淮山水提物抗氧化活性的研究

周暢　周濃　劉亞等

摘要 [目的]采用淮山為原料，研究淮山水提物的抗氧化活性。[方法]以淮山水提液對超氧陰離子、羥基自由基的清除率為考察指標(biāo)，通過單因素和正交試驗優(yōu)化水提工藝。[結(jié)果]最佳水提工藝條件為提取溫度70 ℃、液料比60∶1、提取時間160 min，在此工藝條件下，淮山水提物對超氧陰離子的清除率為11.15%，對羥基自由基的清除率為13.06%。[結(jié)論]淮山水提物對羥基和超氧陰離子的自由基均表現(xiàn)出較強的清除能力，具有較強的抗氧化活性。

關(guān)鍵詞 淮山；水提液；抗氧化活性；優(yōu)化工藝

中圖分類號 S53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）15-069-03

Study on the Antioxidant Activity of Aqueous Extract from Dioscorea fordii Prain et Burkill

ZHOU Chang，ZHOU Nong，LIU Ya* et al

（Agricultural College， Guangdong Ocean University， Zhanjiang， GuangDong 524088）

Abstract [Objective]Taking Dioscorea fordii Prain et Burkill as material， the antioxidant activities of its aqueous extracts were studied. [Method]Using the scavenging rate of superoxide anion and hydroxyl radical as indices，the single factor and orthogonal experimental design were employed to optimize the extracting technology for Dioscorea fordii Prain et Burkill by hot water.[Result]The optimum conditions was 70 ℃， an liquid-to-solid ratio of 60∶1， 160 min. The scavenging rate of superoxide anion and hydroxyl radical of aqueous extract were 1115% and 13.06% respectively. [Conclusion]The aqueous extract of Dioscorea fordii Prain et Burkill had great scavenging ability to superoxide anion and hydroxyl radical， indicating strong antioxidant activities.

Key words Dioscorea fordii Prain et Burkill；Aqueous extract；Antioxidant activity；Optimization of the technology

淮山又名山藥、薯蕷，為薯蕷科植物，其分布的區(qū)域極廣，遍及熱帶、亞熱帶等地區(qū)。由于栽種方式或因地區(qū)差異、品種差異，物種也是十分繁雜。淮山每年的產(chǎn)量均非常大。主要以其根塊來提供食用，是我國傳統(tǒng)的藥食兩用食物之一，也在我國保健食品中占有重要地位。淮山的根塊肉質(zhì)肥厚，且營養(yǎng)價值很高，研究表明，每100.00 g鮮山藥中含蛋白質(zhì)3.37 g、淀粉15.58 g、灰分0.70 g[1]。《神農(nóng)本草經(jīng)》[2]概括了淮山的五大功用“益腎氣，健脾胃，止泄痢，化痰涎，潤皮毛”，淮山可治療脾胃虛弱、泄瀉、體倦、食少、虛汗等病癥。淮山皂苷成分具有明顯的藥理作用，如改善心腦血液循環(huán) 、防止心律失常、雙向調(diào)節(jié)免疫力、抗缺氧和抗疲勞、抑制神經(jīng)遞質(zhì)釋放和調(diào)節(jié)腺苷酸環(huán)化酶活性等[3-4]。尿囊素是淮山的活性成分之一，它具有抗刺激、麻醉鎮(zhèn)痛、消炎抑菌等作用，常用于治療手足皴裂、魚鱗病以及多種角化性皮膚病。尿囊素還能修復(fù)上皮組織，促進(jìn)皮膚潰瘍面和傷口愈合[5-6]。中醫(yī)認(rèn)為消渴的病機是陰虛燥熱，淮山具有補肺健脾、益腎固精的功效，因此淮山成為治療消渴病的常用藥物之一。國外研究報道，淮山粗提物對禁食大鼠和兔有降血糖作用，能控制四氧嘧啶引起的高血糖，其乙醇提取物的水溶液部分與降血糖活性有關(guān)[7]。Hikino研究認(rèn)為日本產(chǎn)的日本淮山塊莖中含有降血糖多糖酶，在藥理試驗中提示能降低小鼠血糖濃度[8]。淮山還具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、保肝、延緩衰老、抗腫瘤等作用。可見淮山功效非常廣泛。

