山药皂苷的提取及其体外抗氧化活性的研究
摘 要 本文采用超声辅助法提取山药中的皂苷成分并对山药皂苷进行体外抗氧化作用的研究。试验中考察了乙醇的体积分数、超声波功率、提取温度、料液比4个因素，以山药皂苷的得率为考察指标，在单因素试验的基础上进行正交试验，优选出最佳的提取工艺。其工艺条件是：乙醇体积分数80%，超声波功率250W，提取温度70℃，料液比1:8。此时，山药中皂苷的最大提取率为2.19%，且山药皂苷此时具有较强的铁还原能力和清除超氧阴离子自由基的能力，当质量浓度达到9mg/mL时，山药皂苷对O2﹣清除率为93.75％，几乎可以完全地清除反应体系中的O2﹣。因此，山药皂苷可以是一个纯天然的安全和有效的抗氧化剂。目 录
1 概述
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的意义 1
1.3 山药的概述 2
1.3.1山药皂苷的药理作用 2
1.4 山药皂苷的提取方法 3
1.4.1酸水解法 4
1.4.2索氏提取法 4
1.4.3回流提取法 4
1.4.4超声波提取法 4
2 实验部分
2.1 实验材料与仪器 6
2.2 山药皂苷的含量测定 6
2.2.1实验试剂的配制 6
2.2.2测定波长的选择 7
2.2.3标准曲线的制作 7
2.3 方法学考察 7
2.3.1精密度试验 7
2.3.2稳定性试验 7
2.3.3重复性试验 7
2.3.4回收率试验 8
2.4 实验方法与步骤 8
2.4.1山药处理 8
2.4.2山药中皂苷的提取流程 8
2.4.3样品液的制备与测定 9
2.4.4山药皂苷的还原能力 9
2.4.5山药皂苷对O2﹣自由基的清除作用 9
2.4.6皂苷提取的实验设计方法 9
2.5 山药皂苷的得率计算 10
3 实验结果与分析
3.1 标准曲线的绘制 11
3.2 单因素试验对山药皂苷提取率的测定结果
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
r /> 2.4.3样品液的制备与测定 9
2.4.4山药皂苷的还原能力 9
2.4.5山药皂苷对O2﹣自由基的清除作用 9
2.4.6皂苷提取的实验设计方法 9
2.5 山药皂苷的得率计算 10
3 实验结果与分析
3.1 标准曲线的绘制 11
3.2 单因素试验对山药皂苷提取率的测定结果与分析 11
3.2.1不同体积分数的乙醇对提取过程的影响 11
3.2.2不同超声波功率对提取过程的影响 12
3.2.3不同提取温度对提取过程的影响 13
3.2.4不同料液比对提取过程的影响 14
3.3 正交试验结果分析 15
3.4 验证性试验 16
3.5 山药皂苷抗氧化活性 17
3.5.1山药皂苷的还原能力 17
3.5.2山药皂苷对O2﹣的清除作用 17
3.6 总结 18
结论 19
参考文献 20
致谢 22
1 概述
1.1 研究背景
山药(Rhizoma dioscoreae)为薯蓣科植物(Dioscorea opposita Thumb)的干燥根茎[1]。山药性温味甘，温补而不骤，微香而不燥，是卫生部公布药食兼用的植物之一，同时也是我国保健食品重要原料之一，其营养价值和药用价值已逐步被人们发现和认可。据统计，目前全世界的薯蓣皂苷元用量极大，每年大约需求6000t，其中，国内生产需求约3000t[2]。近年来研究发现很多薯蓣皂苷及其苷元对多种肿瘤细胞都具有抑制作用。据报道，植物性抗肿瘤药在抗癌药物中销售量已居首位，毒副作用小、成本较低的天然来源活性抗肿瘤药物越来越受到青睐以及世界上合成甾体激素类药物大部分是以薯蓣皂苷元为原料，而我国几乎全部是以它为原料。薯蓣皂苷及其苷元作为抗肿瘤药物的先导化合物具有生物活性广泛，来源易得，价格较低的特点，近几年成为国内外研究的热点。随着科学技术的提高，薯蓣皂苷元的用途日益广泛，对薯蓣皂苷元的需求缺口很大，采用先进的提取分离方法有利于提高产品质量和得率，降低能耗和污染，对其进行深层次的研究与开发，使其更好的为临床服务，具有更广阔的应用前景。
1.2 研究目的意义
山药是人类重要的食药资源，山药中除了富含淀粉和人体内所必需的氨基酸等营养成分之外，还含有多种具有生物活性的黏液多糖、多酚氧化酶以及甾体化合物，例如薯蓣皂苷、胆甾醇和麦角甾醇等[3]。经过药理研究结果表明，薯蓣皂苷具有良好的抗氧化活性、祛痰、脱敏、抗炎、降脂、抗肿瘤等作用[4,5]。且薯蓣皂苷也可水解成薯蓣皂苷元，是合成甾体激素类药物的重要原料[6]。另外，引起细胞损伤、人体衰老和某些疾病发生的主要原因之一是氧自由基，目前常用的食品抗氧化剂，如BHT、BHA大多是合成品合成的抗氧化剂，如果使用不得当就会引发食品安全性问题，有的甚至会导致畸型和癌变。因此，天然抗氧化剂因具有安全无毒、环保可持续等优点而符合当代人的健康需求倍受人们的关注。因而山药皂苷是一个纯天然安全和有效的抗氧化剂，极具开发价值。
