蘆薈防曬成分的提取及其在蘆薈本體中的分布

洪湘瓊+徐曉諾+凌音+沈寒卉

摘要：選擇新鮮蘆薈為研究對象，運用超聲波萃取法提取蘆薈中的防曬成分，利用紫外分光光度計測定蘆薈不同生長部位的紫外吸收光譜圖。通過分析比較最大波長值以及光譜圖中吸收峰的吸光度情況，了解蘆薈本體中蒽醌類物質(zhì)的分布情況。實驗測得：牛長時間較短的蘆薈葉皮中，蒽醌類物質(zhì)含量較高；同株蘆薈中，蒽醌類物質(zhì)主要集中在葉皮的尖端與邊緣部分。此外，不同品種的蘆薈本體中，蒽醌類物質(zhì)的具體成分及含量也存在顯著的差異。

關(guān)鍵詞：蘆薈；蒽醌類物質(zhì)；超聲波萃取法；紫外光度分析；實驗探究

文章編號：1005-6629（2017）8-0047-04

中圖分類號：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

萬物生長離不開太陽，但是過多的紫外線會加速肌膚老化，廣大女性廣泛使用各類防曬霜來減少紫外線對皮膚的傷害。然而市售的防曬霜大多數(shù)以化學(xué)防曬為主，其中或多或少含有對人體有害的成分。本研究選取綠色植物蘆薈為實驗對象，采用超聲波萃取法將蘆薈中有效防曬成分進(jìn)行提取，利用紫外分光光度計多角度測量蘆薈各個部位的吸光度，著重研究波長在UVB范圍內(nèi)（ 280～320nm）的吸光度值，以找尋蘆薈中防曬成分的主要分布規(guī)律，并為天然防曬劑的研究提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料。

1儀器與試劑材料

計算機(jī)、威尼爾紫外分光光度計、Derui超聲波洗滌器（ DR-MS20）、50mL量筒、膠頭滴管、lOmL移液管、lOOmL容量瓶、玻璃棒、無水乙醇、蒸餾水、新鮮蘆薈

2實驗過程

2.1防曬成分提取方法的設(shè)計

將蘆薈葉洗凈晾干、切成丁狀，混合均勻作為實驗材料。取lg蘆薈丁用50mL50%乙醇浸泡lOmin，隨后將該蘆薈丁及溶液放入超聲波儀器中超聲萃取，提取時間分別為lOmin、20min、30min、40min、50min、60min。過濾后用lcm的石英比色皿以50%乙醇作參比，測其紫外吸收光譜。每組進(jìn)行三次平行實驗。并將其光譜圖與浸泡24h的蘆薈乙醇提取液的紫外吸收光譜進(jìn)行對比。

2.2同株蘆薈不同生長部位防曬效果比較

取清洗好的蘆薈葉、蘆薈莖、蘆薈根，分別切成小塊，各自混合均勻。各取lg分別用50mL 50%乙醇浸泡lOmin，隨后將該蘆薈小塊及溶液放入超聲波儀器中超聲萃取30min。過濾后，用lcm的石英比色皿以50%乙醇作參比，測其紫外吸收光譜。每組進(jìn)行三次平行實驗。

2.3蘆薈的葉皮與葉肉防曬效果比較

把一片蘆薈葉小心切開分為綠色的葉皮和透明狀的葉肉兩部分，分別切成小塊，各自混合均勻。參照2.2的方法測定它們的紫外吸收光譜。每組進(jìn)行三次平行實驗。

2.4同一片蘆薈葉皮不同部位防曬效果比較

（1）取干凈的蘆薈葉，剔除葉肉，將葉皮分成向陽面和背陰面兩部分，然后將兩塊葉皮切成小塊，各自混合均勻。各取lg用50mL50%乙醇浸泡lOmin，隨后將溶液放入超聲波儀器中超聲萃取30min。過濾提取液取出lOmL用50%乙醇稀釋至lOOmL，混合均勻后用lcm的石英比色皿以50%的乙醇作參比，測其紫外吸收光譜。每組進(jìn)行三次平行實驗。

（2）取清洗好的一片蘆薈葉皮，分成尖部、中部、基部三個部分切好，隨后切成小塊，各自混合均勻。另取清洗好的一片蘆薈葉皮，按葉緣和葉中央兩個部分分開，隨后切成小塊，各自混合均勻。重復(fù)以上的操作，分別測它們的紫外吸收光譜。每組進(jìn)行三次平行實驗。

2.5不同葉齡的蘆薈防曬效果比較

取同一株蘆薈中的幼葉與成熟葉，將其葉皮切成小塊，各自混合均勻。參照2.4的方法測定它們的紫外吸收光譜。每組進(jìn)行三次平行實驗。

2.6不同生長年份的蘆薈葉皮防曬效果比較

在一株當(dāng)年苗與一株2年苗上各取一片成熟葉葉皮，將其切成小塊，各自混合均勻。參照2.4的方法，分別測它們的紫外吸收光譜。每組進(jìn)行三次平行實驗。

