劉剛,姜唯唯,吳京,張曉喻,*,范輝建,張宏
(1.四川師范大學生命科學學院,四川成都 610101;2.四川師范大學植物資源應用與開發(fā)研究所,四川成都610101;3.攀枝花市銳華農(nóng)業(yè)開發(fā)有限責任公司,四川攀枝花 617000)
抗氧化活性與生物的抗病性、抗逆性及延緩衰老等密切相關[1],常見的癌癥、動脈硬化、糖尿病、心血管病、老年癡呆、關節(jié)炎等疾病與自由基的作用相關[2-3],機體適當補充外源性抗氧劑或給予能促使機體內(nèi)源性抗氧化物恢復的藥物,可改善機體的正常功能[4]。
芒果(Mangifera indica L.)為漆樹科植物[5],《中藥大辭典》記載:芒果葉味酸、甘,性涼,行氣疏滯,去痧積;治熱滯腹痛、氣脹;并洗爛瘡;提取物有抑菌及雌性激素樣作用[6]?,F(xiàn)代臨床應用表明芒果葉具有平喘止咳、免疫、抗炎、抗脂質(zhì)過氧化、抗腫瘤等作用[7-8],國內(nèi)外研究表明,芒果及其附屬物含有黃酮類、酚類等物質(zhì),而酚類物質(zhì)具有高抗氧化活性及清除自由基等生物功能[9]。Sato[10]等研究芒果苷抗氧化活性的作用機理時發(fā)現(xiàn),其具有快速清除DPPH的能力。Pitchaon[11]等對芒果核仁的抗氧化性進行了研究,認為芒果核仁總酚含量高,具有最強的清除自由基的能力,產(chǎn)品對皮膚無刺激,可用于食品、化妝品、保健品及藥物領域。Ajila[12]以芒果皮為原料進行研究,發(fā)現(xiàn)其提取物可抑制大豆卵磷脂氧化產(chǎn)物的生成,有較好的抗氧化活性。陳昱潔[13]等研究了芒果果核提取物的抗氧化活性。
目前,芒果葉提取物的抗氧化活性研究尚鮮見文獻報道,且未有對DPPH自由基抗氧化的反應條件進行考察與優(yōu)化的報道。本研究以攀枝花凱特芒果葉為原料,用95%乙醇冷浸提取得到浸膏,再分別用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇依次萃取浸膏,最后剩余的部分為水提部位。本實驗用DPPH法測定芒果葉各部位提取物清除自由基的能力,并對其反應條件進行考察,建立樣品最優(yōu)反應方法,綜合評價其體外抗氧化活性。
凱特芒果葉:攀枝花芒果基地,攀枝花市銳華農(nóng)業(yè)開發(fā)有限責任公司;甲醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、95%乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉均為分析純:成都市科龍化工試劑廠;抗壞血酸(批號20120402):成都市科龍化工試劑廠;芒果苷標準品、蘆丁標準品:四川省維克奇生物科技有限公司;DPPH:Sigma。
UV-1700型紫外分光光度儀:SHIMADZU;Sartorius BP211D型電子天平:北京塞多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:上海亞榮生化儀器廠;KQ5200E型超聲波清洗器:昆山市超聲儀器有限公司;HH.W21型恒溫水浴鍋:北京中興偉業(yè)儀器有限公司;BCD-518WS型冰箱:海爾集團。
1.3.1 對照品溶液和DPPH溶液的制備
分別準確稱取VitC標準品、芒果苷標準品5 mg和DPPH粉末7.89mg,分別用甲醇溶解后定容至25mL,得0.2 mg/mL的VitC、芒果苷溶液以及2×10-4mol/L的DPPH溶液。溶液避光,4℃保存,現(xiàn)配現(xiàn)用。
1.3.2 芒果葉不同部位提取物溶液的制備
將自然風干的芒果葉粉碎至200目的粉末,以95%乙醇為提取劑,采用冷浸法提取出浸膏;將浸膏分別用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇進行依次萃取,每相萃取三次,每次萃取體積比為1∶1,合并萃取液,剩余部分為水部位,四組分別減壓干燥濃縮,分別得到芒果葉石油醚、乙酸乙酯、正丁醇及水部位提取物。精確稱取47.5 mg石油醚和35.7 mg乙酸乙酯的萃取物,用95%乙醇溶解后定容至25 mL,得濃度分別為1.90、1.43 mg/mL供試母液。再精確稱取43.0 mg正丁醇和44.2 mg水部位的提取物,用甲醇溶解后定容至25 mL,得濃度分別為1.72、1.77 mg/mL供試母液,避光低溫保存。
