鱼腥草多酚的超声波辅助提取及抗氧化性能研究

李利华（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723000）

鱼腥草多酚的超声波辅助提取及抗氧化性能研究

李利华
（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723000）

研究鱼腥草多酚的超声波辅助提取工艺和抗氧化性能。以多酚提取率为指标，通过单因素实验和正交实验优化鱼腥草多酚提取工艺；通过体外对羟自由基（·OH）、超氧阴离子自由基（O·）的清除作用评价其抗氧化活性。研究结果表明，鱼腥草多酚最佳提取工艺为乙醇浓度50%、超声浸提温度50℃、超声浸提时间60 min、料液比1∶35，超声功率200 W，此条件下鱼腥草多酚的提取率为3.734%±0.025%，其中浸提温度和乙醇体积分数对鱼腥草多酚提取率具有显著性影响。鱼腥草多酚具有一定的清除·OH和O·的能力，且清除率与多酚浓度呈剂量效应关系，在实验范围内其对·OH和O·的清除率均低于同浓度的阳性对照品VC。

鱼腥草，多酚，超声波辅助提取，抗氧化性能

鱼腥草（Houttuynia cordata Thunb.），又名蕺菜、折耳根、狗点耳，属三白草科蕺菜属，为三白草科植物蕺菜的新鲜全草或干燥的地上部分，因全草带鱼腥味而得名，在我国南方省区分布广泛［1］。鱼腥草是国家卫生部正式确定的“药食兼用型”植物之一，不仅含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质等营养成分，同时含有挥发油、多糖、黄酮类等多种药效成分，具有清热解毒、消肿排脓、利尿除湿等功效，在临床上用于治疗肺炎、肺脓疡、热痢、痔疮、水肿、脱肛、湿疹、疟疾等［2］。

植物多酚（Plant polyphenol）又称植物单宁，是植物的次生代谢产物，广泛存在于植物的根、木、果、叶、皮中，属于天然多元酚类有机化合物［3］。近年来，多酚类化合物的生物活性和其对人体的保健防病功效成为研究的热点。大量研究已证实，多酚类化合物是优良的天然抗氧化剂，能够阻止脂质自氧化，延缓人体衰老，清除体内多余自由基等作用［4-5］。目前，国内外有关植物中多酚类化合物提取及应用的研究报

道较多［6-8］，而有关鱼腥草中多酚类物质的提取却鲜见报道。本研究采用超声波辅助提取法从鱼腥草中提取多酚，通过单因素实验考察乙醇体积分数、浸提温度、浸提时间及料液比对鱼腥草多酚提取率的影响，通过正交实验对其提取工艺条件进行优化；并通过体外对羟自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（O·）的清除作用，评价鱼腥草多酚的抗氧化性能，为进一步研究鱼腥草的药理和保健功效提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜鱼腥草 于2015年4月初采挖于陕南山区，将新鲜鱼腥草分别用自来水和二次蒸馏水冲洗干净，于60℃干燥至恒质量，粉碎，过40目筛，备用；福林试剂、没食子酸、无水乙醇、碳酸钠、双氧水、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸亚铁、邻二氮菲、三羟基氨甲烷、邻苯三酚等试剂 均为国产分析纯；实验用水二次蒸馏水。

KQ-700VDE型三频数控超声波清洗器 宁波新芝生物科技股份有限公司；UV型紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；TD-214型电子天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司；RE-52AA型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器有限公司；DHG-9140B型电热恒温干燥箱 上海森信实验仪器有限公司；中草药粉碎机 天津泰斯特仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鱼腥草多酚的提取工艺流程 鱼腥草→清洗→干燥（60℃）→粉碎→石油醚脱脂→利用超声波辅助浸提多酚→过滤→测定上清液多酚提取率→优化多酚提取工艺→得到多酚提取液→浓缩（测抗氧化性能）→干燥→鱼腥草粗多酚。

1.2.2 多酚的含量测定 以没食子酸为对照品，采用Folin-Ciocalteau法［9］制做标准曲线，于765 nm处测定吸光度值，得到标准曲线方程为：A=0.9772C+0.1141，R2=0.9992。

精密移取鱼腥草多酚提取液1.0 mL于25 mL比色管中，依次加福林试剂1.0 mL和15%碳酸钠溶液4 mL，以50%乙醇定容至刻线，常温下避光反应2 h，于波长765 nm下测定吸光度，每个样品平行测定三次取平均值，根据标准曲线方程计算多酚含量及提取率：

1.2.3 单因素实验

1.2.3.1 乙醇体积分数对鱼腥草多酚提取率的影响

固定超声功率200 W，分别选取体积分数为30%、40%、50%、60%、70%的乙醇作为溶剂，在超声浸提时间50 min、超声浸提温度60℃、料液比1∶30的条件下提取鱼腥草多酚，考察乙醇体积分数对鱼腥草多酚提取率的影响，每个处理重复3次。