2.7不同品種的蘆薈葉皮防曬效果比較

取不夜城蘆薈、庫拉索蘆薈、中華蘆薈、白樺蘆薈成熟葉的葉皮切成小塊，各自混合均勻。參照2.4的方法，分別測定它們的紫外吸收光譜。每組進(jìn)行三次平行實驗。

3實驗結(jié)果與討論

3.1 利用超聲波萃取法超聲萃取30min，可以有效提取蘆薈中的蒽醌類物質(zhì)

蘆薈中防曬的主要成分為蒽醌類物質(zhì)，蒽醌類物質(zhì)由于存在較長的共軛體系，在紫外區(qū)域會出現(xiàn)較強(qiáng)的紫外吸收峰。本實驗中所得到的紫外吸收光譜，均在波長為294～298nm紫外區(qū)域出現(xiàn)較強(qiáng)的紫外吸收峰（見表1），這一數(shù)據(jù)表明提取成分確實含有醌樣結(jié)構(gòu)。蘆薈的防曬成分主要是對中波紫外線UVB （280～320nm）有較好的吸收效果，其防曬機(jī)制在于：蘆薈蒽醌類物質(zhì)在紫外線的激發(fā)下會吸收紫外線的光能，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)電子重新回到基態(tài)時，所吸收的光能以熒光的形式釋放出來。也就是說，在這個過程中，蘆薈蒽醌類物質(zhì)吸收了紫外線能量，并將其轉(zhuǎn)化為沒有損傷作用的熒光。

比較λ_mux值處測得的吸光度數(shù)據(jù)（見表1），可以發(fā)現(xiàn)超聲波萃取法比乙醇浸泡法更為省時高效；比較不同萃取時間下的吸光度值（見圖1），超聲萃取30min是相對最佳的實驗條件。因此，本研究后續(xù)的對比實驗都是取lg蘆薈用50mL50%乙醇浸泡lOmin，隨后超聲萃取30min以提取蘆薈中的蒽醌類物質(zhì)。

3.2 同株蘆薈蒽醌類物質(zhì)主要集中分布在葉片上

比較分析蘆薈中根、莖、葉的紫外吸收光譜圖，發(fā)現(xiàn)只有蘆薈葉片的紫外光譜圖中有吸收峰，而蘆薈根和蘆薈莖的紫外吸收光譜圖中沒有吸收峰（見圖2）。數(shù)據(jù)表明蘆薈中的蒽醌類物質(zhì)主要集中在葉片中，其根部和莖部幾乎不含蒽醌類物質(zhì)。

3.3 同一蘆薈葉蒽醌類物質(zhì)主要集中分布在葉皮中

同一蘆薈葉中，蘆薈葉皮λ_max值與蘆薈葉肉是基本相近。不過在兩者λ_max處測得的吸光度值存在很大的差異，葉皮的吸光度值明顯高于蘆薈葉肉（見圖3）。這說明具有防曬作用的蒽醌類物質(zhì)主要集中在蘆薈的葉皮內(nèi)，而白色透明狀的葉肉幾乎沒有防曬功能。

3.4 同一蘆薈葉皮不同部位的蒽醌類物質(zhì)分布不均勻

分析比較蘆薈葉皮的各部位紫外吸收光譜圖可以看出，背陰面葉皮中的蒽醌類物質(zhì)含量高于向陽面葉皮（見圖4）；葉尖的蒽醌類物質(zhì)含量高于葉片中部，葉片基部的蒽醌類含量最低（見圖5），葉緣部分的蒽醌類物質(zhì)含量高于中央部分（見圖6）。

3.5同種蘆薈蒽醌類物質(zhì)含量與生長時間有關(guān)

同株蘆薈，上部幼葉中蒽醌類物質(zhì)含量明顯高于下部成熟葉（見圖7），不同株的蘆薈對比實驗數(shù)據(jù)顯示，生長年份越長的蘆薈蒽醌類物質(zhì)含量越低（見圖8）。

3.6不同品種蘆薈防曬效果不同

蘆薈的種類有許多種，從吸收峰以及吸光度（如表2）的差異可以推測：不同品種的蘆薈其蒽醌類物質(zhì)的具體成分有明顯差異，且蒽醌類物質(zhì)的含量也存在高低之分。

4結(jié)語

蒽醌類物質(zhì)是蘆薈葉滲出物中的主要化學(xué)成分，也是蘆薈防曬中的主要成分。我們用超聲波萃取法對其提取并用紫外分光光度計對其在蘆薈中的分布情況進(jìn)行了深入的研究與探討。同一品種的蘆薈中，蒽醌類物質(zhì)主要集中在蘆薈葉皮的尖端與葉緣部分，而且生長時間越短的蘆薈，蒽醌類物質(zhì)的含量越多。同時，不同品種的蘆薈中蒽醌類物質(zhì)的具體成分不同，含量也有高有低。我們將在已有的實驗基礎(chǔ)上，繼續(xù)深入研究其他多肉植物的防曬效果，并嘗試自制天然的防曬劑，以降低化學(xué)防曬劑對人體皮膚的傷害。endprint