油樟葉總黃酮的提取及體外抗自由基活性

杜永華，敖光輝，魏琴，廖小龍，李雪輝

油樟葉總黃酮的提取及體外抗自由基活性

杜永華1，3，敖光輝2，*，魏琴1，*，廖小龍3，李雪輝3

（1.宜賓學(xué)院香料植物資源開發(fā)與利用四川省高校重點實驗室，四川宜賓644000；2.內(nèi)江師范學(xué)院，四川內(nèi)江641112；3.宜賓學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，四川宜賓644000）

研究油樟葉總黃酮的提取工藝及其體外抗自由基活性。在單因素試驗基礎(chǔ)上，采用均勻設(shè)計法優(yōu)化油樟葉總黃酮的提取條件，并通過測定油樟葉總黃酮對DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基的清除率研究其體外抗自由基活性。結(jié)果表明，提取油樟葉總黃酮的優(yōu)化條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、液料比34mL/g、浸泡時間0 min、回流提取時間122min、提取溫度74℃，此條件下總黃酮提取量為42.09 mg/g。油樟葉總黃酮粗品表現(xiàn)出較強的體外抗自由基活性，其對DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基的半數(shù)清除濃度分別為2.81、3.35、3.21mg/mL。

油樟；黃酮；均勻設(shè)計；抗自由基

油樟［Cinnamomum longepaniculatum（Gamble）N. Chao］為樟科（Lauraceae）樟屬（Cinnamomum）芳香植物，是我國特有樹種［1］。油樟與藥用植物香樟［Cinnamomum.camphora（Linn.）Presl］同屬，枝葉均富含芳香油，是食品、香料、醫(yī)藥、日用和化工產(chǎn)品的重要原料來源［2］。香樟葉中除含有芳香油外，還含有黃酮、生物堿、甾醇、多糖等成分［3］，其黃酮和多糖成分含量較高，干葉片中含量分別達到39.68 mg/g和129.41 mg/g［4-5］，均有較強抗氧化活性［3，5］。前期研究表明，油樟葉提取芳香油后的殘渣提取物具有抗菌［6-7］、抗炎［8］、鎮(zhèn)痛［9］和抗癌［10］活性，脫油油樟葉含有黃酮、多糖、甾體、甙類等成分［11］，其中油樟葉總多糖的提取工藝及其抗自由基［12］和抗油脂氧化［13］活性已有研究，對油樟葉總黃酮的含量及其抗油脂氧化活性進行了研究［14］。但對油樟葉中總黃酮的提取工藝及抗自由基活性的研究鮮見道。本試驗采用乙醇溶液提取脫油油樟葉中總黃酮成分，采用均勻設(shè)計法優(yōu)選提取工藝，并探討油樟葉總黃酮體外抗自由基活性，為油樟葉中黃酮成分的進一步研究與開發(fā)提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

油樟（C.longepaniculatum）葉：采摘于四川省宜賓市翠屏區(qū)邱場鄉(xiāng)油樟種植基地；蘆丁對照品（批號100080-200707，含量≥92.5%）：中國藥品生物制品檢定所；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼［1，1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2，2-Diphenyl-1-（2，4，6-trinitrophenyl）hydrazyl，DPPH］：梯希愛（上海）化成工業(yè)發(fā)展有限公司；其它試劑均為國產(chǎn)分析純。

TU-1901雙光束紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；LG-5A真空冷凍干燥機：上海市離心機械研究所有限公司。

1.2方法

1.2.1油樟葉預(yù)處理

采用水上蒸餾的方法，將油樟葉用水蒸氣蒸餾3 h除去揮發(fā)油，殘渣于60℃烘干，粉碎，取60目～80目油樟葉粉末，加石油醚（沸程30℃～60℃）65℃索氏抽提1 h脫脂，殘渣60℃烘干，即得脫油油樟葉粉，待用。

