不同种类老山芹总酚和总黄酮含量及抗氧化能力的初步研究

蒋欣梅孙天宇刘汉兵雷 杨程 瑶于锡宏赵恒田

（1东北农业大学园艺园林学院，农业农村部东北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，黑龙江哈尔滨 150030；2林下经济资源研发与利用协同创新中心，黑龙江哈尔滨 150040；3中国科学院东北地理与农业生态研究所，黑龙江哈尔滨 150040）

老山芹（Heracleum moellendorffii Hance.）也称短毛独活、兴安独活等，为伞形科独活属亚寒带地区常见的草本野生蔬菜，在中国东北、韩国、朝鲜、俄罗斯远东地区广泛分布（李富恒 等，2017）。因其含有丰富的营养物质，表现出很强的抗氧化能力，同时对风湿类病状、“三高”问题具有显著的食疗效果（王金华 等，2017）。丰富的多酚是老山芹发挥医药和保健作用的重要活性成分之一。植物多酚（包括黄酮）广泛存在于植物的根、茎、叶等部位中，既可影响食物的风味（多酚味酸、涩），同时也与抗氧化、抗心血管疾病、抗肿瘤等生物活性密切相关（Toda，2005）。此外，黄酮类物质（槲皮素）对大肠杆菌等细菌也具有抑菌或杀菌作用（Vaquero & de Nadra，2008）。

目前国内对老山芹的研究多集中在自然生境和栽培条件等方面以及总酚类物质含量积累上，关于老山芹多酚类物质与抗氧化能力之间的关系尚未见报道。本试验以叶柄及叶脉部位分别为绿色、红色及混合色的3份老山芹为试验材料，采用比色法分别测定叶片和叶柄总酚和总黄酮含量，利用OH·、DPPH·、ABTS+等3种常用抗氧化能力评价方法，分析醇提物浓度与其抗氧化能力的关系，旨在为筛选合适的老山芹材料进行深入的功能性研究与利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为园艺作物生物学与种质创制重点实验室经多年驯化获得的性状稳定的叶柄及叶脉部位分别表现为绿色、红色及混合色的3份材料，分别为绿色老山芹、红色老山芹、混合色老山芹。

仪器：酶标仪Biotek Elx800；分析天平Sartorius CPA225D；酸度计Sartorius PB-10。

1.2 试验方法

2017年9月16日，在东北农业大学向阳试验基地，选择株高25 cm左右、二年生展叶期的老山芹植株，采摘距地面约20 cm处长势良好的叶作为样品。取样时，每份材料随机选取20株植株的叶，将叶片和叶柄分开后分别混合，保存在-80 ℃冰箱中备用，每处理3次重复。总酚、总黄酮含量以及与抗氧化能力相关指标（OH·清除能力、DPPH·清除能力、ABTS+清除能力）于东北农业大学蔬菜生产设施工程与环境实验室进行测定。

老山芹叶片、叶柄醇提物的制备：分别将老山芹样品与70%乙醇按1∶10（质量比）用粉碎机粉碎1 min，摇床振荡（28 ℃，180 r·min-1）提取16 h，8 000 r·min-1离心15 min，取上清液，10倍梯度稀释，待测。

总酚含量测定采用Folin酚法，总黄酮含量测定采用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠法（Jia et al.，1999）；OH·清除能力测定参照Zhou等（2009）的方法，DPPH·清除能力、ABTS+清除能力测定参照Yolanda等（2014）的方法；计算样品醇提物对自由基的清除率。

半清除率（抑制率）IC50的计算：IC50指清除率（抑制率）为50%时所需样品液浓度，用来表示抗氧化剂清除自由基能力抑制活性。将样品溶液配制成不同浓度梯度的溶液，测定各浓度样品液清除率（抑制率），绘制清除率（抑制率）-样品浓度曲线，由曲线读出或用方程计算出IC50。浓度越低，表明清除能力（抑制活性）越强。以抗坏血酸为对照，浓度分别为61.25、50.99、75.39 mg·L-1。

1.3 数据处理

采用SPSS 19.0数据处理软件进行数据分析，运用Duncan新复极差法进行差异显著性分析，运用Pearson相关系数法进行相关性分析；采用Microsoft Excel 2010软件进行线性回归分析。

2 结果与分析

2.1 不同种类老山芹的总酚、总黄酮含量

如图1所示，不同种类、不同部位的老山芹总酚含量和总黄酮含量总体上呈现出显著性差异。3种老山芹材料叶片中的总黄酮含量和总酚含量均显著高于叶柄，叶片中总酚含量为124.41～317.61 mg·g-1，总黄酮含量为 184.37～278.82 mg·g-1；叶柄片中总酚含量为30.52～62.79 mg·g-1，总黄酮含量为77.09～112.52 mg·g-1。不同种类老山芹叶片中总酚含量由高到低依次为：红色老山芹＞混合色老山芹＞绿色老山芹，且差异显著；总黄酮含量由高到低依次为：混合色老山芹＞绿色老山芹＞红色老山芹，差异亦达显著水平。

