薄荷叶中黄酮类物质的提取及其抗氧化活性研究综述.docx

1、薄荷叶中黄酮类物质的提取及其抗氧化活性研究综述安徽农业科学,JournalofAnhuiAgr.iSc.i2010,38(34):19335-19337,19340责任编辑 姜丽 责任校对 傅真治薄荷叶中黄酮类物质的提取及其抗氧化活性研究邱贺媛,章宋洁(韩山师范学院化学系,广东潮州521041)摘要 目的优化薄荷(MenthahaplocalyxBriq.)叶总黄酮提取工艺,并研究其抗氧化活性,为薄荷叶总黄酮的提取利用提供依据。4方法在单因素试验基础上,以黄酮提取率为指标,采用L9(3)正交试验,对超声波辅助提取,薄荷叶中的黄酮类物质的工艺进行优选。并研究薄荷叶水提液和乙醇提取液对 OH的清除

2、作用。结果薄荷叶中总黄酮的最佳工艺为:以体积分数40%乙醇为溶剂,料液比1 30(W/V),超声波功率400W,提取温度50!,提取时间40min,此优化条件下,薄荷叶总黄酮得率达6.58%。薄荷叶水提液对 OH有较强的清除作用,且随着总黄酮含量的增加逐渐增大,最高消除率达到44.23%;薄荷叶乙醇提液对 OH的清除作用随着黄酮含量的增加先缓慢上升后持续快速下降,总体上低于薄荷叶水提液对 OH的清除作用。结论利用超声波协同乙醇提取薄荷叶中黄酮类物质的方法简单,可操作性强。薄荷叶中黄酮类物质对 OH有较强的清除作用,可以开发利用。关键词 薄荷叶;总黄酮;超声波辅助提取法; OH;清除作用+中图分

3、类号 S367.235 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2010)34-19335-03StudyonExtractingandAntioxidantActivityofFlavonoidsfromMenthahaplocalyxBriq.QIUHe yuanetal (DepartmentofChemistry,HanshanNormalUniversity,Chaozhou,Guangdong521041)Abstract ObjectiveTheresearchamiedtooptmiizetheextractionprocessofflavonoidsfromMentha

4、haplocalyxBriq.leavesandstudyitsan tioxidantactivitysoastoprovidethebasisforextractionandutilizationofflavonoidsfromMenthahaplocalyxBriq.leaves.MethodTakingex4tractionratioofthetotalflavonoidsasindex,L9(3)orthogonaltestwasusedtooptmiizetheextractionprocessofflavonoidsfromMenthahaplo calyxBriq.leaves

5、byultrasound assistedextraction.AndtheclearingrateofwaterandethonalextractofMenthahaplocalyxBriq.leavesto OHwasstudied.ResultTheresultsshowedthattheoptmialprocessofextractingflavonoidsfromMenthahaplocalyxBriq.leaveswasasfollow:etha nolconcentration40%,solid liquidratioof1 30,ultrasonicpower400W,extr

6、actiontemperature50!,andextractiontmie40min.Undertheop tmialconditions,theyieldofflavonoidsfromMenthahaplocalyxBriq.leaveswas6.58%.ThewaterextractofMenthahaplocalyxBriq.leaveshadstrongclearingeffectto OH,andgraduallyincreasedwiththeraisingofflavonoidsconten;tThebiggestclearingratewas44.23%.Thecleari

7、ngeffectofethonalextractofMenthahaplocalyxBriq.leavesto OHincreasedslowlyfirs,tthendecreasedquicklyandcontinuouslywiththeraisingofflavonoidsconten,tbutlessthantheeffectofitswaterextractinwhole.ConclusionThemethodofextractingflavonoidsfromleavesofMenthahaplocalyxBriq.byusingethanolandultrasonicwassmi

8、ple,andhadstrongmaneuverability.TheflavonoidsfromleavesofMenthahaplocalyxBriq.hadstrongclearingeffectto OH,andcouldbedevelopedandused.Keywords MenthahaplocalyxBriq.leaves;Flavonoids;Ultrasound assistedextraction; OH;Clearingeffect薄荷(MenthahaplocalyxBriq.)又称夜息香、鱼香菜、狗肉香、水益母和鱼香草等,为唇形科(Labiatae)薄荷属(Men