1.2.2油樟葉總黃酮含量的測定

參考中國藥典［15］，總黃酮含量采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH顯色法測定，精密稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品10.0 mg，置50 mL容量瓶中，加60%乙醇溶解并定容至刻度，搖勻。精密吸取0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL至25 mL容量瓶中，各加水至6.0 mL，加5%亞硝酸鈉溶液1.0 mL，搖勻，放置6 min，加10%硝酸鋁溶液1.0 mL，搖勻，放置6 min，加1.0 mol/L氫氧化鈉溶液10.0 mL，加水至刻度，搖勻，放置15 min，以試劑空白作參比溶液，于510 nm處測定吸光度。以吸光度A為縱坐標(biāo)，蘆丁質(zhì)量濃度C（mg/mL）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，求得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為A=0.000 5C-0.017，R2=0.999 3。

精密吸取1.0 mL油樟葉總黃酮提取液至25 mL容量瓶中，加水至6.0 mL，按上述方法顯色后在510 nm處測定吸光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程和稀釋倍數(shù)計算樣品溶液中的總黃酮含量，按下式計算總黃酮提取量：總黃酮提取量（mg/g）=提取液中黃酮含量mg/脫油油樟葉干粉質(zhì)量g。

1.2.3油樟葉總黃酮的提取工藝流程

脫油油樟葉粉→加入乙醇溶液→浸泡→回流提取→過濾→濾液減壓濃縮→總黃酮提取液

1.2.4單因素試驗

1.2.4.1乙醇體積分?jǐn)?shù)的影響

固定液料比15（mL/g）、浸泡60 min、提取溫度70℃、回流提取時間120min，探討乙醇體積分?jǐn)?shù)（50%、60%、70%、80%、90%）對總黃酮提取量的影響。

1.2.4.2液料比的影響

固定乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、浸泡60 min、提取溫度70℃、回流提取時間120 min，探討液料比（5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 mL/g）對總黃酮提取量的影響。

1.2.4.3浸泡時間的影響

固定乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、液料比15 mL/g、提取溫度70℃、回流提取時間120 min，探討浸泡時間（0、30、60、90、120 min）對總黃酮提取量的影響。

1.2.4.4回流提取時間的影響

固定乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、液料比15（mL/g）、浸泡60 min、提取溫度70℃、探討回流提取時間（30、60、90、120、150 min）對總黃酮提取量的影響。

1.2.4.5提取溫度的影響

固定乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、液料比15（mL/g）、浸泡60 min、回流提取時間120 min，探討提取溫度（50、60、70、80、90℃）對總黃酮提取量的影響。

1.2.5均勻設(shè)計法優(yōu)化總黃酮提取工藝

在單因素試驗基礎(chǔ)上，選取乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、浸泡時間、回流提取時間和提取溫度5個因素，參考方開泰［16］的方法選取U*10（108）表安排試驗，對油樟總黃酮的提取工藝進行優(yōu)化，并根據(jù)優(yōu)化條件進行驗證試驗。

1.2.6油樟葉總黃酮抗自由基活性

以優(yōu)化工藝制備油樟葉總黃酮提取液，減壓濃縮至稠膏狀，用體積分?jǐn)?shù)為80%乙醇溶液醇沉過夜（除去多糖、蛋白、鞣質(zhì)等雜質(zhì)），過濾，濾液減壓濃縮至膏稠狀，真空冷凍干燥即得油樟葉總黃酮。按照杜永華等［12］的方法，采用1-二苯基-2-三硝基苦肼（DPPH）法測定總黃酮對DPPH自由基（DPPH·）清除活性，采用鄰苯三酚自氧化法測定總黃酮對超氧陰離子自由基（O2-·）的清除活性，采用Fenton法測定總黃酮對羥自由基（·OH）清除活性。

1.2.7數(shù)據(jù)分析

采用DPS7.05統(tǒng)計軟件的多因子及互作項逐步回歸模型分析均勻設(shè)計試驗數(shù)據(jù)，采用數(shù)量型數(shù)據(jù)幾值分析模型計算各測試藥物對自由基的半數(shù)清除濃度（IC50）。

2　結(jié)果與分析

2.1單因素試驗

2.1.1乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮提取量的影響

乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮提取量的影響見圖1。

圖1　乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮提取量的影響Fig.1Influence of ethanol concentration on the yield of total flavonoids