薯蓣皂苷元在植物体内主要是以薯蓣皂苷与纤维素结合的形式存在于植物细胞壁中，由于植物细胞壁比较坚韧，经典的回流法很难将皂苷完全提取出来，但通过超声波的空化作用、机械作用等能够加速皂苷的扩散和释放速度并且与溶剂快速充分的接触以提高溶出速度，提高薯蓣皂苷的提取率。
本实验的目的是通过乙醇体积分数、超声波功率、提取温度、料液比等因素采用单因素试验和正交试验的方法研究超声辅助提取法在山药皂苷提取中的应用从而得出最佳的提取工艺条件并山药皂苷进行体外抗氧化活性的研究。同时，在一定范围之内，山药皂苷具有较强的铁还原能力和清除超氧阴离子自由基的能力，用Vc作比较，得出皂苷的体外的抗氧化活性程度较高。
1.3 山药的概述
山药(Dioscorea opposita Thunb)，别名白菩或土薯或大薯或薯药，其为薯蓣科(Dioscoreaceae)山药属(Dioscrorea1)多年生的草本植物，其中淀粉和人体所必须的氨基酸成分含量较高，营养丰富，具有很高的药物治疗价值。《本草纲目》记载：山药性温、味甘平、无毒，健脾胃、益肺；肾、涩精止泻；山药还具有抗衰老、抗氧化、提高应激力、增强免疫、降血脂、抗肿瘤、抗突变等功效[7]。
1.3.1 山药皂苷的药理作用
1.3.1.1 降血脂作用
马海英等[8]研究薯蓣皂苷元和黄山药总皂苷抗高脂血症作用比较时证明，给大鼠灌胃薯蓣皂苷和黄山药总皂苷，均能明显降低血中胆固醇含量，而薯蓣皂苷的绝对剂量仅为黄山药总皂苷的1/2，说明薯蓣皂苷的抗高胆固醇血症的作用优于黄山药总皂苷，薯蓣皂苷预防和治疗高胆固醇血症的作用机制为：薯蓣皂苷的极性和空间结构与胆固醇极为相似，因此在肠道中可以同胆固醇一样在胆汁酸作用下分散成薯蓣皂苷胶粒直接被肠粘膜。当薯蓣皂苷与胆固醇同时存在时，薯蓣皂苷竞争性与胆汁酸作用从而抑制胆固醇的吸收。临床证明，薯蓣皂苷片(维臭欣)具有调节脂质代谢，改善血液流变学作用，明显降低血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和氧化修饰低密度脂蛋白含量。降低高、低切变率下的全血粘度以及血浆粘度，因此可减轻动脉壁脂质漫润及斑块形成，从而防治动脉粥样硬化。
1.3
1 概述
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的意义 1
1.3 山药的概述 2
1.3.1山药皂苷的药理作用 2
1.4 山药皂苷的提取方法 3
1.4.1酸水解法 4
1.4.2索氏提取法 4
1.4.3回流提取法 4
1.4.4超声波提取法 4
2 实验部分
2.1 实验材料与仪器 6
2.2 山药皂苷的含量测定 6
2.2.1实验试剂的配制 6
2.2.2测定波长的选择 7
2.2.3标准曲线的制作 7
2.3 方法学考察 7
2.3.1精密度试验 7
2.3.2稳定性试验 7
2.3.3重复性试验 7
2.3.4回收率试验 8
2.4 实验方法与步骤 8
2.4.1山药处理 8
2.4.2山药中皂苷的提取流程 8
2.4.3样品液的制备与测定 9
2.4.4山药皂苷的还原能力 9
2.4.5山药皂苷对O2﹣自由基的清除作用 9
2.4.6皂苷提取的实验设计方法 9
2.5 山药皂苷的得率计算 10
3 实验结果与分析
3.1 标准曲线的绘制 11
3.2 单因素试验对山药皂苷提取率的测定结果
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
r /> 2.4.3样品液的制备与测定 9
2.4.4山药皂苷的还原能力 9
2.4.5山药皂苷对O2﹣自由基的清除作用 9
2.4.6皂苷提取的实验设计方法 9
2.5 山药皂苷的得率计算 10
3 实验结果与分析
3.1 标准曲线的绘制 11
3.2 单因素试验对山药皂苷提取率的测定结果与分析 11
3.2.1不同体积分数的乙醇对提取过程的影响 11
3.2.2不同超声波功率对提取过程的影响 12
3.2.3不同提取温度对提取过程的影响 13
3.2.4不同料液比对提取过程的影响 14
3.3 正交试验结果分析 15
3.4 验证性试验 16
