魚腥草多酚的超聲波輔助提取及抗氧化性能研究

李利華（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西漢中723000）

魚腥草多酚的超聲波輔助提取及抗氧化性能研究

李利華
（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西漢中723000）

研究魚腥草多酚的超聲波輔助提取工藝和抗氧化性能。以多酚提取率為指標，通過單因素實驗和正交實驗優化魚腥草多酚提取工藝；通過體外對羥自由基（·OH）、超氧陰離子自由基（O·）的清除作用評價其抗氧化活性。研究結果表明，魚腥草多酚最佳提取工藝為乙醇濃度50%、超聲浸提溫度50℃、超聲浸提時間60 min、料液比1∶35，超聲功率200 W，此條件下魚腥草多酚的提取率為3.734%±0.025%，其中浸提溫度和乙醇體積分數對魚腥草多酚提取率具有顯著性影響。魚腥草多酚具有一定的清除·OH和O·的能力，且清除率與多酚濃度呈劑量效應關系，在實驗范圍內其對·OH和O·的清除率均低于同濃度的陽性對照品VC。

魚腥草，多酚，超聲波輔助提取，抗氧化性能

魚腥草（Houttuynia cordata Thunb.），又名蕺菜、折耳根、狗點耳，屬三白草科蕺菜屬，為三白草科植物蕺菜的新鮮全草或干燥的地上部分，因全草帶魚腥味而得名，在我國南方省區分布廣泛［1］。魚腥草是國家衛生部正式確定的“藥食兼用型”植物之一，不僅含有豐富的蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質等營養成分，同時含有揮發油、多糖、黃酮類等多種藥效成分，具有清熱解毒、消腫排膿、利尿除濕等功效，在臨床上用于治療肺炎、肺膿瘍、熱痢、痔瘡、水腫、脫肛、濕疹、瘧疾等［2］。

植物多酚（Plant polyphenol）又稱植物單寧，是植物的次生代謝產物，廣泛存在于植物的根、木、果、葉、皮中，屬于天然多元酚類有機化合物［3］。近年來，多酚類化合物的生物活性和其對人體的保健防病功效成為研究的熱點。大量研究已證實，多酚類化合物是優良的天然抗氧化劑，能夠阻止脂質自氧化，延緩人體衰老，清除體內多余自由基等作用［4-5］。目前，國內外有關植物中多酚類化合物提取及應用的研究報

道較多［6-8］，而有關魚腥草中多酚類物質的提取卻鮮見報道。本研究采用超聲波輔助提取法從魚腥草中提取多酚，通過單因素實驗考察乙醇體積分數、浸提溫度、浸提時間及料液比對魚腥草多酚提取率的影響，通過正交實驗對其提取工藝條件進行優化；并通過體外對羥自由基（·OH）和超氧陰離子自由基（O·）的清除作用，評價魚腥草多酚的抗氧化性能，為進一步研究魚腥草的藥理和保健功效提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮魚腥草 于2015年4月初采挖于陜南山區，將新鮮魚腥草分別用自來水和二次蒸餾水沖洗干凈，于60℃干燥至恒質量，粉碎，過40目篩，備用；福林試劑、沒食子酸、無水乙醇、碳酸鈉、雙氧水、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、硫酸亞鐵、鄰二氮菲、三羥基氨甲烷、鄰苯三酚等試劑 均為國產分析純；實驗用水二次蒸餾水。

KQ-700VDE型三頻數控超聲波清洗器 寧波新芝生物科技股份有限公司；UV型紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司；TD-214型電子天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司；RE-52AA型旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器有限公司；DHG-9140B型電熱恒溫干燥箱 上海森信實驗儀器有限公司；中草藥粉碎機 天津泰斯特儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 魚腥草多酚的提取工藝流程 魚腥草→清洗→干燥（60℃）→粉碎→石油醚脫脂→利用超聲波輔助浸提多酚→過濾→測定上清液多酚提取率→優化多酚提取工藝→得到多酚提取液→濃縮（測抗氧化性能）→干燥→魚腥草粗多酚。

1.2.2 多酚的含量測定 以沒食子酸為對照品，采用Folin-Ciocalteau法［9］制做標準曲線，于765 nm處測定吸光度值，得到標準曲線方程為：A=0.9772C+0.1141，R2=0.9992。

精密移取魚腥草多酚提取液1.0 mL于25 mL比色管中，依次加福林試劑1.0 mL和15%碳酸鈉溶液4 mL，以50%乙醇定容至刻線，常溫下避光反應2 h，于波長765 nm下測定吸光度，每個樣品平行測定三次取平均值，根據標準曲線方程計算多酚含量及提取率：

1.2.3 單因素實驗

1.2.3.1 乙醇體積分數對魚腥草多酚提取率的影響

固定超聲功率200 W，分別選取體積分數為30%、40%、50%、60%、70%的乙醇作為溶劑，在超聲浸提時間50 min、超聲浸提溫度60℃、料液比1∶30的條件下提取魚腥草多酚，考察乙醇體積分數對魚腥草多酚提取率的影響，每個處理重復3次。