由圖1可知，油樟葉總黃酮提取量隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加呈先升高后下降的趨勢，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%時，總黃酮提取量最高達32.30 mg/g，乙醇體積分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加，其總黃酮提取量逐漸下降，乙醇體積分?jǐn)?shù)達到90%時，總黃酮提取量急劇下降為21.40mg/g。根據(jù)相似相溶原理，油樟葉總黃酮的極性與體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液相近，在中等乙醇體積分?jǐn)?shù)溶液中溶解度較高，在高乙醇體積分?jǐn)?shù)溶液中溶解度較低，這與王先［3］用乙醇溶液提取樟樹（C.camphora）中黃酮成分的結(jié)果趨勢相似。可見，油樟葉黃酮與同屬植物樟樹的黃酮化合物極性相近。因此，70%為適宜乙醇體積分?jǐn)?shù)。

2.1.2液料比對總黃酮提取量的影響

液料比對總黃酮提取量的影響見圖2。

圖2　液料比對總黃酮提取量的影響Fig.2Influence of solid-liquid ratio on the yield of total flavonoids

由圖2可知，油樟葉總黃酮提取量隨著液料比的增加而快速升高，當(dāng)液料比達到30 mL/g時，總黃酮提取量最高達39.80 mg/g，再增加液料比時，總黃酮提取量緩慢下降。液料比小，提取液中油樟葉總黃酮過飽和，提取量降低。液料比增加，溶液與物料中的黃酮濃度差增大，由溶解平衡原理可知，黃酮提取量增加。但液料比過大，可能會改變提取液極性而降低部分黃酮成分的溶解性，使總黃酮提取量降低［17］；也可能因為液料比太大，提取液濃縮時帶來的損失增加，提取量降低［18］。因此，30 mL/g為適宜液料比。

2.1.3浸泡時間對總黃酮提取量的影響

浸泡時間對總黃酮提取量的影響見圖3。

圖3　浸泡時間對總黃酮提取量的影響Fig.3Influence of immersion time on the yield of total flavonoids

由圖3可知，油樟葉總黃酮提取量先隨浸泡時間的增長而升高，浸泡30 min時總黃酮提取量最高達37.50 mg/g，此后總黃酮提取量緩慢下降，但總體差異不明顯。因此，30 min為適宜浸泡時間。

2.1.4回流提取時間對總黃酮提取量的影響

回流提取時間對總黃酮提取量的影響見圖4。

圖4　回流提取時間對總黃酮提取量的影響Fig.4Influence of extraction time on the yield of total flavonoids

由圖4可知，油樟葉總黃酮提取量隨著回流提取時間的延長而呈現(xiàn)先增加后下降的變化規(guī)律，回流提取120 min時，總黃酮提取量最高達36.30 mg/g。提取時間短，黃酮類成分不能充分溶出；提取時間過長，部分黃酮類物質(zhì)穩(wěn)定性降低，也會隨提取液濃縮而損失或分解，總黃酮提取量下降［19］。因此，選擇120 min為適宜回流提取時間。

2.1.5提取溫度對總黃酮提取量的影響

提取溫度對總黃酮提取量的影響見圖5。

圖5　提取溫度對總黃酮提取量的影響Fig.5Influence of extraction temperature on the yield of total flavonoids

由圖5可知，油樟葉總黃酮提取量隨著提取溫度的增加而逐漸升高，溫度達到80℃時，黃酮提取量最高達38.80 mg/g，繼續(xù)升高溫度，黃酮提取量反而下降。升高溫度能增加黃酮類成分在提取液中的溶解度，但過高溫度會破壞部分黃酮類化合物的穩(wěn)定性，降低總黃酮提取量［20］。因此，以80℃為適宜提取溫度。

