牛蒡叶多酚提取液抑制亚硝化反应的研究

宋宇

（辽东学院城市建设学院，辽宁丹东118003）

牛蒡叶多酚提取液抑制亚硝化反应的研究

宋宇

（辽东学院城市建设学院，辽宁丹东118003）

通过先进的超声波-微波萃取技术，在体外模拟胃液条件下，研究利用正交试验法从牛蒡叶中获得对亚硝胺有阻断作用和亚硝酸盐有清除作用的多酚提取液的最佳工艺，结果表明：从牛蒡叶中提取多酚物质的最佳工艺是：料液比1∶20（g/mL），70%的乙醇溶液，微波500 W，提取时间30 s，其对亚硝胺合成的最大阻断率是93.2%，对亚硝酸钠的最大清除率是92.7%。

牛蒡叶多酚提取液；亚硝胺的阻断；亚硝酸钠的清除

亚硝胺是世界上公认的最强的化学致癌物之一，可引起动物和人体消化系统和呼吸系统的肿瘤或癌症。人们正常从食物中摄入的亚硝胺量是微乎其微的，但形成亚硝胺类的前体物质亚硝酸盐却大量存在于食物中及食物在体内的代谢过程中[1]。胃是适合亚硝基化反应的有利场所，当人体摄入亚硝酸盐和胺类化合物后，两者就会在胃内进行亚硝化反应，直接生成亚硝胺[2]。

牛蒡是菊科两年生草本药食两用蔬菜，广泛被中国和日本民众食用。在我国主要的产地是江苏省和山东省，其种植规模可谓逐年递增。可在生产过程中大量牛蒡叶被丢弃，既严重地浪费了资源，又污染了环境。而牛蒡叶富含多酚且多酚物质具有抗突变、消炎、抗菌、清热解毒、降压、镇静等功效[3]。它又能够抑制脂质氧化、抑制肿瘤、防治心脑血管疾病、延缓衰老、防辐射等[4]。许多天然成分如原花青素[5]、植物黄酮[6]、红豆多肽[7]等都具有阻断亚硝胺合成或消除亚硝酸盐的功效，但对牛蒡叶多酚提取液抑制亚硝胺合成的报道却鲜见报道。通过超声波-微波萃取技术，模拟胃液条件下，通过正交试验获得牛蒡叶多酚提取液抑制亚硝化反应及清除亚硝酸盐的最佳工艺，为进一步开发利用牛蒡叶，制备大量活性成分，综合利用废弃资源提供试验参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

牛蒡叶：产地临沂，由临沂益康植物研究所提供。牛蒡叶晾干后粉碎至100目，待用。盐酸奈乙二胺；对氨基苯磺酸；亚硝酸钠；乙醇；碳酸钠；二甲胺；α-萘胺；Sigma-P6887型胃蛋白酶（酶活 3 200 U/mg）；浓盐酸模拟胃液：见文献[8]，分别称取2.0 gNaCl与3.2 g胃蛋白酶，加去离子水溶解，然后加入7 mL浓盐酸，用去离子水定容至1 000 mL。

CW-2000型超声-微波协同萃取仪：上海新拓分析仪器科技有限公司；721分光光度计：上海第三分析仪器厂；FZ102型植物粉碎机：天津泰斯特仪器有限公司；JAZ103N型精密电子天平：常熟市双杰仪器测试厂；YLE-2000数显恒温水浴锅：黄石市医疗器械有限公司；UV-140型紫外投射仪：成都彼岸生物科技有限责任公司；旋转蒸发器RE201D：上海予捷仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 阻断亚硝胺合成的原理

模拟人体胃液条件下，二甲胺与亚硝酸钠在37℃下可生成二甲基亚硝胺。在二甲胺与亚硝酸钠中加入牛蒡多酚提取液时，其会先同亚硝酸钠作用，使二甲胺不能与亚硝酸钠反应，从而达到阻止亚硝胺生成的目的。通过比较相同条件下生成的亚硝胺量的多少就能反映出牛蒡多酚阻断能力的强弱，生成亚硝胺量越少，牛蒡多酚的阻断能力就越强，反之就弱。

1.2.2 正交试验设计

为优选牛蒡叶多酚的最佳提取工艺，我们根据实际情况和已有的资料，选取料液比、乙醇浓度、提取时间、微波功率（超声-微波协同萃取仪的超声波功率是固定的为50 W）为主要因素进行四因素三水平L9（34）正交试验。正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Levels and factors of orthogonal test

称取20 g晾干的牛蒡叶，按表1和表2的方法进行提取，提取液抽滤后，滤液减压旋转蒸发，浓缩定容至10 mL备用。

1.2.3 牛蒡叶多酚在模拟胃液条件下对亚硝胺合成阻断率的测定

在25 mL比色管中加入模拟胃酸8 mL，37℃水浴10 min后取出，分别加入上述方法获得的不同提取样液各2 mL，再加入1 mmol/L的二乙胺溶液1 mL及1 mmol/L的亚硝酸钠溶液1 mL，蒸馏水稀释至刻度，37℃下恒温培养1 h。用移液管吸取1 mL上述溶液于试管中，加入0.5%碳酸钠溶液0.5 mL，在紫外投射仪上照射15 min。取出加入1%对氨基苯磺酸1.5 mL，再加入0.1%α-萘胺1.5 mL，去离子水0.5 mL，摇匀，静置15 min，在538 nm下测定吸光度值A0和A1。并且用去离子水代替亚硝酸钠标准液的空白对照实验测定吸光度值A01，用去离子水代替牛蒡叶多酚溶液的空白对照试验测定吸光度值A02。

