植物抗氧化性的主要活性成分研究

陶笑 徐媛 江解增

摘要 介绍了与抗氧化活性相关的植物体内黄酮类及酚类化合物，并归纳了常见的抗氧化能力测定方法（清除羟自由基能力的测定、抑制超氧阴离子自由基的测定和FRAP法），为植物抗氧化物质的进一步研究提供了参考。

关键词 抗氧化；抗氧化物质；测定方法

中图分类号 S-3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）25-0008-03

Abstract In order to provide reference for research on plant antioxidation， we introduced flavonoids and phenolic compounds related to antioxidant activity， and summarized the methods for determination of antioxidant properties， like the determination of the ability of removing hydroxyl radicals， the determination of inhibiting superoxide anion radical and FRAP method.

Key words Antioxidant；Antioxidants；Determination method

随着人类生活质量的提高，追求高质量的饮食已经成为一个趋势。许多研究表明，药用植物[1]、水果[2]、疏菜[3]和花卉[4]都有抗氧化性。植物体内含有抗氧化物质，对活性氧自由基具有清除作用[5]，从而能延缓人体衰老，促进身体健康。植物体内有很多物质具有抗氧化性，这些物质除了维生素E（生育酚）、维生素C（抗坏血酸）、β-胡萝卜素、类胡萝卜素基础物质外，学者们研究较多的抗氧化物质是黄酮类物质和酚类物质。近几年，关于各种植物体内的抗氧化性物质的研究报道很多，笔者介绍了植物体内主要抗氧化活性物质的研究现状，并归纳了常见的抗氧化能力测定方法，以期为植物抗氧化物质的研究与应用提供参考。

1 黄酮类化合物

黄酮类化合物又名生物类黄酮化合物，是色原酮或色原烷的衍生物，黄酮类化合物是自然界中以C6-C3-C6的方式构成的三环天然有机物，其化学结构中C3部分可以是脂链，或与C6部分形成六元或五元环，黄酮类化合物泛指这种2个苯环通过中央三碳链相互连接而成的一系列化合物[6]。黄酮类化合物主要有黄酮醇、黄酮、黄烷酮、黄烷醇、花色素、异黄酮、二氢黄酮醇和查尔酮8类。黄酮类化合物抗氧化活性与其化学结构有内在联系，它的抗氧化作用是通过酚羟基与自由基反应形成稳定的半醌式自由基结构；酚羟基是黄酮类化合物抗氧化作用的主要活性基因[7]。黄酮类物质的抗氧化性在药用植物和蔬菜上研究较多。

1.1 药用植物黄酮类物质与抗氧化性关系的研究

杨利军等[8]测定了11种中草药的抗氧化活性及总黄酮含量，并比较了它们之间的相关性。结果表明，金银花的抗氧化活性最高，其余依次为银杏叶、葛根、杜仲、野菊花、黄芩、甘草、忍冬藤、鱼腥草、溪黄草；其抗氧化活性与总黄酮含量的相关系数为0.608 8。高国粉等[9]研究了榛花总黄酮清除超氧阴离子自由基（O-2·）和羟基自由基（·OH）的抗氧化活性，确定了榛花总黄酮的最佳提取工艺，榛花总黄酮对O-2·和·OH均有较强的清除能力。李志洲[10]对苦瓜中黄酮类化合物的提取及其抗氧化性进行了研究。结果表明，苦瓜中提取的黄酮类化合物对猪油的氧化有明显的抑制作用，且随加入量的增多，抗氧化能力增强。蔡灏等[11]研究了5 种紫珠属药材中总酚、总黄酮与其抗氧化活性的相关性。结果表明，5 种药材的总酚和总黄酮含量相差较大，其中，裸花紫珠含量最大；各種方法所得抗氧化活性强弱顺序有区别；除了抗脂质过氧化外，其他方法所得结果均与总酚和总黄酮含量呈正相关。

人们除了对不同植物进行研究外，对不同植物不同器官的黄酮含量也有研究。殷日祥等[12]研究表明，艾叶中含有丰富的黄酮类化合物，具有很强的抗氧化活性，认为艾叶具有很大的开发应用价值。贾征等[13]研究表明，杜仲叶黄酮对羟自由基、超氧阴离子均有较强的清除作用，而且随着黄酮添加量的增大而增大，是一种天然有效的抗氧化剂。曹艳萍[14]从苦荞叶中提取抗氧化性物质，用分光光度法测定提取物中总黄酮的含量及对·OH和O-2·的清除作用。结果表明，苦荞叶中总黄酮含量为57 g/kg，苦荞叶提取物具有很强的抗氧化活性。廖森泰等[15]对广东桑不同品种及不同生长季节桑枝的总黄酮含量、总抗氧化活性·OH和O-2·清除作用进行了测定。结果表明，桑枝总黄酮含量与抗氧化活性间呈现显著的正相关关系。枇杷属植物叶片有大量的酚类物质和黄酮类化合物，并表现出强大的抗氧化活性，有很好的药用价值[16]。蔡建秀[17]研究发现，黄酮类化合物普遍存在于枇杷各器官中，以枝条居多，叶片、果实较低，枇杷总黄酮对猪油具有一定的抗氧化作用，并与总黄酮浓度具有剂量效应关系。枇杷叶片中叶尖部位的黄酮含量最高，枇杷叶黄酮有一定的抗氧化作用[18]。

