舞花姜根總皂苷的提取工藝及其抗氧化活性

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(1.貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國(guó)家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州師范大學(xué),貴州貴陽(yáng) 550001;2.貴州省藥物質(zhì)量控制及評(píng)價(jià)技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室,貴州師范大學(xué),貴州貴陽(yáng) 550001;3.貴州師范大學(xué)天然藥物質(zhì)量控制研究中心,貴州貴陽(yáng) 550001)

舞花姜(GlobbaracemosaSmith)為姜科舞花姜屬多年草本植物,主要分布于四川、貴州、廣西、廣東、湖南、江西、福建等中國(guó)南部及西南部各省,在貴州主要分布在綏陽(yáng)縣、三都縣、都勻市、務(wù)川縣、錦屏縣、黎平縣、臺(tái)江縣、江口縣、荔波縣、凱里市和三穗縣等地,主要生長(zhǎng)在山谷密林的溝邊或潮濕的河邊[1-2]，其性味氣微、味淡、微甘[3]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,舞花姜的根與果實(shí)在民間均有藥用歷史,它具有健胃,消炎功效,主要用于治療胃炎、消化不良、急慢性腎炎等[4]。

目前對(duì)舞花姜的研究主要集中于化學(xué)成分的分析[5],主要有木栓酮、β谷甾醇、半乳糖醇、3-羥基-豆甾-5-烯-7-酮、豆甾-5-烯-7-酮、α-蒎烯、β-蒎烯、芳樟醇、γ-松油烯、莰烯、橙花叔醇、檸檬烯、乙酸龍腦酯等多種有效成分。其中,木栓酮屬于五環(huán)三萜類(lèi)化合物,已有研究證實(shí)木栓酮有抗腫瘤活性,同時(shí)也可作為一種化療藥物,治療腫瘤性疾病[6];α-蒎烯還有抗腫瘤、抗真菌、抗過(guò)敏及改善潰瘍的功效[7];β-蒎烯有較強(qiáng)的抗炎,祛痰和抗真菌作用[8]。芳樟醇除了可用作食用香精以及工業(yè)生產(chǎn)中的重要中間體,還具有鎮(zhèn)痛、抗焦慮、鎮(zhèn)靜睡眠、抗炎、抗腫瘤、抗菌等藥理活性[9];乙酸龍腦酯具有鎮(zhèn)痛抗炎等藥理作用[10-11]。因此,舞花姜作為一種藥用歷史的草本植物,具有潛在的藥用價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景。但目前,對(duì)于舞花姜根總皂苷的提取工藝及其抗氧化活性研究的報(bào)道尚未發(fā)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)采用響應(yīng)面法優(yōu)化舞花姜根總皂苷的最佳提取工藝[12-13],并用 DPPH和ABTS研究舞花姜根總皂苷的抗氧化活性,同時(shí)測(cè)定了13個(gè)不同產(chǎn)地的舞花姜根總皂苷含量及抗氧化活性,為舞花姜藥材的開(kāi)發(fā)利用及質(zhì)量評(píng)價(jià)提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

供試品 采集于貴州的13個(gè)縣市,經(jīng)貴陽(yáng)中醫(yī)學(xué)院孫慶文教授鑒定為姜科舞花姜屬舞花姜GlobbaracemosaSmith的全草。將采集的新鮮舞花姜樣品,將其根、莖、葉分離并陰干；齊墩果酸對(duì)照品 批號(hào)為GZDD-0043,貴州迪大生物有限公司;DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼) 批號(hào)為217-591-8,日本東京化成工業(yè)株式會(huì)社;ABTS(2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽) 批號(hào)為30931-67-0,北京百靈威科技有限公司;無(wú)水乙醇、甲醇、正丁醇、高氯酸、冰醋酸、香草醛等 均為分析純。