9、tha)1年或多年生宿根性草本植物,是一种生长在低地、路边、河滩、湖边以及园地等处可以药食兼用的野菜,且是一种具有特种经济价值的芳香作物。薄荷全草均可入药,味辛、凉,归肺、肝经,有发散风热、清利咽喉、透疹解毒、疏肝解郁和止痒等功效,可用于治疗感冒发热、头痛、咽喉肿痛、无汗、风火赤眼、风疹、皮肤发痒、疝痛、下痢及瘰疬等症,外用有轻微的止痛作用,可用于神经痛等。薄荷嫩叶除了含有丰富的蛋白质、脂肪和碳水化合物之外,还含有钙、磷、铁、多种维生素和人体必需的微量元素,而可溶性有害重金属(Pb、Cr和Cd)等含量很低。近年来,国内外学者对唇形科很多种植物的生物学特性进行了大量研究,发现其具有广泛的药理作用

10、。但目前,关于薄荷中黄酮类化合物的研究尚未见报道。为此,笔者以乙醇作提取剂,采用单因素试验和正交试验优化超声波辅助提取薄荷叶中的黄酮类化合物的工艺,并研究薄荷叶提取液中黄酮类物质对羟基自由基( OH)的清除作用,旨在为建立快速、高效的从薄荷叶中提取、分离黄酮类化合物的方法及进一步开发利用薄荷叶提供科学依据。1 材料与方法1.1 材料1.1.1 供试药材。薄荷叶,购自广东省潮州市中药店,由韩山作者简介 邱贺媛(1965-),女,河北昌黎人,高级实验师,从事有机化学和食品化学的教学与研究工作。收稿日期 2010 08 231-3师范学院生物系曾宪锋副教授鉴定为薄荷(Menthahaplocalyx

11、Briq.)正品。粉碎,于干燥箱中60!干燥至恒重,冷却,备用。1.1.2 主要试剂。芦丁标准品,生化试剂,由上海试剂二厂生产;无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、硫酸亚铁、过氧化氢、水杨酸,均为分析纯,由广州试剂厂生产。1.1.3 主要仪器。Spectrumlab752S型紫外可见分光光度计,由上海棱光技术有限公司生产;KQ 500DB型数控超声波清洗器,由昆山市超声仪器有限公司生产;JFSD 100 型粉碎机,由上海华岩仪器设备有限公司生产;JA1203型上皿电子天平,由上海精密科学仪器有限公司生产;SHZ D(#)型循环水式真空泵由巩义市予华仪器有限责任公司生产;DF 02型精密恒温水

12、槽,由南京舫奥科技有限公司生产;DZF 6050型真空干燥箱,由上海博讯实业有限公司医疗设备厂生产;GZH DH X型电热恒温干燥箱,由上海跃进医疗机械厂生产。1.2 方法1.2.1 薄荷中总黄酮的提取。称取一定量薄荷叶,研碎,准确称取1.0000g于碘量瓶中,加入一定体积分数的乙醇,设提取温度为50!,在一定超声波功率下提取一定时间,冷却,过滤,将滤液定容至250m,l即得总黄酮提取液。1.2.2 单因素试验。1.2.2.1 乙醇体积分数的选择。准确称取5份薄荷叶粉末,各1.0000g,设料液比为1 30(W/V,下同),分别用30%、40%、50%、60%、70%乙醇溶液浸泡,在超声波功率

13、为400W、提取温度为50!的条件下,超声提取30min,冷却,过滤,将滤液定容至250m,l测定吸光度值,研究乙醇体积分数对19336安徽农业科学 2010年1.2.2.2 料液比的选择。准确称取5份薄荷叶粉末,各1.0000g,设料液比分别用1 10、1 20、1 30、1 40、1 50,用40%乙醇溶液浸泡,在超声波功率为400W、提取温度为50!的条件下,超声提取30min,冷却,过滤,将滤液定容至250ml测定吸光度值,研究料液比对薄荷叶总黄酮提取率的影响。1.2.2.3 超声波功率的选择。准确称取5份薄荷叶粉末,各1.0000g,各设料液比为1 20,分别用40%乙醇浸泡,在提取

