芦荟防晒成分的提取及其在芦荟本体中的分布

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摘要：选择新鲜芦荟为研究对象，运用超声波萃取法提取芦荟中的防晒成分，利用紫外分光光度计测定芦荟不同生长部位的紫外吸收光谱图。通过分析比较最大波长值以及光谱图中吸收峰的吸光度情况，了解芦荟本体中蒽醌类物质的分布情况。实验测得：牛长时间较短的芦荟叶皮中，蒽醌类物质含量较高；同株芦荟中，蒽醌类物质主要集中在叶皮的尖端与边缘部分。此外，不同品种的芦荟本体中，蒽醌类物质的具体成分及含量也存在显著的差异。

关键词：芦荟；蒽醌类物质；超声波萃取法；紫外光度分析；实验探究

文章编号：1005-6629（2017）8-0047-04

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

万物生长离不开太阳，但是过多的紫外线会加速肌肤老化，广大女性广泛使用各类防晒霜来减少紫外线对皮肤的伤害。然而市售的防晒霜大多数以化学防晒为主，其中或多或少含有对人体有害的成分。本研究选取绿色植物芦荟为实验对象，采用超声波萃取法将芦荟中有效防晒成分进行提取，利用紫外分光光度计多角度测量芦荟各个部位的吸光度，着重研究波长在UVB范围内（ 280～320nm）的吸光度值，以找寻芦荟中防晒成分的主要分布规律，并为天然防晒剂的研究提供相应的数据资料。

1仪器与试剂材料

计算机、威尼尔紫外分光光度计、Derui超声波洗涤器（ DR-MS20）、50mL量筒、胶头滴管、lOmL移液管、lOOmL容量瓶、玻璃棒、无水乙醇、蒸馏水、新鲜芦荟

2实验过程

2.1防晒成分提取方法的设计

将芦荟叶洗净晾干、切成丁状，混合均匀作为实验材料。取lg芦荟丁用50mL50%乙醇浸泡lOmin，随后将该芦荟丁及溶液放入超声波仪器中超声萃取，提取时间分别为lOmin、20min、30min、40min、50min、60min。过滤后用lcm的石英比色皿以50%乙醇作参比，测其紫外吸收光谱。每组进行三次平行实验。并将其光谱图与浸泡24h的芦荟乙醇提取液的紫外吸收光谱进行对比。

2.2同株芦荟不同生长部位防晒效果比较

取清洗好的芦荟叶、芦荟茎、芦荟根，分别切成小块，各自混合均匀。各取lg分别用50mL 50%乙醇浸泡lOmin，随后将该芦荟小块及溶液放入超声波仪器中超声萃取30min。过滤后，用lcm的石英比色皿以50%乙醇作参比，测其紫外吸收光谱。每组进行三次平行实验。

2.3芦荟的叶皮与叶肉防晒效果比较

把一片芦荟叶小心切开分为绿色的叶皮和透明状的叶肉两部分，分别切成小块，各自混合均匀。参照2.2的方法测定它们的紫外吸收光谱。每组进行三次平行实验。

2.4同一片芦荟叶皮不同部位防晒效果比较

（1）取干净的芦荟叶，剔除叶肉，将叶皮分成向阳面和背阴面两部分，然后将两块叶皮切成小块，各自混合均匀。各取lg用50mL50%乙醇浸泡lOmin，随后将溶液放入超声波仪器中超声萃取30min。过滤提取液取出lOmL用50%乙醇稀释至lOOmL，混合均匀后用lcm的石英比色皿以50%的乙醇作参比，测其紫外吸收光谱。每组进行三次平行实验。

（2）取清洗好的一片芦荟叶皮，分成尖部、中部、基部三个部分切好，随后切成小块，各自混合均匀。另取清洗好的一片芦荟叶皮，按叶缘和叶中央两个部分分开，随后切成小块，各自混合均匀。重复以上的操作，分别测它们的紫外吸收光谱。每组进行三次平行实验。