亚硝胺阻断率/%=[（A0-A1+A02+A01）/A0]×100

式中：A0表示未加牛蒡叶多酚提取液测定值；A1表示加入牛蒡叶多酚提取液的测定值。

1.2.4 模拟胃液条件下不同加入量的牛蒡叶多酚提取液对亚硝胺合成阻断率的影响

正交设计所确定的最佳工艺条件提取牛蒡叶中的多酚物质按1.2.3分别加入牛蒡叶多酚提取液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 mL，计算每一个浓度的阻断率。

1.2.5 模拟胃液条件下不同加入量的牛蒡叶多酚提取液对亚硝酸钠清除率的影响

在25 mL比色管中加入模拟胃液8 mL，在37℃水浴 10 min 取出，分别加入 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 mL 的牛蒡叶多酚提取液，再加入5 μg/mL的亚硝酸钠标液2 mL，在37℃水浴60 min取出，加入0.4%对氨基苯磺酸2 mL，混匀静置5 min后，各加入1 mL 0.2%盐酸萘乙二胺溶液后静置15 min，加水至刻度，混匀，在538 nm下测定吸光度A1和A0同时做以去离子水代替亚硝酸钠标液的空白对照试验测定吸光度A01与以去离子水代替牛蒡叶多酚提取液的空白对照试验测定吸光度A02。

亚硝酸盐清除率/%=[（A0-A1+A02+A01）/A0]×100

式中：A0表示未加牛蒡叶多酚提取液的测定值；A1表示加牛蒡叶多酚提取液的测定值。

2 结果与分析

2.1 牛蒡叶多酚最佳提取工艺的确定

正交试验设计结果见表2。

表2 正交试验设计结果Table 2 Results of orthogonal design

续表2 正交试验设计结果Continue table 2 Results of orthogonal design

由表中极差R的大小可知在4种影响因素中，牛蒡叶多酚对亚硝胺合成阻断率的影响力为A＞B＞C＞D。因素A即料液比的大小是该反应的主要因素。最佳的因素组合为 A1B3C1D2即 1 ∶20（g/mL）的料液比、70%的乙醇溶液、500 W微波、提取时间30 s所得的牛蒡叶多酚对亚硝胺合成阻断作用的效果是最好的。

2.2 牛蒡叶多酚提取液对亚硝胺合成的阻断效应

牛蒡叶多酚提取液对亚硝胺合成的阻断率见表3。

表3 牛蒡叶多酚提取液对亚硝胺合成的阻断率Table 3 Capabilities of disconnecting NDMA by extract ofpolyphenol from burdock leaves

由表3可知，阻断率会随着提取液用量的增多而呈现出明显的先增后减的梯度变化。特别是在加入4 mL～5 mL提取液时阻断率由62.7%急速升迁到86.7%。用量在7 mL时出现最大峰值，显示其阻断率可达到93.2%。提取液用量超过7 mL时其对NDMA合成的阻断率呈下降趋势。因此适量的多酚提取液可对亚硝化反应起到良好的抑制作用。

2.3 牛蒡叶多酚提取液对亚硝酸钠的清除效应

牛蒡叶多酚提取液对亚硝酸钠的清除率见表4。

由表4可知随着提取液用量的增加，其对亚硝酸钠的清除率也逐渐增加，提取液在5 mL～6 mL时，清除率会由64.7%骤增到84.9%，增加了二十个百分点。当用量为8 mL时达到最大清除率为92.7%。

表4 牛蒡叶多酚提取液对亚硝酸钠的清除率Table 4 Capabilities of scavenging NaNO2by extract of polyphenol from burdock leaves

3 结论

1）正交试验结果表明：按 1∶20料液比（g/mL），70%乙醇溶液，500 W微波（超声波50 W是固定的），提取时间30 s是从牛蒡叶中提取具有阻断亚硝胺合成和清除亚硝酸盐的多酚物质的最佳提取工艺。该工艺利用超声波和微波的协同作用明显破坏了样品的微观结构，所以大大加快了提取速度，也提高了多酚得率，增强了阻断亚硝胺的合成及清除亚硝酸盐的能力。

2）体外模拟胃液条件下，牛蒡叶多酚提取液能有效地阻断亚硝胺的合成并能清除亚硝酸盐，最大阻断率是93.2%，最大清除率是92.7%。

3）牛蒡的主要生产基地每年都会丢弃大量牛蒡叶，为避免浪费资源和污染环境，对牛蒡叶进行良好地加工利用，增加其附加值，使其成为抗癌的天然植物新资源则具有很好的应用远景。

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Study of Extract of Polyphenol from Burdock Leaves on Inhibition of Nitrosification

SONG Yu
（School of Urban Construction，Eastern Liaoning University，Dandong 118003，Liaoning，China）

Under simulate gastric juice in vitro，the optimal processes of extract of polyphenol from burdock leaves which had effect on inhibition of nitrosation and scavenging of sodium nitrite were studied by advanced supersonic wave-microwave extraction technology.The results showed that the optimal processes were extracting polyphenol from burdock leaves with 70%alcohol solution for thirty seconds at the 1 ∶20（g/mL）ration of solid to solution under 500 W microwave.The maxium capabilities of inhibiting the production of nitrosamine and scavenging sodium nitrite were 93.2%and 92.7%.

extract of polyphenol from burdock leaves；inhibition of nitrosation；scavenging of sodium nitrite

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.14.007

宋宇（1971—），女（汉），讲师，本科，研究方向：资源环境。

2016-01-09