Spectra Max Plus 384酶標(biāo)儀 美國(guó)Molecular Device公司;XS 105十萬(wàn)分之一分析天平、AL 204萬(wàn)分之一分析天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司;DFY-200高速萬(wàn)能粉碎機(jī) 溫嶺市林大機(jī)械有限公司;R-200旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 瑞士BUCHI公司;電熱恒溫水浴鍋 天津市泰斯特儀器有限公司;Eppendorf research plus微量移液器 德國(guó)Eppendorf 公司;TD5M低速離心機(jī) 長(zhǎng)沙邁佳森儀器設(shè)備有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 舞花姜根總皂苷的提取方法 準(zhǔn)確稱取舞花姜根樣品1.00 g,加料液比為1∶25 (g/mL)的甲醇溶液,超聲提取50 min,過(guò)濾,離心,取上清液10 mL,揮干甲醇,用20 mL水溶解,再用水飽和的正丁醇萃取2次(每次20 mL),棄去水液,合并正丁醇液后揮干,殘?jiān)眉状既芙獠⒍ㄈ葜?0 mL容量瓶中,作為舞花姜根提取液。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn)確稱取一定量的齊墩果酸對(duì)照品,用甲醇配制成0.1836 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別吸取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1 mL對(duì)照品溶液于具塞試管中,揮干溶劑,分別加入0.2 mL 5%香草醛-冰醋酸,再加入0.8 mL高氯酸,搖勻后,在75 ℃水浴鍋中顯色,25 min后迅速取出放入冰水中,冷卻至室溫取出,加入5 mL冰醋酸,搖勻,用同樣方法設(shè)置甲醇空白為參比,各平行三份。在550 nm處測(cè)定吸光度(A550 nm),以對(duì)照品溶液的濃度(mg/mL)為橫坐標(biāo),吸光度A為縱坐標(biāo),繪制齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算回歸方程。

1.2.3 最大吸收波長(zhǎng)的確定 分別吸取一定量的樣品溶液及對(duì)照品溶液,按1.2.2項(xiàng)下的顯色方法進(jìn)行操作,操作完畢后利用酶標(biāo)儀在400～700 nm波長(zhǎng)下進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描,以確定提取液的最大吸收波長(zhǎng)。

1.2.4 總皂苷的含量測(cè)定 準(zhǔn)確吸取0.6 mL舞花姜根提取液溶液于10 mL具塞試管中,在70 ℃恒溫水浴鍋上蒸干,按1.2.2項(xiàng)下的顯色方法進(jìn)行顯色,顯色完畢后將混合溶液引入一個(gè)ELISA板,于550 nm波長(zhǎng)處測(cè)定樣品的吸光度(A550 nm),各平行三份,用同樣方法設(shè)置甲醇空白為參比,采用齊墩果酸為對(duì)照品,根據(jù)所得標(biāo)準(zhǔn)曲線算出舞花姜根提取液的總皂苷含量,單位為:mg/g。

式中:C1為對(duì)照品齊墩果酸的濃度(mg/mL);A2為樣品的吸光度;n為供試品溶液的稀釋倍數(shù);V為樣品溶液加入量的體積(mL);M為舞花姜根粉末質(zhì)量(g);A1為對(duì)照品的吸光度。

1.2.5 舞花姜根總皂苷的提取的單因素實(shí)驗(yàn) 采用1.2.1項(xiàng)下的方法提取舞花姜根總皂苷,以舞花姜根總皂苷含量為指標(biāo),分別以不同的甲醇濃度、料液比、樣品粒度、超聲功率、超聲時(shí)間、提取次數(shù)作為單因素,考察各因素對(duì)舞花姜根總皂苷含量的影響,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。

1.2.5.1 甲醇濃度的影響 在料液比1∶25 (g/mL),超聲時(shí)間50 min,提取1次,超聲功率300 W,樣品粒度40目條件下,探討甲醇濃度(20%、40%、60%、80%、100%)對(duì)舞花姜根總皂苷含量的影響。

1.2.5.2 料液比的影響 在超聲時(shí)間50 min,提取1次,超聲功率300 W,甲醇濃度100%,樣品粒度40目條件下,探討料液比(1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30 g/mL)對(duì)舞花姜根總皂苷含量的影響。

1.2.5.3 樣品粒度的影響 在料液比1∶25 (g/mL),超聲時(shí)間50 min,提取1次,超聲功率300 W,甲醇濃度100%條件下,探討樣品粒度(20、40、60、80、100目)對(duì)舞花姜根總皂苷含量的影響。

