張海悅，楊雪，李震，于浩

（長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130012）

血紅鉚釘菇黃酮體外抗氧化活性的研究

張海悅，楊雪，李震，于浩

（長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130012）

研究血紅鉚釘菇黃酮提取工藝及其體外抗氧化作用。在單因素基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面優(yōu)化血紅鉚釘菇黃酮提取的最佳工藝條件。以VC為對(duì)照，對(duì)其清除1，1-二苯基苦基苯肼（DPPH）自由基、羥自由基（·OH）的能力進(jìn)行探討。結(jié)果表明最佳工藝條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)83%、液料比15∶1（mL/g）、提取時(shí)間2.5h、提取溫度85℃，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，血紅鉚釘菇黃酮的提取率可達(dá)6.72%。血紅鉚釘菇總黃酮清除DPPH自由基、·OH的IC50值分別為0.01、0.17 mg/mL，均高于VC。表明血紅鉚釘菇黃酮具有較強(qiáng)的體外抗氧化活性。

血紅鉚釘菇；黃酮；響應(yīng)面；抗氧化作用

血紅鉚釘菇［Chroogomphus rutilus（Schaeff.）O.K. Mill.］，屬擔(dān)子菌亞門、牛肝菌目、鉚釘菇科、鉚釘菇屬。分布于吉林、黑龍江、遼寧、河北、山西、云南、四川、西藏、廣東、湖南等地區(qū)［1］，其菌肉肥厚，肉質(zhì)細(xì)嫩，風(fēng)味好，且營(yíng)養(yǎng)豐富，含有蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、微量元素及人體必需的氨基酸［2］。目前對(duì)血紅鉚釘菇的研究多數(shù)集中在形態(tài)、分類和栽培和發(fā)酵方面［3-4］。國(guó)內(nèi)外主要研究了血紅鉚釘菇多糖的提取工藝［5］、體外抗氧化活性［6］、提高免疫力［7］、抑菌活性［8］以及醇溶性色素［9］。關(guān)于血紅鉚釘菇的其他生物活性物質(zhì)鮮有報(bào)道，具有廣闊的開(kāi)發(fā)利用前景，本文主要對(duì)血紅鉚釘菇總黃酮的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化及體外抗氧化活性進(jìn)行了研究。

1材料與方法

1.1材料與試劑

血紅鉚釘菇：購(gòu)買于吉林省延吉市，由東北師范大學(xué)生物系鑒定；無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、磷酸二氫鈉、硫酸亞鐵、雙氧水：北京化工廠；亞硝酸鈉：萊陽(yáng)化工實(shí)驗(yàn)室；硝酸鋁：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；磷酸氫二鉀、鐵氰化鉀、三氯化鐵：天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司；三氯乙酸：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；鄰菲羅啉：天津基準(zhǔn)化學(xué)試劑有限公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼：東京化成工業(yè)株式會(huì)社；以上試劑均為分析純。蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：北京恒元啟天化工技術(shù)研究院與北京世紀(jì)奧科生物科技有限公司聯(lián)合研制。

1.2儀器與設(shè)備

SHHW21.600AⅡ三用恒溫水箱：天津市泰斯特儀器有限公司；TG16GT高速臺(tái)式離心機(jī)：湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司；UV754可見(jiàn)光分光光度計(jì)：上海佑科儀器儀表有限公司；FW135中草藥粉碎機(jī)：天津泰斯特儀器有限公司；DHG-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥器：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；FD-1A-50冷凍干燥機(jī)：北京博醫(yī)康技術(shù)公司。

1.3方法

1.3.1血紅鉚釘菇總黃酮提取工藝流程

原料烘干→粉碎→脫脂→干燥→提取→抽濾→合并濾液→減壓濃縮→冷凍干燥→總黃酮

1.3.2操作要點(diǎn)

1）烘干：將血紅鉚釘菇65℃烘干。

2）粉碎：將烘干后的血紅鉚釘菇粉粹過(guò)80目篩，備用。

3）脫脂：石油醚（沸點(diǎn)60℃～90℃）浸泡24 h。

4）提取：采用乙醇回流提取，乙醇體積分?jǐn)?shù)83%、液料比15∶1（mL/g）、提取時(shí)間2.5 h、提取溫度85℃，提取3次合并濾液。

5）減壓濃縮：將濾液濃縮至無(wú)醇味，得到浸膏。

6）冷凍干燥：將總黃酮冷凍干燥24 h，得到總黃酮干粉。

1.3.3蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備［10］

準(zhǔn)確吸取105℃烘干至恒重的蘆丁對(duì)照品2.5 mg，配制成濃度為0.1 mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液，分別吸取50、100、200、400、800 μL相當(dāng)于（5、10、20、40、80 μg）標(biāo)準(zhǔn)溶液別置于10 mL具塞刻度的比色管中，各加入30%乙醇至5 mL，分別加入5%亞硝酸鈉水溶液0.3 mL，搖勻，靜置5 min；加入10%硝酸鋁水溶液0.3 mL，搖勻，靜置6 min再分別加入4%氫氧化鈉水溶液4 mL，加入30%乙醇至10 mL，靜置10 min，在最大吸收波長(zhǎng)510 nm下，以蘆丁濃度為橫坐標(biāo)，吸光值A(chǔ)為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程y=0.001 1x-0.002 4，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 4。

