等.槲皮素金属配合物及生物活性［J］.信阳师范学院学报：自然科学版，2010，23（2）：310-315.

［15］郭艳华.第一过渡金属对槲皮素的化学改性及抗氧化活性［J］.中国酿造，2013，32（1）：107-110.

［16］SHENG W，XUE J P，XIE B J.Study on antioxidant activity of extracts from bulbil of dioscorea opposita［J］.Food Sci⁃ence，2009，30（3）：92-93.

［17］LI J H，MA H Q，CHEN S W.Stusies on antimicrobial effect of grape polyphenols［J］.Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology，2008，8（4）：100-101.

（责任编辑：强士端）

Correlation Research of Scavenging Free Radicals and Flavones/Iron Content of Several Medical and Edible Plants

GUO Yanhua
（School of Chemistry and Environmental Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，Hubei，China）

The flavonoids were extracted effectively from purslane，houttuynia，glycyrrhiza，wild chrysanthemum，pueraria，mulberry leaves，the flavonoids content is determined with colorimetric method；Iron element of the six kind of medical and edible plants were extracted with wet digestion method，and the iron content was determined with atomic absorption spectrometry；Researched the correlation of scavenging effect of DPPH free radicals and flavones/iron content of the plants.The re⁃sults showed the six medical and edible plants all contain a certain amount of flavonoids and iron，and the scavenging effect of DPPH free radicals has a certain correlation with flavonoids and iron con⁃tent.

medical and edible plant；iron element；flavone；DPPH free redical

TQ463

A

1673-0143（2014）06-0021-06

2014-09-13

湖北省教育厅科技项目（B2014073）

郭艳华（1960—），女，教授，研究方向：天然产物化学。