該研究以淮山為原料，經(jīng)過熱水浸提，并通過單因素和正交試驗優(yōu)化水提工藝條件，將其抗氧化活性成分充分提取出來，使淮山水提液具有最理想的抗氧化功效，以期為淮山進(jìn)一步開發(fā)利用提供試驗數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材。淮山，購于湛江市昌大昌超市。

1.1.2 主要試劑。三羥甲基氨基甲烷、鄰苯三酚、硫酸亞鐵、鹽酸、水楊酸、過氧化氫（30%）均為國產(chǎn)分析純。

1.1.3 儀器。電熱恒溫鼓風(fēng)干燥器（9070MBE，上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；組織搗碎機（HR172，飛利浦家庭電器有限公司）；可見分光光度計（WFJ2100，尤尼柯（上海）儀器有限公司）；離心機（802，上海浦東物理光學(xué)儀器廠）；電熱恒溫水浴鍋（HHS型，上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；托盤電子分析天平（AY120，日本島津公司）；電子天平（BL220H，日本島津公司）；紫外可見分光光度計（TU1800S，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 淮山活性物質(zhì)的提取。原料挑選→清洗→去皮→切片→干燥→粉碎→水提→抽濾→提取液備用。

1.2.2 操作要點。將市場上購買的新鮮淮山清洗干凈，去掉表皮，然后切片；再將切片的淮山放在溫度為105 ℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥；把已烘干的淮山干片粉碎成淮山粉，經(jīng)測定淮山干粉水分含量為6.8%。稱取一定量的淮山粉于250 ml三角瓶中，以水為提取劑70 ℃水浴恒溫提取120 min。然后將淮山水提液進(jìn)行真空抽濾，以除去懸浮物和雜質(zhì)，得到白色澄清透明的淮山提取液，對真空抽濾后的水浴提取液進(jìn)行抗氧化能力測定。

1.2.3 超氧陰離子清除率的測定。

根據(jù)文獻(xiàn)[9]，取0.05 mol/L TrisHCl 緩沖液（pH = 8.2）4.5 ml，置于25 ℃水浴中預(yù)熱20 min，分別加入1 ml試樣和0.4 ml 25 mmol/L 鄰苯三酚溶液，混勻后于25 ℃水浴中反應(yīng)5 min，加入8 mol/L HCl 1 ml 終止反應(yīng)，299 nm處測定吸光度（A0），空白對照組以相同體積的蒸餾水代替樣品。

計算公式為：清除率=A0-AiA0×100%，式中，Ai為加入提取物后羥基自由基體系的吸光度值；

A0為未加提取物時羥基自由基體系的吸光度值。

1.2.4 羥基自由基清除率的測定。

根據(jù)文獻(xiàn)[10]，在10 ml比色管中依次加入6 mmol/L的FeSO4溶液2.0 ml、6 mmol/L的水楊酸溶液2.0 ml、6 mmol/L的H2O2溶液2.0 ml，加入試樣2.0 ml，在37 ℃水浴中恒溫反應(yīng)1 h后，于波長510 nm處測其吸光度值A(chǔ)0，在上述體系中分別加入不同量的提取物溶液測定吸光度值A(chǔ)i。

計算公式為：清除率=A0-AiA0×100%，

式中，Ai為加入提取物后羥基自由基體系的吸光度值；A0為未加提取物時羥基自由基體系的吸光度值。

1.2.5 淮山活性物質(zhì)提取單因素試驗。

1.2.5.1 液料比對淮山提取的影響。準(zhǔn)確稱取淮山粉1.00 g，于250 ml錐形瓶中，按液料比分別為30∶1、40∶1、50∶1、60∶1、70∶1，提取時間為160 min，提取溫度為80 ℃，探討液料比對淮山水提物提取效果的影響。

