无花果干果不同溶剂提取物及其抗氧化活性研究
2017-09-17张锦华白宝清
徐 蔓,张锦华,白宝清
(山西大学生命科学学院,山西太原030006)
无花果干果不同溶剂提取物及其抗氧化活性研究
徐 蔓,张锦华,白宝清
(山西大学生命科学学院,山西太原030006)
采用4种极性溶剂(乙酸乙酯、正己烷、氯仿、乙醇)通过一次提取和双溶剂萃取2种不同方法提取无花果干果中的总酚和总黄酮,测定其含量,并通过还原能力及羟自由基清除能力测定对其抗氧化活性进行比较分析。结果表明,一次提取法得到的无花果干果提取物中总酚、总黄酮含量和相应的抗氧化能力均高于双溶剂萃取法;采用同种提取方法时提取溶剂极性越大其多酚和黄酮含量与对应的抗氧化活性越高(乙醇提取物>乙酸乙酯提取物>氯仿提取物>正己烷提取物);采用60%乙醇作为提取溶剂通过一次提取法提取效果最好,提取物中总酚和总黄酮含量相对其他有机溶剂最高,相应的还原能力和羟自由基清除率均最好。
无花果干果;提取方法;抗氧化活性
无花果(Ficus carica L.)系桑科落叶小乔木,是一种有悠久栽培历史的药食同源果品树种,也是一种开发应用较广的经济植物,其果实含有丰富的碳水化合物、蛋白质、粗纤维、脂肪酸、多酚、维生素、矿物质等,叶、根均可入药[1]。无花果极易腐坏,因此,很大一部分是干无花果。干无花果是世界上最盛产的水果产品之一,除整个果实被食用外,还被加工为膏、浓缩汁、粉、粒等工业产品[2]。无花果富含酚类化合物,酚类物质具有很强的生理活性[3-4]。植物多酚是水果中含量最丰富的抗氧化物质之一,能够有效清除自由基、保护机体生物大分子以及抗肿瘤、抗动脉硬化等[5]。
无花果中亦含有黄酮类化合物。黄酮类化合物具有高度的化学反应性,例如它能够清除生物体内的自由基,具有抗氧化作用[6];在生物体中具有抗心脑血管病、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤、抗衰老、抗过敏、免疫调节等作用[7-8],在食品、医药、保健品等方面应用十分广泛,但是目前在无花果的研究中鲜有报道。
目前,国内对无花果的研究主要集中在无花果多糖提取工艺优化和无花果叶中活性物质的提取及抗氧化活性方面。张泽俊等[9]以不同溶剂对无花果叶进行超声辅助提取,比较了各提取物抗氧化能力,结果表明,无花果叶水提取具有较强的抗氧化性。房昱含等[10]采用乙醇冷浸与溶剂分相萃取相结合的方法获得无花果叶3种相提取物,测定不同相抗氧化能力,结果表明,无花果叶提取物各相均有抗氧化活性,并且有剂量依赖关系。大多研究主要使用乙醇作为提取溶剂,通过超声波对无花果叶中的多酚及黄酮进行提取,实现了无花果叶的综合利用。
杨润亚等[1]通过正交试验设计优化出超声波辅助提取无花果叶中总黄酮的工艺条件,其提取量可以达到25.04 mg/g。庄奕筠等[11]通过乙醇浸提与超声波辅助相结合的方法提取无花果叶中总黄酮,确定最佳工艺并得到了2.39%的较高提取率。齐建红等[12]以金黄色葡萄球菌等5种菌作为供试菌种,对无花果叶提取物中有效成分的抑菌活性进行了测定,结果表明,无花果叶提取物对5种试验菌均有抑菌作用,且抑菌作用随着浓度的增加而增强。而报道中对于无花果干果提取物的研究较少。
本试验立足于无花果干果中的活性成分,采用不同溶剂及方法进行提取,对其多酚和黄酮含量测定,并结合相应的抗氧化活性的分析比较,寻找无花果干果活性物质提取的最适溶剂和方法,旨在为无花果干果活性物质的有效提取提供理论依据和应用基础。
1 材料和方法
1.1 材料与试剂
无花果干果购于太原市美特好超市。
无水乙醇,正己烷,氯仿,乙酸乙酯,甲醇,福林酚,Na2CO3,NaNO2,Al(NO3)3,NaOH,NaH2PO4·2H2O,Na2HPO4·12H2O,铁氰化钾,三氯乙酸,三氯化铁,硫酸亚铁,水杨酸,双氧水(以上试剂均为分析纯);没食子酸标准品、芦丁标准品(上海融禾医药科技有限公司)。
1.2 仪器与设备
