基于成分-抗氧化关联的洋蓟花苞不同溶剂萃取物差异分析

刘兰玲 徐中利 陈炯朝 颜培正 赵东升 李佳

摘要：基于成分-抗氧化关联模式探究洋蓟花苞不同溶剂萃取物中活性成分质量分数及抗氧化功能差异。分别采用水、70%甲醇、70%乙醇和70%丙酮萃取洋蓟花苞，通过对比各种萃取物中总多酚、总黄酮的质量分数，并利用1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、2，2′-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐（ABTS）阳离子清除能力和总还原能力评估其抗氧化活性，综合分析洋蓟花苞不同萃取物主要活性成分质量分数与抗氧化能力之间的相关性。结果表明：70%乙醇洋蓟花苞萃取物中总多酚、总黄酮质量分数最大，为（9.14±0.12） mg/g和（13.46±0.42） mg/g；70%甲醇萃取物综合抗氧化能力最强，清除DPPH、ABTS+的IC50值分别为

0.43 mg/mL和0.10 mg/mL，其萃取物还原力为0.5时对应的萃取物质量浓度（A0.5）为6.42 mg/mL。相关性分析结果显示，总多酚和总黄酮质量分数与DPPH、ABTS+清除力呈极显著相关（P<0.01）。70%甲醇洋蓟花苞萃取物中含有丰富的多酚、黄酮类成分，抗氧化能力最强，该研究可为进一步开发利用洋蓟资源提供理论依据。

关键词：洋蓟花苞；不同溶剂；关联分析；活性成分；抗氧化

中图分类号：R284.1   文献标志码：A   文章编号：1002-4026（2024）01-0017-07

Differential analysis of different solvent extracts from artichoke bud based on component-antioxidant correlation

Abstract∶Based on the component-antioxidant correlation model， the differences in the content of active components and the antioxidant function of different solvent extracts from artichoke bud were explored. Artichoke bud was extracted with water， 70% methanol， 70% ethanol， and 70% acetone. Total polyphenol and flavonoid contents were compared in the various extracts. The 2，2-diphenyl-1-picrylhydrazyl （DPPH）， 2，2′-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid） （ABTS） cation scavenging capacity and the total reduction capacity were used to evaluate their antioxidant activity. The correlation between the main active ingredients and antioxidant capacity of different extracts from artichoke bud was comprehensively analyzed. The results showed that the levels of total polyphenols and total flavonoids in 70% ethanol extract were the highest， which were （9.14±0.12） mg/g and （13.46±0.42） mg/g， respectively. The extract with 70% methanol has the strongest antioxidant capacity. The IC50 values of scavenging DPPH and ABTS+ were 0.43 mg/mL and 0.10 mg/mL， respectively. Additionally， when the reducing capacity was 0.5， the mass concentration （‘A0.5） of the extract was 6.42 mg/mL. The results of correlation analysis showed that the level of total polyphenols and total flavonoids were significantly correlated with the DPPH and ABTS+ scavenging capacity （‘P<0.01）. The extract with 70% methanol was rich in polyphenols and flavonoids and possessed the strongest antioxidant capacity， which can provide a certain theoretical basis for further development and utilization of artichoke resources.

Key words∶artichoke bud; different solvents; correlation analysis; active ingredients; antioxidants

洋薊（‘Cynaya scolymus ‘L.），又名菊蓟、菜蓟、食托菜蓟等，以“蔬菜之皇”著称，是菊科菜蓟属药食兼用草本植物。洋蓟原产于地中海，19世纪引入我国并广泛栽培[1]。洋蓟的主要可食部分是软化的茎叶、肉质花托和苞片，富含多种微量元素、矿物质[2-3]以及洋蓟素、绿原酸、木犀草素等功能性成分[4-5]，营养价值和保健功能极高[6-7]，具有抗氧化、抗炎、抗癌等多种生物活性[8-10]，常用于治疗高血脂、肝功能损伤、细胞损伤等[2，11-12]。

