铺地锦竹草水提取物主要成分及抗氧化活性研究

冷 波，蔡少茹，李秀敏，黄家福，薛 钰，林志超，陈文嵩，李春显，潘裕添

(1.闽南师范大学福建省菌类活性物质工程技术研究中心，福建 漳州 363000；2.厦门大学嘉庚学院管理学院，福建 漳州 363000)

糖尿病(Diabetes mellitus, DM)是一种常见的慢性终身疾病，已成为当今严重危害人类健康的三大疾病之一[1]。据统计，2025 年全世界糖尿病人将突破3.33 亿[2]。迄今为止针对糖尿病的治疗方法主要包括饮食、运动、药物三种，其中药物治疗是重要手段，食疗是基础。尽管药物治疗在降低血糖方面起到了积极作用，但其稳定性和可重复性等方面尚需改善[3]。历经千年的中医临床实践表明，相较于西药的防治疾病效果，中草药如注意用药准确一般不会出现明显的毒副作用，并且具有价格适中、作用温和持久等独特优势。日本、韩国及不少欧美发达国家近年来也掀起了从中草药中寻找天然活性物质的研究高潮[4]。中医理论认为，糖尿病属“消渴”一症，历代先贤的遗著中不乏消渴方，因而从中草药宝库中挖掘开发降血糖产品是一条值得探索的途径。药食同源中草药属于中药库中的重要成员，它们不仅具有药用功能，而且本身就是食品，在安全性上比西药更可靠，因而近年来从药食两用中草药中寻找功能活性物质越来越受关注[5]。药食同源药材在民间常有流传使用，其中部分药材的药效及作用机理已得到证实和探明。但有不少药材未被研究证实，铺地锦竹草Callisia repens就是其中之一。

铺地锦竹草属鸭跖草科小型常绿植物[6]，是园艺观赏植物的常用辅助植物。迄今为止有关该种植物的研究集中在生物学特性或绿化栽培技术等方面[7—9]，有关生物学活性方面的研究尚未见报道。在民间，尤其以福建漳州、泉州为代表的闽南地区，常见用铺地锦竹草水煮液来改善糖尿病人病情的食疗做法。由文献资料可知，与铺地锦竹草同科的鸭跖草Commelina communis属于清热解毒型的中草药，有降糖方面的报道[10—11]。本课题组前期研究证实铺地锦竹草对Ⅱ型糖尿病小鼠具有降糖作用(研究结果另行发表)，为进一步筛选其主要功效成分，本文对铺地锦竹草提取的主要活性成分及其体外抗氧化活性进行初步分析，为后期深入的研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

铺地锦竹草购于漳州花卉市场，洗净冻干后2～4 ℃冷藏备用。主要药品试剂：α-二苯基-β-三硝基苯肼(α-Diphenyl-β-picrylhydrazyl)、菲洛嗪(Ferrozine)、EDTA、K3Fe(CN)6、芦丁、FC 显色剂、3,4,5-三羟基苯甲酸等均为分析纯，购于厦门泰京生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1提取物制备铺地锦竹草干燥后剪碎加水浸提，Sevage 法去蛋白，沸水1 h 后过滤，滤液冻干成粉得到提取物，备用。

1.2.2体外抗氧化能力测定DPPH·清除能力测定参考文献[12]；还原力测定参考文献[13]；螯合亚铁离子能力测定参考李巨秀等[14]方法；羟自由基清除率测定参考文献[15]的方法。

1.2.3主要活性成分测定总黄酮含量测定参考吉惠杰等[16]方法；凯氏定氮法测定总蛋白含量[17]；总花色苷含量测定参考文献[18]的方法，其中DF 稀释因子值为5；总糖测定参考文献[19]；ICP-MS 质谱仪法测定重金属含量，参考文献[20]测定样品中18 种微量元素含量。

2 结果与分析

2.1 铺地锦竹草水提取物成分分析

2.1.1主要活性成分分析提取制备的铺地锦竹草制剂溶液呈玫瑰红，较红酒颜色更为艳丽，其气味甘甜清香，冻干成干粉后色泽和气味变化不大，成品感官指标较好，具有开发成商品的良好潜质。药理成分分析显示，铺地锦竹草提取物干粉的总蛋白含量不高，但总糖含量高达55.2%，因此赋予了产品香甜清醇的风味；同时，干粉中总黄酮和总花色苷含量均较高，分别达到2.04%和7.2%(表1)。

表1 铺地锦竹草水提取物主要有效成分含量Table 1 Contents of main effective components in Callisia repens aqueous extracts

2.1.2水提取物矿质元素分析由表2 可知，铺地锦竹草提取物冻干粉中Ca、Mg、Mn 浓度较高，Fe、Zn 浓度次之。Ca 是构成人体骨骼最重要的金属元素，Mg 能催化或激活300 多种酶体系，缺Mg 会导致一系列生理功能紊乱[21]，Mn在大脑的生理活动中起着至关重要的作用[22]，Zn 则能促进多种酶的生理活性[23]。这些有益元素的高质量存在，有利于铺地锦竹草提取物发挥其保健药理活性作用。同时，铺地锦竹草提取物中Pb、Cu、Ni、Ag、Ge 等有害微量元素的检出量极少或未检出。由此可见，铺地锦竹草提取物在金属元素组成上对生物体安全无毒，具有开发为无重金属污染的功能性食品的潜力。