2.5不同叶龄的芦荟防晒效果比较

取同一株芦荟中的幼叶与成熟叶，将其叶皮切成小块，各自混合均匀。参照2.4的方法测定它们的紫外吸收光谱。每组进行三次平行实验。

2.6不同生长年份的芦荟叶皮防晒效果比较

在一株当年苗与一株2年苗上各取一片成熟叶叶皮，将其切成小块，各自混合均匀。参照2.4的方法，分别测它们的紫外吸收光谱。每组进行三次平行实验。

2.7不同品种的芦荟叶皮防晒效果比较

取不夜城芦荟、库拉索芦荟、中华芦荟、白桦芦荟成熟叶的叶皮切成小块，各自混合均匀。参照2.4的方法，分别测定它们的紫外吸收光谱。每组进行三次平行实验。

3实验结果与讨论

3.1 利用超声波萃取法超声萃取30min，可以有效提取芦荟中的蒽醌类物质

芦荟中防晒的主要成分为蒽醌类物质，蒽醌类物质由于存在较长的共轭体系，在紫外区域会出现较强的紫外吸收峰。本实验中所得到的紫外吸收光谱，均在波长为294～298nm紫外区域出现较强的紫外吸收峰（见表1），这一数据表明提取成分确实含有醌样结构。芦荟的防晒成分主要是对中波紫外线UVB （280～320nm）有较好的吸收效果，其防晒机制在于：芦荟蒽醌类物質在紫外线的激发下会吸收紫外线的光能，电子从基态跃迁到激发态，当电子重新回到基态时，所吸收的光能以荧光的形式释放出来。也就是说，在这个过程中，芦荟蒽醌类物质吸收了紫外线能量，并将其转化为没有损伤作用的荧光。

比较λ_mux值处测得的吸光度数据（见表1），可以发现超声波萃取法比乙醇浸泡法更为省时高效；比较不同萃取时间下的吸光度值（见图1），超声萃取30min是相对最佳的实验条件。因此，本研究后续的对比实验都是取lg芦荟用50mL50%乙醇浸泡lOmin，随后超声萃取30min以提取芦荟中的蒽醌类物质。

3.2 同株芦荟蒽醌类物质主要集中分布在叶片上

比较分析芦荟中根、茎、叶的紫外吸收光谱图，发现只有芦荟叶片的紫外光谱图中有吸收峰，而芦荟根和芦荟茎的紫外吸收光谱图中没有吸收峰（见图2）。数据表明芦荟中的蒽醌类物质主要集中在叶片中，其根部和茎部几乎不含蒽醌类物质。

3.3 同一芦荟叶蒽醌类物质主要集中分布在叶皮中

同一芦荟叶中，芦荟叶皮λ_max值与芦荟叶肉是基本相近。不过在两者λ_max处测得的吸光度值存在很大的差异，叶皮的吸光度值明显高于芦荟叶肉（见图3）。这说明具有防晒作用的蒽醌类物质主要集中在芦荟的叶皮内，而白色透明状的叶肉几乎没有防晒功能。

3.4 同一芦荟叶皮不同部位的蒽醌类物质分布不均匀

分析比较芦荟叶皮的各部位紫外吸收光谱图可以看出，背阴面叶皮中的蒽醌类物质含量高于向阳面叶皮（见图4）；叶尖的蒽醌类物质含量高于叶片中部，叶片基部的蒽醌类含量最低（见图5），叶缘部分的蒽醌类物质含量高于中央部分（见图6）。

3.5同种芦荟蒽醌类物质含量与生长时间有关

同株芦荟，上部幼叶中蒽醌类物质含量明显高于下部成熟叶（见图7），不同株的芦荟对比实验数据显示，生长年份越长的芦荟蒽醌类物质含量越低（见图8）。

3.6不同品种芦荟防晒效果不同

芦荟的种类有许多种，从吸收峰以及吸光度（如表2）的差异可以推测：不同品种的芦荟其蒽醌类物质的具体成分有明显差异，且蒽醌类物质的含量也存在高低之分。

4结语

蒽醌类物质是芦荟叶渗出物中的主要化学成分，也是芦荟防晒中的主要成分。我们用超声波萃取法对其提取并用紫外分光光度计对其在芦荟中的分布情况进行了深入的研究与探讨。同一品种的芦荟中，蒽醌类物质主要集中在芦荟叶皮的尖端与叶缘部分，而且生长时间越短的芦荟，蒽醌类物质的含量越多。同时，不同品种的芦荟中蒽醌类物质的具体成分不同，含量也有高有低。我们将在已有的实验基础上，继续深入研究其他多肉植物的防晒效果，并尝试自制天然的防晒剂，以降低化学防晒剂对人体皮肤的伤害。