高良姜等17种药用植物水煮过程中活性物质含量及抗氧化活性的比较研究

刘海林 冯婉宁 窦英杰 陶玉 张亚洲

摘 要 为考察不同水煮时间对药用植物（以根茎为药用部位）抗氧化活性的影响，选取高良姜等17种药用植物为试验材料，分别测定30、60和90 min水煮时间水煮液中活性成分总多酚、总黄酮含量。采用DPPH法、抗脂质过氧化物法和还原能力评价其抗氧化性能，并采用Pearson法进行相关性分析。在所测试的17种药用植物中，水煮60 min的桔梗水煮液总多酚含量和水煮30 min高良姜水煮液总黄酮含量最高，其值分别为（299.94±6.85）mg GAE/g和（387.73±34.73）mg QE/g；水煮30 min的人参水煮液DPPH自由基清除能力最强和水煮60 min的高良姜水煮液还原力最大，其值分别为（215.81±7.61）μmol VC/g和（333.86±3.85）μmol VC/g；然而水煮时间对脂质过氧化抑制能力最强的姜黄水煮液（277.32±0.25） μmol VC/g影响差异不显著。显然，水煮时间对所测试的药用植物水煮液的活性物质总多酚、总黄酮含量及抗氧化活性（DPPH自由基清除能力、还原力和脂质过氧化抑制能力）的影响因药用植物种类而异。这将为进一步开发利用高良姜等17种药用植物的抗氧化活性成分提供科学依据。

关键词 药用植物 ；水煮时间 ；总多酚 ；总黄酮 ；抗氧化

中图分类号 S567 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.10.012

Abstract To study the effect of cooking time on the antioxidant activity of 17 medical plants （rootstocks are usually used as medicinal parts） including Alpinia officinarum Hance， the bioactive components （such as total phenolic and total flavonoid ） contents were measured from aqueous extracts cooked with different times （30， 60 and 90 minutes ）， and their antioxidant activity was analyzed by DPPH， reducing power and inhibition of lipid peroxidation method， respectively. The results showed the aqueous extract of Alpinia officinarum Hance cooked for 30 minutes had highest total phenolic content value of（299.94±6.85）mg GAE/g； Platycodon grandiflorus （Jacq.） A. DC. cooked for 60 minutes had the highest of flavonoid content value of（387.73±34.73）mg GAE/g； the aqueous extract of Panax ginseng C. A. Mey. cooked for 30 minutes and Lonicera hypoglauca. cooked for 60 minutes had the highest of DPPH free radical scavenging ability [（215.81±7.61）μmol VC/g] and reducing power [（333.86±3.85） μmol VC/g]， respectively； the aqueous extract of Curcuma longa L.had the highest of lipid peroxidation inhibitory ability with about [（277.32±0.25） μmol VC/g]， however the effect of cooking time was not obviously on the lipid peroxidation inhibitory ability. Obviouly， the effect of cooking time on the bioactive components （such as total phenolic and total flavonoid ） contents and their antioxidant activity （such as DPPH， reducing power and inhibition of lipid peroxidation method ） were depend of different kinds of medical plants used in this study， which could provide scientific basis for further explore on antioxidant of 17 medical plants whose rootstocks are usually used as medicinal parts，such as including Alpinia officinarum Hance.

Keywords Medical plants ； Aqueous extract ； Total polyphenols ； Total flavonoids ； Antioxidant activity

隨着人们对健康的日益关注，从植物中寻找安全、无毒的天然抗氧化剂成了研究热点[1-4]。已有研究表明，许多植物具有丰富的生物活性成分及良好的抗氧化活性[5-8]。

我国素有“药食同源、药食同理、药食同用”的传统思想和悠久历史，到2014年，国家卫计委已确立了101种“既是食品又是药品”和114 种“可用于保健食品”的药食同源材料。从食用安全性和保健功效两方面综合考虑，药食两用植物是筛选抗氧化功能性食品资源的首选[9-12]。

由于日常生活中药用植物的药用或食用多采用水煮或热水冲泡的方式加以利用，然而鲜见有关水煮过程中药用植物抗氧化活性变化的报道。本试验考察不同水煮时间对高良姜等17种药用植物（入药部位为根茎）水煮液的总多酚与总黄酮含量、DPPH自由基清除能力、还原力和脂质过氧化抑制能力的影响，旨在为高良姜等17种药用植物在抗氧化功能食品的开发与应用中提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料