UV-2800型紫外可见分光光度计(尤尼柯(上海)仪器有限公司);GZX-9023MBE型电热鼓风干燥箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂);JA1203N型电子天平(上海精密科学仪器有限公司);SC-3614型低速离心机(安徽中科中佳科学仪器有限公司);RE-52AA型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);SHZ-III型循环水真空泵(上海知信试验仪器技术有限公司);XL-600B型多功能粉碎机(永康市小宝电器有限公司);SB-4200DT型超声波清洗机(宁波新芝生物科技股份有限公司)。
1.3 试验方法
1.3.1 原料预处理 无花果干果切小块后放置于55℃烘箱中24 h,粉碎后过0.25 mm筛备用。
1.3.2 提取液的制备
1.3.2.1 一次提取法 取10 g待测样品,分别于250 mL三角瓶中加入100 mL乙酸乙酯、正己烷、氯仿,室温下100 r/min摇床提取2 h,每个试验重复2次,合并滤液,于50℃下减压浓缩至干,再用甲醇定容至10 mL容量瓶中,得到乙酸乙酯、正己烷、氯仿提取物原液,4℃冰箱冷藏备用。同法以体积分数分别为20%,40%,60%,80%的乙醇提取得到相应的乙醇提取物原液。
1.3.2.2 双溶剂萃取法 取10 g待测样品,于250 mL三角瓶中加入100 mL 95%的乙醇进行提取,放置于摇床(100 r/min)2 h,重复2次,合并滤液。50℃下减压浓缩,得到无花果干果的乙醇浸膏。然后直接加入100 mL乙酸乙酯、正己烷、氯仿进行萃取,直到有机相澄清为止。收集萃取液在50℃下再次减压浓缩,用甲醇定容至10 mL容量瓶中,分别得到乙酸乙酯、正己烷、氯仿萃取液,于4℃冰箱冷藏备用[13]。
1.3.3 总酚含量测定[14]总酚含量采用福林-酚法进行测量。分别吸取一次提取和双溶剂萃取2种方法得到的乙酸乙酯、正己烷、氯仿及不同体积分数乙醇提取物各0.5 mL于10 mL容量瓶中,加入1 mL福林-酚试剂,迅速摇匀,再加入2%碳酸钠溶液3 mL,蒸馏水定容至刻度线。避光静置反应2 h后,用紫外可见分光光度计在760 nm处测量吸光度。结果以每克无花果干果中含有相当于没食子酸毫克数表示,单位为mg/g。
1.3.4 总黄酮含量测定[14]分别吸取一次提取和双溶剂萃取2种方法得到的乙酸乙酯、正己烷、氯仿及不同体积分数乙醇提取物各0.5 mL于10 mL容量瓶中,依次加入0.4 mL 5%的NaNO2,摇匀后静置反应6 min,加入0.4 mL 5%的Al(NO3)3,摇匀后静置反应6 min,再加入4 mL 5%的NaOH,摇匀后继续静置反应15 min,于510 nm处测定吸光度值。结果以每克无花果干果中含有相当于芦丁毫克数表示,单位为mg/g。
1.3.5 还原能力测试[15]分别吸取1 mL样品于10 mL离心管中,加入2.0 mL 0.2 mol/L磷酸盐缓冲液(pH值为6.6),摇匀后加入2.0 mL 1%铁氰化钾溶液,混匀,50℃恒温水浴反应20 min,回到室温后加入2.0 mL 10%三氯乙酸,4 000 r/min条件下反应10 min。之后取2.0 mL上清液,再加入2.0 mL蒸馏水以及0.4 mL 0.1%三氯化铁混匀,静置10 min,700 nm处测定吸光度。重复测量求平均值,吸光度越高,还原能力越强。
1.3.6 羟自由基清除率测定[16]向离心管中依次各加入2.0 mmol/LFeSO42.0 mL,1.0 mmol/LH2O22.0 mL,振荡,摇匀。再加入6.0 mmol/L水杨酸3.0 mL,摇匀,于37℃水浴加热15 min。加热完毕后于510 nm波长处分别测定吸光度A1。之后分别加入各待试样品1.0 mL,摇匀,继续水浴加热15 min,待加热完毕后再次分别测其吸光度A2。对照试验:用2.0 mL蒸馏水取代H2O2溶液,严格重复上述过程,测吸光度A3。其计算公式如下。
2 结果与分析
2.1 提取方法与相应提取液中总酚、总黄酮含量[17]比较
2.1.1 一次提取法及其不同溶剂提取物的总酚、总黄酮含量比较 从表1可以看出,3种溶剂作为提取剂均可以有效地提取无花果干果中的多酚和黄酮类物质,但是不同溶剂提取物中总酚和总黄酮含量不同,其中以乙酸乙酯为提取溶剂得到的提取物中的总酚和总黄酮含量(分别为(1.528±0.046),(7.946±0.210)mg/g)要高于其他2种提取溶剂得到的。