综上可见，药用植物抗氧化活性与其体内的黄酮类物质含量有密切的关系。

1.2 果蔬中黄酮类物质与抗氧化性关系的研究

蔬菜中黄酮类物质研究较多。陈玉霞等[19]比较了常见的25种蔬菜的体外抗氧化活性，并且分析了抗氧化活性与总类黄酮含量间的关系，结果发现25种蔬菜中，抗氧化活性以藕最强，姜、油菜、大蒜、白洋葱、白萝卜、西兰花等次之，芹菜、黄瓜、南瓜最弱；不同蔬菜总类黄酮含量差异很大，且抗氧化活性与总类黄酮含量之间相关性较大。张强等[20]发现洋葱黄酮类化合物具有较强的还原力，对超氧阴离子自由基和羟自由基具有较强的清除能力，即洋葱黄酮类化合物具有较强的体外抗氧化活性。王辰等[21]研究了芹菜叶提取液的抗氧化能力。结果表明，芹菜叶提取物具有较强的清除自由基的能力，提取物中的总黄酮含量与提取物的抗氧化能力无正相关。苦苣[22]、莴苣[23]、苦瓜[24]黄酮也具有较好的体外抗氧化活性。

学者们除了研究各种蔬菜的黄酮含量与抗氧化性的相关性外，还研究了同一种蔬菜不同部位的黄酮含量与抗氧化性的关系。有学者研究莴笋不同部位（皮、叶和茎质嫩茎）的抗氧化活性，发现莴笋叶中黄酮类物质的含量明显比其他部位高，莴笋叶的抗氧化活性也明显比其他部位高[25]。在红薯梗、茎、叶提取物的抗氧化活性研究中，红薯梗、茎、叶提取物均具有较强的抗氧化性，其抗氧化活性与总黄酮含量的相关性不显著[26]。随着研究的深入，人们对同一种植物不同部位的黄酮含量与抗氧化性关系的研究将更加深入，而同一種植物不同处理方式下的黄酮含量和抗氧化性关系也将得到研究。王萍等[27]研究了不同采收季节对叶用芥菜类黄酮含量和抗氧化活性的影响。结果表明，春季采收的叶用芥菜的槲皮素和山奈素这2种类黄酮化合物含量高于冬季采收的叶用芥菜；槲皮素和山奈素的含量与抗氧化活性呈显著正相关。

水果中黄酮类物质研究较少，酚类物质研究较多，这可能和人们日常消费的水果多为浆果有关。赵爱云等[28]对山楂黄酮的抗氧化活性进行了初步研究。结果表明，山楂黄酮的抗氧化化活性较高。马越等[29]研究发现，樱桃番茄中类黄酮物质的含量对番茄的总抗氧化活性有一定影响。

2 酚类化合物

酚类物质是芳烃的含羟基衍生物，根据其挥发性分为挥发性酚和不挥发性酚。自然界中存在的酚类化合物大部分是植物生命活动的结果，植物体内所含的酚称内源性酚，其余称外源性酚。酚类化合物都具有特殊的芳香气味，均呈弱酸性，在环境中易被氧化。

除了上述抗氧化性与黄酮类物质有关外，学者们还对酚类物质进行了研究，对水果、蔬菜、谷物和药用植物中的总酚含量进行测定，表明与抗氧化活性之间的相关系数，这具有统计学的意义[30]。

2.1 药用植物酚类物质与抗氧化性的关系

刘海英等[1]对我国86种药食两用植物的抗氧化活性及其与总酚的相关性进行了分析。结果表明，86种药食两用植物材料的总抗氧化能力具有很大差异，其与总酚含量有显著的相关性（R2=0.933 3），说明总酚含量可以作为初步筛选药食两用植物抗氧化能力的一个重要指标。研究者对滋补中药的研究表明，中草药是天然的抗氧化剂，其抗氧化效果和总酚含量之间有明显的关系，说明酚类化合物是抗氧化能力的主要成分[31]。吴青等[32]对15种中草药提取物抗氧化活性的研究表明，不同中草药显示出不同的抗氧化活性，其中以大花紫薇叶的抗氧化活性最高，其甲醇提取物中酚类物质的含量最高。