1.2.5.2 提取時間對淮山提取的影響。準(zhǔn)確稱取淮山粉100 g，于250 ml錐形瓶中，以60∶1的液料比，提取時間分別為40、80、120、160、200 min，提取溫度為80 ℃，探討提取時間對淮山水提物提取效果的影響。

1.2.5.3 提取溫度對淮山提取的影響。準(zhǔn)確稱取淮山粉100 g，于250 ml錐形瓶中，以60∶1的液料比，提取時間為160 min，提取溫度分別為50、60、70、80、90 ℃，探討提取溫度對淮山水提物提取效果的影響。

1.2.6 淮山水提工藝條件的優(yōu)化。根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，以水提液對超氧陰離子、羥基自由基的清除率為考察指標(biāo)，考察提取溫度、料液比、提取時間對淮山水浴提取結(jié)果的影響，選擇L9（33）正交試驗，確定淮山最佳水提工藝條件，因素水平如表1所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 淮山活性物質(zhì)提取單因素試驗

2.1.1 液料比對淮山提取的影響。

由圖1可以觀察得出，淮山水提物對羥基自由基的清除率略高于對超氧陰離子的清除率，表明淮山水提物對羥基自由基的清除效果比超氧陰離子好。隨著液料比的增大，淮山水提物對超氧陰離子和羥基自由基的清除率呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢，當(dāng)液料比增加到50∶1之后，淮山水提物對超氧陰離子和羥基自由基清除率均出現(xiàn)了一定程度的下降。因此，選擇液料比分別為40∶1、50∶1、60∶1進(jìn)行正交試驗。

2.1.2 提取時間對淮山提取的影響。從圖2可以看出，淮山水提物對羥基自由基的清除率略高于對超氧陰離子的清除率，表明淮山水提物對羥基自由基的清除效果比超氧陰離子強。伴隨提取時間的增加，淮山水提物對超氧陰離子和羥基自由基的清除率呈現(xiàn)上升的趨勢，但增加的幅度緩慢。當(dāng)提取時間為120 min時達(dá)較大值；在提取時間達(dá)120 min之后，隨著時間的增加，淮山水提物對超氧陰離子和羥基自由基清除率均出現(xiàn)了下降的趨勢。因此，選擇提取時間分別為80、120、160 min進(jìn)行正交試驗。

2.1.3 提取溫度對淮山提取的影響。從圖3可以看出，淮山水提物對羥基自由基的清除率略高于對超氧陰離子的清除率，表明淮山水提物對羥基自由基的清除效果比超氧陰離子好。淮山水提物對超氧陰離子和羥基自由基的清除率隨著提取溫度的增加均呈現(xiàn)上

升的趨勢，但增加的幅度緩慢，當(dāng)提取溫度為70 ℃時達(dá)較大值；在提取溫度達(dá)70 ℃之后，隨著溫度的升高，淮山水提物對超氧陰離子和羥基自由基的清除率均出現(xiàn)了下降的趨勢。因此，選擇提取溫度分別為60、70、80 ℃進(jìn)行正交試驗。

2.2 淮山水提工藝條件的優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，以水提液對超氧陰離子、羥基自由基的清除率為考察指標(biāo)，進(jìn)行正交試驗。由表2可知，影響淮山水提物對超氧陰離子清除率的因素的順序依次為C>B>A，即提取溫度>提取時間>液料比，最優(yōu)組合為A3B3C2。

同理可知，影響淮山水提物對羥基自由基清除率的因素的順序依次為A>C>B，即液料比>提取溫度>提取時間，最優(yōu)組合為A3B3C2。

由正交試驗的結(jié)果可以看出，淮山水提物對超氧陰離子和羥基自由基的清除率的最佳提取條件完全相同，最優(yōu)組合為A3B3C2。在此工藝條件下，淮山水提物對超氧陰離子的清除率為1115%、對羥基自由基的清除率為13.06 %，具有較強的抗氧化功效。