天然药物抗氧化活性研究

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　　摘 要：该文介绍了抗氧化机制及研究天然药物抗氧化活性的必要性，阐述了体外抗氧化活性及体内抗氧化活性的研究方法，旨在为天然药物抗氧化研究及开发利用提供参考。
　　关键词：天然药物;抗氧化活性;研究方法
　　中图分类号 R282.7 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）17-0036-03
　　Study on Antioxidant Activity of Natural Medicine
　　QUAN Chunmei1，2 et al.
　　（1Bozhou Vocational and Technical College，Bozhou 236800，China;2Bozhou Institute of the Anhui Academy of Chinese Medicine，Bozhou 236800，China）
　　Abstract：This paper introduced the antioxidant mechanism and the necessity of studying the antioxidant activity of natural medicine，and detailed the research methods of antioxidant activity in vitro and in vivo，in order to provide reference for the research，development and utilization of natural medicine。
　　Key words：Natural medicine;Antioxidant activity;Research methods
　　天然药物来源于植物、动物、矿物、微生物和海洋生物，我国天然药物主要是指中草药。中草药防病治病已有数千年历史，是中华民族的瑰宝，对人类的繁衍昌盛有着重要作用[1]。
　　精油又名挥发油，主要是从植物的花、枝、叶、茎、根、果实以及其他部位提取出来的次生代谢产物[2]。它主要由脂肪族化合物、硫化合物、萜烯及衍生物等组成，易溶于低极性有机溶剂[3]。精油具有极强的亲脂性，很容易通过毛细血管进入人体，并具有独特清新的芳香气味，如玫瑰精油[4]、薰衣草精油[5]、牛至精油[6]、茶树精油[7]等、且绿色、环保、安全，兼具抗氧化、抑菌杀菌、保持皮肤水润等功能，未来前景和商业价值十分可观[8]。研究表明，植物中提取的精油具有明显的抑制氧化和抵抗炎症的活性[9]，这为进一步提高精油的应用价值、经济价值和药理价值提供了坚实的理论基础。同时，提取方法也是目前天然药物研究的一个重点方向。
　　1 抗氧化机制
　　自由基又名为游离基团，化学性能十分活跃，当其进行复杂的化学反应或外部环境条件发生变化时，它们之间的共价键就会断裂，变成未成对的电子基团。自由基可分为2大类：第1类为内源性氧自由基，是由人体的新陈代谢产生的;第2类为外源性自由基，是在外界某些因素刺激下产生的。
　　正常情况下，人体也会制造自由基，但一般数量较少，且人体自身就有一定的抗氧化机制，因此正常情况下自由基对人体的损伤是可控的。近年来，由于环境和空气的持续恶化，再加上人们生活作息不规律、饮食习惯不合理，人体内产生过量的自由基，对人们的生活造成严重影响。研究证实，自由基的氧损伤与人体的各种疾病联系十分紧密，如身体细胞癌变、各种脑血管疾病等。由于人体会不断衰老，机体脏腑功能会逐渐退化，仅依靠人体自身抗氧化机制无法完全清除自由基危害。因此找寻具有抵抗氧化作用的外部力量对于维护人体的正常功能至关重要。
　　2 研究天然药物抗氧化活性的必要性
　　抗氧化剂是一类可以削弱氧气不良影响的物质，能够捕获并中和人体内的自由基，去除自由基对人体的损害，从而保证人体的细胞健康不受损伤。合成的抗氧化剂价格昂贵，并且安全指数较低，如二丁基羟基甲苯（BHT）、丁基羟基茴香醚（BHA）等。而中草药和其他植物都是天然的抗氧化剂，安全、有效、价廉，势必会成为一种趋向[10]。
　　天然植物拮抗氧化作用的特点是可以直接作用于自由基[11]。一是直接消滅自由基。吴伟等[12]采用了邻二氮菲—Fe2+氧化法，证明了红花黄色素的抗氧化性来自于其成分中羟基红花黄色素A的羟基。二是抑制生成自由基。金英善等[13]证实了芍药花提取物可以强烈抑制羟自由基，甚至比0.1mg/mL槲皮素更强。张友胜等[14]研究了影响二氢杨梅素抗氧活性的因子，结果表明：二氢杨梅素适宜在酸性条件下使用，且耐高温，颇具发展前景。三是内源性抗氧化剂蛋白酶的生物活性受到影响。凌晨[15]证实了马齿苋水提取物（PHAS）可以强化氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）的活跃度。
　　3 抗氧化活性的研究方法
　　3.1 体外抗氧化活性研究 采用体外试验来体现抗氧化效果的方法有很多，如DPPH法、ABTS法、FRAP法、ORAC法等。
　　3.1.1 DPPH法 1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl），缩写为DPPH。DPPH自由基是一类稳定的自由基，其醇溶液呈紫色，具有单一电子，故能接受一个电子或氢离子。有自由基清除剂存在时，DPPH的单电子被捕捉而使其颜色变浅，在最大光吸收波长处的吸光值下降，且下降程度呈线性关系，吸光度水平的降低表明抗氧化性的增加，从而以此评价试验样品的抗氧化能力。