1.2.3.2 超聲浸提時間對魚腥草多酚提取率的影響

固定超聲功率200 W，分別選取超聲浸提時間為20、 35、50、65、80 min，在乙醇體積分數50%、超聲浸提溫度60℃、料液比1∶30的條件下提取魚腥草多酚，考察浸提時間對魚腥草多酚提取率的影響，每個處理重復3次。

1.2.3.3 料液比對魚腥草多酚提取率的影響 固定超聲功率200 W，分別選取料液比為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50（g∶mL），在乙醇體積分數50%、超聲浸提溫度60℃、超聲浸提時間50 min的條件下提取魚腥草多酚，考察料液比對魚腥草多酚提取率的影響，每個處理重復3次。

1.2.3.4 超聲浸提溫度對魚腥草多酚提取率的影響

固定超聲功率200 W，分別選取超聲浸提溫度為40、50、60、70、80℃，在乙醇體積分數50%、浸提時間50 min、料液比1∶30的條件下提取魚腥草多酚，考察浸提溫度對魚腥草多酚提取率的影響，每個處理重復3次。

1.2.4 正交實驗設計 在1.2.3單因素實驗基礎上，選取乙醇體積分數，超聲浸提時間，料液比，超聲浸提溫度的最佳水平范圍進行L9（34）正交實驗，優化魚腥草多酚超聲波輔助提取的最佳提取條件，因素水平表見表1。

表1 正交實驗因素水平Table1 The factors and levels of the orthogonal design

1.2.5 魚腥草多酚的抗氧化性能研究

1.2.5.1 對羥自由基（·OH）的清除作用 采用鄰二氮菲-Fe2+氧化法［10］。比色管中依次加入5.0 mmol·L-1鄰二氮菲1.0 mL，pH7.4 PBS緩沖溶液3.8 mL，不同濃度的魚腥草多酚提取液1.0 mL，5.0 mmol·L-1FeSO41.5 mL及0.1%H2O21.0 mL，搖勻后于37℃水浴保溫60 min，于536 nm處測定吸光度值A樣品，用蒸餾水取代多酚提取液測定吸光度值A損傷，用蒸餾水取代多酚提取液和0.1%H2O2，測定吸光度值A未損。配制同濃度VC做陽性對照。按下式計算對·OH清除率：

1.2.6 實驗數據處理 利用SPSS 17.0和Origin 8.0

軟件進行數據統計分析并制圖，每個實驗重復3次，結果均以平均值±標準差（meana±SD）表示。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 乙醇體積分數對魚腥草多酚提取率的影響

由圖1可知，魚腥草多酚的提取率隨乙醇體積分數的增加呈先增大后減小的趨勢，在乙醇體積分數50%時提取率達最大值，之后提取率開始下降。根據相似相溶原理，適當增大乙醇體積分數，溶劑極性增加，有利于多酚的溶出，而當乙醇體積分數超過50%，溶劑與多酚極性差異增大，多酚不能充分溶解，提取率下降［12］。因此選擇乙醇體積分數50%左右為最佳提取劑濃度。

圖1 乙醇體積分數對多酚提取率的影響Fig.1 Influence of ethanol concentration on extraction yield of the polyphenol

2.1.2 超聲浸提時間對魚腥草多酚提取率的影響

由圖2可知，隨著浸提時間的延長，魚腥草多酚提取率先明顯增大，當浸提時間達到65 min時提取率最高，為3.660%±0.021%，之后繼續延長浸提時間，提取率開始下降。這是由于在一定時間內浸提時間越長，多酚的溶出量越多，但浸提時間過長會導致其他雜質成分溶出量增加，多酚提取率降低［13］。因此選擇超聲浸提時間65 min左右為最佳浸提時間。

圖2 超聲浸提時間對多酚提取率的影響Fig.2 Influence of ultrasonic duration on extraction yield of the polyphenol

2.1.3 料液比對魚腥草多酚提取率的影響 由圖3可知，隨著料液比的增加，魚腥草多酚的提取率逐漸增大，當料液比為1∶40時，多酚的提取率最高，為3.574%±0.018%；之后料液比繼續增大，多酚提取率趨于平穩并略有下降。這是由于料液比低于1∶40，多酚溶出不完全，提取率增加較快，當料液比為1∶40時，多酚的溶出已基本達飽和。從能耗角度考慮，選擇料液比1∶40左右為最佳提取料液比。

圖3 料液比對多酚提取率的影響Fig.3 Influence of ratio of material to liquid on extraction yield of the polyphenol

2.1.4 超聲浸提溫度對魚腥草多酚提取率的影響

由圖4所示，魚腥草多酚的提取率隨浸提溫度的升高先增加后減小，當浸提溫度為50℃時魚腥草多酚提取率最大，為3.428%±0.016%，之后提取率開始下降。這可能是浸提溫度過高使已溶出的多酚物質氧化或分解［14］。因此，選擇超聲浸提溫度為50℃左右為最佳浸提溫度。