高良姜（Alpinia officinarum Hance）、山药（Dioscorea Rhizoma）、玉竹[Polygonatum odoratum （Mill.）Druce]、甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）、白芷[Angelica dahurica （Fisch. ex Hoffm.）Benth. et Hook. f. ex Franch. et Sav]、百合（Lilium brownii var. viridulum）、桔梗[Platycodon grandiflorus（Jacq.）A.DC.]、黄精（Polygonatum sibiricum）、葛根（Pueraria lobata）、鲜白茅根[Imperata cylindrica Beauv.var. major（Nees）C. E. Hubb.]、鲜芦根（Rhizoma Phragmitis）、薤白（Allium macrostemon Bunge）、人参（Panax ginseng C.A.Mey.）、粉葛（Pueraria thomsonii Benth）、当归[Angelica sinensis （Oliv.） Diels]、山奈（Kaempferia galanga L.）和姜黄（Curcuma longa L.）17种药食两用植物从贵阳市花果园中药批发市场购买，并经贵州理工学院制药工程教研室吴琴教授鉴定。

1.1.2 试剂及仪器

（1）试剂。1，1-二苯基-2-苦基苯肼（DPPH），购自梯希爱（上海）化成工业发展有限公司；福林酚（Folin-Ciocalteu）试剂、硫酸巴比妥（TBA）、抗坏血酸（VC）、三氯乙酸（TCA）、芦丁（QE）和没食子酸（GAE）、氢氧化钠、亚硝酸钠、三氯化铝、磷酸二氢钠和磷酸二氢钠购自国药集团化学试剂有限公司；硫氰化铁、三氯化铁购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；其他试剂均为分析纯；实验用水均为二次去离子水。

（2）仪器。紫外分光光度计，型号为L5，购自上海仪电科学仪器股份有限公司；电子分析天平，型号为BSA124S，购自赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；数显恒温水浴锅，型号为HH-4，购自常州赛普实验仪器厂；精密酸度计，型号为PHS-2F，购自上海精密科學仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 药用植物水煮液的制备

将17种药用植物药材分别置于烘箱中50℃烘干至恒重，用中药粉碎机粉碎过60目筛。精密称取各种植物粉末0.5 g放入干燥好的100 mL试管中，加入10 mL 煮沸的去离子水，在100℃恒温水浴条件下分别浸提30、60和90 min，室温冷却后过滤。滤渣在同等条件下再重复2次，3次滤液合并，定容至30 mL后密封置冰箱内备用，每个样品处理3次重复。

1.2.2 总多酚含量的测定

采用福林酚比色法测定，略作修改[13]。以没食子酸为标准品，分别移取0.5 mL 样品提取液（或其稀释液）及0.5 mL不同浓度标准品溶液于10 mL试管中，依次加入稀释10 倍的福林酚试剂2.5 mL、7.5%（m/V）碳酸钠溶液2.0 mL，最后用蒸馏水定容至5 mL，充分摇匀，黑暗放置120 min，于波长760 nm测定吸光值。空白对照组以0.5 mL蒸馏水代替不同浓度的样品，测定其吸光度。总多酚含量以每克样品中没食子酸当量表示，即mg GAE/g。

1.2.3 总黄酮含量的测定

采用NaNO2-AlCl3-NaOH比色法测定，略作修改[14]。以没芦丁为标准品，分别移取0.4 mL 样品提取液（或其稀释液）及0.4 mL不同浓度标准品溶液于10 mL试管中，依次加入超纯水2.32 mL、5% NaNO2 0.14 mL、10% AlCl3 溶液0.14 mL，0.5 mol/L NaOH 2.0 mL，最后用蒸馏水定容至5 mL，充分摇匀，室温静置30 min，在510 nm 处测定吸光值。空白对照组以0.4 mL蒸馏水代替不同浓度的样品，测定其吸光度。总黄酮含量以每克样品中芦丁当量表示，即mg GAE/g。

1.2.4 还原力测定

参考Pinela的方法，略作修改[15]。以VC为标准品，分别移取1.0 mL 样品提取液（或其稀释液）及1.0 mL不同浓度标准品溶液于10 mL试管中，加入2.5 mL磷酸缓冲液（0.2 mol/L，pH 6.6） 以及 2.5 mL 1%铁氰化钾溶液，混匀。50 ℃恒温水浴20 min，取出冷却后，加入2.5 mL 10%三氯乙酸溶液，3 000 r/min 离心 10 min。取2.5 mL上清液，加入2.5 mL蒸馏水和0.5 mL 0.1%三氯化铁溶液，充分混匀，静置10 min 后，在700 nm 波长处检测吸光度。空白对照组以1.0 mL蒸馏水代替不同浓度的样品，测定其吸光度。各样品的还原力以达到同等还原力所需VC的微摩尔数表示，单位为μmol VC/g。