1.2.5.4 超聲功率的影響 在料液比1∶25 (g/mL),超聲時(shí)間50 min,提取1次,甲醇濃度100%,樣品粒度40目條件下,探討超聲功率(120、180、240、300 W)對(duì)舞花姜根總皂苷含量的影響。

1.2.5.5 超聲時(shí)間的影響 在料液比1∶25 (g/mL),提取1次,超聲功率300W,甲醇濃度100%,樣品粒度40目條件下,探討超聲時(shí)間(20、30、40、50、60 min)對(duì)舞花姜根總皂苷含量的影響。

1.2.5.6 提取次數(shù)的影響 在料液比1∶25 (g/mL),超聲時(shí)間50 min,超聲功率300W,甲醇濃度100%,樣品粒度40目條件下,探討提取次數(shù)(1、2、3次)對(duì)舞花姜根總皂苷含量的影響。

1.2.6 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用響應(yīng)面分析法進(jìn)行提取工藝條件的優(yōu)化[14],選取料液比(A)、樣品粒度(B)和超聲提取時(shí)間(C)三個(gè)因素作為自變量,以總皂苷的含量作為響應(yīng)值(Y)。根據(jù) Box-Behnken Design(BBD)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理制定因素水平表(見(jiàn)表1)。

表1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素水平表Table 1 Variables and levels in the response surface design

1.2.7 舞花姜根總皂苷抗氧化活性研究

1.2.7.1 VC對(duì)照品溶液的制備 準(zhǔn)確稱取VC對(duì)照品10.01 mg,用水溶解定容到10 mL容量瓶中,配制成1.01 mg/mL的樣品液。

1.2.7.2 ABTS+·自由基清除能力的測(cè)定方法 實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[15-16]并略作修改,具體為:準(zhǔn)確稱取ABTS 19.25 mg和K2S2O733.50 mg,分別用無(wú)水乙醇和蒸餾水溶解,定容到25 mL容量瓶中,使ABTS+·和K2S2O7最后濃度分別為0.77 mg/mL和1.34 mg/mL,按1∶1比例混合,在室溫避光條件下放置12 h,形成ABTS+·儲(chǔ)備液。使用無(wú)水乙醇將儲(chǔ)備液ABTS+·稀釋,使其在734 nm處的吸光度值為0.80±0.02。取0.6 mL ABTS+·溶液加入到0.2 mL不同濃度的樣品溶液中,搖勻,在室溫下放置7 min。將混合溶液引入一個(gè)ELISA板,VC作為空白對(duì)照,于734 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度(A734 nm),各平行三份。將以上測(cè)得數(shù)據(jù)代入下列公式計(jì)算ABTS+·自由基清除率。

SA(清除率,%)=[1-(A樣品- A空白)/A對(duì)照]× 100

式中:A樣品:樣品溶液與ABTS+·溶液反應(yīng)的吸光度值;A對(duì)照:甲醇與ABTS+·的吸光度值;A空白:甲醇與樣品溶液的吸光度值。

1.2.7.3 不同產(chǎn)地舞花姜根提取液對(duì)ABTS+·自由基清除能力的測(cè)定 取0.6 mL ABTS+·溶液加入到0.2 mL一定濃度的舞花姜根提取液中,搖勻,在室溫下放置7 min。將混合溶液引入一個(gè)ELISA板,VC作為空白對(duì)照,于734 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度(A734 nm),各平行三份,按1.2.7.2項(xiàng)下的方法計(jì)算舞花姜根總皂苷對(duì)ABTS+·自由基清除率。

1.2.7.4 DPPH自由基清除能力的測(cè)定方法 參照文獻(xiàn)[17-19]并略作修改,具體為:準(zhǔn)確稱取 DPPH 10.50 mg,用無(wú)水乙醇定容于100 mL容量瓶,配制0.105 mg/mL的溶液。取0.4 mL不同濃度的樣品溶液與0.4 mL 0.105 mg/mL DPPH工作液混合,室溫下反應(yīng)40 min后,將混合溶液引入一個(gè)ELISA板,VC作為空白對(duì)照,在517 nm處測(cè)定吸光度值(A517 nm),各平行三份,將以上測(cè)得數(shù)據(jù)代入下列公式計(jì)算DPPH自由基清除率。