1.3.4血紅鉚釘菇總黃酮提取率的測(cè)定［11］

式中：m為試樣的質(zhì)量，g；m1為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線中計(jì)算出被測(cè)液總黃酮含量，μg/mL；V1為待測(cè)液中分取體積，mL；V2為待測(cè)液總體積，mL。

1.3.5響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

利用試驗(yàn)設(shè)計(jì)得到的數(shù)據(jù)采用多元二次回歸方程，尋求最優(yōu)工藝參數(shù)，通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法分析回歸方程［12-13］。

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，用Design-Expert軟件以血紅鉚釘菇總黃酮提取率為指標(biāo)，確定選用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)的自變量有乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、提取時(shí)間和提取溫度，通過(guò)響應(yīng)面對(duì)提取條件進(jìn)行優(yōu)化，響應(yīng)面因素水平見(jiàn)表1。

表1　響應(yīng)面因素及水平設(shè)計(jì)Table 1Factors and levels for response surface analysis

1.3.6驗(yàn)證試驗(yàn)

將得出的最佳提取工藝條件重復(fù)操作5次，驗(yàn)證其穩(wěn)定性。

1.3.7血紅鉚釘菇總黃酮體外抗氧化活性研究

在驗(yàn)證試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，血紅鉚釘菇500 g提取總黃酮，用血紅鉚釘菇總黃酮干粉配置不同濃度的黃酮水溶液，進(jìn)行體外抗氧化試驗(yàn)。

1）DPPH自由基清除試驗(yàn)［14］。

2）羥基自由基清除試驗(yàn)［15］。

1.4數(shù)據(jù)處理

每次試驗(yàn)設(shè)3個(gè)平行，取平均值，數(shù)據(jù)采用Excel軟件和Design Expert 8.06軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以血紅鉚釘菇總黃酮提取率為響應(yīng)值，采用Box-Benhnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步進(jìn)行四因素三水平的分析試驗(yàn)。Design-Expert試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　Design-Expert試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 2Experimental design and results for response surface analysis

續(xù)表2Design-Expert試驗(yàn)方案及結(jié)果Continue table 2Experimental design and results for response surface analysis

利用Design-Expert軟件進(jìn)行回歸分析，經(jīng)排除不顯著項(xiàng)后，得到如下回歸方程：Y=5.95+0.13×A+0.37× B+0.73×C+0.059×D+0.025×A×B+0.040×A×C+0.022×A× D+0.2×B×C+0.050×B×D+0.010×C×D-0.56×A2-0.59×B2-0.21×C2-0.14×D2。

方差分析見(jiàn)表3。

表3　方差分析表Table 3Analysis varlance

續(xù)表3方差分析表Continue table 3Analysis varlance

對(duì)此回歸模型進(jìn)行分析，由表3可知，一次項(xiàng)D不顯著，B、C對(duì)模型的影響極為顯著，A對(duì)模型影響為顯著，二次項(xiàng)A2、B2、C2極為顯著，該模型的相關(guān)系數(shù)為R2=0.966 4，自變量與響應(yīng)值之間的線性關(guān)系也很顯著，可以用作理論上血紅鉚釘菇總黃酮類化合物提取試驗(yàn)的預(yù)測(cè)分析。均方值越大意味著該因素對(duì)提取率的影響越大。從表3可知，對(duì)響應(yīng)值（提取率）影響因素的主次順序?yàn)椋篊＞B＞A＞D，即提取時(shí)間＞液料比＞乙醇體積分?jǐn)?shù)＞提取溫度。通過(guò)對(duì)回歸模型進(jìn)行分析，可以得到曲面的最大點(diǎn)，求導(dǎo)方程解得A=83.48%，B= 15.88∶1（mL/g），C=2.5 h，D=85.28℃。在該條件下血紅鉚釘菇總黃酮理論提取率6.66%。

圖1　因素交互作用對(duì)黃酮提取率的影響Fig.1The influence of factors interaction of flavonoids extraction yield

2.2驗(yàn)證試驗(yàn)