1.2.5 DPPH自由基清除能力

参考Cardador-Martinez 的方法，略作修改[16]。以VC为标准品，分别移取0.3 mL 样品提取液（或其稀释液）及0.3 mL不同浓度标准品溶液于10 mL试管中，加入4.0 mL 0.06 mmol/L DPPH 乙醇溶液，充分混匀后室温静置1 h，在517 nm 处测定吸光值At，0.3 mL待测样品与4 mL 无水乙醇混合测定样品本底吸光度值Ax，0.3 mL蒸馏水与3 mL DPPH 溶液混合测定对照吸光度值A0，DPPH 清除率按下列公式计算：

DPPH清除率=[1-（At-Ax）/A0]×100%

各样品的抗氧化活性以达到同等DPPH 清除率所需VC的微摩尔数表示，单位为μmol VC/g。

1.2.6 脂质过氧化抑制能力

参照张尔贤的方法并略加以改进[19]。取新鲜鸡蛋，去卵清，得到卵黄并向其加入等体积的PBS缓冲液（pH 7.4、0.1 mol/L），磁力搅拌10 min，然后同种PBS 溶液稀释成1∶25（体积比）的卵黄悬液。以VC为标准品，分别移取0.5 mL 样品提取液（或其稀释液）及0.5 mL不同浓度标准品溶液于10 mL试管中，依次加入稀释蛋黄悬液和25 mmol/L FeSO4 溶液各0.2 mL，使用pH 7.4 0.1 mol/L PBS溶液定容至2.0 mL，37 ℃水浴30 min。然后加入10 g/L EDTA 溶液30 μL终止反应并混匀，再加入10% TCA 1.0 mL，混匀静置10 min，沸水浴15 min，室温冷却至常温，用力振荡，3 500 rpm 离心10 min，取上清液1.0 mL，最后加3.0 mL PBS溶液，在波长532 nm 处测吸光度值Aa。以0.5 mL PBS溶液代替样品溶液测定吸光度A0，抑制率按下列公式计算：

抑制率=（A0-At）/A0×100%

各样品的脂质过氧化抑制能力以达到同等还原力所需VC的微摩尔数表示，单位为μmol VC/g。

1.2.7 数据分析

所有样品均平行测定3次，测定结果以（平均值±标准差）表示。分别采用Duncan法和Pearsons相关系数进行显著性和相关性分析（p<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同水煮时间对药用植物水煮液总多酚和总黄酮含量的影响

本试验所测试的17种药用植物水煮液总多酚、总黄酮含量如表1所示。由表1可知，其含量与所选的药用植物种类和水煮时间密切相关：（1） 在水煮30 min的实验条件下，总多酚含量介于（2.55±0.27）～（269.49±2.95）mg GAE/g ，其含量以黄精最高，葛根次之，茭白最低，最高和最低之间相差105.3倍；总黄酮含量介于（9.84±0.53）～（387.73±34.73）mg GAE/g，其含量以高良姜最高，粉葛最低，最高和最低之间相差39.4倍。（2） 在水煮60 min的条件下，总多酚含量范围为（3.36±0.24）～（299.94±6.85）mg GAE/g ，其含量以桔梗最高，高良姜次之，茭白最低，最高和最低之间相差89.3倍；总黄酮含量介于（9.38±0.30）～（310.76 ±7.32）mg GAE/g ，其含量以高良姜最高，人参最低，最高和最低之间相差33.1倍。（3） 在水煮90 min的实验条件下，总多酚含量范围为（0.83±0.13）～（232.84±1.63）mg GAE/g ，其含量以葛根最高，黄精次之，人参最低，最高和最低之间相差280.5倍；总黄酮含量介于（8.22±0.23）～（136.57±2.03）mg GAE/g ，其含量以葛根最高，百合最低，最高和最低之间相差16.6倍。

由此可见，在所测试的药用植物水煮液中桔梗（水煮60 min）的总多酚含量最高，人参（水煮90 min）总多酚含量最低。随着水煮时间的增加，桔梗水和人参水煮液的总多酚含量先升高后降低，差异显著（p<0.05）。然而在所测试的药用植物水煮液中高良姜（水煮30 min）的总黄酮含量最高，百合（水煮90 min）总黄酮含量最低。随着水煮时间的增加，高良姜水煮液的总多酚含量急剧降低，差异显著（p<0.05），然而百合水煮液的总多酚含量先升高后降低，差異显著（p<0.05）。显然，水煮时间对药用植物水煮液总多酚和总黄酮含量的影响因药材而异。