衰老常诱发心血管、神经、消化、皮肤等疾病[13-14]，严重影响身体健康，其根本原因是以活性氧为代表的自由基积累造成的细胞性损伤[15-16]。利用不同溶剂提取中药可以从中筛选更多的天然抗氧化成分，大大提高资源利用率，但溶剂的不同对萃取物的活性成分与功能具有较大影响[17-18]。洋蓟虽然具有良好的抗氧化活性[4，19-20]，但近年来仅有对洋蓟植株不同部位、洋蓟花苞不同部位活性成分与抗氧化活性之间比较的研究[21-22]，鲜有对洋蓟花苞不同溶剂萃取物中活性成分质量分数与抗氧化功能关联分析的研究。

中药中化学成分丰富多样，通过相关性分析建立成分与功效关联性模型，可进一步筛选出用于营养食品添加的功能活性成分[23-24]。因此，本研究拟在成分-抗氧化功效关联模式下，利用4种不同溶剂萃取洋蓟花苞，并分析其主要活性成分和生物活性之间的差异及关联性，以期为洋蓟资源的进一步开发和利用提供一定理论基础。

1 仪器与材料

1.1 仪器与设备

FA1204B型万分之一电子天平（上海佑科仪器表有限公司）；KQ-500GVDV双频恒温数控超声波清洗器（东莞康士洁超声波科技有限公司）；ST16R高速冷冻离心机（中国赛默飞世尔科技有限公司）；U-3900型紫外可见分光光度计（日本株式会社日立高新技术科技那珂事业所）；DRHH-S4型数显恒温水浴锅（上海双捷实验设备有限公司）。

1.2 材料与试剂

材料：洋蓟花苞（昆明天健安生物科技有限公司）。

试剂：芦丁、没食子酸标准品（纯度≥98%）（上海源叶生物科技有限公司）；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）（纯度≥97%）（阿拉丁试剂上海有限公司）；2，2′-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐（ABTS）（纯度≥98%）、过硫酸钾（纯度≥99.5%）、氢氧化钠、铁氰化钾、三氯乙酸、三氯化铁、无水甲醇、无水乙醇、无水丙酮（分析纯）（上海麦克林生化科技有限公司）；福林-酚试剂、硝酸铝、亚硝酸钠（分析纯）（中国医药集团上海化学试剂公司）。

2 实验方法

2.1 洋蓟花苞的不同溶剂萃取物溶液的制备

参考杨美莲等[25]的萃取工艺，将洋蓟花苞粉碎，过3号筛，精密称取1.0 g，按料液比1 g：20 mL分别加入水、70%乙醇、70%甲醇、70%丙酮，于45 ℃、45 kHz条件下超声萃取40 min，10 000 r/min离心20 min，取上清液作为供试品溶液。

2.2 福林酚法测定多酚质量分数

按照文献[25-26]报道的方法，以没食子酸为标准品，得到标准曲线方程为A多酚=82.64C+0.027 4，r=0.999 6，线性浓度范围为0.002～0.010 mg/mL。测定不同洋蓟花苞萃取物溶液吸光度，带入线性回归方程，计算总多酚质量分数。

2.3 亚硝酸钠法测定黄酮质量分数

按照文献[21，27]报道的方法，以芦丁为标准品，得到标准曲线方程A黄酮=123.84C－0.020 9，r=0.999 8，线性质量浓度范围为0.024～0.064 mg/mL。测定不同洋蓟花苞萃取物溶液吸光度，带入线性回归方程，计算总黄酮质量分数。

2.4 抗氧化活性研究

2.4.1 DPPH清除能力的测定

参考文献[19，28]报道的测定方法，移取1 mL不同浓度的不同溶剂洋蓟萃取物溶液，反应后测定吸光度并按照式（1）计算清除率C，参比溶液为1 mL萃取剂加入无水乙醇定容到10 mL。

式中A0为1 mL萃取剂加2 mL DPPH无水乙醇溶液的吸光度，A1为1 mL样品溶液加2 mL DPPH无水乙醇溶液的吸光度，A2为1 mL样品溶液加2 mL无水乙醇的吸光度。

