小茴香中黃酮類化合物提取及抗氧化性研究

李蜀眉，王麗榮，陳永青，盛顯良

(內蒙古農業(yè)大學 理學院，呼和浩特 010018)

小茴香中黃酮類化合物提取及抗氧化性研究

李蜀眉，王麗榮，陳永青，盛顯良*

(內蒙古農業(yè)大學 理學院，呼和浩特 010018)

通過正交實驗得出小茴香黃酮類化合物的最佳提取條件：提取劑為95%乙醇(體積分數(shù))，料液比為1∶15 (g/mL)，提取溫度為40 ℃。通過DPPH法研究不同溫度、光照、金屬離子對小茴香黃酮類化合物抗氧化活性的影響，結果表明：小茴香黃酮類化合物抗氧化活性對光和熱有較好的穩(wěn)定性。在一定濃度下，Zn2+和Mg2+可使小茴香黃酮類化合物的抗氧化活性提高，而Fe2+和Cu2+則使其抗氧化活性下降。與其他抗氧化劑比較，抗氧化活性為維生素C>β-胡蘿卜素>小茴香黃酮類化合物。

小茴香；黃酮類化合物；抗氧化

小茴香(FoeniculuvulgareMill)為傘形科多年生草本植物，在全國大部分地區(qū)均有分布，其果實、莖、葉部位都可入藥。小茴香具有散寒止痛、健胃祛風、清熱化痰等功效[1]。小茴香中主要含脂肪油、揮發(fā)油、甾醇、糖苷、氨基酸等，還含有三萜、鞣質、黃酮、強心苷、生物堿、皂苷、香豆素、揮發(fā)性堿、蒽醌等多種類型的化合物[2]。文獻報道，小茴香具有抗菌和抗氧化能力[3-6]，小茴香籽揮發(fā)油具有良好的殺菌作用，而抗氧化能力歸于其中的黃酮類、苯酚類、皂苷類、鞣質類、生物堿類和多糖類。關于小茴香籽中黃酮類化合物抗氧化性能的研究未見報道。本文以小茴香籽為原料，提取小茴香籽黃酮類化合物，通過DPPH法對小茴香籽黃酮類化合物的抗氧化性能進行研究，為小茴香提取物的深入研究和開發(fā)利用提供有利的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

小茴香籽粉：呼和浩特農貿市場購得。

主要試劑：蘆丁 北京化工試劑有限公司；DPPH 日本東京化成工業(yè)株式會社；亞硝酸鈉 天津市利民化工廠；硝酸鋁 天津市化學試劑三廠；乙醇、氫氧化鈉、抗壞血酸、β-胡蘿卜素 國藥集團化學試劑有限公司；所有試劑均為分析純。

主要儀器設備：旋轉蒸發(fā)儀 上海滬西分析儀器廠有限公司；T6新悅可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 小茴香黃酮類化合物的提取

在不同乙醇濃度、料液比、提取溫度的條件下，設計三因素三水平的正交實驗，見表1。

表1 小茴香黃酮類化合物提取正交實驗因素水平Table 1 The factors and levels of orthogonal experiments array for extraction of flavonoids from Foeniculu vulgare Mill

1.2.2 小茴香黃酮類化合物含量的測定

1.2.2.1 標準曲線的制作[7]

配制蘆丁標準溶液(0.30 mg/mL)，準確吸取蘆丁標準乙醇溶液0，1，2，4，6，8，10，12 mL放入8支50 mL容量瓶中，用30%乙醇溶液補至25 mL，然后加1.4 mL NaNO2溶劑(1∶20)，搖勻，放置5 min，加入1.4 mL Al(NO2)3溶液(1∶10)，搖勻，放置6 min，再加入10 mL NaOH (1 mol/L)，用30%乙醇定容，10 min后，在波長500 nm處測定吸光度，得到吸光度(Y)與濃度(X)的線性回歸方程：

Y=6.7546X - 0.0036(r=0.9965)。

1.2.2.2 小茴香黃酮類化合物的含量

用最優(yōu)提取條件：95%乙醇，料液比1∶15 (g/mL)，提取溫度40 ℃，浸提2次，每次5 h，合并2次濾液，將濾液真空濃縮至約20 mL。

準確稱取提取的小茴香黃酮類化合物，用30%乙醇定容至50 mL容量瓶中。取該溶液4，6 mL，與蘆丁標準溶液同法顯色、定容和測定吸光度。計算小茴香籽黃酮類化合物的平均百分含量。