2.2 不同水煮时间对药用植物水煮液抗氧化能力的影响

选用DPPH法、Fe3+还原能力和脂质过氧化抑制能力等3种方法分别对高良姜等17种药用植物的水煮液抗氧化活性进行了研究，结果见表2。

由表2可知，在水煮30、60和90 min的3种实验条件下，17种药用植物水煮液的DPPH自由基清除能力范围为分别为（30.67±1.84）～（215.81±7.61）μmol VC/g、（26.29±0.99）～（212.76±2.01）μmol VC/g、（19.62±0.33）～（199.05±8.75）μmol VC/g。

在所测试的17种药用植物中，人参水煮液DPPH自由基清除能力最高。随着水煮时间的增加，其DPPH自由基清除能力逐渐降低，水煮30和60 min水煮液差异不显著（p>0.05），水煮60和90 min水煮液差异显著（p<0.05）；桔梗水煮液DPPH自由基清除能力最低，随着水煮时间的增加，其DPPH自由基清除能力快速降低，差异显著（p<0.05）。

在上述3种不同水煮时间实验条件下，17种药用植物水煮液的Fe3+还原能力分别介于（20.05±1.31）～（324.61±12.57）μmol VC/g、（30.19±0.77）～（333.86±3.85）μmol VC/g、（24.88±2.14）～（327.61±21.02）μmol VC/g。由此可见，在所测试的17种药用植物中，高良姜还原力最高。随着水煮时间的增加，其还原力先升高后降低，但差异不显著（p>0.05）；茭白的还原力较低，随着水煮时间的增加，其DPPH自由基清除能力逐渐降低，差异显著（p<0.05）。

在水煮30、60和90 min的3种实验条件下，通过17种药用植物水煮液脂质过氧化抑制能力比较（表2）发现：其过氧化抑制能力分别介于（18.85±0.25）～（277.32±0.25）μmol VC/g、（41.64±1.61）～（277.59±0.27）μmol VC/g、（61.70±2.59）～（276.79±0.29）μmol VC /g。在所测试的17种药用植物中姜黄脂质过氧化抑制能力最强，随着水煮时间的增加，其脂质过氧化抑制能力先增强后降低，但差异不显著（p>0.05）；粉葛的脂质过氧化抑制能力最低，随着水煮时间的增加，其脂质过氧化抑制能力急剧增强，差异显著（p<0.05）。显然，水煮时间对药用植物水煮液DPPH自由基清除能力、Fe3+还原能力和脂质过氧化抑制能力的影响因药材而异。

2.3 不同水煮时间对药用植物水煮液活性物质含量与抗氧化活性相关性的影响

由于测定方法机理不同，以及抗氧化物质种类和含量的差异，17种药用植物（以根茎为药用部位）的抗氧化活性存在差异。为了评估药用植物水煮液活性物质含量对其抗氧化活性的贡献，在水煮30、60和90 min的3种实验条件下，分析了17种药用植物水煮液的总多酚、总黄酮含量与DPPH自由基清除率、还原力和脂质过氧化抑制能力之间的相关性（表3）。

由表3可知：（1） 在水煮30 min的条件下，17种药用植物水煮液的总黄酮与总多酚含量相关性不显著（p>0.05），总多酚含量与还原力呈显著相关性（p<0.05），总黄酮含量与还原力和脂质过氧化抑制能力分别呈极显著相关性（p<0.01）和显著相关性（p<0.05）；（2） 在水煮60 min的条件下，总黄酮与总多酚含量相关性不显著（p>0.05），总多酚含量与还原力呈极显著相关性（p<0.01），总黄酮含量与还原力、脂质过氧化抑制能力呈显著相关性（p<0.05）；（3） 在水煮90 min的条件下，总黄酮与总多酚含量呈显著相关性（p<0.05），然而二者含量与抗氧化活性（DPPH自由基清除率、还原力和脂质过氧化抑制能力）相关性均不显著。

3 结论

在所测试的17 种药用植物中，水煮60 min的桔梗水煮液总多酚含量和水煮30 min高良姜水煮液总黄酮含量最高，其值分别为（299.94±6.85）mg GAE/g和（387.73±34.73）mg QE/g，水煮时间对桔梗水煮液总多酚含量和高良姜水煮液总黄酮影响较大。水煮30 min的人参水煮液DPPH自由基清除能力最强和水煮60 min的高良姜水煮液还原力最大，其值分别为（215.81±7.61）μmol VC/g和（333.86±3.85）μmol VC/g；然而水煮时间对脂质过氧化抑制能力最强的姜黄水煮液（250.45±2.17）μmol VC/g影響不显著。由此可见，水煮时间对大多数以根茎为入药部位药用植物水煮液活性成分含量和抗氧化活性影响因药用植物种类而异。

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