2.4.2 ABTS+清除能力

参考文献[25]报道的测定方法，将88 μL过硫酸钾水溶液（浓度为0.04 mol/L）与5 mL ABTS水溶液（浓度为0.007 mol/L）充分混匀，室温避光放置20 h后，得到ABTS储备液，然后用无水乙醇进行稀释，在30 ℃，734 nm下的吸光度为0.70，得到ABTS工作液备用。取1 mL不同浓度的供试品溶液与4 mL ABTS工作液混合均匀，无水乙醇定容至10 mL，10 s后在30 ℃水浴中保温6 min，设置参比为1 mL萃取剂加入无水乙醇溶液，于734 nm下测定吸光度，按照公式（2）计算ABTS+清除率C：

式中A0为1 mL萃取剂加4 mL ABTS工作液的吸光度，A1为1 mL样品溶液加4 mL ABTS工作液的吸光度，A2为1 mL样品溶液加4 mL无水乙醇的吸光度。

2.4.3 铁氰化钾法测定还原能力

采用文献[29]报道的抗氧化还原能力测定方法，调节磷酸盐缓冲溶液的pH为7.4。配制不同浓度的洋蓟花苞不同萃取物溶液进行测定，参比为同体积不同萃取剂代替供试品溶液，以吸光度表示还原力，吸光度越高，说明其还原力越强。

2.5 数据处理

每个样品均平行测定3次，结果用（平均值±标准偏差）表示。采用GraphPad Prism 8.4.2软件绘图，用SPSS 26.0 进行皮尔逊相关系数显著性分析。

3 结果与分析

3.1 不同溶剂萃取物总多酚、总黄酮质量分数分析

如表1所示，利用不同溶剂萃取洋薊花苞，70%甲醇萃取物、70%乙醇萃取物和70%丙酮萃取物中总多酚质量分数较高，分别为（9.07±0.08） mg/g、（9.14±0.12） mg/g和（8.50±0.20） mg/g，显著高于水萃取物中总多酚质量分数（7.89±0.06） mg/g（P<0.05）。70%乙醇萃取物中总黄酮质量分数最高为（13.46±0.42） mg/g，显著高于其他3种萃取物中总黄酮质量分数（P<0.05）。根据相似相溶原理，认为洋蓟花苞中的总多酚、总黄酮类活性物质结构与醇类试剂结构更相似，更易溶于乙醇等醇类有机溶剂，这和廖霞等[30]的乌天麻中多酚类、黄酮类物质更易溶于70%醇溶剂的结果相似。

3.2 洋蓟不同溶剂萃取物的抗氧化活性比较

3.2.1 DPPH清除能力的比较

由图1（a）所示，洋蓟花苞各种萃取物均具备一定的清除DPPH能力，当样品溶液质量浓度在0.5～3.0 mg/mL时，各种萃取物对DPPH清除率逐渐增加，这与王振帅等[22]研究的洋蓟花苞汁清除DPPH能力的试验结果一致。在3.0～4.0 mg/mL范围内，清除率达到平稳状态。当萃取物质量浓度达到4.0 mg/mL时，70%甲醇萃取物清除DPPH能力最强，为96.67%；其次是70%乙醇、70%丙酮和水萃取物，清除率分别为95.83%、91.46%和87.20%，但均小于维生素C对照组的97.30%。由图1（b）所示，各萃取物清除DPPH的半数清除浓度（median elimination concentration，IC50）值均大于维生素C对照组，水萃取物、70%甲醇萃取物、70%乙醇萃取物和70%丙酮萃取物的IC50值分别为1.18、0.43、0.68、0.52 mg/mL，说明70%甲醇萃取物的DPPH清除能力最强，显著低于其他3种溶剂萃取物的IC50值（P<0.05）。