1.2.3.2 超声浸提时间对鱼腥草多酚提取率的影响

固定超声功率200 W，分别选取超声浸提时间为20、 35、50、65、80 min，在乙醇体积分数50%、超声浸提温度60℃、料液比1∶30的条件下提取鱼腥草多酚，考察浸提时间对鱼腥草多酚提取率的影响，每个处理重复3次。

1.2.3.3 料液比对鱼腥草多酚提取率的影响 固定超声功率200 W，分别选取料液比为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50（g∶mL），在乙醇体积分数50%、超声浸提温度60℃、超声浸提时间50 min的条件下提取鱼腥草多酚，考察料液比对鱼腥草多酚提取率的影响，每个处理重复3次。

1.2.3.4 超声浸提温度对鱼腥草多酚提取率的影响

固定超声功率200 W，分别选取超声浸提温度为40、50、60、70、80℃，在乙醇体积分数50%、浸提时间50 min、料液比1∶30的条件下提取鱼腥草多酚，考察浸提温度对鱼腥草多酚提取率的影响，每个处理重复3次。

1.2.4 正交实验设计 在1.2.3单因素实验基础上，选取乙醇体积分数，超声浸提时间，料液比，超声浸提温度的最佳水平范围进行L9（34）正交实验，优化鱼腥草多酚超声波辅助提取的最佳提取条件，因素水平表见表1。

表1 正交实验因素水平Table1 The factors and levels of the orthogonal design

1.2.5 鱼腥草多酚的抗氧化性能研究

1.2.5.1 对羟自由基（·OH）的清除作用 采用邻二氮菲-Fe2+氧化法［10］。比色管中依次加入5.0 mmol·L-1邻二氮菲1.0 mL，pH7.4 PBS缓冲溶液3.8 mL，不同浓度的鱼腥草多酚提取液1.0 mL，5.0 mmol·L-1FeSO41.5 mL及0.1%H2O21.0 mL，摇匀后于37℃水浴保温60 min，于536 nm处测定吸光度值A样品，用蒸馏水取代多酚提取液测定吸光度值A损伤，用蒸馏水取代多酚提取液和0.1%H2O2，测定吸光度值A未损。配制同浓度VC做阳性对照。按下式计算对·OH清除率：

1.2.6 实验数据处理 利用SPSS 17.0和Origin 8.0

软件进行数据统计分析并制图，每个实验重复3次，结果均以平均值±标准差（meana±SD）表示。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 乙醇体积分数对鱼腥草多酚提取率的影响

由图1可知，鱼腥草多酚的提取率随乙醇体积分数的增加呈先增大后减小的趋势，在乙醇体积分数50%时提取率达最大值，之后提取率开始下降。根据相似相溶原理，适当增大乙醇体积分数，溶剂极性增加，有利于多酚的溶出，而当乙醇体积分数超过50%，溶剂与多酚极性差异增大，多酚不能充分溶解，提取率下降［12］。因此选择乙醇体积分数50%左右为最佳提取剂浓度。

图1 乙醇体积分数对多酚提取率的影响Fig.1 Influence of ethanol concentration on extraction yield of the polyphenol

2.1.2 超声浸提时间对鱼腥草多酚提取率的影响

由图2可知，随着浸提时间的延长，鱼腥草多酚提取率先明显增大，当浸提时间达到65 min时提取率最高，为3.660%±0.021%，之后继续延长浸提时间，提取率开始下降。这是由于在一定时间内浸提时间越长，多酚的溶出量越多，但浸提时间过长会导致其他杂质成分溶出量增加，多酚提取率降低［13］。因此选择超声浸提时间65 min左右为最佳浸提时间。

图2 超声浸提时间对多酚提取率的影响Fig.2 Influence of ultrasonic duration on extraction yield of the polyphenol

2.1.3 料液比对鱼腥草多酚提取率的影响 由图3可知，随着料液比的增加，鱼腥草多酚的提取率逐渐增大，当料液比为1∶40时，多酚的提取率最高，为3.574%±0.018%；之后料液比继续增大，多酚提取率趋于平稳并略有下降。这是由于料液比低于1∶40，多酚溶出不完全，提取率增加较快，当料液比为1∶40时，多酚的溶出已基本达饱和。从能耗角度考虑，选择料液比1∶40左右为最佳提取料液比。

图3 料液比对多酚提取率的影响Fig.3 Influence of ratio of material to liquid on extraction yield of the polyphenol

2.1.4 超声浸提温度对鱼腥草多酚提取率的影响

由图4所示，鱼腥草多酚的提取率随浸提温度的升高先增加后减小，当浸提温度为50℃时鱼腥草多酚提取率最大，为3.428%±0.016%，之后提取率开始下降。这可能是浸提温度过高使已溶出的多酚物质氧化或分解［14］。因此，选择超声浸提温度为50℃左右为最佳浸提温度。