SA(清除率,%)=[1-(A樣品-A空白)/A對(duì)照]× 100

式中:A樣品:樣品溶液與DPPH溶液反應(yīng)的吸光度值;A對(duì)照:甲醇與DPPH溶液的吸光度值;A空白:甲醇與樣品溶液的吸光度值。

1.2.7.5 不同產(chǎn)地舞花姜根提取液對(duì)DPPH自由基清除能力的測(cè)定 取一定濃度的舞花姜根提取液與0.4 mL 0.105 mg/mL DPPH工作液混合,室溫下反應(yīng)40 min后,將混合溶液引入一個(gè)ELISA板,VC作為空白對(duì)照,在517 nm處測(cè)定吸光度值(A517 nm),各平行三份,按1.2.7.4項(xiàng)下的方法計(jì)算舞花姜根總皂苷對(duì)DPPH自由基清除率。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用Design-Expert 8.0.6軟件分析及Microsoft Excel(Office 2016)程序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(mg/mL)為橫坐標(biāo),其吸光度A為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算得齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:y=20.111X+0.0448,R2=0.9994(n=8),對(duì)照品在0.0061～0.0336 mg/mL濃度范圍內(nèi)與吸光度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。

2.2最大吸收波長(zhǎng)的確定

舞花姜根提取液和齊墩果酸對(duì)照品溶液的最大吸收波長(zhǎng)如圖1和圖2所示,結(jié)果可知,齊墩果酸對(duì)照品溶液和舞花姜根提取液在550 nm處均有最大吸收,故確定550 nm為最大吸收波長(zhǎng)。

圖1 齊墩果酸紫外-可見(jiàn)吸收光譜圖Fig.1 UV-Visible Spectrum of the oleanolic acid

圖2 樣品溶液紫外-可見(jiàn)吸收光譜圖Fig.2 UV-visible spectrum of the sample solution

2.3單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.3.1 甲醇濃度的影響 結(jié)果如圖3所示,隨著甲醇濃度的增加,提取總皂苷含量也在增大,當(dāng)甲醇濃度為100%時(shí),提取效果最好。這可能由于舞花姜根的主要成分是萜類(lèi)和甾體皂苷元類(lèi)物質(zhì),極性較小,較低濃度的甲醇極性太大,不利于總皂苷的溶出。故選用100%的甲醇做提取溶劑。

圖3 溶劑濃度的考察Fig.3 The study of solvent concentration

2.3.2 料液比的影響 結(jié)果如圖4所示,隨著料液比從1∶10到1∶30 g/mL 時(shí),總皂苷含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),但從1∶25到1∶30 g/mL 時(shí),總皂苷含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這可能是由于在一定范圍內(nèi)增加提取液的體積可以增加接觸面積,使得更多的總皂苷被提取出來(lái),但是提取液的體積繼續(xù)增大會(huì)使總皂苷的提取達(dá)到飽和,同時(shí)提取液的揮發(fā)量會(huì)增大,導(dǎo)致提取量趨于平穩(wěn)或降低。考慮到提取溶劑體積過(guò)大會(huì)增加成本,體積過(guò)小總皂苷提取不完全,導(dǎo)致原料浪費(fèi),故選擇1∶25 (g/mL)作為提取舞花姜根總皂苷的最佳料液比。因此,在Box-Behnken軟件設(shè)計(jì)中選擇1∶20、1∶25、1∶30 g/mL進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

圖4 不同料液比的考察Fig.4 The study of different solid-liquid ratio

2.3.3 樣品粒度的影響 物料的粒度大小要適當(dāng),聲波在穿透過(guò)程中,能量會(huì)隨著穿透距離的增大而發(fā)生衰減,如果粒度過(guò)大,料層過(guò)厚,會(huì)使物料粒子能量吸收不均,作用效果不均衡,可能會(huì)導(dǎo)致得率降低。結(jié)果如圖5所示,原料粒徑的大小對(duì)總皂苷的影響明顯,隨著粒徑的減小,總皂苷含量先增大后減小,在40目時(shí)達(dá)到最高。這是因?yàn)殡S著粒徑逐漸減小,雜質(zhì)逐漸被分出,原料可以和溶劑充分混合,使得總皂苷含量明顯增加,但是粒徑進(jìn)一步減小,提取液粘度增加,不利于總皂苷的溶出。在40目時(shí)提取效果最好,總皂苷含量最大。因此,在Box-Behnken軟件設(shè)計(jì)中選擇20、40、60目進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

