人参果总黄酮的提取及体外抗氧化活性研究
作者： 马长生 陈颖 郭星晨 李华鑫 樊佩如
摘要 ［目的］研究人参果总黄酮的提取工艺及其抗氧化活性。［方法］采用萃取法提取人参果总黄酮，探究人参果总黄酮提取工艺中乙醇浓度、提取温度、提取时间、料液比对总黄酮提取量的影响。结合响应面试验，对人参果总黄酮提取工艺进行优化，并测定其抗氧化能力。［结果］人参果总黄酮的最佳提取工艺为料液比1∶30（g∶mL）、乙醇浓度60%、提取温度70 ℃、提取时间2 h，总黄酮提取量达到10.543 mg/g。总黄酮提取液对DPPH自由基、羟自由基的半抑制浓度（IC50）分别为86.68、68.08 mg/mL。［结论］该研究为人参果总黄酮的开发利用提供了数据支撑。
关键词 人参果；总黄酮；响应面试验；提取工艺优化；抗氧化活性
中图分类号 R284 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2025）03-0158-05
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.03.033
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Study on Extraction and Antioxidant Activity in vitro of Total Flavonoids from Ginseng Fruit
MA Chang sheng1，CHEN Ying2，3，GUO Xing chen2，3 et al
（1.Tianshui City Zhangjiachuan Center for Disease Control，Tianshui，Gansu 741500;2.Biomedical Research Center，Northwest Minzu University/China Malaysia National Joint Laboratory，Lanzhou，Gansu 730124;3.College of Life Science and Engineering，Northwest Minzu University，Lanzhou，Gansu 730124）
Abstract ［Objective］To study the extraction process and antioxidant activity of total flavonoids from ginseng fruit.［Method］The extraction method was used to extract total flavonoids from ginseng fruit，the effects of ethanol concentration，extraction temperature，extraction time and solid liquid ratio on the total flavonoids extraction amount in the extraction process of ginseng fruit total flavonoids were explored.Combined with the response surface experiment，the extraction process of total flavonoids from ginseng fruit was optimized，and its antioxidant capacity was determined.［Result］The optimal extraction process of total flavonoids from ginseng fruit was solid liquid ratio 1∶30 （g：mL），ethanol concentration 60%，extraction temperature 70 ℃ and extraction time 2 h，the extraction amount of total flavonoids reached 10.543 mg/g.The half inhibitory concentrations （IC50） of total flavonoid extract on DPPH radicals and hydroxyl radicals were 86.68 and 68.08 mg/mL，respectively.［Conclusion］ This study provides data support for the development and utilization of total flavonoids in ginseng fruit.
Key words Ginseng fruit;Total flavonoids;Response surface experiment;Extraction process optimization;Antioxidant activity