3.5 山药皂苷抗氧化活性 17
3.5.1山药皂苷的还原能力 17
3.5.2山药皂苷对O2﹣的清除作用 17
3.6 总结 18
结论 19
参考文献 20
致谢 22
1 概述
1.1 研究背景
山药(Rhizoma dioscoreae)为薯蓣科植物(Dioscorea opposita Thumb)的干燥根茎[1]。山药性温味甘，温补而不骤，微香而不燥，是卫生部公布药食兼用的植物之一，同时也是我国保健食品重要原料之一，其营养价值和药用价值已逐步被人们发现和认可。据统计，目前全世界的薯蓣皂苷元用量极大，每年大约需求6000t，其中，国内生产需求约3000t[2]。近年来研究发现很多薯蓣皂苷及其苷元对多种肿瘤细胞都具有抑制作用。据报道，植物性抗肿瘤药在抗癌药物中销售量已居首位，毒副作用小、成本较低的天然来源活性抗肿瘤药物越来越受到青睐以及世界上合成甾体激素类药物大部分是以薯蓣皂苷元为原料，而我国几乎全部是以它为原料。薯蓣皂苷及其苷元作为抗肿瘤药物的先导化合物具有生物活性广泛，来源易得，价格较低的特点，近几年成为国内外研究的热点。随着科学技术的提高，薯蓣皂苷元的用途日益广泛，对薯蓣皂苷元的需求缺口很大，采用先进的提取分离方法有利于提高产品质量和得率，降低能耗和污染，对其进行深层次的研究与开发，使其更好的为临床服务，具有更广阔的应用前景。
1.2 研究目的意义
山药是人类重要的食药资源，山药中除了富含淀粉和人体内所必需的氨基酸等营养成分之外，还含有多种具有生物活性的黏液多糖、多酚氧化酶以及甾体化合物，例如薯蓣皂苷、胆甾醇和麦角甾醇等[3]。经过药理研究结果表明，薯蓣皂苷具有良好的抗氧化活性、祛痰、脱敏、抗炎、降脂、抗肿瘤等作用[4,5]。且薯蓣皂苷也可水解成薯蓣皂苷元，是合成甾体激素类药物的重要原料[6]。另外，引起细胞损伤、人体衰老和某些疾病发生的主要原因之一是氧自由基，目前常用的食品抗氧化剂，如BHT、BHA大多是合成品合成的抗氧化剂，如果使用不得当就会引发食品安全性问题，有的甚至会导致畸型和癌变。因此，天然抗氧化剂因具有安全无毒、环保可持续等优点而符合当代人的健康需求倍受人们的关注。因而山药皂苷是一个纯天然安全和有效的抗氧化剂，极具开发价值。
薯蓣皂苷元在植物体内主要是以薯蓣皂苷与纤维素结合的形式存在于植物细胞壁中，由于植物细胞壁比较坚韧，经典的回流法很难将皂苷完全提取出来，但通过超声波的空化作用、机械作用等能够加速皂苷的扩散和释放速度并且与溶剂快速充分的接触以提高溶出速度，提高薯蓣皂苷的提取率。
本实验的目的是通过乙醇体积分数、超声波功率、提取温度、料液比等因素采用单因素试验和正交试验的方法研究超声辅助提取法在山药皂苷提取中的应用从而得出最佳的提取工艺条件并山药皂苷进行体外抗氧化活性的研究。同时，在一定范围之内，山药皂苷具有较强的铁还原能力和清除超氧阴离子自由基的能力，用Vc作比较，得出皂苷的体外的抗氧化活性程度较高。
1.3 山药的概述
山药(Dioscorea opposita Thunb)，别名白菩或土薯或大薯或薯药，其为薯蓣科(Dioscoreaceae)山药属(Dioscrorea1)多年生的草本植物，其中淀粉和人体所必须的氨基酸成分含量较高，营养丰富，具有很高的药物治疗价值。《本草纲目》记载：山药性温、味甘平、无毒，健脾胃、益肺；肾、涩精止泻；山药还具有抗衰老、抗氧化、提高应激力、增强免疫、降血脂、抗肿瘤、抗突变等功效[7]。
1.3.1 山药皂苷的药理作用
1.3.1.1 降血脂作用
马海英等[8]研究薯蓣皂苷元和黄山药总皂苷抗高脂血症作用比较时证明，给大鼠灌胃薯蓣皂苷和黄山药总皂苷，均能明显降低血中胆固醇含量，而薯蓣皂苷的绝对剂量仅为黄山药总皂苷的1/2，说明薯蓣皂苷的抗高胆固醇血症的作用优于黄山药总皂苷，薯蓣皂苷预防和治疗高胆固醇血症的作用机制为：薯蓣皂苷的极性和空间结构与胆固醇极为相似，因此在肠道中可以同胆固醇一样在胆汁酸作用下分散成薯蓣皂苷胶粒直接被肠粘膜。当薯蓣皂苷与胆固醇同时存在时，薯蓣皂苷竞争性与胆汁酸作用从而抑制胆固醇的吸收。临床证明，薯蓣皂苷片(维臭欣)具有调节脂质代谢，改善血液流变学作用，明显降低血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和氧化修饰低密度脂蛋白含量。降低高、低切变率下的全血粘度以及血浆粘度，因此可减轻动脉壁脂质漫润及斑块形成，从而防治动脉粥样硬化。
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