1.3.3 不同部位提取物黃酮含量的測定
1.3.3.1 標準曲線的繪制
稱取10.88 mg蘆丁標準品,用50%乙醇定容于50 mL 容量瓶中。分別移取標品母液 0.1、0.5、1、2、3、4、5 mL于10 mL容量瓶中,先各添加質(zhì)量分數(shù)5%亞硝酸鈉水溶液0.30 mL,搖勻,靜置6 min;然后添加質(zhì)量分數(shù)10%硝酸鋁水溶液0.30 mL,搖勻,靜置6 min;最后加入質(zhì)量分數(shù)4%NaOH溶液4.00 mL,搖勻,用50%乙醇定容至刻度,靜置12 min,于510 nm處測定其吸光度,以蘆丁質(zhì)量濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標,繪制標準曲線。得回歸方程:y=0.001 12x-0.004 81,R2=0.999 94。
1.3.3.2 黃酮含量的測定
精確稱取11.8 mg石油醚、10.5 mg乙酸乙酯萃取物,用95%乙醇溶解定容至10mL,再精確稱取12.8 mg正丁醇和13.2 mg水部位提取物,用甲醇溶解后定容至10 mL。分別精密移取不同部位提取物母液1 mL于10 mL容量瓶中,按照1.3.3.1方法在510 nm處測其吸光度值,以相應試劑為空白調(diào)零,用回歸方程計算出各極性部位的黃酮含量。
1.3.4 抗氧化測定條件的考察
1.3.4.1 測定波長的選擇
于190 nm~800 nm波長下,將DPPH溶液進行紫外吸收光譜掃描,結(jié)果在330、517 nm波長處有最大吸收,由于517 nm處DPPH有特殊吸收,因此選定測定波長為517 nm。
1.3.4.2 線性范圍的考察
分別精密吸取 DPPH 溶液 0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 和 5.0 mL,用甲醇稀釋至10 mL,搖勻,得不同濃度DPPH溶液,以甲醇為空白,在517nm波長處測定吸光度,每個濃度三個重復。得回歸方程:y=0.028 39x,R2=0.999 74。結(jié)果表明,DPPH溶液在0~41.400 mg/L的范圍內(nèi)有良好的線性關系。
1.3.4.3 DPPH熱穩(wěn)定性的考察
取2 mL DPPH溶液,加入甲醇2 mL,分別于20、30、40、50、60、70、80℃下避光水浴 30 min,測定其吸光度,每個溫度設3個重復,得到熱穩(wěn)定性曲線圖。
1.3.4.4 抗氧化溫度的考察
準確量取石油醚、乙酸乙酯和正丁醇供試品母液1 mL定容至100 mL,搖勻,得稀釋100倍的樣品溶液;同樣方法配制水部分50倍的樣品溶液。取2 mL樣品溶液于試管中,加入2 mL DPPH溶液分別于20、30、40、50℃避光水浴反應30 min,于517 nm波長下測定吸光度(Ai);分別精密吸取2 mL樣品溶液于試管中,加入2 mL甲醇(或95%乙醇)溶液,在相同條件下測定其吸光度(Aj);Ac為不加樣品溶液的空白對照組。
1.3.4.5 抗氧化時間的考察
四個部分萃取物的樣品溶液配制方法同1.3.4.4,設置空白對照。每個實驗組重復三次,計算各樣品不同時間的清除率,分析最佳抗氧化時間。
1.3.5 清除DPPH自由基能力的測定
清除自由基的抗氧化劑能力采用清除DPPH的半數(shù)清除率,即IC50值來表示[14-15]。指將清除率(Y)對樣品濃度(X)作圖,求其對數(shù)函數(shù)方程,根據(jù)方程求出清除率為50%時藥物的濃度,即為IC50值。IC50值越小,表明其半數(shù)清除率越高,即抗氧化劑清除自由基的能力越強[16]。
選擇考察結(jié)果中抗氧化能力最佳的溫度及時間,確定最佳方法,將供試品母液及對照品配制成不同濃度梯度,于517 nm下測定吸光度值。每個實驗重復三次。按下列公式計算自由基的清除率:
式中:Ai為2 mL樣品液+2 mL DPPH液,混合后的吸光度值;Aj為2mL樣品液+2mL溶劑,混合后的吸光度值;Ac為2 mL DPPH液+2 mL溶劑,混合后的吸光度值。
1.3.6 實驗設計與統(tǒng)計分析