图4 超声浸提温度对多酚提取率的影响Fig.4 Influence of ultrasonic temperature on extraction yield of the polyphenol

2.2 正交实验结果与分析

由表2极差分析可知，各因素对鱼腥草多酚的提取率影响主次顺序为：D（超声浸提温度）＞A（乙醇体积分数）＞C（料液比）＞B（超声浸提时间），优化得到最佳工艺条件为A2B1C1D2，即：乙醇体积分数50%，超声浸提温度50℃，超声浸提时间60 min，料液比1∶35。由表3方差分析可知，乙醇体积分数和超声浸提温度对鱼腥草多酚的提取具有显著性影响。

2.3 验证实验

准确称取鱼腥草干粉试样5份，按照优化得到的最佳工艺条件乙醇体积分数50%，超声浸提温度50℃，超声浸提时间60 min，料液比1∶35进行鱼腥草多酚提取验证实验，测得鱼腥草多酚平均提取率为3.734%± 0.025%，RSD为1.36%，表明该工艺条件重复性好，科学可行，能够满足工业生产的要求。

表2 正交实验设计及结果Table2 Orthogonal experiment and its results

表3 方差分析表Table3 Analysis results of variance

2.4 抗氧化性能实验

2.4.1 对羟自由基（·OH）的清除作用 由图5可看出，随着浓度的增加，鱼腥草多酚对·OH的清除率逐渐增大，实验范围内的最大清除率为40.92%±1.56%；和同浓度VC对照可见，VC对·OH的清除率高于同浓度的鱼腥草多酚，说明鱼腥草多酚对·OH具有一定的清除作用，但清除效果不及同浓度的VC。

图5 鱼腥草多酚对·OH的清除作用Fig.5 Scavenging effect of the polyphenol extract from Houttuynia cordata Thunb.on·OH

图6 鱼腥草多酚对O·的清除作用Fig.6 Scavenging effect of the polyphenol extract from Houttuynia cordata Thunb.on O·

3 结论与讨论

3.1 以鱼腥草为原材料，通过单因素实验和正交实验设计，对鱼腥草多酚的超声波辅助提取工艺条件进行优化。结果表明，优化得到的超声波辅助提取鱼腥草多酚的最佳提取工艺条件为：乙醇体积分数50%，超声浸提温度50℃，超声浸提时间60 min，料液比1∶35，超声功率200 W。在此工艺条件下，鱼腥草多酚达到最大提取率3.734%±0.025%。各因素对提取率影响的主次顺序为：超声浸提温度＞乙醇体积分数＞料液比＞超声浸提时间，其中浸提温度和乙醇体积分数对鱼腥草多酚的提取具有显著性影响。

3.3 本研究优化所得的鱼腥草多酚为粗多酚类物质，由于植物多酚为一大类物质，包括酚酸、单宁类、黄酮类及花色苷类等，因此还需进一步对粗多酚分离纯化及结构鉴定，研究其抗氧化性能与多酚类活性成分的构效关系及抗氧化机理。

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Study on ultrasonic-assisted extraction and antioxidant activity of polyphenol from Houttuynia cordata Thunb.

LI Li-hua
（Chemical and Environmental Sciences，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，China）

The paper studied the ultrasonic-assisted extraction and antioxidant activity of polyphenol from Houttuynia cordata Thunb.Using the extraction rate of polyphenol as the index，through the single factor experiments and orthogonal experimental designs，the ultrasonic-assisted extraction of polyphenol from Houttuynia cordata Thunb.was optimized，and the antioxidant activity of the polyphenol extract was evaluated by scavenging hydroxyl free radical（·OH）and superoxide anion free radical（O2-·）in vitro.Results showed that the optimum extraction conditions were determined as following：ethanol concentration of 50%，ultrasound extraction temperature of 50℃，ultrasound extraction duration of 60 min，ratio of solid to liquid of 1∶35（g∶mL），and ultrasound power of 200 W，and the highest yield 3.734%±0.025%was obtained under these conditions.Extraction temperature and ethanol concentration significantly affected the extraction rate of the polyphenol.The polyphenol extract obtained had some scavenging capacity against·OH and O2-·in a dosage-dependent manner，and the scavenging capacity against·OH and O2-·was a little weaker than VCunder the tested concentration.

Houttuynia cordata Thunb.；polyphenol；ultrasonic-assisted extraction；antioxidant activity

TS201.1

B

1002-0306（2016）08-0295-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.08.053

2015－09－08

李利华（1977-），女，硕士，高级实验师，研究方向：天然产物有效成分的分析、检测，E-mail：lilhqlm@126.com。

陕西省科技厅资助科研项目（2014JQ2055）；陕西省教育厅资助科研项目（2014JK1145）。