高良姜等17種藥用植物水煮過程中活性物質含量及抗氧化活性的比較研究

劉海林 馮婉寧 竇英杰 陶玉 張亞洲

摘 要 為考察不同水煮時間對藥用植物（以根莖為藥用部位）抗氧化活性的影響，選取高良姜等17種藥用植物為試驗材料，分別測定30、60和90 min水煮時間水煮液中活性成分總多酚、總黃酮含量。采用DPPH法、抗脂質過氧化物法和還原能力評價其抗氧化性能，并采用Pearson法進行相關性分析。在所測試的17種藥用植物中，水煮60 min的桔梗水煮液總多酚含量和水煮30 min高良姜水煮液總黃酮含量最高，其值分別為（299.94±6.85）mg GAE/g和（387.73±34.73）mg QE/g；水煮30 min的人參水煮液DPPH自由基清除能力最強和水煮60 min的高良姜水煮液還原力最大，其值分別為（215.81±7.61）μmol VC/g和（333.86±3.85）μmol VC/g；然而水煮時間對脂質過氧化抑制能力最強的姜黃水煮液（277.32±0.25） μmol VC/g影響差異不顯著。顯然，水煮時間對所測試的藥用植物水煮液的活性物質總多酚、總黃酮含量及抗氧化活性（DPPH自由基清除能力、還原力和脂質過氧化抑制能力）的影響因藥用植物種類而異。這將為進一步開發(fā)利用高良姜等17種藥用植物的抗氧化活性成分提供科學依據。

關鍵詞 藥用植物 ；水煮時間 ；總多酚 ；總黃酮 ；抗氧化

中圖分類號 S567 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.10.012

Abstract To study the effect of cooking time on the antioxidant activity of 17 medical plants （rootstocks are usually used as medicinal parts） including Alpinia officinarum Hance， the bioactive components （such as total phenolic and total flavonoid ） contents were measured from aqueous extracts cooked with different times （30， 60 and 90 minutes ）， and their antioxidant activity was analyzed by DPPH， reducing power and inhibition of lipid peroxidation method， respectively. The results showed the aqueous extract of Alpinia officinarum Hance cooked for 30 minutes had highest total phenolic content value of（299.94±6.85）mg GAE/g； Platycodon grandiflorus （Jacq.） A. DC. cooked for 60 minutes had the highest of flavonoid content value of（387.73±34.73）mg GAE/g； the aqueous extract of Panax ginseng C. A. Mey. cooked for 30 minutes and Lonicera hypoglauca. cooked for 60 minutes had the highest of DPPH free radical scavenging ability [（215.81±7.61）μmol VC/g] and reducing power [（333.86±3.85） μmol VC/g]， respectively； the aqueous extract of Curcuma longa L.had the highest of lipid peroxidation inhibitory ability with about [（277.32±0.25） μmol VC/g]， however the effect of cooking time was not obviously on the lipid peroxidation inhibitory ability. Obviouly， the effect of cooking time on the bioactive components （such as total phenolic and total flavonoid ） contents and their antioxidant activity （such as DPPH， reducing power and inhibition of lipid peroxidation method ） were depend of different kinds of medical plants used in this study， which could provide scientific basis for further explore on antioxidant of 17 medical plants whose rootstocks are usually used as medicinal parts，such as including Alpinia officinarum Hance.

Keywords Medical plants ； Aqueous extract ； Total polyphenols ； Total flavonoids ； Antioxidant activity

隨著人們對健康的日益關注，從植物中尋找安全、無毒的天然抗氧化劑成了研究熱點[1-4]。已有研究表明，許多植物具有豐富的生物活性成分及良好的抗氧化活性[5-8]。

我國素有“藥食同源、藥食同理、藥食同用”的傳統(tǒng)思想和悠久歷史，到2014年，國家衛(wèi)計委已確立了101種“既是食品又是藥品”和114 種“可用于保健食品”的藥食同源材料。從食用安全性和保健功效兩方面綜合考慮，藥食兩用植物是篩選抗氧化功能性食品資源的首選[9-12]。

由于日常生活中藥用植物的藥用或食用多采用水煮或熱水沖泡的方式加以利用，然而鮮見有關水煮過程中藥用植物抗氧化活性變化的報道。本試驗考察不同水煮時間對高良姜等17種藥用植物（入藥部位為根莖）水煮液的總多酚與總黃酮含量、DPPH自由基清除能力、還原力和脂質過氧化抑制能力的影響，旨在為高良姜等17種藥用植物在抗氧化功能食品的開發(fā)與應用中提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗材料