按芒果葉提取部位的不同設置五個樣品溶液組,同時設定“樣品溶液-溶劑”和“DPPH溶液-溶劑”空白對照組兩個。測得吸光度后,按公式計算各樣品組的自由基清除率,依據(jù)各樣品組的清除率、各樣品組溶液質(zhì)量濃度的梯度變化關系。用SPSS17.0中PROBIT方法進行分析,計算得到各樣品組的IC50值。
按照1.3.3.1方法分別測定石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水等部位的提取物,以相應溶劑為空白,計算出各極性部位的黃酮含量,見圖1。
圖1 芒果葉不同極性部位提取物的黃酮含量Fig.1 Flavonoid content of different polarity fractions of extracts from mango leaves
由圖1可以看出,芒果葉不同極性部位提取物中黃酮含量具有較大的差異。含量最高的是乙酸乙酯部位,為(292.063±1.100)mg/g;含量最低的是水部位,為(21.717±1.157)mg/g。黃酮含量大小順序為乙酸乙酯部位>正丁醇部位>石油醚部位>水部位。
由于DPPH自由基會受到時間和溫度的影響,但其在一定條件下是相對穩(wěn)定的。所以對DPPH熱穩(wěn)定性,以及樣品抗氧化溫度和時間進行考察,以得到DPPH穩(wěn)定反應的溫度范圍,建立樣品最優(yōu)反應方法。
2.2.1 DPPH的熱穩(wěn)定性
不同溫度下避光水浴30 min后,分別測定DPPH溶液的吸光度,得出其熱穩(wěn)定性曲線,見圖2。
圖2 不同溫度下DPPH溶液的熱穩(wěn)定性Fig.2 The thermal stability of the DPPH in different temperatures
從圖2可以看出,DPPH溶液在20℃~50℃范圍內(nèi)較為穩(wěn)定,對應的濃度平均為:(30.007±0.169)mg/L。而60℃~80℃明顯下降,濃度平均值從(27.627±0.008)mg/L降到(22.222±0.563)mg/L。表明DPPH溶液在20℃~50℃范圍較穩(wěn)定,故將測試的溫度設定在此范圍。
2.2.2 測定的溫度
按照1.3.4.4項的方法,得出不同樣品溶液在20℃~50℃的清除率,見圖3。
圖3 芒果葉不同極性部位提取物在不同溫度下的清除率Fig.3 The scavenging percentage of different polarity fractions of extracts from mango leaves in different temperatures
由圖3可以看出,芒果葉石油醚和乙酸乙酯萃取物在20℃~50℃范圍內(nèi)對DPPH自由基清除率,均在50℃時清除率最高。所以選擇50℃為兩部分萃取物反應最佳溫度。芒果葉正丁醇萃取物此范圍內(nèi)清除率相差不大,其中30℃時清除率為最高,可選擇30℃為此部分萃取物反應溫度;芒果葉水部位在40℃時清除率為最高,所以此部分反應的溫度選擇40℃。
在DPPH熱穩(wěn)定范圍內(nèi),石油醚和乙酸乙酯萃取物對DPPH的清除能力均隨著溫度的升高而增加,正丁醇和水部位提取物達到最高值后略微有所下降,但相差不大。
2.2.3 反應的時間
不同樣品溶液于較好的反應溫度條件下,不同反應時間的清除率,結(jié)果見圖4。
圖4 芒果葉不同極性部位提取物在不同時間下的清除率Fig.4 The scavenging percentage of different polarity fractions of extracts from mango leaves in different times
從圖4可以看出,芒果葉石油醚、正丁醇萃取物以及水部位提取物在各自最佳反應溫度下均以20 min時的樣品清除率最高,所以選擇20 min為此三種提取物的最佳反應時間;而乙酸乙酯萃取物的最佳反應時間為30 min。
根據(jù)已經(jīng)確定的反應溫度、時間,對芒果葉的石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水部位提取物進行DPPH自由基清除率的測定,并與芒果苷、抗壞血酸標準品進行比較,結(jié)果見圖5。