圖5 樣品粒度的考察Fig.5 The study of the particle sizes of sample

2.3.4 超聲功率的影響 結(jié)果如圖6所示,隨著功率的增大,樣品總皂苷含量出現(xiàn)交替上升,在功率為300 W時(shí),提取的總皂苷的含量最大。這是因?yàn)楣β什粩嘣龃蠹哟笾参锛?xì)胞內(nèi)部的溫度,分子熱運(yùn)動(dòng)加快,有利于總皂苷的提取。故選擇300 W為本實(shí)驗(yàn)的提取功率。

圖6 提取功率的考察Fig.6 The study of extracting power

2.3.5 超聲時(shí)間的影響 結(jié)果如圖7所示,在提取時(shí)間從20到50 min之間時(shí),提取樣品的總皂苷含量逐漸上升,在50 min時(shí),超聲提取樣品的總皂苷含量最大,但50 min過(guò)后,總皂苷含量呈現(xiàn)迅速下降。這可能是因長(zhǎng)時(shí)間的超聲提取溶劑揮發(fā)或總皂苷受溫度的影響部分分解所致,所以超時(shí)提取時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),故50 min為最佳提取時(shí)間。因此,在Box-Behnken軟件設(shè)計(jì)中選擇40、50、60 min進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

圖7 超聲提取時(shí)間的考察Fig.7 The study of ultrasonic extraction time

2.3.6 超聲次數(shù)的影響 結(jié)果如圖8所示,隨著提取次數(shù)的增加,提取的總皂苷量也隨之增加,當(dāng)總提取次數(shù)在2～3次范圍時(shí),舞花姜根總皂苷含量曲線基本趨于平坦,無(wú)顯著性差異,所以為了從節(jié)省資源、降低能耗、成本等角度考慮,故選擇提取次數(shù)為2次。

圖8 超聲提取次數(shù)的考察Fig.8 The study of ultrasonic extraction times

2.4響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,根據(jù)Box-Benhnken設(shè)計(jì)原理,以料液比(A)、樣品粒度(B)和超聲提取時(shí)間(C)3個(gè)因素為自變量,舞花姜根總皂苷含量為響應(yīng)值,采用響應(yīng)面法進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面分析,研究各因素對(duì)舞花姜根總皂苷含量影響的顯著性和各因素的最佳組合,一共包括17組實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表3 響應(yīng)面二次回歸模型與回歸系數(shù)方差分析結(jié)果Table 3 Significance test results for the coefficients of quadratic polynomial regression models

注:* 表示顯著水平(p<0.05);** 表示極顯著水平(p<0.01)。

表2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Response surface Box-Behnken designarrangement and experimental results

2.4.1 方差分析及二次多元回歸模型的擬合 結(jié)合表2結(jié)果,利用 Design-Expert 8.0.6統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)表 2數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式回歸分析,得到舞花姜根總皂苷含量 Y對(duì)單因素料液比(A)、樣品粒度(B)和超聲提取時(shí)間(C)的相應(yīng)的二次方程模型。Y=10.63+0.99A+0.38B+0.36C-0.23AB-0.15AC-0.37BC-0.95A2-2.16B2-1.56C2。

對(duì)上述回歸模型進(jìn)行方差分析,并對(duì)模型系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表3。該回歸方程描述各因素與響應(yīng)值之間的關(guān)系時(shí),因變量和所有自變量之間的線性關(guān)系顯著,回歸模型的相關(guān)系數(shù)R2=0.9776,p<0.01,表示回歸模型高度顯著;失擬項(xiàng)p=0.2998>0.05不顯著,說(shuō)明該回歸模型能夠很好的擬合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。R2=0.9776,說(shuō)明總皂苷含量的變化有97.76%是由提取因素造成。因此,該回歸方程可以很好地反映舞花姜根總皂苷含量與提取因素之間的真實(shí)關(guān)系,即可通過(guò)該方程確定最優(yōu)提取工藝條件。從回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果中可以看出,模型中一次項(xiàng)A、B、C均極顯著,其中A,B最為顯著,表明在所選因素中料液比(A)、樣品粒度(B)對(duì)舞花姜根總皂苷含量影響最大;交互作用AB、BC極顯著,AC交互作用顯著,二次項(xiàng)系數(shù)A2、B2、C2也極顯著。在所選取的各因素水平范圍內(nèi),A、B、C這三因素對(duì)舞花姜根總皂苷的含量影響最大的是料液比和樣品粒度,其次是超聲提取時(shí)間。