3.2.2 ABTS+清除能力的比较

由图2（a）可知，洋蓟花苞不同溶剂萃取物溶液质量浓度在0.1～0.3 mg/mL时，ABTS+清除率上升幅度较大；当溶液质量浓度为0.3～0.5 mg/mL时，清除率上升变慢逐渐达到平稳状态；在0.5 mg/mL时，清除率均超过95%，略低于维生素C对照组，与王箴言等[31]研究桦褐孔菌清除ABTS+的能力结果相似。由图2（b）可知，当ABTS+清除率达到一半时，70%甲醇、70%丙酮、70%乙醇和水萃取物的质量浓度分别为0.09、0.10、0.11和0.12 mg/mL，大于维生素C对照组0.05 mg/mL，且70%甲醇萃取物的IC50值与其他萃取物的IC50值差异显著（P<0.05），说明70%甲醇萃取物清除ABTS+性能最强。

3.2.3 不同溶剂洋蓟萃取物的还原能力比较

由图3（a）可知，维生素C对照组的还原力明显高于各样品组，当维生素C的质量浓度在5.0～25.0 mg/mL时，还原能力基本保持在2.62～2.73。洋蓟花苞不同溶剂萃取物质量浓度在5.0～25.0 mg/mL时，吸光度随萃取物浓度的升高不断增大，说明还原能力不断增强，与范亦菲等[32]的枸杞还原能力随样品浓度的增加而增加结果相同。当萃取物质量浓度达到25.0 mg/mL时，还原能力由大到小顺序为水、70%甲醇、70%乙醇和70%丙酮萃取物，对应还原能力分别为1.30、1.11、1.05和1.04。由图3（b）可知，各萃取物吸光度达到0.5时（A0.5）对应浓度均大于维生素C对照组，洋蓟花苞不同溶剂萃取物还原能力的A0.5值对应质量浓度由大到小为：70%丙酮萃取物、水萃取物、70%乙醇萃取物、70%甲醇萃取物，表明70%甲醇萃取物还原能力最好，A0.5值对应质量浓度为6.42 mg/mL，显著低于其他3种溶剂萃取物的A0.5值对应质量浓度（P<0.05）。

3.3 相关性分析

根据不同浓度萃取物中的总多酚、总黄酮质量分数与抗氧化不同指标的关联性分析，初步构建洋蓟花苞不同浓度萃取物主要活性成分-抗氧化功效关联模型。由表2可知，总多酚、总黄酮质量分数与DPPH、ABTS+清除率呈极显著相关（‘P<0.01），说明洋蓟花苞萃取物中主要活性成分质量分数越高，抗氧化能力就越高，表明洋蓟花苞中多酚类、黄酮类化合物是主要的抗氧化成分，这与宋曙辉等[19]报道的朝鲜蓟叶DPPH清除率与其含有总多酚、总黄酮质量分数呈正相关结果相似。也进一步证实了多酚类、黄酮类化合物可作为天然抗氧化剂的主要成分[33-34]，而总多酚、总黄酮质量分数与还原能力的相关性显著不明显（‘P＞0.05）。

4 结论

本实验在利用4种不同溶剂萃取洋蓟花苞的基础上，通过皮尔逊相关系数分析不同萃取物中主要活性成分质量分数与抗氧化能力差异。结果显示，70%乙醇、70%甲醇萃取物比水、70%丙酮萃取物中总多酚、总黄酮质量分数高，且具有较好的抗氧化活性，这可能是由于不同溶剂极性不同，萃取洋蓟花苞所得总多酚和总黄酮的种类和质量分数差别较大，不同活性成分间存在相互协同或拮抗作用，从而影响不同萃取物的抗氧化能力。不同溶剂萃取洋蓟花苞中总多酚和总黄酮质量分数呈正相关（‘P<0.01），这主要是因为洋蓟花苞中总多酚和总黄酮在不同提取溶剂中的溶解性不同所致。

综上所述，70%乙醇和70%甲醇可以从洋蓟花苞中萃取较多的多酚、黄酮类成分，且其萃取物的抗氧化能力更强，有望从中寻找天然抗氧化剂，但其具体抗氧化活性成分及作用机理仍需进一步研究。本研究通过探究不同极性溶剂对洋蓟萃取物主要活性成分质量分数及抗氧化功能的影响，可为进一步从洋蓟资源中筛选天然抗氧化剂提供一定的理论指导。

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