小茴香中黄酮类化合物提取及抗氧化性研究

李蜀眉，王丽荣，陈永青，盛显良

(内蒙古农业大学 理学院，呼和浩特 010018)

小茴香中黄酮类化合物提取及抗氧化性研究

李蜀眉，王丽荣，陈永青，盛显良*

(内蒙古农业大学 理学院，呼和浩特 010018)

通过正交实验得出小茴香黄酮类化合物的最佳提取条件：提取剂为95%乙醇(体积分数)，料液比为1∶15 (g/mL)，提取温度为40 ℃。通过DPPH法研究不同温度、光照、金属离子对小茴香黄酮类化合物抗氧化活性的影响，结果表明：小茴香黄酮类化合物抗氧化活性对光和热有较好的稳定性。在一定浓度下，Zn2+和Mg2+可使小茴香黄酮类化合物的抗氧化活性提高，而Fe2+和Cu2+则使其抗氧化活性下降。与其他抗氧化剂比较，抗氧化活性为维生素C>β-胡萝卜素>小茴香黄酮类化合物。

小茴香；黄酮类化合物；抗氧化

小茴香(FoeniculuvulgareMill)为伞形科多年生草本植物，在全国大部分地区均有分布，其果实、茎、叶部位都可入药。小茴香具有散寒止痛、健胃祛风、清热化痰等功效[1]。小茴香中主要含脂肪油、挥发油、甾醇、糖苷、氨基酸等，还含有三萜、鞣质、黄酮、强心苷、生物碱、皂苷、香豆素、挥发性碱、蒽醌等多种类型的化合物[2]。文献报道，小茴香具有抗菌和抗氧化能力[3-6]，小茴香籽挥发油具有良好的杀菌作用，而抗氧化能力归于其中的黄酮类、苯酚类、皂苷类、鞣质类、生物碱类和多糖类。关于小茴香籽中黄酮类化合物抗氧化性能的研究未见报道。本文以小茴香籽为原料，提取小茴香籽黄酮类化合物，通过DPPH法对小茴香籽黄酮类化合物的抗氧化性能进行研究，为小茴香提取物的深入研究和开发利用提供有利的依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

小茴香籽粉：呼和浩特农贸市场购得。

主要试剂：芦丁 北京化工试剂有限公司；DPPH 日本东京化成工业株式会社；亚硝酸钠 天津市利民化工厂；硝酸铝 天津市化学试剂三厂；乙醇、氢氧化钠、抗坏血酸、β-胡萝卜素 国药集团化学试剂有限公司；所有试剂均为分析纯。

主要仪器设备：旋转蒸发仪 上海沪西分析仪器厂有限公司；T6新悦可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司。

1.2 实验方法

1.2.1 小茴香黄酮类化合物的提取

在不同乙醇浓度、料液比、提取温度的条件下，设计三因素三水平的正交实验，见表1。

表1 小茴香黄酮类化合物提取正交实验因素水平Table 1 The factors and levels of orthogonal experiments array for extraction of flavonoids from Foeniculu vulgare Mill

1.2.2 小茴香黄酮类化合物含量的测定

1.2.2.1 标准曲线的制作[7]

配制芦丁标准溶液(0.30 mg/mL)，准确吸取芦丁标准乙醇溶液0，1，2，4，6，8，10，12 mL放入8支50 mL容量瓶中，用30%乙醇溶液补至25 mL，然后加1.4 mL NaNO2溶剂(1∶20)，摇匀，放置5 min，加入1.4 mL Al(NO2)3溶液(1∶10)，摇匀，放置6 min，再加入10 mL NaOH (1 mol/L)，用30%乙醇定容，10 min后，在波长500 nm处测定吸光度，得到吸光度(Y)与浓度(X)的线性回归方程：

Y=6.7546X - 0.0036(r=0.9965)。

1.2.2.2 小茴香黄酮类化合物的含量

用最优提取条件：95%乙醇，料液比1∶15 (g/mL)，提取温度40 ℃，浸提2次，每次5 h，合并2次滤液，将滤液真空浓缩至约20 mL。

准确称取提取的小茴香黄酮类化合物，用30%乙醇定容至50 mL容量瓶中。取该溶液4，6 mL，与芦丁标准溶液同法显色、定容和测定吸光度。计算小茴香籽黄酮类化合物的平均百分含量。

1.2.3 抗氧化活性的测定

清除自由基即可阻断氧化反应，用DPPH法测定小茴香黄酮类化合物清除自由基的能力。用抑制率(K，%)来表示清除自由基的能力大小，抑制率越大，清除自由基的能力越强，即抗氧化性越强。