高良姜（Alpinia officinarum Hance）、山藥（Dioscorea Rhizoma）、玉竹[Polygonatum odoratum （Mill.）Druce]、甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）、白芷[Angelica dahurica （Fisch. ex Hoffm.）Benth. et Hook. f. ex Franch. et Sav]、百合（Lilium brownii var. viridulum）、桔梗[Platycodon grandiflorus（Jacq.）A.DC.]、黃精（Polygonatum sibiricum）、葛根（Pueraria lobata）、鮮白茅根[Imperata cylindrica Beauv.var. major（Nees）C. E. Hubb.]、鮮蘆根（Rhizoma Phragmitis）、薤白（Allium macrostemon Bunge）、人參（Panax ginseng C.A.Mey.）、粉葛（Pueraria thomsonii Benth）、當歸[Angelica sinensis （Oliv.） Diels]、山奈（Kaempferia galanga L.）和姜黃（Curcuma longa L.）17種藥食兩用植物從貴陽市花果園中藥批發(fā)市場購買，并經貴州理工學院制藥工程教研室吳琴教授鑒定。

1.1.2 試劑及儀器

（1）試劑。1，1-二苯基-2-苦基苯肼（DPPH），購自梯希愛（上海）化成工業(yè)發(fā)展有限公司；福林酚（Folin-Ciocalteu）試劑、硫酸巴比妥（TBA）、抗壞血酸（VC）、三氯乙酸（TCA）、蘆?。≦E）和沒食子酸（GAE）、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、三氯化鋁、磷酸二氫鈉和磷酸二氫鈉購自國藥集團化學試劑有限公司；硫氰化鐵、三氯化鐵購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；其他試劑均為分析純；實驗用水均為二次去離子水。

（2）儀器。紫外分光光度計，型號為L5，購自上海儀電科學儀器股份有限公司；電子分析天平，型號為BSA124S，購自賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；數顯恒溫水浴鍋，型號為HH-4，購自常州賽普實驗儀器廠；精密酸度計，型號為PHS-2F，購自上海精密科學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 藥用植物水煮液的制備

將17種藥用植物藥材分別置于烘箱中50℃烘干至恒重，用中藥粉碎機粉碎過60目篩。精密稱取各種植物粉末0.5 g放入干燥好的100 mL試管中，加入10 mL 煮沸的去離子水，在100℃恒溫水浴條件下分別浸提30、60和90 min，室溫冷卻后過濾。濾渣在同等條件下再重復2次，3次濾液合并，定容至30 mL后密封置冰箱內備用，每個樣品處理3次重復。

1.2.2 總多酚含量的測定

采用福林酚比色法測定，略作修改[13]。以沒食子酸為標準品，分別移取0.5 mL 樣品提取液（或其稀釋液）及0.5 mL不同濃度標準品溶液于10 mL試管中，依次加入稀釋10 倍的福林酚試劑2.5 mL、7.5%（m/V）碳酸鈉溶液2.0 mL，最后用蒸餾水定容至5 mL，充分搖勻，黑暗放置120 min，于波長760 nm測定吸光值?？瞻讓φ战M以0.5 mL蒸餾水代替不同濃度的樣品，測定其吸光度?？偠喾雍恳悦靠藰悠分袥]食子酸當量表示，即mg GAE/g。

1.2.3 總黃酮含量的測定

采用NaNO2-AlCl3-NaOH比色法測定，略作修改[14]。以沒蘆丁為標準品，分別移取0.4 mL 樣品提取液（或其稀釋液）及0.4 mL不同濃度標準品溶液于10 mL試管中，依次加入超純水2.32 mL、5% NaNO2 0.14 mL、10% AlCl3 溶液0.14 mL，0.5 mol/L NaOH 2.0 mL，最后用蒸餾水定容至5 mL，充分搖勻，室溫靜置30 min，在510 nm 處測定吸光值?？瞻讓φ战M以0.4 mL蒸餾水代替不同濃度的樣品，測定其吸光度。總黃酮含量以每克樣品中蘆丁當量表示，即mg GAE/g。

1.2.4 還原力測定

參考Pinela的方法，略作修改[15]。以VC為標準品，分別移取1.0 mL 樣品提取液（或其稀釋液）及1.0 mL不同濃度標準品溶液于10 mL試管中，加入2.5 mL磷酸緩沖液（0.2 mol/L，pH 6.6） 以及 2.5 mL 1%鐵氰化鉀溶液，混勻。50 ℃恒溫水浴20 min，取出冷卻后，加入2.5 mL 10%三氯乙酸溶液，3 000 r/min 離心 10 min。取2.5 mL上清液，加入2.5 mL蒸餾水和0.5 mL 0.1%三氯化鐵溶液，充分混勻，靜置10 min 后，在700 nm 波長處檢測吸光度?？瞻讓φ战M以1.0 mL蒸餾水代替不同濃度的樣品，測定其吸光度。各樣品的還原力以達到同等還原力所需VC的微摩爾數表示，單位為μmol VC/g。