1.2.3 抗氧化活性的測定

清除自由基即可阻斷氧化反應，用DPPH法測定小茴香黃酮類化合物清除自由基的能力。用抑制率(K，%)來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強，即抗氧化性越強。

將提取的小茴香黃酮類化合物用30%乙醇精確配制濃度為0.01%溶液。同時配制2×10-4mol/L的DPPH乙醇溶液。分別取0.01%小茴香黃酮類化合物溶液5.00 mL，加入DPPH溶液5.00 mL，搖勻后放置30 min，以溶劑為對照，測定在517 nm處的吸光度值Ai。然后取0.01%小茴香黃酮類化合物溶液5.00 mL，加入5.00 mL溶劑，混合后在517 nm處測定吸光度值Aj。再測5.00 mL DPPH溶液與5.00 mL 溶劑混合后在517 nm處的吸光度值Ac。小茴香黃酮類化合物清除自由基的能力，即抑制率K(%)為：

K(%)=[1-(Ai-Aj)/Ac]×100%。

1.2.4 溫度對小茴香黃酮類化合物抗氧化性能的影響

用30%乙醇配制濃度為0.01%的小茴香黃酮類化合物溶液，以室溫為對照，分別在40，50，60，70，80 ℃水浴加熱2 h，然后冷卻至室溫，通過DPPH法，在517 nm處測定其吸光度，計算不同溫度下小茴香黃酮類化合物的抑制率(K，%)。

1.2.5 光照對小茴香黃酮類化合物抗氧化能力的影響

用30%乙醇精確配制濃度為0.1%的小茴香黃酮類化合物溶液。置于黑暗(對照)和自然光處，于3，4，5，6，7天取樣，通過DPPH法，在517 nm處測定其吸光度，分別計算不同條件下的抑制率(K，%)。

1.2.6 金屬離子對小茴香黃酮類化合物抗氧化性能的影響

分別取20 mL 0.1%小茴香黃酮類化合物提取液，加入濃度為1 mg/mL的金屬離子(Mg2+，Zn2+，Cu2+，F(xiàn)e2+)溶液各1 mL，在室溫(20 ℃)下放置2 h后，以0.1%小茴香黃酮類化合物提取液做對照，用DPPH法，在517 nm處測定其吸光度，計算其抑制率(K，%)。

1.2.7 小茴香黃酮類化合物與Vc、β-胡蘿卜素抗氧化能力的比較

分別配制小茴香黃酮類化合物、Vc、β-胡蘿卜素溶液，使其濃度為0.01%。通過DPPH法，在517 nm處測定其吸光度，計算其抑制率(K，%)。

2 結果與分析

2.1 小茴香黃酮類化合物提取條件

通過正交實驗提取小茴香黃酮類化合物，結果見表2。小茴香黃酮類化合物提取因素的影響順序是：提取劑濃度>料液比>提取溫度。因此，小茴香黃酮類化合物提取的最優(yōu)組合是：提取劑為95%乙醇，料液比為1∶15 (g/mL)，提取溫度為40 ℃。

表2 正交實驗結果Table 2 The results of orthogonal experiments

2.2 溫度對小茴香黃酮類化合物抗氧化性能的影響

將0.01%小茴香黃酮類化合物在不同溫度的水浴中加熱2 h，然后測定其抑制率。

圖1 溫度對小茴香籽黃酮類化合物抗氧化活性的影響Fig.1 The effect of temperature on antioxidant activity of flavonoids from Foeniculu vulgare Mill

由圖1可知，隨著溫度的升高，小茴香黃酮類化合物的抑制率略有下降，在溫度為40 ℃時，抑制率為7.42%。隨著溫度的升高，抑制率開始下降，溫度升到80 ℃后，抑制率為5.45%，與室溫條件的對照(抑制率為7.63%)相比，溫度升高，小茴香黃酮類化合物的抗氧化活性有所下降。80 ℃以下，小茴香黃酮類化合物的抗氧化性能對熱穩(wěn)定性較好。