图1 不同种类老山芹叶片和叶柄中的总酚、总黄酮含量

2.2 不同种类老山芹醇提物的抗氧化能力

2.2.1 不同种类老山芹醇提物对DPPH·自由基的清除能力 从图2和表1可以看出，3种老山芹叶片、叶柄醇提物均对DPPH·自由基有一定的清除效果，且在一定浓度范围内呈线性关系，即DPPH·自由基清除率随醇提物浓度的增加而升高。3种老山芹叶片醇提物对DPPH·自由基的清除能力均高于叶柄醇提物，清除DPPH·自由基的能力由大到小依次为红色老山芹叶片＞混合色老山芹色叶片＞绿色老山芹叶片＞红色老山芹叶柄＞混合色老山芹叶柄＞绿色老山芹叶柄。其中，红色老山芹叶片醇提物清除DPPH·自由基能力最强，浓度为0～1.00 g·L-1时对DPPH·自由基的清除率为0～89.66%，线性回归方程为y=80.242x+6.821 9，R2=0.994 9，IC50为0.538 g·L-1，和目前普遍接受的抗氧化剂抗坏血酸（IC50=0.05 g·L-1）相比，红色老山芹叶片具有一定的抗氧化能力；绿色老山芹叶柄醇提物对DPPH·自由基的清除能力最弱，浓度为0～3.27 g·L-1时的清除率为0～84.64%，线性回归方程为y=23.287x+0.868 2，R2=0.986 8，IC50为 2.110 g·L-1。

图2 不同种类老山芹叶片、叶柄醇提物对DPPH·自由基的清除效果

表1 不同种类老山芹叶片、叶柄醇提物清除DPPH·自由基的线性回归方程和半清除率

2.2.2 不同种类老山芹醇提物对OH·自由基的清除能力 从图3和表2可以看出，3种老山芹叶片、叶柄醇提物浓度与OH·自由基清除率之间呈线性关系，R2值均大于0.97。红色老山芹叶片、混合色老山芹叶片醇提物对OH·自由基的清除能力明显高于其他样品；不同种类、不同部位老山芹醇提物对OH·自由基清除能力的次序与清除DPPH·自由基略有差异，依次为红色老山芹叶片＞混合色老山芹叶片＞红色老山芹叶柄＞绿色老山芹叶片＞混合色老山芹叶柄＞绿色老山芹叶柄；除绿色老山芹叶柄醇提物外，其他5份样品对OH·自由基的清除能力均高于阳性对照抗坏血酸。

图3 不同种类老山芹叶片、叶柄醇提物对OH·自由基的清除效果

表2 不同种类老山芹叶片、叶柄醇提物清除OH·自由基的线性回归方程和半清除率

2.2.3 不同种类老山芹醇提物对ABTS+自由基的清除能力 从图4和表3可以看出，随着醇提物浓度的增加，不同种类、不同部位老山芹醇提物对ABTS+自由基的清除作用均增强，在一定浓度范围内两者呈线性关系，R2值均大于0.98。3种老山芹叶片醇提物对ABTS+自由基的清除能力均高于相应种类叶柄醇提物，由高到低依次为红色老山芹叶片＞混合色老山芹叶片＞红色老山芹叶柄＞绿色老山芹叶片＞混合色老山芹叶柄＞绿色老山芹叶柄。

图4 不同种类老山芹叶片、叶柄醇提物对ABTS+自由基的清除效果

表3 不同种类老山芹叶片、叶柄醇提物清除ABTS+自由基的线性回归方程和半清除率

2.3 不同种类老山芹醇提物的抗氧化能力与总酚含量、总黄酮含量的相关性分析

从表4可以看出，老山芹叶片总酚含量与清除DPPH·、OH·、ABTS+自由基能力均呈极显著正相关；叶柄总酚含量与清除OH·自由基能力呈极显著正相关，与清除DPPH·、ABTS+自由基能力呈显著正相关；叶片、叶柄总黄酮含量与抗氧化能力的相关性均不显著。

表4 不同种类老山芹醇提物抗氧化能力与总酚含量、总黄酮含量的相关性分析

3 结论与讨论

本试验结果表明，不同种类、不同部位老山芹的总酚含量、总黄酮含量大体上表现差异显著。3种老山芹叶片的总酚含量及总黄酮含量均较高，其中红色老山芹叶片总酚含量最高，达317.61 mg·g-1，高于高海荣等（2016）报道的10种茶叶茶多酚含量；混合色老山芹叶片总黄酮含量最高，达278.82 mg·g-1，与李琨等（2011）的试验结果相似。张亮亮等（2013）研究表明，桑叶中多酚及黄酮含量与品种、叶位都有一定的相关性，不同品种桑叶中总酚和黄酮含量差异较大，叶片部位两种成分含量高于叶脉和叶柄，品种间的差异可能取决于遗传因素，叶位间的差异可能是由叶片成熟过程中物质转化引起。

本试验中，红色老山芹叶片醇提物的抗氧化活性最强，混合色老山芹叶片次之，绿色老山芹叶柄最弱，但6份样品在各个评价体系中的抗氧化能力大小排序却存在差异，这与董丽红等（2016）的研究结果一致，不同的抗氧化体系可明显影响酚类等活性物质的抗氧化活性。相同提取液对不同自由基的清除效果亦有所不同，这一差异可能源于提取物中不同结构的物质对不同自由基存在一定的选择性（曹燕 等，2011）。

相关性分析结果表明，老山芹叶片总酚含量与抗氧化能力呈极显著正相关，而总黄酮含量与抗氧化能力无显著相关性。说明不同种类老山芹叶片中总酚类物质含量差异是导致其提取物抗氧化活性不同的主要原因。事实上，许多多酚类物质具有很好的抗氧化功能早已被发现和证实，这些化合物包括表没食子儿茶素没食子酸酯、槲皮素、花青素等（Mcdougall et al.，2005）。但老山芹叶片总酚中究竟是哪种化学成分在发挥抗氧化活性，尚有待进一步研究。