圖9 料液比、超聲提取時(shí)間和樣品粒度對(duì)總皂苷含量交互影響的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.9 Response surface and contour plots of the ratio of liquid to material,ultrasonic extraction time and particle sizes of sample to total saponins content

2.4.2 各因素交互作用的響應(yīng)面分析 圖9分別為料液比(A)、樣品粒度(B)和超聲提取時(shí)間(C)三因素交互作用對(duì)舞花姜根總皂苷含量的響應(yīng)曲面圖。當(dāng)超聲提取時(shí)間一定時(shí),料液比,樣品粒度對(duì)舞花姜根總皂苷含量的交互影響如A圖所示。可以看出,當(dāng)料液比一定時(shí),隨著樣品粒度的增加,總皂苷含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)樣品粒度低于約40目時(shí),總皂苷的含量隨著樣品目數(shù)的增大而增大;而當(dāng)樣品粒度一定時(shí),總皂苷含量也有顯著的變化,也呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)樣品粒度一定時(shí),提取時(shí)間與料液比對(duì)舞花姜根總苷含量的交互影響如C圖所示?？梢钥闯?當(dāng)料液比一定時(shí),隨著提取時(shí)間的增加,總皂苷含量先增后減;當(dāng)提取時(shí)間一定時(shí),總皂苷含量隨著料液比的增大呈先增后緩慢下降的趨勢(shì);當(dāng)料液比一定時(shí),樣品粒度與提取時(shí)間對(duì)舞花姜根總皂苷含量的交互影響如E圖所示。可以看出,樣品粒度一定時(shí),隨著提取時(shí)間的增加,舞花姜根總皂苷含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì),在50 min附近達(dá)到最大值后下降;當(dāng)提取時(shí)間一定時(shí),總皂苷含量隨樣品粒度的增大先增加后降低。因此表明,在一定程度上增加樣品粒度并控制提取時(shí)間約50 min,能夠提高總皂苷含量。

2.4.3 最佳工藝參數(shù)的確定與模型驗(yàn)證 通過(guò)舞花姜根總皂苷含量的二次多項(xiàng)數(shù)學(xué)模型由軟件分析得到舞花姜根總皂苷的最佳提取工藝條件為:料液比為1∶27.62 (g/mL),樣品粒度37.5目,提取時(shí)間51.05 min,總皂苷含量為10.93 mg/g?？紤]操作的可行性,對(duì)最佳提取條件進(jìn)行修正,料液比為1∶30 (g/mL),樣品粒度40目,超聲提取時(shí)間51 min,采用修正后的條件對(duì)所建模型進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示舞花姜根總皂苷含量為10.88 mg/g(n=3),RSD為0.45%,證明利用響應(yīng)面分析法得到的舞花姜根總皂苷含量的提取工藝參數(shù)真實(shí)可靠,具有實(shí)用價(jià)值。

2.5舞花姜根總皂苷的抗氧化活性研究

2.5.1 ABTS+·自由基清除能力的測(cè)定 從圖10可知,當(dāng)舞花姜根提取液濃度在2.25～22.25 mg/mL之間時(shí),ABTS+·自由基的清除率與舞花姜根提取液的質(zhì)量濃度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,當(dāng)樣品濃度為22.25 mg/mL時(shí),舞花姜根提取液對(duì)ABTS+·自由基清除率為48.97%±0.62%。

圖10 舞花姜根提取物對(duì)ABTS自由基的清除能力Fig.10 The scavenging ability of Globba racemosaSmith roots extract on ABTS free radical