表1 一次提取及其不同溶剂提取物的总酚、总黄酮含量 mg/g
2.1.2 不同体积分数乙醇提取物中总酚、总黄酮含量比较 乙醇是大多数活性成分的有效提取溶剂。从图1可以看出,采用乙醇作为提取溶剂,通过一次提取法可以有效地提取无花果干果中的总酚和总黄酮类物质,选择的乙醇的体积分数不一样,提取的效率也不一样,其中,采用体积分数为60%的乙醇作为提取溶剂时,提取效果明显高于其他体积分数的乙醇,提取物中的总酚(1.738 mg/g)和总黄酮含量(8.472 mg/g)要明显高于其他体积分数的乙醇。
结合表1和图1可以看出,4种提取溶剂中,60%乙醇提取物的总酚和总黄酮含量均高于其他3种提取溶剂。
2.1.3 双溶剂萃取及其不同溶剂萃取物的总酚、总黄酮含量 从表2可以看出,采用不同溶剂对无花果干果的乙醇浸膏进行再萃取可以将其中的多酚和黄酮物质进一步萃取出来,得到的提取物的总酚和总黄酮含量也不同,其中以乙酸乙酯为萃取溶剂得到的提取物中的总酚和总黄酮含量略高于其他2种溶剂的,且没有明显差异。
表2 双溶剂萃取及其不同溶剂提取物总酚、总黄酮含量 mg/g
与表1相比,同种提取溶剂采用一次提取法得到的相应提取物中总酚和总黄酮含量明显比双溶剂萃取法的高,且2种提取方法中,极性越大溶剂萃取所得提取物中总酚和总黄酮含量越高,乙酸乙酯提取物总酚和总黄酮含量最高,正己烷提取物总酚和总黄酮含量最低。
2.2 各提取物还原能力比较[18]
同样条件下,试验测定了不同提取物对应的还原力,结果用吸光度值表示,吸光度值越高,还原能力越大。由图2可知,在保证多酚活性物质浓度一致的情况下,采用一次提取法得到的各提取物的还原能力均比双溶剂萃取法略高,其中,3种有机溶剂中乙酸乙酯2种提取方法的提取物还原能力均最高,还原力分别为0.57和0.55;正己烷提取物还原能力最低。还原能力强弱与活性物质含量高低的趋势一致。但是与乙醇为提取溶剂相比,一次提取法中乙醇提取物的还原力高于其他提取溶剂的,其中,60%乙醇提取物的还原力最大(还原力为1.14),低于或高于这一值,对应的还原力都偏低,与对应不同体积分数乙醇提取物的多酚和黄酮含量的趋势一致(图3)。
2.3 各提取物羟自由基清除能力分析比较[19]
由图4可知,2种提取方法相比较,在保证多酚活性物质浓度一致的情况下,一次提取法各提取物清除羟自由基能力均高于双溶剂萃取法,不同溶剂清除羟自由基能力趋势为:乙酸乙酯>氯仿>正己烷,与相应的活性物质含量趋势一致,其中,一次提取法中乙酸乙酯提取物的羟自由基清除能力达到89.17%,但仍低于60%乙醇提取物(羟自由基清除率为98.77%),低于或高于这一体积分数值,对应的乙醇提取物的羟自由基清除率都偏低,与不同体积分数乙醇提取物中多酚和黄酮含量的趋势一致(图5)。
3 结论与讨论
试验较系统地研究了不同溶剂和不同提取方法对无花果干果中多酚和黄酮物质提取含量和抗氧化活性的影响[20]。本研究结果表明,采用同种提取溶剂时,一次提取法和双溶剂萃取法都可以有效地提取无花果干果中的多酚和黄酮类物质,相比较之下,一次提取法效果更好,一次提取法提取物中多酚和黄酮含量及抗氧化能力均比双溶剂萃取法高,推测可能是由于相比一次提取法直接从植物材料中提取活性成分,双溶剂萃取法中乙醇浸膏的制备可以将原料中的绝大多数活性成分提取出来,而再采用乙酸乙酯、氯仿、正己烷等极性较弱的溶剂很难从乙醇中进一步将有效成分进行萃取,提取机理还有待进一步试验推理。采用3种有机溶剂乙酸乙酯、氯仿、正己烷进行提取,其中,2种方法得到的乙酸乙酯提取物中的多酚和黄酮含量相对较高,对应的抗氧化能力也较好;3种溶剂提取物的抗氧化能力强弱与其多酚和黄酮含量多少的趋势一致,可见提取物的抗氧化活性主要是由其含有的多酚和黄酮物质贡献的,即无花果干果提取物中多酚和黄酮可能是发挥抗氧化作用的主要活性物质;但是3种有机溶剂提取物中的多酚和黄酮物质含量低于采用乙醇作为提取溶剂得到的提取物中含量,相应的抗氧化能力也偏低,试验发现,采用60%的乙醇为溶剂通过一次提取法提取无花果干果中的活性物质时,提取物中的多酚和黄酮含量最高,并与乙醇的体积分数呈正相关,也与相应的抗氧化活性趋势一致。可见,无花果干果活性成分及抗氧化活性与提取的溶剂和提取方法有一定的关系,通过本试验可以推断,无花果干果中多酚和黄酮物质的最佳提取溶剂为60%乙醇,采用一次提取法效果较好,乙醇提取物中的总酚和总黄酮含量分别为1.738,8.472 mg/g,试验将进一步辅助超声波对提取条件进行优化,提高无花果干果中多酚和黄酮的提取率,也为以后无花果及其他天然产物的提取提供了参考。