将提取的小茴香黄酮类化合物用30%乙醇精确配制浓度为0.01%溶液。同时配制2×10-4mol/L的DPPH乙醇溶液。分别取0.01%小茴香黄酮类化合物溶液5.00 mL，加入DPPH溶液5.00 mL，摇匀后放置30 min，以溶剂为对照，测定在517 nm处的吸光度值Ai。然后取0.01%小茴香黄酮类化合物溶液5.00 mL，加入5.00 mL溶剂，混合后在517 nm处测定吸光度值Aj。再测5.00 mL DPPH溶液与5.00 mL 溶剂混合后在517 nm处的吸光度值Ac。小茴香黄酮类化合物清除自由基的能力，即抑制率K(%)为：

K(%)=[1-(Ai-Aj)/Ac]×100%。

1.2.4 温度对小茴香黄酮类化合物抗氧化性能的影响

用30%乙醇配制浓度为0.01%的小茴香黄酮类化合物溶液，以室温为对照，分别在40，50，60，70，80 ℃水浴加热2 h，然后冷却至室温，通过DPPH法，在517 nm处测定其吸光度，计算不同温度下小茴香黄酮类化合物的抑制率(K，%)。

1.2.5 光照对小茴香黄酮类化合物抗氧化能力的影响

用30%乙醇精确配制浓度为0.1%的小茴香黄酮类化合物溶液。置于黑暗(对照)和自然光处，于3，4，5，6，7天取样，通过DPPH法，在517 nm处测定其吸光度，分别计算不同条件下的抑制率(K，%)。

1.2.6 金属离子对小茴香黄酮类化合物抗氧化性能的影响

分别取20 mL 0.1%小茴香黄酮类化合物提取液，加入浓度为1 mg/mL的金属离子(Mg2+，Zn2+，Cu2+，Fe2+)溶液各1 mL，在室温(20 ℃)下放置2 h后，以0.1%小茴香黄酮类化合物提取液做对照，用DPPH法，在517 nm处测定其吸光度，计算其抑制率(K，%)。

1.2.7 小茴香黄酮类化合物与Vc、β-胡萝卜素抗氧化能力的比较

分别配制小茴香黄酮类化合物、Vc、β-胡萝卜素溶液，使其浓度为0.01%。通过DPPH法，在517 nm处测定其吸光度，计算其抑制率(K，%)。

2 结果与分析

2.1 小茴香黄酮类化合物提取条件

通过正交实验提取小茴香黄酮类化合物，结果见表2。小茴香黄酮类化合物提取因素的影响顺序是：提取剂浓度>料液比>提取温度。因此，小茴香黄酮类化合物提取的最优组合是：提取剂为95%乙醇，料液比为1∶15 (g/mL)，提取温度为40 ℃。

表2 正交实验结果Table 2 The results of orthogonal experiments

2.2 温度对小茴香黄酮类化合物抗氧化性能的影响

将0.01%小茴香黄酮类化合物在不同温度的水浴中加热2 h，然后测定其抑制率。

图1 温度对小茴香籽黄酮类化合物抗氧化活性的影响Fig.1 The effect of temperature on antioxidant activity of flavonoids from Foeniculu vulgare Mill

由图1可知，随着温度的升高，小茴香黄酮类化合物的抑制率略有下降，在温度为40 ℃时，抑制率为7.42%。随着温度的升高，抑制率开始下降，温度升到80 ℃后，抑制率为5.45%，与室温条件的对照(抑制率为7.63%)相比，温度升高，小茴香黄酮类化合物的抗氧化活性有所下降。80 ℃以下，小茴香黄酮类化合物的抗氧化性能对热稳定性较好。

2.3 光照对小茴香黄酮类化合物抗氧化能力的影响

将浓度相同的小茴香黄酮类化合物溶液分别置于自然光和黑暗的环境中，以天为单位，从第3天分别取样，测定小茴香黄酮类化合物的抑制率。

图2 光照对小茴香黄酮类化合物抗氧化活性的影响Fig.2 The effect of natural light illumination on antioxidant activity of flavonoids from Foeniculu vulgare Mill

由图2可知，随着天数的增加，光照和黑暗条件下的抑制率基本没有变化，二者间差异很小，光照条件下抑制率的平均值为49.40%，黑暗条件下抑制率的平均值为51.20%。而随着时间的延长变化不大，光照条件会使小茴香黄酮类化合物的抗氧化能力略有下降，说明在实验范围内，小茴香黄酮类化合物的抗氧化性能对光具有良好的稳定性。