2.5.2 不同產(chǎn)地舞花姜根提取物對(duì)ABTS+·自由基清除能力的測(cè)定 由圖11可知,不同產(chǎn)地舞花姜根的總皂苷含量越高,相應(yīng)的對(duì)ABTS+·自由基的清除能力越強(qiáng),說(shuō)明了舞花姜根提取物對(duì)ABTS+·自由基的清除能力與總皂苷的含量成正比關(guān)系。

圖11 不同產(chǎn)地舞花姜根提取物對(duì)ABTS自由基的清除能力和總皂苷含量關(guān)系Fig.11 Relationship between scavenging ability ofGlobba racemosa Smith roots extract from differenthabitats ABTS free radicaland total saponins content

2.5.3 DPPH自由基清除能力的測(cè)定 由圖12可知當(dāng)舞花姜根提取液濃度在2.25～22.25 mg/mL之間時(shí),DPPH自由基的清除率與舞花姜根提取液的質(zhì)量濃度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,當(dāng)樣品濃度為22.25 mg/mL時(shí),舞花姜根提取液對(duì)DPPH自由基的清除率為73.02%±1.59%。

圖12 舞花姜根提取物對(duì)DPPH自由基的清除能力Fig.12 The scavenging ability of Globba racemosa Smithroots extract on DPPH free radical

2.5.4 不同產(chǎn)地舞花姜根提取物對(duì)DPPH自由基清除能力的測(cè)定 由圖13可知,不同產(chǎn)地舞花姜根的總皂苷含量越高,相應(yīng)的對(duì)DPPH自由基的清除能力越強(qiáng),說(shuō)明了舞花姜根提取物對(duì)DPPH自由基的清除能力與總皂苷的含量成正比關(guān)系。

圖13 不同產(chǎn)地舞花姜根提取物對(duì)DPPH自由基的清除能力和總皂苷含量關(guān)系Fig.13 Relationship between scavenging ability ofGlobba racemosa Smith roots extract from differenthabitats DPPH free radicaland total saponins content

2.6不同產(chǎn)地舞花姜根總皂苷含量測(cè)定

在最佳提取條件下,于550 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值,以相應(yīng)的提取溶劑作為參比,測(cè)定13個(gè)不同產(chǎn)地,不同采摘期舞花姜根總皂苷含量,具體見(jiàn)表4。

從表4中可以看出,各產(chǎn)地樣品總皂苷含量在4.73～16.92 mg/g之間。來(lái)自三都縣和天柱縣的含量較高,尤其以三都縣的含量最高,達(dá)到16.92 mg/g,來(lái)自貴州荔波縣的含量最低,只有4.73 mg/g,可以從表中明顯地看出不同產(chǎn)地的樣品總皂苷含量存在較大差異。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明,各單因素對(duì)舞花姜根總皂苷的含量影響最大的是料液比和樣品粒度,其次是超聲提取時(shí)間;交互影響中,樣品粒度和提取時(shí)間的交互作用較明顯;根據(jù)回歸方程得到最佳提取工藝為:超聲功率300 W、超聲提取時(shí)間51 min、樣品粒度40目、甲醇濃度100%、料液比1∶30 (g/mL)、提取2次。在此條件下,舞花姜根總皂苷含量可達(dá)10.88 mg/g,RSD為0.45%。所優(yōu)化的提取條件穩(wěn)定可靠,簡(jiǎn)單快捷,可用于舞花姜根總皂苷含量的測(cè)定,這為舞花姜藥材的質(zhì)量控制和深度開(kāi)發(fā)與利用提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)采用DPPH自由基清除能力和ABTS+·自由基清除能力并研究其抗氧化活性。結(jié)果可知,在一定范圍內(nèi),樣品的濃度與其抗氧化能力呈正相關(guān),同時(shí)也比較了不同產(chǎn)地的舞花姜根總皂苷含量及總皂苷含量對(duì)DPPH自由基和ABTS+·自由基的清除能力,得出不同產(chǎn)地的樣品總皂苷含量存在較大差異且表現(xiàn)出不同程度的抗氧化活性,且抗氧化活性與舞花姜根中總皂苷含量成正比關(guān)系,驗(yàn)證了其抗氧化能力與總皂苷含量有關(guān)。

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