考慮到實(shí)際操作的各種條件，對(duì)血紅鉚釘菇總黃酮的最佳提取工藝條件進(jìn)行修正：A=83%，B=15∶1（mL/g），C=2.5 h，D=85℃，在此條件下重復(fù)5次進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。血紅鉚釘菇總黃酮提取率可達(dá)到6.72%。

表4　最佳條件的驗(yàn)證試驗(yàn)Table 4The optimum condition of experiment

2.3血紅鉚釘菇總黃酮體外抗氧化活性研究

2.3.1DPPH自由基清除試驗(yàn)

VC和血紅鉚釘菇總黃酮對(duì)DPPH自由基的清除能力見(jiàn)圖2。

圖2　VC和血紅鉚釘菇總黃酮對(duì)DPPH自由基的清除能力Fig.2DPPH radicals scavenging capacity of VCand total flavonoids from Chroogomphis rutilus

如圖2所示，血紅鉚釘菇總黃酮類對(duì)DPPH自由基有較高的清除率，隨著血紅鉚釘菇總黃酮質(zhì)量濃度的增加，對(duì)DPPH自由基的清除能力逐漸增強(qiáng)，呈現(xiàn)出正相關(guān)，血紅鉚釘菇總黃酮質(zhì)量濃度在0.08 mg/mL，清除率能達(dá)到93.88%以上，但在同等條件下，VC的清除率是75.66%，其清除DPPH自由基的IC50值為0.01 mg/mL，由此可表明血紅鉚釘菇總黃酮具有較好的抗氧化性。

2.3.2羥基自由基清除試驗(yàn)

VC和血紅鉚釘菇總黃酮對(duì)羥基自由基的清除能力見(jiàn)圖3。

圖3　VC和血紅鉚釘菇總黃酮對(duì)羥基自由基的清除能力Fig.3Hydroxyl radicals scavenging capacity of VCand total flavonoids from Chroogomphis rutilus

由圖3可以看出，隨著樣液質(zhì)量濃度的增加，對(duì)·OH的清除率呈逐漸上升趨勢(shì)，質(zhì)量濃度在0.2mg/ mL以前增長(zhǎng)速度較快，且質(zhì)量濃度在＞0.1 mg/mL時(shí)，血紅鉚釘菇總黃酮對(duì)·OH的清除能力已經(jīng)超過(guò)VC?？梢钥闯鲅t鉚釘菇總黃酮對(duì)·OH有較強(qiáng)的清除能力，在達(dá)到一定質(zhì)量濃度以后要優(yōu)于VC，其清除·OH的IC50值為0.17 mg/mL，表明其具有較好抗氧化能力。

3結(jié)論

響應(yīng)面優(yōu)化血紅鉚釘菇總黃酮提取的最佳工藝條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)83%、液料比15∶1（mL/g）、提取時(shí)間2.5 h、提取溫度85℃，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，血紅鉚釘菇總黃酮的提取率可達(dá)6.72%，各因素對(duì)提取率的影響主次順序?yàn)椋禾崛r(shí)間＞液料比＞乙醇體積分?jǐn)?shù)＞提取溫度。血紅鉚釘菇總黃酮體外抗氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，清除能力在一定范圍內(nèi)隨血紅鉚釘菇總黃酮質(zhì)量濃度的升高而升高，均呈現(xiàn)出一定的量效關(guān)系，且均高于VC，其清除DPPH自由基、·OH的IC50值分別為0.01、0.17 mg/mL，由此可知，血紅鉚釘菇總黃酮具有較好的體外抗氧化能力。

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Antioxidant Activity in vitro of Chroogomphis rutilus Flavonoids

ZHANG Hai-yue，YANG Xue，LI Zhen，YU Hao
（College of Chemical and Life Science，Changchun University of Technology，Changchun 130012，Jilin，China）

The extraction and antioxidant activity in vitro of flavonoids from Chroogomphis rutilus was investigated.The extraction process was optimized using response surface methodology.The evaluation of antioxidant activity was carried out by DPPH radical and hydroxyl radical scavenging assays in comparison to VC.The optimumextractionconditionsweredeterminedas83%，15∶1（mL/g），2.5 h and 85℃forethanolconcentration，solvent-to-solid ratio，extraction time and temperature，respectively.The experimentally observed on extraction efficiency of flavonoids under the optimized conditions was 6.72%.In DPPH radical and hydroxyl radical scavenging assays，the IC50of the flavonoids from Chroogomphis rutilus were 0.01，0.17 mg/mL，were higher than that of VC.These results showed that flavonoids of Chroogomphis rutilus had strong antioxidant activity in vitro.

Chroogomphisrutilus；flavonoids；responsesurface；antioxidantactivity

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.19.026

2015-11-09

張海悅（1967—），女（漢），教授，博士，研究方向：天然產(chǎn)物提取及功能食品研發(fā)。