辣木籽水提液的提取工艺优化与抗氧化活性研究

杜尊众，吴晓棽，余海林，周立新

(湖北大学化学化工学院，湖北 武汉 430062)

0 引言

辣木原产于印度，我国于20世纪60年代初引进，现广泛种植于广东、海南、云南等热带、亚热带地区，近年来作为一种经济价值较高的植物备受关注[1-2].目前辣木在农业、食品、医药、畜牧、旅游等行业领域得到广泛的开发与应用[3].辣木籽是辣木的种子，富含蛋白质、油脂、多糖，还含有丰富的维生素、甾醇、氨基酸、微量元素等[4-7].研究表明，辣木籽具有抗衰、美白、活血、调节免疫功能、抗紫外线、抗肿瘤、净化水质等作用[8-10]，是极具开发前景的食品与药用资源，也是极佳的化妆品原料资源，当前，辣木籽提取物在少数高档护肤品中已有应用[11]，关于辣木籽水提液抗氧化功效的研究鲜有报道.

根据自由基理论，人体皮肤的衰老与自由基的作用密切相关[12-13]，在化妆品的抗衰功效评价中，对自由基的清除能力是常用的评价指标.本文中研究了辣木籽水提液对3种自由基的清除能力，探讨其抗氧化作用，并进一步优化提取工艺，为辣木子在化妆品中的应用提供科学依据.

1 实验部分

1.1 试剂与仪器水杨酸，分析纯，shanghai Macklin Biochemical Co.；硫酸亚铁，浓盐酸，过氧化氢，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；邻苯三酚，Tris-HCl，DPPH，分析纯，合肥博美生物科技有限责任公司.

UV-1700PC型紫外-可见分光光度计，上海美析仪器有限公司；DF-101S型电热恒温水浴锅，巩义市予华仪器有限责任公司；德国sartorius BS223S型电子天平；SHA-82C型水浴恒温振荡器，金坛市华城海纳仪器厂.

1.2 试验方法

1.2.1 辣木籽水提液的制取 去除辣木籽外壳，将辣木籽仁用去离子水洗净，干燥、粉碎过40目筛.称取4 g辣木籽粉于150 mL三角烧瓶中，按不同的料液比加入去离子水，在一定温度下水浴振荡提取，冷却至室温后用纱布过滤，将滤液静置，再将上层清液在3 500 r/min下离心15 min，取上清液备用.

1.2.2 辣木籽水提液对羟基自由基清除能力的测定[14]在25 mL试管中加入2 mmol /L FeSO4溶液3 mL，6 mmol/L水杨酸溶液3 mL，辣木籽水提液1 mL，震荡均匀，再加入1 mmol /L H2O2溶液3 mL，震荡均匀，于37 ℃ 恒温水浴反应20 min 取出，冷却至室温后在510 nm下测其吸光度A1，每个样品设3个重复取平均值.用去离子水代替待测液作为空白对照，测其在510 nm下的吸光度值A0.羟基自由基清除率的计算如式(1)所示.

羟基自由基清除率(%)=[(A0-A1)/A0]×100%

(1)

1.2.3 辣木籽水提液对DPPH自由基清除能力的测定[15]在25 mL试管中加入0.2 mmol /L DPPH无水乙醇溶液4 mL，辣木籽水提液4 mL，震荡均匀，于室温下避光反应25 min，再在3 500 r/min下离心4 min，取上清液在517 nm下测吸光度值A1，每个样品设3个重复，取平均值.用去离子水代替待测液作为空白对照，测其在517 nm下的吸光值A0.DPPH自由基清除率的计算如式(2)所示.