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Study on Different Solvent Extracts of Fig Dried Fruit and Its Antioxidative Activity
XUMan, ZHANGJinhua,BAIBaoqing
(College ofLife Science,ShanxiUniversity,Taiyuan 030006,China)
Four polar solvent(ethylacetate,n-hexane,chloroform,ethanol)were used to extractthe phenols and flavonoids from dried fig fruits by the two differentmethods ofone-time extraction and dual-solventextraction,the totalcontentofwhich were measured. At the same time,the antioxidant activity wes compared by the scavenging activities against hydroxyl and reducing capacity evaluated. The results showed thatthe contentoftotalphenols and flavonoids by one-time extraction were higher than dual-solventextraction,also with theirantioxidantactivity correspondingly.Using the same extraction method,the polarity ofsolventextracts was greater,totalphenols and flavonoids content offour differentextracts was higher,the same as the trend of their antioxidant activity(ethanol extract>ethyl acetate extract>chloroform extract>n-hexane extract).The extraction effectwas the bestwhen using 60%ethanolas extraction solvent through one-time extraction method,with the highest of the total phenols and flavonoids content and their scavenging activities against hydroxyland reducing capacity.
dried figs;extraction method;antioxidantactivity
S663.3
:A
:1002-2481(2017)09-1430-05
10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.09
2017-04-10
山西大学引进人才建设项目(113533801003)
徐 蔓(1992-),女,山西运城人,在读硕士,研究方向:天然活性物质的提取。张锦华为通信作者。