基金项目 西北民族大学中央高校基本科研业务费资金资助项目（31920230153）；甘肃省高校青年博士支持项目（2023QB-001）；兰州市城关区科技计划项目（2022JSCX0011）；甘肃省科技厅科技专员专项（23CXGA0078）；甘肃省科技厅科技型中小企业创新基金项目（23CXGP0002）；兰州市人才创新创业项目（2023-QN-69）；西北民族大学校地合作项目配套基金项目（BELTY201901，HLRP-KY-20210902）。
作者简介 马长生（1976—），男，甘肃天水人，教授，博士，从事营养与食品卫生学研究。
收稿日期 2024-03-27
人参果是一种茄科多年生双子叶植物，其叶互生，单出或三裂片，花冠为白色或淡紫色［1］，果实单个重量可达400 g［2］。人参果起源于南美洲，在中国甘肃、青海、云南等地大面积种植［3］，因其具有优雅的香气、新鲜多汁的果肉和独特的风味而备受关注［4］。人参果可食用部分超过95%，含糖低，富含必需氨基酸、锌、铁、硒等，同时也含有丰富的抗氧化类黄酮物质，被冠以“防癌之王”［5］。因其属弱碱性食品，能很好地预防冠心病、高血压等，在人体内具有抗肿瘤、抗衰老、降血糖、调节内分泌等重要功能［6］。
黄酮类化合物是指苯环由3个碳原子和2个酚羟基结合而构成的化合物，主要以糖苷的形式存在［7］。它们大多为结晶状，在极性溶剂如水、乙醇中溶解，在苯类、氯仿等有机溶剂中不易溶解［8］。黄酮具有较好的抗氧化特性，如焦兴弘［9］研究发现从天梯山人参果中得到的黄酮溶液具有清除游离·OH和O2-·的特殊作用，在2.0 mg/mL的条件下，其清除效果与VC、柠檬酸的效果基本一致。总黄酮具有舒张血管的功效，同时具有降血压、抗血栓的功能，因此可以有效地防治心脑血管疾病［10］。孙皎等［11］研究发现人参果皂荚联合九里香叶总黄酮能够保护糖尿病性心肌病，其作用机理是提高身体的抗氧化能力，大大降低自由基在体内的氧化作用。黄酮类化合物能够抑制癌细胞增殖、提高机体免疫力。现有研究表明，黄芩［12］、黄花羊耳蒜［13］、藤本豆豆荚［14］等植物中的总黄酮能够抑制肿瘤生长，这也为人参果总黄酮的医用价值提供了参考。同时，黄酮类化合物在抗炎、抗菌和抗肝毒性方面也发挥着关键作用，如周强等［15］研究发现黄酮醇类化合物能够抑制枯草芽孢杆菌，晏俊玲等［16］研究发现苦笋总黄酮浓度在1.20 mg/mL时，对NO的抑制率达到93.94%，具有极好的抗炎症效果。人参果中含有大量的类黄酮，如果能够得到合理的提取，将为生物营养、保健、药物研发等方面提供切实可行的思路。
有机溶剂提取、微波加热提取、超声波加热辅助提取是目前从天然植物中提取黄酮的主要工艺方法。叶嘉等［17］采用乙醇回流浸提法从柴胡茎叶中提取总黄酮，发现在1∶20（g∶mL）的料液比和70 ℃的条件下，使用60%乙醇溶液浸提2 h效果最佳，提取液与VC在抑制自由基方面有协同作用。李少华等［18］采用微波辅助酶法提取葛根黄酮，发现在pH=6和200 W的微波功率下，添加3.0%的复合酶并提取40 min时的效果最佳。王顺新等［19］采用超声波辅助提取人参果叶黄酮，在1∶20（g∶mL）的料液比和320 W的超声功率下，使用80%甲醇溶液浸提55 min，提取率高达1.39%。目前，对人参果总黄酮提取的研究较少。该研究采用单因素试验结合响应面试验，优化人参果总黄酮的提取工艺参数，并通过DPPH自由基和羟自由基清除试验，研究其体外抗氧化能力，为人参果总黄酮的开发利用提供了数据支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试剂 石油醚（沸程60～90 ℃，分析纯）、过氧化氢（分析纯），山东初鑫化工有限公司；无水三氯化铝（分析纯）、无水乙醇（分析纯）、水杨酸（分析纯），山东初鑫化工有限公司；芦丁标准品（C27H30O16·3H2O，纯度>98%）、硫酸亚铁（分析纯），上海纯优生物科技有限公司；1，1-二苯基-2-苦基肼（DPPH），上海甄准生物科技有限公司；抗坏血酸（VC），西安拉维亚生物科技有限公司。
0.100 mg/mL芦丁标准溶液：准确称量0.100 0 g芦丁标准品，溶于50%乙醇溶液中，定容至100 mL。将上述溶液移出10 mL，用50%乙醇溶液定容至100 mL，备用。
1.2 原料预处理 人参果果实采摘于中国甘肃省武威市，将人参果去皮后切片，经真空冷冻干燥机冻干72 h，粉碎后过60目筛子备用。
1.3 人参果总黄酮提取工艺流程 将1 g人参果样品置于三角瓶中，加入50 mL乙醇，超声提取50 min后，过滤到容量瓶中。三角瓶中加入40 mL乙醇溶液后超声提取20 min并过滤。取10 mL乙醇溶液再次对滤渣进行超声提取20 min并过滤，滤液置于容量瓶中，乙醇溶液定容至刻度。
1.4 总黄酮含量的测定 总黄酮含量的测定参考SZDB/Z 349—2019。吸取0、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、6.00 mL芦丁标准溶液，以试剂作为空白对照，在510 nm处测定吸光度。以总黄酮含量为横坐标，对应的吸光度为纵坐标绘制标准曲线。