14、温度为50!、超声波功率分别为300、350、400、450、500W的条件下提取30min,冷却,过滤,将滤液定容至250ml测定吸光度值,研究超声波功率对薄荷叶总黄酮提取率的影响。1.2.2.4 提取时间的选择。准确称取5份薄荷叶粉末,各1.0000g,设料液比为1 20,分别用40%乙醇浸泡,在提取温度为50!、超声波功率为400W的条件下,分别提取10、20、30、40、50min,冷却,过滤,将滤液定容至250ml测定吸光度值,研究提取时间对薄荷叶总黄酮提取率的影响。1.2.3 正交试验。在单因素试验基础上,选取乙醇体积分数、料液比、超声波功率和提取时间4个因素,每个因素3个水平,进

15、行L9(3)正交试验,以黄酮得率为考察指标,优化从薄荷叶中提取总黄酮的工艺。各因素与水平设计见表1。表1 L9(3)正交试验因素与水平设计Table1 FactorsandlevelsdesignofL9(3)orthogonaltest水平Level123料液比ASolid liquidratio1 101 201 30超声波功率BWUltrasonicpower708090提取时间CminExtractiontime304050乙醇体积分数D/%Volumefractionofethanol30405044式中,C为由标准曲线计算得到的总黄酮浓度(mg/ml);10为测试定容体积(ml);

16、250为待测液总体积(ml);2为测试液体积(ml)。1.2.5 OH清除率的测定。将按最佳工艺得到的乙醇提取液定容至250m,l测定其对 OH的清除率;以蒸馏水代替乙醇进行提取,得到水提取液,定容至250m,l测定其对 OH的清除率。取5根50ml比色管,依次加入2mmol/LFeSO43.0ml、1mmol/LH2O23.0m,l摇匀,再加入6mmol/L水杨酸3.0m,l摇匀,在37!下水浴15min,取出,在波长510nm处测定吸光度值A0(空白)。分别向5根比色管中加入0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml已知浓度的黄酮提取液,再分别加入0.8、0.6、0.4、0.2、0ml水,

17、摇匀,再在37!下水浴15min,取出,测得吸光度值Ax。平行测定3次,计算清除率。其计算公式为:OH清除率(%)=(Ax-A0)(Ax100%式中,Ax为反应体系原来的吸光度,A0为加入提取液后的吸光度。2 结果与分析2.1 单因素试验2.1.1 乙醇体积分数对薄荷叶中总黄酮提取率的影响。由图1可知,随着乙醇体积分数的增加,总黄酮的提取率开始逐渐增加,但当乙醇体积分数超过40%时,总黄酮的提取率反而降低。这可能是由于一些醇溶性杂质、色素等成分溶出量增加,这些成分与黄酮类化合物竞争,同乙醇)水分子结合,从而导致黄酮类化合物的提取量下降。故乙醇体积分数以40%为宜。5-741.2.4 总黄酮含量

18、的测定。41.2.4.1 芦丁标准曲线的绘制。准确称取于105!下烘至恒重的芦丁标准试剂0.0309g,用60%乙醇溶解,并完全转入50ml容量瓶中,用60%乙醇定容至刻度,摇匀,得0.618mg/ml的芦丁标准溶液。分别吸取上述芦丁标准溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0ml于7支10ml比色管中,分别加入60%乙醇至约5m,l再加入0.3ml5%NaNO2溶液,摇匀,静置5min后加入0.3ml10%Al(NO3)3溶液,摇匀,静置6min后再加入4.0ml1mol/LNaOH溶液,摇匀,用60%乙醇定容至刻度,静置15min后在波长510nm处测定吸光度值,用空白试剂作

19、参比。以吸光度值(y)对芦丁标准溶液浓度(g)作图,用最小二乘法进行线性回归,得线性回归方程:y=10.105x0.025,r=0.9966,表明芦丁标准品溶液浓度在00.18mg/ml范围内与吸光度值呈良好的线性关系。1.2.4.2 含量测定。吸取2ml待测溶液于10ml比色管中,按照%1.2.4.1&的相应步骤操作,测定吸光度值,根据得到的线性回归方程,计算每毫升提取液中总黄酮含量,再换算成每克干薄荷叶粉中的总黄酮量,并计算总黄酮得率。3次重复,取平均值。计算公式为:总黄酮含量(mg)=C10250/2总黄酮得率=(总黄酮含量/薄荷叶粉末质量)100%图1 乙醇体积分数对薄荷叶总黄酮提取率