2.2 铺地锦竹草水提取物抗氧化活性分析

2.2.1清除DPPH自由基活性以VC为参照标准，铺地锦竹草提取物对DPPH·清除率见图1。VC清除DPPH·线性回归方程为y=4.0393x+1.812，R2=0.9996，其IC50为0.011 mg·mL-1。与VC清除DPPH·线性不同，铺地锦竹草水提取物清除DPPH·的量效关系为非线性关系，表现为多项式关系，其拟合的回归方程公式为y=0.00004x3-0.0202x2+3.0238x-126.65，R2=0.9994，其IC50值为0.265 mg·mL-1。

上述结果表明，铺地锦竹草水提取物含量与DPPH 自由基清除率之间存在明显的“S”形量效关系，类似于血红蛋白运送氧分子的协同作用过程，提示铺地锦竹草水提取物对DPPH 自由基的清除机制可能是多个活性因子协同作用的结果。

表2 铺地锦竹草水提取物中18 种矿质元素含量表Table 2 Contents of 18 mineral elements in Callisia repens aqueous extracts

图1 VC 和铺地锦竹草水提取物对DPPH·的清除率Fig.1 Clearance rate of DPPH· by VC and Callisia repens aqueous extracts

2.2.2总还原力测定以VC为参照标准，铺地锦竹草水提取物的总还原力见图2，VC还原力回归方程y=6.465x+0.0405，R2=0.9995。铺地锦竹草水提取物还原力与VC一样随着浓度的增加而增大，呈现较好的线性关系，其相关线性回归方程为y=0.2889x+0.0105，R2=0.9999。经计算可知，1 mg 铺地锦竹草水提取物的总还原力与39 μg VC的总还原力相当。

2.2.3对亚铁离子的螯合能力由图3 可知，EDTA 具有良好的亚铁离子螯合能力，其线性回归方程式为y=1199.1x+8.1455，R2=0.9966。铺地锦竹草水提取物对亚铁离子未表现出有规律的螯合能力，说明其可能不具备离子螯合力。

图2 VC 和铺地锦竹草水提取物的总还原力Fig.2 Total reducing power of VC and Callisia repens aqueous extracts

图3 EDTA 和铺地锦竹草水提取物螯合亚铁离子的能力Fig.3 The chelating ability of EDTA to ferrous ions and Callisia repens aqueous extracts

2.2.4提取物清除羟自由基活性以VC为参照标准，铺地锦竹草提取物对羟自由基的清除率如图4。VC清除·OH 的作用表现为典型的线性量效关系，其线性回归方程为y=2762.8x+3.4012，R2=0.9795， IC50为0.017 mg·mL-1。铺地锦竹草水提取物对·OH 的清除作用不呈线性关系，而是明显的对数关系，拟合所得回归方程为y=21.06ln(x)+46.948，R2=0.9995，IC50为1.16 mg·mL-1。与其对DPPH 自由基的清除作用类似，进一步说明铺地锦竹草水提取物可能存在多个活性因子，通过相互协同作用清除羟自由基。

图4 VC 和铺地锦竹草水提取物对·OH 的清除率Fig.4 Clearance rate of ·OH by VC and Callisia repens aqueous extracts

3 结论

铺地锦竹草是闽南地区民间较常见的一种用于降血糖的药食两用中草药，作者在前期动物实验中证实其水提取物有较强的降血糖作用(另行发表)，但是有关其活性成分和作用机制尚不明确。目前，国内外公认中草药，尤其是药食两用中草药的生物学活性成分多为多糖类、黄酮类、花色苷类等化合物[24]，多数具有降糖功能的成分一般都具有较强的抗氧化活性[25—27]。DPPH 自由基清除能力、还原力、羟自由基清除能力是衡量这些生物活性物质抗氧化能力最重要及最常用的判断指标。通过根系对土壤中各种矿物质元素进行吸收富集，是植物最基本的生理学特质之一。不同植物对不同矿物质的吸附和富集偏好不同，如果产生了重金属高浓度富集，则必然会对产品品质和安全带来极大影响。本研究表明，铺地锦竹草水提取物的主要活性成分如多糖类、总黄酮类、总花色苷类及有益矿质元素含量都较高，有害微量元素含量极低或无法检出，具有开发为保健性功能性食品的良好潜力。研究结果还显示，铺地锦竹草水提取物可能含有多种抗氧化活性因子，它们通过协同作用机制对DPPH 自由基和羟自由基表现出较强的清除能力。由于本研究所用铺地锦竹草水提取物为尚未经过高精度纯化的粗提物，其活性多糖、总黄酮和花色苷等活性成分含量相对值偏低，随着提取方法的改善和进一步的分离纯化，单位质量提取物的活性成分含量升高，其抗氧化能力等生理学活性还可能大幅提高。