圖5 芒果葉不同極性部位提取物對DPPH的清除能力Fig.5 The scavenging activities of different polarity fractions of extracts from mango leaves towards DPPH feel radical
從圖5可知,芒果葉四種不同極性部位的提取物對DPPH自由基均具有一定清除能力,且隨著樣品溶液質(zhì)量濃度的增加,清除率也隨之增強,當清除率達到90%以上后,各提取物的清除率增長減緩,表明樣品與DPPH反應達到飽和。其中乙酸乙酯、正丁醇萃取物與芒果苷、VitC標品的清除率相當。
由于各樣品溶液及標準品溶液濃度與清除率間并不呈線性關系,所以使用SPSS17.0的PROBIT方法進行回歸分析。得到方程:PROBIT(P)=Intercept+BX,模型擬合優(yōu)度經(jīng)過卡方檢驗,再從PROBIT分析的結(jié)果中查得IC50值(即Prob=0.50時的樣品濃度),及其95%置信區(qū)間,結(jié)果見表1。
表1 芒果葉不同極性部位提取物及對照品的IC50值Table 1 The IC50values of different polarity fractions of extracts from mango leaves and reference substance
結(jié)果表明,芒果葉的石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取物及水部位提取物的IC50值分別為:102.877、9.014、19.494、221.784 μg/mL。IC50值越小,表明清除 DPPH 自由基的能力越強,從試驗結(jié)果可以看出:芒果葉不同極性部位提取物抗氧化活性的順序,乙酸乙酯部位>正丁醇部位>石油醚部位>水部位。乙酸乙酯提取物的IC50值與對照標品芒果苷及VitC的相當。
使用SPSS17.0軟件對芒果葉各部位提取物的黃酮含量與其清除DPPH自由基的IC50值進行相關性分析,結(jié)果顯示黃酮含量與IC50值的相關系數(shù)為-0.872(P=0.000),表明黃酮含量越高其IC50值越小。以“提取劑的種類”為協(xié)變量的情況下,黃酮含量與IC50值的偏相關系數(shù)為-0.945(P=0.000),說明考慮不同極性的提取劑對抗氧化活性的影響后,兩者間的相關系數(shù)變大。同時,“提取劑的種類”與IC50值的Spearman相關系數(shù)為0.482,“提取劑的種類”對IC50值的影響較小,所以可以認為黃酮含量是影響IC50值的主要因素,即芒果葉不同極性提取物的抗氧化活性的變化,主要受到其黃酮類物質(zhì)含量高低的影響。
本研究以攀枝花凱特芒果葉為原料,用95%乙醇冷浸提取后再依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇進行萃取,分別得到三個組分,最后的剩余部分為水部位。用DPPH法綜合評價芒果葉不同部位提取物的抗氧化活性,以IC50值作為評價清除DPPH自由基能力的指標,用芒果苷和抗壞血酸作為對照品進行自由基清除率的比較。試驗結(jié)果表明芒果葉不同極性部位提取物均具有一定的抗氧化活性,其中乙酸乙酯萃取物抗氧化活性最強,其次依次為正丁醇、石油醚、水部位提取物。分析結(jié)果表明,芒果葉各極性部位提取物的黃酮含量與清除DPPH自由基的能力呈負相關,芒果葉各部位提取物的黃酮含量是影響其抗氧化活性的主要因素。
本試驗初次對芒果葉的抗氧化活性進行測定分析,且首次對抗氧化的反應條件進行考察與優(yōu)化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其乙酸乙酯萃取物具有很高的抗氧化活性,與芒果苷及抗壞血酸標品相當。由于芒果樹每年會有枝葉修剪以及大量落葉,收集方便且目前沒有對其進行利用,所以充分利用芒果葉,將芒果葉提取物用于抗氧化活性用途的開發(fā),可以避免資源的浪費、提高芒果的綜合開發(fā)價值。但其各部位提取物的化學成分及其具體抗氧化機制尚未明確,有待進一步深入研究。
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