2.2 果蔬中酚类物质与抗氧化性的关系

田迪英等[33]对市场上常见的41种果蔬进行了抗氧化活性研究，并测定了其总酚的含量。结果表明，大多数果蔬都具有一定的抗氧化活性，其中香椿、芦蒿、莴笋叶、水芹、茼蒿菜、马齿苋、藕的抗氧化活性较强，其总酚含量也较高，说明果蔬抗氧化活性的强弱与果蔬所含的酚类物质有一定的关联性。

水果的抗氧化性与酚类物质有显著的相关性。厄瓜多尔科学家使用3种不同的方法（DPPH、FRAP和ABTS）测定抗氧化能力，用福林酚方法测定总酚含量，结果表明，有高的总酚含量的水果也有高的抗氧化能力[34]，研究还发现浆果中含有高的抗氧化活性和高的总酚含量[35]。綦菁华等[36]对不同品种桃的酚类活性成分及其抗氧化功能进行了研究。结果表明，4种桃果实酚类提取液均具有很强的抗氧化活性，且对羟自由基、超氧阴离子具有较明显的清除效果。王洋[37]比较了红富士苹果和国光苹果中多酚类物质的抗氧化活性。结果表明，2种苹果果实酚类提取液均具有很强的抗氧化活性。新疆杏[38]中各种抗氧化指标与总酚含量呈显著正相关，多酚类物质应该是其抗氧化的主要物质基础。油梨[39]果皮、果核、叶子、果肉4个部位抗氧化活性与所含的总酚含量存在显著的正相关关系。草莓、黑莓、蓝莓[40]总酚含量与总抗氧化能力之间存在显著线性相关。

蔬菜研究中，陈玉霞等[19]比较了常见25种蔬菜的体外抗氧化活性，并且分析了抗氧化活性与总酚含量间的关系，发现不同蔬菜总酚含量差异很大，且抗氧化活性与总酚含量之间相关性较大。研究者关于蔬菜的研究表明，莴苣[41]和食用蘑菇[42]可能成为天然酚类抗氧化剂。大蒜提取物[43]抗氧化活性与其总酚含量呈明显的量效关系。

3 常见的抗氧化能力测定方法

抗氧化能力的测定方法很多，有的繁琐、不方便，该研究介绍了经常使用的方法。这些方法都基于2类，一类是通过测定样品抑制脂类物质氧化的能力来评定被测物的抗氧化能力，另一类是用样品对人工合成的自由基的清除能力来反映待测物的抗氧化活性。

3.1 清除羟自由基能力的测定

一般采取Fenton反应法。原理是H2O2与Fe2+混合发生Fenton反应，生成具有较强活性的羟自由基，羟自由基迅速氧化显色液，有玫瑰桃红R[44]、丁基罗丹明B[45]、孔雀绿[46]等，使显色液褪色，而植物体内的提取液可清除溶液中的羟自由基，从而使显色液的褪色程度降低。还有一种是Fenton反应产生的Fe2+与邻二氮菲生成红色配合物，加入提取液后，减弱了·OH对Fe2+/邻二氮菲的氧化作用，从而引起吸光度变化[47]。

3.2 抑制超氧阴离子自由基的测定

在碱性条件下（pH=8.20）邻苯三酚发生自氧化反应，生成O-2·和有色中间产物，该有色产物在λ=322 nm处有一特征吸收峰。当加入O-2·清除剂时，O-2·的生成受到抑制，邻苯三酚自氧化速率受阻，溶液在322 nm波长处吸收减弱，故通过测定A322值可以推测提取物对O-2·的清除作用[48]。

黄嘌呤氧化酶-NBT法：超氧阴离子自由基可以将氮蓝四唑（NBT）还原为蓝色物质，可在560 nm波长处测定吸光度，从而转化为超氧阴离子自由基的生成量[49]。

3.3 FRAP法

机体中有许多抗氧化物质，能使Fe3+还原成Fe2+，后者可与菲啉类物质形成稳定的络合物，通过比色可测出其抗氧化能力的高低。FRAP法就是运用抗氧化物质将Fe3+还原为Fe2+，Fe2+ 与三吡啶三吖嗪（TPTZ）结合生成蓝色络合物，在593 nm波长处有最大光吸收。吸光值越大，表明抗氧化剂有越强的还原能力，因而具有越高的抗氧化活性[50-51]。

除了上述3种方法外，还有常用的清除1，1-二苯基苦基苯肼（DPPH）能力的测定[52-53]、抗油脂过氧化力测定[23，54-55]、β-胡萝卜素漂白法[56]等。

4 展望

已有研究表明，植物体内黄酮类物质和酚类物质与抗氧化活性有一定的相关性，不同植物体内抗氧化活性成分有所不同，有的植物体内黄酮类物质与抗氧化活性相关性强，有的植物体内酚类物质与抗氧化活性相关性强，还有些植物抗氧化活性物质有待进一步研究。目前，对于如何提取这些植物体内的抗氧化成分并将其利用到生活、生产中还需要进行深入研发。

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