DPPH清除率(%)=[(A0-A1)/A0]× 100%

(2)

1.2.4 辣木籽水提液对超氧阴离子自由基清除能力的测定[16]在25 mL试管中依次加入待测液1 mL，50 mmol /L Tris-HCl缓冲溶液3 mL(pH=8.2)，30 ℃下水浴20 min，冷却至室温，加入6 mmol/L的邻苯三酚溶液3 mL，震荡均匀，反应2.5 min，加入1 mL 浓盐酸终止反应，迅速在320 nm 下测定吸光度值A1，每个样品设3个重复，取平均值.用去离子水代替待测液作为空白对照，测其在320 nm 下的吸光值A0.超氧阴离子自由基清除率的计算如式(3)所示.

超氧阴离子自由基清除率(%)=[(A0-A1)/A0]×100%

(3)

2 结果与讨论

2.1 不同料液比下辣木籽水提液对三种自由基的清除能力在提取温度35 ℃、提取时间1 h下，采用质量比为1∶5、1∶10、1∶15、1∶20 4组料液比，用去离子水提取，不同料液比的辣木籽水提液对3种自由基的清除能力如图1所示.

从图1可知，辣木子水提液对3种自由基均具有较强的清除能力，但也表现出了一定差异，在相同的料液比下，水提液对羟基自由基与DPPH自由基的清除能力相对较强，而对超氧阴离子自由基的清除作用相对较弱.

根据图1结果，料液比越大，辣木籽水提液对3种自由基的清除能力越强，且料液比(w∶w)与自由基清除率基本上成线性关系.当料液比(w∶w)为1∶5时，辣木籽水提液对羟基自由基的清除率达到98.1%，对DPPH自由基的清除率达90.3%，对超氧阴离子清除率约为50%.由此可见，通过控制料液比，可以获得抗衰作用优异的辣木子水提液，可以直接应用于抗衰护肤品中.

2.2 提取温度对辣木籽水提液自由基清除能力的影响以料液比(w∶w)为1∶7、提取时间为1 h，在不同提取温度下，辣木籽水提取液对应的3种自由基清除能力如图2所示.

图1 不同料液比下辣木籽水提液对3种自由基的清除能

图2 不同提取温度下辣木籽水提液对3种自由基的清除

进一步考察提取温度对3种自由基总的清除率的影响，如表1所示.由表中结果可知，在提取温度为40 ℃时，辣木籽水提液对3种自由基的总清除效率最高.

表1 不同提取温度下辣木籽水提液对3种自由基的总清除

图3 不同提取时间下辣木籽水提液对3种自由基的清除能

2.3 提取时间对辣木籽水提液清除自由基能力的影响以液比(w∶w)为1∶7、提取温度为30 ℃，在不同的提取时间下，辣木籽水提液清除3种自由基的能力如图3所示.

从图3可知，随着提取时间的增加，辣木籽水提液对羟基自由基的清除能力增强，增长趋势逐渐放缓，4 h时最大清除率已达97.2%.随着时间的增长，辣木子水提液对DPPH自由基、超氧阴离子自由基的清除率呈现缓慢降低的趋势，说明在该提取时间段内，提取时间增长辣木籽水提液中可清除DPPH自由基、超氧阴离子自由基的有效活性成分反而减少.

在不同提取时间下，辣木籽水提液对3种自由基总的清除能力如表2所示，由表中结果可知，在提取时间为3 h时，辣木籽提取液对3种自由基的总清除率最佳.

表2 不同时间下辣木籽水提物对3种自由基的总清除能力

3 结论

根据本实验结果，辣木子水提液对羟基自由基、DPPH自由基、超氧阴离子自由基3种自由基均表现出了较强的清除能力，尤其是对羟基自由基和DPPH自由基的清除效果好.通过增大料液比可获得抗衰作用优异的辣木子水提取液.3种自由基清除率的最佳提取条件存在差异，在实际中可以综合平衡.

用水作为介质提取辣木子，后续无需去除溶剂，可以直接将提取液作为抗衰组分用于化妆品中，效果好，简化工艺，节省成本.本文的研究结果对辣木子的开发与应用具有借鉴意义.