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槲皮素体外抗氧化活性研究

 GXF360 2019-11-10

槲皮素(Quercetin)又称栎精,是植物中最常见的黄酮类物质。从大多数蔬菜、水果以及中草药中都能提取分离槲皮素[1],特别在洋葱和沙棘中槲皮素含量较高。研究表明槲皮素具有多种药理作用,包括抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗血栓以及止咳平喘等[2-4]。在临床研究方面,槲皮素主要用于治疗糖尿病和过敏性疾病,以及预防肿瘤、降血压和保护心血管等。槲皮素作为一种天然的抗氧化剂,具有广阔的应用前景。本文在体外条件下对其抗氧化活性进行检测和评价,对槲皮素的工业应用和临床使用具有指导意义。

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1 实验方法

1.1 DPPH 法

化学名1,1- 二苯基-2- 三硝基苯肼,其溶液在517 nm 处有最大吸收值,且与浓度呈线性关系。抗氧化剂能够结合或替代DPPH,使溶液吸光度变小,通过检测517 nm 的吸光度值计算物质的抗氧化能力。取试管编号为0 至6,将0 号试管作为空白对照,其余试管依次加入5 mM、2.5 mM、1.25 mM、0.62 mM、0.31 mM和0.15 mM的槲皮素溶液50 μl。每只试管按表1 加入各组分,混匀后静置30 min。95%乙醇调零,测定各管517 nm的吸光度值。计算自由基清除率:

(A 为各组吸光度值,A0 为对照组吸光度值)

表1 试剂添加量

槲皮素 DPPH(40 �g/ml) 95%乙醇 对照组 0 µl 2 ml 1 ml 实验组 50 µl 2 ml 950 µl

1.2 CUPRAC 法

抗氧化物能将反应体系中的二价铜离子(Cu2+)还原为亚铜离子(Cu+)。亚铜离子与新亚铜试剂结合形成一种络合物,在450 nm 处有最大吸收峰。通过测定样品450 nm 的吸光度值,来评价其还原铜离子的能力。取试管编号为0 至6。将0 号试管作为调零组加入100 μl 95%乙醇,1-6 号试管分别加入不同浓度槲皮素溶液100 μl,每管分别加入1 ml 5 mM CuSO4 溶液、1 ml 3.75 mM 新亚铜试剂、1 ml 乙酸铵溶液和1 ml 纯水。混匀后放置30 min 使试剂充分反应,测定各管在450 nm 的吸光度值。

1.3 β- 胡萝卜素/亚油酸体系法

乳化的亚油酸能够自我氧化产生大量自由基,使β- 胡萝卜素褪色。抗氧化剂则能延缓褪色过程。向反应体系中加入样品,记录不同时间下反应体系470 nm 的吸光度值,可计算样品对脂质氧化的抑制率。取1.21 mg/ml 的β- 胡萝卜素- 氯仿溶液0.5 ml、0.5 g/ml 的亚油酸- 氯仿溶液0.2 ml 和0.5 g/ml 吐温40- 氯仿溶液1 ml 加入250 ml 圆底烧瓶,40℃旋转蒸发2 min 除去氯仿,加入100 ml 蒸馏水混匀得到β- 胡萝卜素- 亚油酸溶液。取0.5 g/ml 的亚油酸- 氯仿溶液0.2 ml 和0.5 g/ml吐温40- 氯仿溶液1 ml 加入250 ml 圆底烧瓶,40℃旋转蒸发2 min 除去氯仿,加入100 ml 蒸馏水混匀得到亚油酸溶液。取45 ml β- 胡萝卜素- 亚油酸溶液和4 ml pH 7.0 磷酸盐缓冲液混匀得到反应介质溶液。

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取六只试管分两组,分别编号为0、1、2。将0 号试管作为调零组加入亚油酸溶液。1 号试管为对照组加入0.1 ml 的乙醇溶液,2 号试管为实验组加入0.1 ml 的5 mM槲皮素溶液,每管分别加入4ml 的反应介质溶液。第一组试管加样完毕后混匀,测定溶液470 nm 的吸光度值。第二组试管加样完毕后混匀,50℃水浴中孵育180 min,测定其470 nm 的吸光度值。计算槲皮素对脂质过氧化的抑制率:

(A0 和A00 分别表示在t=0 时刻样品和对照组的吸光度)

1.4 抗氧化活性影响因素

将槲皮素溶液分别放置不同时间、温度、pH 和紫外照射条件下,用DPPH 法测定各因素对槲皮素清除自由基能力的影响。

2 实验结果

2.1 清除自由基能力

槲皮素具有良好的清除DPPH 自由基的能力。随着槲皮素浓度增加其清除自由基能力显著增加,在浓度高于1.25 mM后,清除能力增加减缓。在2.5 mM至0.15625 mM浓度范围内其自由基清除能力与抗坏血酸相似,但在高于5 mM浓度时,其清除自由基能力弱于抗坏血酸。

2.2 还原金属铜离子能力

槲皮素具有较好的还原金属铜离子的能力。随着槲皮素浓度增加其还原铜离子能力逐渐增加。在0.15 mM至2.5 mM浓度范围内槲皮素还原能力与没食子酸相同,但在高于5 mM浓度时,其清除能力显著低于没食子酸。

2.3 抑制脂质过氧化能力

在470 nm 处分别测得各管0 min 和180 min 的吸光度值,结果见表2。根据抑制率公式计算得出5 mM的槲皮素对脂质过氧化的抑制率达到85.7%。表明槲皮素具有良好的抑制脂质过氧化能力。

2.2.1 建成区扩展数量和强度 德州市主要建成区从1997年的85.39 km2增加到2017年的151.56 km2,净增长面积达66.17 km2,增加了1.77倍,平均年增长3.30 km2(见表2).

表2 吸光度值

对照组 实验组 0 min 0.078 0.075 150 min 0.071 0.074

2.4 抗氧化活性影响因素

将槲皮素稀释至浓度为1.25 mM,4℃避光保存。随着保存时间的增加,槲皮素清除自由基能力逐渐下降,存放30 d 后,其清除能力下降约17%;将1.25 mM的槲皮素溶液置于不同温度下孵育24 h,结果显示在低于20℃条件下,其清除能力并无明显变化,随着温度逐渐增加,其清除能力显著降低,75℃条件下清除能力降低约10%;紫外照射24 h 对槲皮素自由基清除能力无影响;pH 对槲皮素自由基清除能力影响较大,在pH 2.0 时清除率约为30%,随着pH 增加其清除能力逐渐增加,在pH 为5-6 时达到最大清除能力,约为60%,随着pH 继续增加其清除能力急剧降低,在pH 9.0 时,清除率仅为10%。

3 结论

通过DPPH 自由基清除实验、铜离子还原能力测定以及抑制脂质过氧化实验,证明槲皮素在体外条件下具有良好的抗氧化活性,可作为有效的抗氧化剂使用;时间和温度是影响槲皮素抗氧化活性的重要因素,提示我们在应用中一方面要现用现配,另一方面对配制好的槲皮素溶液要低温保存,来避免其抗氧化活性的丧失;为了充分发挥槲皮素的抗氧化作用,应将其pH 维持在5.0 至6.0 之间。

式中:E为容积功率耗散,W/m3;ρ为水的密度,取1000 kg/m3;B为过鱼池宽度,取3 m;h为水池中的平均水深,取1 m;L为过鱼池长度,取4 m;d为隔板厚度,取0.3 m;Δ h为隔板水位差,取0.051 m。

参考文献

[1]康淑荷.中国天然植物中槲皮素提取工艺综述[J].化学世界,2017,58(10):624-630

[2]Hirpara K V, Aggarwal P, Mukherjee A J, et al. Quercetin and its derivatives: synthesis, pharmacological uses with special emphasis on anti-tumor properties and prodrug with enhanced bio-availability [J].Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry,2009,9(2):138-61.

[3]Liao Y R, Lin J Y. Quercetin, but not its metabolite quercetin-3-glucuronide, exerts prophylactic immunostimulatory activity and therapeutic antiinflammatory effects on lipopolysaccharide-treated mouse peritoneal macrophages ex vivo[J].J Agric Food Chem, 2014, 62(13):2872-2880.

[4]李聪,胡强,张燕翔,王超.槲皮素的药理学活性研究进展[J].湖北中医杂志,2018(6):63-66.

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