2.2均勻設(shè)計對提取工藝的優(yōu)化

在單因素試驗基礎(chǔ)上采用均勻設(shè)計試驗優(yōu)化油樟總黃酮的提取工藝，其結(jié)果見表1和表2。

由表1可知，油樟葉總黃酮提取量最高的試驗組合為乙醇體積分?jǐn)?shù)64%、液料比33 mL/g、浸泡時間0 min、回流時間108 min、提取溫度78℃，總黃酮提取量40.43 mg/g。均勻設(shè)計試驗各組數(shù)據(jù)經(jīng)DPS統(tǒng)計軟件的二次多項式逐步回歸模型分析，得油樟葉總黃酮提取工藝參數(shù)回歸方程：Y=-832.029 88-4.180 40X1+ 17.177 48X2+19.393 84X5-0.106 91X5X5-0.017 22X1X2+ 0.057 05X1X5-0.208 83X2X5-0.000 47X3X4，回歸方程相關(guān)系數(shù)R=0.999 7，F(xiàn)=2 137.73，p=0.016 7＜0.05，Durbin-Watson統(tǒng)計量d=2.89，多元回歸模型可用。在建立多元回歸模型的同時進行通徑分析，決定系數(shù)R2=0.999 9，剩余通徑系數(shù)ρe=0.007 6，通徑分析成立。

表1　均勻設(shè)計試驗安排與結(jié)果Table 1Design matrix and results of uniformed design test

表2　各因素的顯著性檢驗Table 2Significance of each variable term in the fitted regression equation for the yield of total flavonoids

由回歸方程可知，X3和X4未入選方程，表明在試驗所選因素水平范圍內(nèi)，浸泡時間（X3）和回流提取時間（X4）對油樟葉總黃酮提取量無顯著影響，這與單因素試驗結(jié)果相近。由表2偏相關(guān)系數(shù)大小可知，各因素對總黃酮提取量影響大小程度為：提取溫度（X5）＞液料比（X2）＞乙醇體積分?jǐn)?shù)（X1），其中提取溫度和液料比的影響達到極顯著水平（P＜0.01），乙醇體積分?jǐn)?shù)的影響顯著（P＜0.05）。乙醇體積分?jǐn)?shù)與液料比（X1X2）、乙醇體積分?jǐn)?shù)與提取溫度（X1X5）、液料比與提取溫度（X2X5）、浸泡時間與回流提取時間（X3X4）之間存在交互影響，其中乙醇體積分?jǐn)?shù)與液料比的交互影響不顯著（P＞0.05），其余的的交互影響極顯著（P＜0.01）。浸泡時間與回流提取時間的交互作用對總黃酮提取量的影響較大。

根據(jù)多元回歸模型，預(yù)測得到油樟葉總黃酮提取工藝的優(yōu)化條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)（X1）為60.00%，液料比（X2）為34.00 mL/g，浸泡時間（X3）為0.00 min，回流提取時間（X4）為121.66min，提取溫度（X5）為73.50℃，總黃酮提取量預(yù)測值（Y）為43.65 mg/g。為便于操作將優(yōu)化條件修正為：乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，液料比34 mL/g，浸泡時間0 min，回流提取時間122 min，提取溫度74℃，進行3次平行驗證試驗，總黃酮平均提取量為42.09 mg/g，結(jié)果與預(yù)測值相近。可見，利用該優(yōu)化工藝提取油樟葉總黃酮可行。目前，油樟同屬植物香樟葉中黃酮類化合物的提取方法有傳統(tǒng)醇提法、微波輔助提取法和超聲波輔助提取法，其黃酮提取率不同，分別為39.68、41.30、10.44 mg/g［4，21-22］。可見，超聲波輔助提取香樟葉總黃酮的提取率明顯低于其它兩種提取方法，但作者未對其引起較大差異的原因進行探討，需進一步研究證實。油樟葉總黃酮的微波輔助提取和超聲波輔助提取等方法，以及是否與傳統(tǒng)醇提法存在差異也有待進一步研究。

2.3總黃酮粗品抗自由基活性

以優(yōu)化工藝制備油樟葉總黃酮提取液，經(jīng)除雜、濃縮和真空冷凍干燥得到黃色粉末狀油樟葉總黃酮粗品，測得總黃酮粗品中總黃酮含量為394.3 mg/g。油樟葉總黃酮粗品對DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥自由基的清除活性見圖6、圖7和表3。