2.3 光照對小茴香黃酮類化合物抗氧化能力的影響

將濃度相同的小茴香黃酮類化合物溶液分別置于自然光和黑暗的環(huán)境中，以天為單位，從第3天分別取樣，測定小茴香黃酮類化合物的抑制率。

圖2 光照對小茴香黃酮類化合物抗氧化活性的影響Fig.2 The effect of natural light illumination on antioxidant activity of flavonoids from Foeniculu vulgare Mill

由圖2可知，隨著天數(shù)的增加，光照和黑暗條件下的抑制率基本沒有變化，二者間差異很小，光照條件下抑制率的平均值為49.40%，黑暗條件下抑制率的平均值為51.20%。而隨著時間的延長變化不大，光照條件會使小茴香黃酮類化合物的抗氧化能力略有下降，說明在實驗范圍內，小茴香黃酮類化合物的抗氧化性能對光具有良好的穩(wěn)定性。

2.4 金屬離子對小茴香黃酮類化合物抗氧化性能的影響

將相同濃度(1 mg/mL)的4種金屬離子Mg2+，Cu2+，Zn2+，F(xiàn)e2+加到20 mL 0.1%小茴香黃酮類化合物溶液中，比較不同金屬離子對小茴香黃酮類化合物抗氧化性能的影響。

圖3 金屬離子對小茴香黃酮類化合物抗氧化活性的影響

由圖3可知，在相同的離子濃度下，與對照比較，Zn2+和Mg2+可使小茴香黃酮類化合物的抑制率分別提高6.44%和4.14%，F(xiàn)e2+和Cu2+使小茴香黃酮類化合物的抑制率分別下降20.92%和9.86%。說明Zn2+和Mg2+可以提高小茴香黃酮類化合物的抗氧化能力，F(xiàn)e2+和Cu2+則使小茴香黃酮類化合物的抗氧化能力下降。這可能與反應條件、離子濃度及小茴香黃酮類化合物的濃度有一定的關系。

2.5 小茴香黃酮類化合物與Vc，β-胡蘿卜素抗氧化能力的比較

作為天然抗氧化劑，小茴香黃酮類化合物的抗氧化活性與Vc，β-胡蘿卜素比較，結果見圖4。

圖4 不同抗氧化劑的抗氧化活性Fig.4 The antioxidant activity of different antioxidants

由圖4可知，在相同濃度下，3種抗氧化物質中，維生素C的抑制率最高，β-胡蘿卜素次之，抑制率最小的是小茴香黃酮類化合物。黃酮類化合物種類繁多，其抗氧化能力的強弱與化合物的結構有關。黃酮類化合物結構中酚羥基數(shù)目越多，其活性就越強[8]。有報道，采用甲醇作溶劑提取小茴香中的抗氧化物質，具有較高的產(chǎn)率及較強的抗氧化活性[9]。大量的抗氧化實驗研究采取的均是小茴香乙醇提取物，而對其具體成分的抗氧化作用卻未見報道[10]。

天然抗氧化劑的抗氧化效果受很多因素影響，如提取方法、受體種類、貯存條件以及抗氧化劑本身的成分等都會不同程度地影響抗氧化效果，同一種天然抗氧化劑在不同的條件下抗氧化性不同[11]。

3 結論

通過正交實驗提取小茴香籽中黃酮類化合物，得出提取的最佳條件：提取劑為95%乙醇，料液比為1∶15 (g/mL)，提取溫度為40 ℃。

在實驗條件下，小茴香黃酮類化合物抗氧化活性對光和熱有較好的穩(wěn)定性。在一定濃度下，Zn2+和Mg2+可使小茴香黃酮類化合物的抗氧化活性提高，F(xiàn)e2+和Cu2+可使小茴香黃酮類化合物的抗氧化活性下降。

小茴香黃酮類化合物的抗氧化活性與維生素C、β-胡蘿卜素比較，抗氧化活性為維生素C>β-胡蘿卜素>小茴香黃酮類化合物。

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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 *通訊作者

內蒙古自治區(qū)自然科學基金項目(2014MS0537)

李蜀眉(1960-)，女，教授，碩士，主要從事有機化學研究；

盛顯良(1969-)，男，教授，博士，主要從事有機化學研究。

TS264.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2016.12.007

1000-9973(2016)12-0029-04