2.4 金属离子对小茴香黄酮类化合物抗氧化性能的影响

将相同浓度(1 mg/mL)的4种金属离子Mg2+，Cu2+，Zn2+，Fe2+加到20 mL 0.1%小茴香黄酮类化合物溶液中，比较不同金属离子对小茴香黄酮类化合物抗氧化性能的影响。

图3 金属离子对小茴香黄酮类化合物抗氧化活性的影响

由图3可知，在相同的离子浓度下，与对照比较，Zn2+和Mg2+可使小茴香黄酮类化合物的抑制率分别提高6.44%和4.14%，Fe2+和Cu2+使小茴香黄酮类化合物的抑制率分别下降20.92%和9.86%。说明Zn2+和Mg2+可以提高小茴香黄酮类化合物的抗氧化能力，Fe2+和Cu2+则使小茴香黄酮类化合物的抗氧化能力下降。这可能与反应条件、离子浓度及小茴香黄酮类化合物的浓度有一定的关系。

2.5 小茴香黄酮类化合物与Vc，β-胡萝卜素抗氧化能力的比较

作为天然抗氧化剂，小茴香黄酮类化合物的抗氧化活性与Vc，β-胡萝卜素比较，结果见图4。

图4 不同抗氧化剂的抗氧化活性Fig.4 The antioxidant activity of different antioxidants

由图4可知，在相同浓度下，3种抗氧化物质中，维生素C的抑制率最高，β-胡萝卜素次之，抑制率最小的是小茴香黄酮类化合物。黄酮类化合物种类繁多，其抗氧化能力的强弱与化合物的结构有关。黄酮类化合物结构中酚羟基数目越多，其活性就越强[8]。有报道，采用甲醇作溶剂提取小茴香中的抗氧化物质，具有较高的产率及较强的抗氧化活性[9]。大量的抗氧化实验研究采取的均是小茴香乙醇提取物，而对其具体成分的抗氧化作用却未见报道[10]。

天然抗氧化剂的抗氧化效果受很多因素影响，如提取方法、受体种类、贮存条件以及抗氧化剂本身的成分等都会不同程度地影响抗氧化效果，同一种天然抗氧化剂在不同的条件下抗氧化性不同[11]。

3 结论

通过正交实验提取小茴香籽中黄酮类化合物，得出提取的最佳条件：提取剂为95%乙醇，料液比为1∶15 (g/mL)，提取温度为40 ℃。

在实验条件下，小茴香黄酮类化合物抗氧化活性对光和热有较好的稳定性。在一定浓度下，Zn2+和Mg2+可使小茴香黄酮类化合物的抗氧化活性提高，Fe2+和Cu2+可使小茴香黄酮类化合物的抗氧化活性下降。

小茴香黄酮类化合物的抗氧化活性与维生素C、β-胡萝卜素比较，抗氧化活性为维生素C>β-胡萝卜素>小茴香黄酮类化合物。

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Study on Extraction and Antioxidant Activity of Flavonoids from Foeniculu vulgare Mill

LI Shu-mei, WANG Li-rong, CHEN Yong-qing, SHENG Xian-liang*

(College of Sciences, Inner Mongolia Agricultural University, Huhhot 010018, China)

The optimum extraction conditions of flavonoids fromFoeniculuvulgareMillare obtained by orthogonal experiments, the extraction agent is 95% alcohol, the solid-liquid ratio is 1∶15, and the extraction temperature is 40 ℃.The effects of temperature, natural light illumination and metal ions on antioxidant activity of flavonoids fromFoeniculuvulgareMillare studied by DPPH method. The results show that the antioxidant ability of flavonoids fromFoeniculuvulgareMillis stability for temperature and natural light illumination. Zn2+and Mg2+can improve the antioxidant ability of flavonoids fromFoeniculuvulgareMill, Fe2+and Cu2+can reduce the antioxidant ability of flavonoids fromFoeniculuvulgareMillwhen the concentration is certain. Compare with other antioxidants, the antioxidant activity is vitamin C>β-carotene>FoeniculuvulgareMillflavonoids.

FoeniculuvulgareMill; flavonoids; antioxidation

2016-06-18 *通讯作者

内蒙古自治区自然科学基金项目(2014MS0537)

李蜀眉(1960-)，女，教授，硕士，主要从事有机化学研究；

盛显良(1969-)，男，教授，博士，主要从事有机化学研究。

TS264.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2016.12.007

1000-9973(2016)12-0029-04