20、的影响Fig.1 EffectofvolumefractionofethanolsolutiononextractionrateofthetotalflavonoidsfromMenthahaplocalyx2.1.2 料液比对薄荷叶中总黄酮提取率的影响。由图2可知,料液比在1 20时,可以达到较好的提取效果,继续增大乙醇用量,总黄酮提取率反而下降,当乙醇用量大于30ml时,总黄酮提取率变化甚微。在实际操作中,当溶剂用量过小时,提取液偏少,不利于过滤分离;当溶剂用量过大时,耗能过多,会增加成本。故料液比以1 20为宜。2.1.3 超声波功率对薄荷叶中总黄酮提取率的影响。由图3可知,当超声波功率

21、400W时,薄荷叶中总黄酮提取率随着超声波功率增大而增加,当超声波功率为400W时,提取率最大;但是当超声功率400W时,薄荷叶总黄酮提取率随着超声波功率增大而减少。这是因为超声波功率的增大会增加细胞的破碎程度,从而增加总黄酮的溶出量,但是超38卷34期 邱贺媛等 薄荷叶中黄酮类物质的提取及其抗氧化活性研究19337过一定的功率,产生的空化效应会增强,不利于总黄酮的溶出。故超声波功率以400W为宜。2.3 薄荷叶提取液对 OH的清除作用2.3.1 水提取液对 OH的清除作用。由图5可知,相同条件下提取的黄酮类化合物,对 OH的清除率随着用量的增大而增大,最高清除率达到44.23%。2.3.2

22、乙醇提取液对 OH的清除作用。由图6可知,40%乙醇提取液对 OH的清除率随着黄酮类化合物用量的增加先缓慢上升后持续快速下降。这可能是因为乙醇中醇羟基的存在影响了黄酮对 OH的清除,所以随着乙醇用量的增加,虽然黄酮含量增加了,但对 OH的清除率却减小了。表2 L9(3)正交试验结果Table2L9(3)orthogonaltestresult44图2 料液比对薄荷叶总黄酮提取率的影响Fig.2 Effectofsolid-liquidratioonextractionrateofthetotalflavonoidsfromMenthahaplocalyx试验号Testcode234567891

23、k2k3RA112223334.5.5.0.B231231234.5.5.0.C232313125.5.5.0.D233122315.5.5.0.总黄酮提取含量mg/g率%ContentofExtractiontotalflavonoidsrate51.395.0446.514.6349.974.9655.525.4657.595.6850.915.0758.335.7860.125.8416271214623756947343387021280523图3 超声波功率对薄荷叶总黄酮提取率的影响Fig.3 Effectofultrasonicpoweronextractionrateofthet

24、otalflavonoidsfromMenthahaplocalyx2.1.4 提取时间对薄荷叶中总黄酮提取率的影响。由图4可知,提取时间为1040min时,随着提取时间的增加,薄荷叶中总黄酮的提取率逐渐增加,但超过40min后,提取率反而呈下降趋势。这可能是因为处理时间过长,薄荷叶中蛋白会变性,对黄酮产生吸附作用,从而降低提取率。故提取时间以40min为宜。图5 薄荷叶水提取液对 OH的清除率Fig.5 Clearancerateof OHbytheaqueousextractsofMenthahaplocalyx图4 超声波提取时间对薄荷叶总黄酮提取率的影响Fig.4 Effectoful

25、trasonicextractiontimeonextractionrateofthetotalflavonoidsfromMenthahaplocalyx2.2 正交试验结果 由表2可知,各因素对薄荷叶中总黄酮提取率的影响表现为 料液比(A)超声波功率(B)提取时间(C)乙醇体积分数(D),最佳组合为A3B2C2D2,即薄荷叶中总黄酮提取的最佳工艺条件为:料液比1 30,超声波功率400W,提取温度50!,提取时间40min,乙醇体积分数40%。在此优化条件下,测得薄荷叶中总黄酮的含量为.g,6.图6 薄荷叶乙醇提取液对 OH的清除率Fig.6 Clearancerateof OHbythe

26、ethanolextractsofMenthahaplocalyx3 结论与讨论3.1 薄荷叶中总黄酮提取工艺的优化 该研究结果表明,利(下转第19340页)19340安徽农业科学 2010年-表2 甘露醇与芦丁及芦丁脂肪酸酯对O2 的清除作用Table2 Effectofmannito,lrutinandrutinfattyacidestertoscavengeO-2参考文献1何铭清.中草药有效成分理化与药理特性M.长沙:湖南科学技术出版社,1979:2031.2吴莉宇,彭黎旭,汤建彪.黄酮类化合物的结构理化性质及分布J.热带农业科学,1998(5):73-79.3贾承胜,张莎,董涛,等.