圖4 超聲浸提溫度對多酚提取率的影響Fig.4 Influence of ultrasonic temperature on extraction yield of the polyphenol

2.2 正交實驗結果與分析

由表2極差分析可知，各因素對魚腥草多酚的提取率影響主次順序為：D（超聲浸提溫度）＞A（乙醇體積分數）＞C（料液比）＞B（超聲浸提時間），優化得到最佳工藝條件為A2B1C1D2，即：乙醇體積分數50%，超聲浸提溫度50℃，超聲浸提時間60 min，料液比1∶35。由表3方差分析可知，乙醇體積分數和超聲浸提溫度對魚腥草多酚的提取具有顯著性影響。

2.3 驗證實驗

準確稱取魚腥草干粉試樣5份，按照優化得到的最佳工藝條件乙醇體積分數50%，超聲浸提溫度50℃，超聲浸提時間60 min，料液比1∶35進行魚腥草多酚提取驗證實驗，測得魚腥草多酚平均提取率為3.734%± 0.025%，RSD為1.36%，表明該工藝條件重復性好，科學可行，能夠滿足工業生產的要求。

表2 正交實驗設計及結果Table2 Orthogonal experiment and its results

表3 方差分析表Table3 Analysis results of variance

2.4 抗氧化性能實驗

2.4.1 對羥自由基（·OH）的清除作用 由圖5可看出，隨著濃度的增加，魚腥草多酚對·OH的清除率逐漸增大，實驗范圍內的最大清除率為40.92%±1.56%；和同濃度VC對照可見，VC對·OH的清除率高于同濃度的魚腥草多酚，說明魚腥草多酚對·OH具有一定的清除作用，但清除效果不及同濃度的VC。

圖5 魚腥草多酚對·OH的清除作用Fig.5 Scavenging effect of the polyphenol extract from Houttuynia cordata Thunb.on·OH

圖6 魚腥草多酚對O·的清除作用Fig.6 Scavenging effect of the polyphenol extract from Houttuynia cordata Thunb.on O·

3 結論與討論

3.1 以魚腥草為原材料，通過單因素實驗和正交實驗設計，對魚腥草多酚的超聲波輔助提取工藝條件進行優化。結果表明，優化得到的超聲波輔助提取魚腥草多酚的最佳提取工藝條件為：乙醇體積分數50%，超聲浸提溫度50℃，超聲浸提時間60 min，料液比1∶35，超聲功率200 W。在此工藝條件下，魚腥草多酚達到最大提取率3.734%±0.025%。各因素對提取率影響的主次順序為：超聲浸提溫度＞乙醇體積分數＞料液比＞超聲浸提時間，其中浸提溫度和乙醇體積分數對魚腥草多酚的提取具有顯著性影響。

3.3 本研究優化所得的魚腥草多酚為粗多酚類物質，由于植物多酚為一大類物質，包括酚酸、單寧類、黃酮類及花色苷類等，因此還需進一步對粗多酚分離純化及結構鑒定，研究其抗氧化性能與多酚類活性成分的構效關系及抗氧化機理。

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Study on ultrasonic-assisted extraction and antioxidant activity of polyphenol from Houttuynia cordata Thunb.

LI Li-hua
（Chemical and Environmental Sciences，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，China）

The paper studied the ultrasonic-assisted extraction and antioxidant activity of polyphenol from Houttuynia cordata Thunb.Using the extraction rate of polyphenol as the index，through the single factor experiments and orthogonal experimental designs，the ultrasonic-assisted extraction of polyphenol from Houttuynia cordata Thunb.was optimized，and the antioxidant activity of the polyphenol extract was evaluated by scavenging hydroxyl free radical（·OH）and superoxide anion free radical（O2-·）in vitro.Results showed that the optimum extraction conditions were determined as following：ethanol concentration of 50%，ultrasound extraction temperature of 50℃，ultrasound extraction duration of 60 min，ratio of solid to liquid of 1∶35（g∶mL），and ultrasound power of 200 W，and the highest yield 3.734%±0.025%was obtained under these conditions.Extraction temperature and ethanol concentration significantly affected the extraction rate of the polyphenol.The polyphenol extract obtained had some scavenging capacity against·OH and O2-·in a dosage-dependent manner，and the scavenging capacity against·OH and O2-·was a little weaker than VCunder the tested concentration.

Houttuynia cordata Thunb.；polyphenol；ultrasonic-assisted extraction；antioxidant activity

TS201.1

B

1002-0306（2016）08-0295-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.08.053

2015－09－08

李利華（1977-），女，碩士，高級實驗師，研究方向：天然產物有效成分的分析、檢測，E-mail：lilhqlm@126.com。

陜西省科技廳資助科研項目（2014JQ2055）；陜西省教育廳資助科研項目（2014JK1145）。