　　3.1.2 ABTS法 2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵（2，2-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline–6-sulfonic acid），缩写为ABTS，与过二硫酸钾反应生成绿色的ABTS自由基。该自由基在734nm处有最大吸收，一个物质加入到ABTS自由基溶液后，如果734nm的吸光度降低，则说明该物质具有自由基清除活性，属于抗氧化剂。该法称为ABTS自由基清除法，可用于评价植物（或中草药抽提物）、纯化合物的抗氧化能力。 　　3.1.3 FRAP法 FRAP 是Ferric ion reducing antioxidant power的缩写，即“铁离子还原/抗氧化能力法”，是一种在低pH条件下，利用亚铁离子与TPTZ（tripyridyltriazine，三吡啶基三嗪）生成蓝紫色复合物，以评价样品抗氧化能力的方法，被广泛应用于食品与保健品的抗氧化能力分析。
　　3.1.4 ORAC法 ORAC是氧化自由基吸收能力（Oxygen Radical Absorbance Capacity）的缩写，又称为抗氧化能力。ORAC分析法是根据自由基破坏荧光探针，使荧光强度产生变化的原理，以维生素E水溶性类似物Trolox为定量标准，使用荧光微孔板分析仪进行分析。抗氧化剂可以抑制由自由基引起的荧光变化。荧光强度的大小反映了自由基被破坏的程度，抑制程度反映了抗氧化剂对自由基的抗氧化能力。
　　张彦等[16]研究发现肉桂精油对于抵抗氧化效果表现突出，精油浓度的高低也会影响对DPPH自由基的清除效果。权春梅[17]采用了DPPH和ABTS法，证实了经超临界CO2萃取法、水蒸汽蒸馏法提取出来的芍药花精油均可消除DPPH、ABTS自由基，且提取方法不同，芍药花精油成分不同，其抗氧化活性也不同。李海亮等[18]采用了DPPH和ABTS法，证实了虽然芍花的收获时期不同，但其精制出的精油均可消除ABTS、DPPH自由基。权春梅等[19]证实了无论是盛开的还是花蕾状的芍花，其精制出的精油对DPPH、ABTS自由基都有清除效果，且花蕾期的芍花精油清除效果明显优于完全盛开的芍花精油。姚志仁等[20]采用ABTS法和DPPH法研究了黄花倒水莲醇提取物，结果表明：无论是其醇提物，还是其另外的萃取物，均表现出了较佳的抗氧化能力。王金梅等[21]采用FRAP法证实了红花可以抵抗Fe3+氧化的谱效关系。严欢等[22]采用ORAC法研究了薰衣草非精油组分的抵抗氧化能力，结果表明：对于抗氧化性能，经HP-20树脂洗脱的提取物>经聚酰胺色谱洗脱的提取物>70%乙醇提取物。
　　3.2 体内抗氧化活性研究 对于细胞水平及体内的抗氧化活性研究方法也有很多种，如H2O2的酚红氧化测定法。陈炅灵等[23]和胡庭俊等[24]分别研究了蕨麻多糖和山豆根多糖细胞水平的抗氧化效果。结果表明蕨麻多糖和山豆根多糖均能显著抑制小鼠脾淋巴细胞释放的H2O2。
　　动物实验模型的体内抗氧化活性研究方法主要是通过测定肝脏和血清中超氧化物岐化酶（SOD）活性、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活性、过氧化氢酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）含量，以此判定天然植物的体内抗氧化能力。SOD能催化超氧化物阴离子发生歧化作用，是生物体内一种重要的抗氧化酶。GSH-Px、CAT可以清除肝细胞内过氧化物，保护机体免受自由基损伤。MDA是脂质过氧化物的代谢产物，检测组织MDA水平可反映机体脂质过氧化程度，MDA含量越高代表机体组织脂质过氧化越严重[25]。
　　付昊等[26]对熟地黄多糖的体内抗氧化活性进行了研究，结果表明：在小鼠肝脏和血清中，熟地黄多糖强化了GSH-PX、SOD的活性，并明显降低了MDA的含量。李焱等[27]研究了西番莲种籽中总黄酮的体内抗氧化活性，结果表明：在小鼠肝脏和肾脏中，西番莲种籽中的总黄酮可以明显提高T-SOD、CAT、GSH-PX的活性，并明显降低MDA的含量。毛跟年等[28]采用GC-MS 分析野艾蒿挥发油的成分，并研究了该精油在小鼠体内的抗氧化活性，结果表明：给予野艾蒿挥发油保护的小鼠的心、肝、肾的 SOD 和 GSH 含量显著升高、MDA 含量显著降低。由此可见，熟地黄多糖、西番莲种籽中的总黄酮以及野艾蒿挥发油具有一定的体内抗氧化作用。
　　4 结语
　　体内抗氧化实验虽然结果准确，能更真实地反映物质的抗氧化活性，但耗时长、成本高、过程繁琐，因此体外抗氧化实验是作为初步筛选方法的首选。DPPH法虽然操作简便，但可能会产生假阳性现象。ABTS法和DPPH法在计算自由基清除率时，需要人为确定反应时间，这可能会对结果造成一定影响。FRAP法易于操作，可重復，但无法测定硫醇化合物。ORAC法十分可靠，常作为评价食品氧化的国际通用标准，但检测成本较高。抗氧化机制可明显减缓机体的衰老和功能的衰竭，天然药物的抗氧化研究必将为其在医药、食品及化妆品等领域的开发利用提供更有力的保障。
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　　（责编：徐世红）
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