圖6　油樟葉總黃酮對DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥自由基的清除率Fig.6ScavengingrateoftotalflavonoidsonDPPH·，O2-·and·OH

圖7　抗壞血酸對DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥自由基的清除率Fig.7Scavenging rate of ascorbic acid on DPPH·，O2-·and·OH

表3　油樟葉總黃酮粗品對DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥自由基的半數(shù)清除濃度Table 3The half inhibit concentration of crude total flavonoids on DPPH·，O2-·and·OH

由圖6和圖7可知，油樟葉總黃酮和抗壞血酸對3種自由基的清除率都隨濃度的增加而增加，其清除自由基能力具有一定的濃度依賴性。由表3可知，油樟葉總黃酮表現(xiàn)出一定的抗自由基作用，對DPPH·、O2-·和·OH的IC50分別為2.81、3.35、3.21 mg/mL，其對3種自由基的作用弱于抗壞血酸。王先［3］報道，香樟葉黃酮經(jīng)大孔吸附樹脂純化后，所得精制黃酮純度由38.15%提高到91.18%，其清除DPPH自由基的IC50為35.97 μg/mL，遠高于油樟葉總黃酮粗品對DPPH自由基的清除作用。本試驗所得油樟葉總黃酮粗品的純度僅為39.43%，對油樟葉總黃酮粗品的純化及其高純品抗氧化活性需要進一步研究。

3　結(jié)論

采用均勻設(shè)計法對脫油油樟葉總黃酮的提取工藝進行優(yōu)化，得到最佳提取工藝為：乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，液料比34mL/g，浸泡時間0min，回流提取時間122min，提取溫度74℃，此條件下油樟葉總黃酮提取量為42.09 mg/g。按該工藝制得油樟葉總黃酮粗品的黃酮含量為394.3 mg/g，并表現(xiàn)出一定的抗自由基作用，其對DPPH·、O2-·和·OH的IC50分別為2.81、3.35、3.21 mg/mL。

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Extraction Technology and Anti-radical Activities in vitro of Total Flavonoids from Cinnamomum longepaniculatum Leaves

DU Yong-hua1，3，AO Guang-hui2，*，WEI Qin1，*，LIAO Xiao-long3，LI Xue-hui3
（1.Key Lab of Aromatic Plant Resources Exploitation and Utilization in Sichuan Higher Education，Yibin University，Yibin 644000，Sichuan，China；2.Neijiang Normal University，Neijiang 641112，Sichuan，China；3.College of Life Science and Food Engineering，Yibin University，Yibin 644000，Sichuan，China）

The extraction technology and anti-radical activities in vitro of total flavonoids from Cinnamomum longepaniculatum leaves were investigated.The extraction conditions of total flavonoids were optimized using uniform design on the basis of single factor test，and the anti-radical activities were investigated by measuring the scavenging rate of total flavonoids on DPPH free radical，super oxide anion free radical and hydroxyl radical.Results showed that the optimum extraction conditions of total flavonoids from C.longepaniculatum leaves were ethanol concentration 60%，ratio of liquid-solid 34 mL/g，soaking time 0 min，extraction time 122 min，extraction temperature 74℃.Under such condition，the extraction rate of total flavonoids was 42.09 mg/g.The crude total flavonoids displayed good anti-radical activities with the half inhibition concentration（IC50）values of 2.81，3.35，3.21 mg/mL against DPPH free radical，super oxide anion free radical and hydroxyl radical，respectively.

Cinnamomum longepaniculatum；flavonoids；uniform design；anti-radical

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.20.009

四川省應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目（2011JY0050）；四川省青年科技創(chuàng)新研究團隊培育計劃項目（2011JTD0035）；四川高校科研創(chuàng)新團隊建設(shè)計劃資助項目（14TD0031）

杜永華（1978—），男（漢），講師，碩士，研究方向：天然產(chǎn)物與功能活性研究。

敖光輝（1965—），男（漢），教授，研究方向：植物學(xué)；魏琴（1967—），女（漢），教授，博士，研究方向：植物資源開發(fā)利用。

2015-12-09