27、谷甾醇/菜油甾醇与月桂酸酯化反应动力学研究J.食品与机械,2009,25(1):7-10.4段煜,杜宗良,唐卫文,等.硬脂酸和月桂酸在Novozym435催化下对芦丁酯化及分子筛对酯化率的影响J.天然产物研究与开发,2006,18(5):741-746.5李贵荣.枸杞多糖的提取及其对活性氧自由基的清除作用J.中国现代应用药学杂志,2002,19(2):94.6靳菊情,边晓丽,葛萍,等.黑石耳多糖对氧自由基及脂质过氧化的影响J.中药材,2001,24(9):660.7李平,王艳辉,马润宇.山茱萸多糖PFCAIII的理化性质及生物活性研究J.中国药学杂志,2003,38(8):583.8董晓宁,赵

28、强,王俊峰.槐花中芦丁的正交提取工艺及抗氧化活性研究J.畜牧与饲料科学,2010,31(2):11-13.9HUANGDM,CHANGWZ,DUGJ,eta.lStudyonanti-oxidationandinhibitoryeffectonnonenzymaticglycationreactionoffermentationextractfrombiotransformationofGinkgobilobaL.(EGB)byhericiumerinaceusJ.AgriculturalScience&Technology,2008,9(2):10-13.10黄玉邦,孙永武,周进勤,等.有机

29、硒对羔羊生长性能及抗氧化能力的影响J.畜牧与饲料科学,2009,30(9):22-24.11LIYY.StudyonantioxidantsandlipidperoxidationfrompeacropsofplateanJ.AgriculturalScience&Technology,2009,10(4):19-21.12崔明勋,宋光宇,姜成哲,等.红曲霉复合制剂对小鼠肝和肾抗氧化能力的影响J.畜牧与饲料科学,2009,30(9):12-13.13WANGS,WEIFJ,CAIYP,eta.lAnti-oxidationactivityinvitroofpolysaccharidesofDe

30、ndrobiumhuoshanenseandDendrobiummoniliformeJ.AgriculturalScience&Technology,2009,10(6):121-124.试液Testsolution甘露醇Mannitol芦丁Rutin芦丁脂肪酸酯Fattyacidester体系浓度mg/mlConcentration1.604.006.400.601.502.400.200.701.0014.39.61.22.53.82.6.24.35.E%63+0.86+0.77+0.36+1.62+0.98+1.47+0.69+1.87+0.9648736082789153488940

31、8394950mg/ml5.13001.42301.35803 结论与讨论-该研究结果表明,芦丁及芦丁脂肪酸酯对 OH和O2 均具有一定的清除能力,其对 OH的EC50分别为1.7110和0.8933mg/m,l对O2 的EC50分别为1.4230和1.3580-mg/m;l同样条件下,甘露醇对 OH和O2 的EC50分别为-5.238和5.1300mg/ml。芦丁脂肪酸酯能有效地清除 OH-和O2 ,并且其清除能力较甘露醇和芦丁强。这说明芦丁经过酯化反应后生成的芦丁脂肪酸酯的抗氧化能力较芦丁更强,达到了试验预期的效果。芦丁脂肪酸酯可作为更好的抗氧化剂加以利用,为降低自由基对人体的危害作出贡献。(上接第19337页)用超声波协同乙醇提取薄荷叶中黄酮类物质的方法是可行的,得到的最佳提取工艺参数为:乙醇体积分数40%,料液比1 30,提取温度50!,超声波功率400W,提取时间40min。在此优化条件下,提取得到薄荷叶中总黄酮的含量为65.81mg/g,提取率为6.58%。这远高于半边旗(3.13%)98的能力,加之薄荷叶既可以生食,也可以干制,可以满足人们日益增长地对绿色抗衰老食品的需求,因此薄荷资源具有较大的开发利用价值和广阔的应用前景。参考文献1侯敏,马秀敏,丁剑冰.唇形科植物抗炎、抗过敏和抗氧化活性研究进展J.科技导报,2009,27(4):99-101.2