1.2.5 DPPH自由基清除能力

參考Cardador-Martinez 的方法，略作修改[16]。以VC為標準品，分別移取0.3 mL 樣品提取液（或其稀釋液）及0.3 mL不同濃度標準品溶液于10 mL試管中，加入4.0 mL 0.06 mmol/L DPPH 乙醇溶液，充分混勻后室溫靜置1 h，在517 nm 處測定吸光值At，0.3 mL待測樣品與4 mL 無水乙醇混合測定樣品本底吸光度值Ax，0.3 mL蒸餾水與3 mL DPPH 溶液混合測定對照吸光度值A0，DPPH 清除率按下列公式計算：

DPPH清除率=[1-（At-Ax）/A0]×100%

各樣品的抗氧化活性以達到同等DPPH 清除率所需VC的微摩爾數表示，單位為μmol VC/g。

1.2.6 脂質過氧化抑制能力

參照張爾賢的方法并略加以改進[19]。取新鮮雞蛋，去卵清，得到卵黃并向其加入等體積的PBS緩沖液（pH 7.4、0.1 mol/L），磁力攪拌10 min，然后同種PBS 溶液稀釋成1∶25（體積比）的卵黃懸液。以VC為標準品，分別移取0.5 mL 樣品提取液（或其稀釋液）及0.5 mL不同濃度標準品溶液于10 mL試管中，依次加入稀釋蛋黃懸液和25 mmol/L FeSO4 溶液各0.2 mL，使用pH 7.4 0.1 mol/L PBS溶液定容至2.0 mL，37 ℃水浴30 min。然后加入10 g/L EDTA 溶液30 μL終止反應并混勻，再加入10% TCA 1.0 mL，混勻靜置10 min，沸水浴15 min，室溫冷卻至常溫，用力振蕩，3 500 rpm 離心10 min，取上清液1.0 mL，最后加3.0 mL PBS溶液，在波長532 nm 處測吸光度值Aa。以0.5 mL PBS溶液代替樣品溶液測定吸光度A0，抑制率按下列公式計算：

抑制率=（A0-At）/A0×100%

各樣品的脂質過氧化抑制能力以達到同等還原力所需VC的微摩爾數表示，單位為μmol VC/g。

1.2.7 數據分析

所有樣品均平行測定3次，測定結果以（平均值±標準差）表示。分別采用Duncan法和Pearsons相關系數進行顯著性和相關性分析（p<0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同水煮時間對藥用植物水煮液總多酚和總黃酮含量的影響

本試驗所測試的17種藥用植物水煮液總多酚、總黃酮含量如表1所示。由表1可知，其含量與所選的藥用植物種類和水煮時間密切相關：（1） 在水煮30 min的實驗條件下，總多酚含量介于（2.55±0.27）～（269.49±2.95）mg GAE/g ，其含量以黃精最高，葛根次之，茭白最低，最高和最低之間相差105.3倍；總黃酮含量介于（9.84±0.53）～（387.73±34.73）mg GAE/g，其含量以高良姜最高，粉葛最低，最高和最低之間相差39.4倍。（2） 在水煮60 min的條件下，總多酚含量范圍為（3.36±0.24）～（299.94±6.85）mg GAE/g ，其含量以桔梗最高，高良姜次之，茭白最低，最高和最低之間相差89.3倍；總黃酮含量介于（9.38±0.30）～（310.76 ±7.32）mg GAE/g ，其含量以高良姜最高，人參最低，最高和最低之間相差33.1倍。（3） 在水煮90 min的實驗條件下，總多酚含量范圍為（0.83±0.13）～（232.84±1.63）mg GAE/g ，其含量以葛根最高，黃精次之，人參最低，最高和最低之間相差280.5倍；總黃酮含量介于（8.22±0.23）～（136.57±2.03）mg GAE/g ，其含量以葛根最高，百合最低，最高和最低之間相差16.6倍。

由此可見，在所測試的藥用植物水煮液中桔梗（水煮60 min）的總多酚含量最高，人參（水煮90 min）總多酚含量最低。隨著水煮時間的增加，桔梗水和人參水煮液的總多酚含量先升高后降低，差異顯著（p<0.05）。然而在所測試的藥用植物水煮液中高良姜（水煮30 min）的總黃酮含量最高，百合（水煮90 min）總黃酮含量最低。隨著水煮時間的增加，高良姜水煮液的總多酚含量急劇降低，差異顯著（p<0.05），然而百合水煮液的總多酚含量先升高后降低，差異顯著（p<0.05）。顯然，水煮時間對藥用植物水煮液總多酚和總黃酮含量的影響因藥材而異。

