董树国,霍玲玲,邵千禧,王 敏 (吉林医药学院药学院,吉林 吉林 132013)
五味子为木兰科藤本类植物,因五味子果实有酸、甘、苦、辛、咸共五味,故称五味子。五味子可兴奋人体的中枢神经及呼吸系统,并且对人们血压、肝脏、心脏有一定调节能力,对人的视觉能力及听觉能力有强化作用,能够促进分泌胆汁,提高抗菌能力[1]。现代研究表明,五味子中含有多种能对人身体产生影响的化学成分,主要含有有机酸、木脂素、多糖、多酚、氨基酸等化学活性成分[2-3]。超声波提取新技术是利用超声的空化作用加速植物有效成分的溶出,提高有效成分的提取率和原料的利用率,已广泛用于植物多酚的提取[4-5]。本研究利用超声波提取进行五味子多酚的提取,以多酚提取率为考察指标,以提取时间、提取温度、料液比、乙醇浓度为考察因素,利用正交试验法对其提取条件进行优化,并研究了五味子多酚对超氧阴离子自由基、羟自由基、2,2-联苯基-1-苦基肼基(DPPH)自由基的清除能力,为进一步研究与应用五味子多酚提供参考。
五味子(吉林省长白山区);没食子酸(纯度>99%,国药集团化学试剂有限公司);硫酸亚铁、邻菲啰啉(分析纯,沈阳大庆试剂;)三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、DPPH(分析纯,麦克林试剂有限公司);焦性没食子酸(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);其他试剂均为分析纯。
FA1104N电子天平(上海精密科学仪器有限公司);DK-98-Ⅱ电热恒温水浴锅(天津市泰斯特仪器有限公司);KQ-250DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);T6新世纪紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。
取7个10 mL容量瓶,分别准确加入2.0 mg/mL没食子酸标准品溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL,分别加入酒石酸亚铁溶液4 mL,用KH2PO4-NaH2PO4(pH值7.5)的缓冲溶液定容至刻度,静置5 min,测定溶液在540 nm处的吸光度。以没食子酸标准液浓度及吸光度值分别为横、纵坐标,绘制出没食子酸标准曲线,并拟合线性方程为Y=1.583X-0.007 7,R2=0.999 6。在浓度范围0.1~0.6 g/L内没食子酸标准溶液吸光度与浓度呈线性关系。
称取五味子粉末2.0 g,按照不同的料液比加入乙醇溶液,进行超声波辅助提取,分别移取适量实验所得的多酚提取液,利用酒石酸亚铁法测定提取液中多酚的浓度并计算提取率[6-7]。
根据前期实验结果,以提取时间、提取温度、料液比和乙醇浓度为考察因素[8-9],选取五味子多酚的提取率作为考察指标,利用L9(34)正交试验进行优化,正交试验的因素水平设定见表1。
表 1 正交试验因素水平设计
1.5.1邻苯三酚自氧化法测定清除超氧阴离子能力
取10 mL容量瓶7个,1~5号容量瓶中放入50 mmol/L pH值8.2的Tris-Hcl缓冲液3 mL,分别加入0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL的五味子多酚提取液,取25 mmol/L邻苯三酚1 mL加入,震荡混匀,6号管不加入邻苯三酚溶液,而7号管以蒸馏水替代五味子多酚提取液,在25 ℃条件下,进行20 min水浴,滴加一滴浓盐酸以终止反应,在420 nm波长处测定吸光度,对每份样品进行3次测定,取三者的平均值。计算超氧阴离子自由基的清除率[10-11]。
1.5.2Fenton法测定清除羟自由基能力
取11个10 mL的容量瓶,在1号容量瓶中加入7.5 mmol/L邻菲啰啉溶液1.0 mL,再加入pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液1.0 mL,7.5 mmol/L硫酸亚铁溶液1.0 mL,0.1%的H2O21.0 mL,采用去离子水进行定容,在37 ℃下水浴1.0 h,在波长为536 nm处测定吸光度值。在2~6号容量瓶中分别加入体积为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL的五味子多酚提取液,7号容量瓶中不加入H2O2及五味子多酚提取液,重复上述1号容量瓶的操作,分别测其吸光度值。计算羟自由基的清除率[12]。
1.5.3分光光度法测定清除DPPH自由基能力
取10mL的容量瓶11个,在1~5号容量瓶中分别放入样品溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL和2 mL 0.04 g/L的DPPH溶液,以无水乙醇定容,以无水乙醇为参比溶液,在波长517 nm处测定吸光度。在6~10号容量瓶中分别加入0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL的样品溶液和2 mL的无水乙醇溶液,在波长517 nm处测定吸光度。11号容量瓶加入2 mL DPPH溶液和2 mL乙醇,摇匀后于40 ℃避光静置10 min,以无水乙醇定容,测定吸光度。计算样品清除DPPH自由基清除率[13-14]。
正交试验结果见表2。结果表明,对五味子多酚提取率影响最大因素为超声温度,然后依次为时间、料液比和乙醇浓度。筛选出的最佳提取工艺条件组合为A3B3C2D1,即提取温度为65 ℃,乙醇浓度80%,料液比(g/mL)1∶25,超声时间10 min。
在正交试验的基础上,按照最佳提取条件进行3次重复提取,得出提取率分别为5.42%、4.94%、5.14%,RSD为4.67%,表明五味子多酚的最佳提取工艺条件具有较好的重现性。
2.2.1清除超氧阴离子自由基的能力
五味子多酚对超氧阴离子自由基的清除能力结果见图1。由图1可见,五味子多酚对超氧阴离子自由基的清除率随着浓度增加而增加,当五味子多酚浓度为4.5 mg/L时,对超氧阴离子自由基的清除率为42.1%,当五味子多酚浓度提高到27 mg/L时,对超氧阴离子自由基的清除率为87.9%。
表 2 正交试验结果
2.2.2清除羟自由基的能力
五味子多酚对羟自由基的清除率结果见图2。由图2可见,当五味子多酚浓度为4.5 mg/L时,对羟自由基的清除率为45.6%,当五味子多酚浓度提高到27 mg/L时,对羟自由基的清除率为85.8%。当五味子多酚浓度较低时,随着多酚浓度的升高,对羟自由基清除率的趋势增加较明显,当五味子多酚浓度较高时,羟自由基的清除率增加趋势较为缓慢。
2.2.3清除DPPH自由基的能力
五味子多酚对DPPH自由基的清除率结果见图3。由图3可见,当五味子多酚浓度为9.0 mg/L时,对DPPH自由基的清除率为4.76%,当五味子多酚浓度提高到54.0 mg/L时,对DPPH自由基的清除率为83.8%,当五味子多酚浓度低于36 mg/L时,随着多酚浓度的升高,对DPPH自由基的清除率增加较明显,当五味子多酚浓度高36 mg/L时,DPPH自由基的清除率增加趋势较为缓慢。
图 1 超氧阴离子的清除试验结果 图 2 羟自由基清除试验结果 图 3 DPPH自由基清除试验结果
利用超声波辅助提取法提取五味子多酚,通过正交试验,得出五味子多酚超声波辅助提取的最佳提取工艺为:超声温度65 ℃,乙醇浓度80%,料液比(g/mL)1∶25,超声时间10 min,通过重复性实验表明,五味子多酚最佳提取工艺具有较好的稳定性。抗氧化性研究,结果表明,随着五味子多酚浓度的升高,对超氧阴离子自由基、羟自由基及DPPH清除率也随之升高,显示五味子多酚具有良好的抗氧化活性。