2.2 不同水煮時間對藥用植物水煮液抗氧化能力的影響

選用DPPH法、Fe3+還原能力和脂質過氧化抑制能力等3種方法分別對高良姜等17種藥用植物的水煮液抗氧化活性進行了研究，結果見表2。

由表2可知，在水煮30、60和90 min的3種實驗條件下，17種藥用植物水煮液的DPPH自由基清除能力范圍為分別為（30.67±1.84）～（215.81±7.61）μmol VC/g、（26.29±0.99）～（212.76±2.01）μmol VC/g、（19.62±0.33）～（199.05±8.75）μmol VC/g。

在所測試的17種藥用植物中，人參水煮液DPPH自由基清除能力最高。隨著水煮時間的增加，其DPPH自由基清除能力逐漸降低，水煮30和60 min水煮液差異不顯著（p>0.05），水煮60和90 min水煮液差異顯著（p<0.05）；桔梗水煮液DPPH自由基清除能力最低，隨著水煮時間的增加，其DPPH自由基清除能力快速降低，差異顯著（p<0.05）。

在上述3種不同水煮時間實驗條件下，17種藥用植物水煮液的Fe3+還原能力分別介于（20.05±1.31）～（324.61±12.57）μmol VC/g、（30.19±0.77）～（333.86±3.85）μmol VC/g、（24.88±2.14）～（327.61±21.02）μmol VC/g。由此可見，在所測試的17種藥用植物中，高良姜還原力最高。隨著水煮時間的增加，其還原力先升高后降低，但差異不顯著（p>0.05）；茭白的還原力較低，隨著水煮時間的增加，其DPPH自由基清除能力逐漸降低，差異顯著（p<0.05）。

在水煮30、60和90 min的3種實驗條件下，通過17種藥用植物水煮液脂質過氧化抑制能力比較（表2）發(fā)現：其過氧化抑制能力分別介于（18.85±0.25）～（277.32±0.25）μmol VC/g、（41.64±1.61）～（277.59±0.27）μmol VC/g、（61.70±2.59）～（276.79±0.29）μmol VC /g。在所測試的17種藥用植物中姜黃脂質過氧化抑制能力最強，隨著水煮時間的增加，其脂質過氧化抑制能力先增強后降低，但差異不顯著（p>0.05）；粉葛的脂質過氧化抑制能力最低，隨著水煮時間的增加，其脂質過氧化抑制能力急劇增強，差異顯著（p<0.05）。顯然，水煮時間對藥用植物水煮液DPPH自由基清除能力、Fe3+還原能力和脂質過氧化抑制能力的影響因藥材而異。

2.3 不同水煮時間對藥用植物水煮液活性物質含量與抗氧化活性相關性的影響

由于測定方法機理不同，以及抗氧化物質種類和含量的差異，17種藥用植物（以根莖為藥用部位）的抗氧化活性存在差異。為了評估藥用植物水煮液活性物質含量對其抗氧化活性的貢獻，在水煮30、60和90 min的3種實驗條件下，分析了17種藥用植物水煮液的總多酚、總黃酮含量與DPPH自由基清除率、還原力和脂質過氧化抑制能力之間的相關性（表3）。

由表3可知：（1） 在水煮30 min的條件下，17種藥用植物水煮液的總黃酮與總多酚含量相關性不顯著（p>0.05），總多酚含量與還原力呈顯著相關性（p<0.05），總黃酮含量與還原力和脂質過氧化抑制能力分別呈極顯著相關性（p<0.01）和顯著相關性（p<0.05）；（2） 在水煮60 min的條件下，總黃酮與總多酚含量相關性不顯著（p>0.05），總多酚含量與還原力呈極顯著相關性（p<0.01），總黃酮含量與還原力、脂質過氧化抑制能力呈顯著相關性（p<0.05）；（3） 在水煮90 min的條件下，總黃酮與總多酚含量呈顯著相關性（p<0.05），然而二者含量與抗氧化活性（DPPH自由基清除率、還原力和脂質過氧化抑制能力）相關性均不顯著。

3 結論

在所測試的17 種藥用植物中，水煮60 min的桔梗水煮液總多酚含量和水煮30 min高良姜水煮液總黃酮含量最高，其值分別為（299.94±6.85）mg GAE/g和（387.73±34.73）mg QE/g，水煮時間對桔梗水煮液總多酚含量和高良姜水煮液總黃酮影響較大。水煮30 min的人參水煮液DPPH自由基清除能力最強和水煮60 min的高良姜水煮液還原力最大，其值分別為（215.81±7.61）μmol VC/g和（333.86±3.85）μmol VC/g；然而水煮時間對脂質過氧化抑制能力最強的姜黃水煮液（250.45±2.17）μmol VC/g影響不顯著。由此可見，水煮時間對大多數以根莖為入藥部位藥用植物水煮液活性成分含量和抗氧化活性影響因藥用植物種類而異。

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