若干多肉植物提取液的紫外吸收光谱测定

洪湘琼+凌音+徐晓诺+沈寒卉

摘要：应用超声萃取法提取十余种多肉植物中的有效防晒成分，利用紫外分光光度计分别测定各种提取液的紫外吸收光谱，将各种提取液的最大吸收峰及吸光度从三种（UVA、UVB、UVC）紫外线波长范围进行分析。结果发现，不同种多肉植物对紫外光均具有一定程度的吸收，不过吸收的紫外光情况存在很大差异。芦荟等植物主要吸收的是UVB波段的紫外线，天使之泪等多肉植物主要吸收UVA波段的紫外线，红日等多肉植物主要吸收UVC波段的紫外线。这些数据可为研制天然防晒剂提供有益的参考。

关键词：多肉植物；超声萃取；乙醇；紫外分光；防晒成分

文章编号：1005–6629（2017）11–0071–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

多肉植物是一种多浆肉质的植物，主要分布在非洲等沙漠地区，这些地区日照强度较高，由此我们对这类植物紫外光吸收情况产生了浓厚的兴趣。之前我们结合紫外分光光度法分析了芦荟各个部位提取液对紫外光的吸收情况[1]，在此基础上，我们选择了十多种形态各异的多肉植物进行试验，进一步探寻不同品种多肉植物的提取液对紫外光的吸收情况，并期待能探寻到具有最佳效果的多肉植物，为天然防晒剂的制取提供一些有效数据。

1 仪器与试剂材料

1.1 仪器（见图1）

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、10mL移液管、100mL容量瓶、玻璃棒

1.2 材料

无水乙醇、蒸馏水；吉娃娃、红日、鹰玉露、胖美人、巧克力、黄丽、天使之泪、吸财树、丽娜莲、石生花、芦荟

2 实验方法及过程

通过比较各类文献中的提取方法，本实验采用超声萃取法将多肉植物中有效防晒成分进行提取，并利用紫外分光光度计测定各种多肉植物的紫外吸收光谱图，并对各种植物的紫外吸收光谱曲线进行深入分析。具体做法为：取下吉娃娃、红日、鹰玉露、胖美人、巧克力、芦荟、黄丽、石生花、天使之泪、吸财树、丽娜莲的叶片，清洗干净，分别切成小块，各自混合均匀。各取1g分别用50mL 50%乙醇浸泡10min，随后将溶液放入超声仪器中超声萃取30min。过滤后，用1cm的石英比色皿以50%乙醇作参比，测其紫外吸收光谱[2]。每组进行三次平行实验。

3 实验结果与讨论

3.1 不同多肉植物对紫外光吸收效果的比较分析

实验数据表明，多肉植物对紫外光均具有一定的吸收能力，但不同品种多肉植物的吸收峰存在差异（如表1）。多数多肉植物对紫外光的吸收波长集中在320～400nm范围和240～270nm范围，芦荟主要吸收的是295nm的紫外线。这些数据表明多肉植物中（除芦荟）所含的具有防晒效果的化学成分基本类似，但含量有显著区别。查阅文献资料了解到紫外光线按照波长范围可分为UVA、UVB、UVC、UVD四种。下面我们结合实验结果从UVA、UVB、UVC三个角度对多肉植物的防晒情况进行具体分析（UVD为真空紫外，无法存在于空气，本文不予讨论）。

3.2 多肉植物对UVA吸收情况的比较分析

UVA波段，波长320～400nm，又称为长波黑斑效应紫外线。它有很强的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的长波紫外线有超过98%能穿透臭氧层和云层到达地球表面。UVA会氧化表皮中的还原黑色素而直接晒黑皮肤，它穿透力强，作用缓慢、持久，具有累积性，日久会引起皮肤光老化，增加UVB区对皮肤的损害[3]。实验数据测得：红日、黄丽、胖美人、吉娃娃、巧克力、丽娜莲、石生花、天使之泪、吸财树、鹰玉露都可吸收一定程度的UVA（如表2），不过它们对UVA紫外线的最大吸光度值存在较大差异。其中，天使之泪的吸光度最高，吉娃娃的吸光度最低（见图2），黄丽、石生花、吸财树等植物的吸光度比較接近。

3.3 多肉植物对UVB吸收情况的比较分析

UVB波段，波长275～320nm，又称为中波红斑效应紫外线。大多数多肉植物对UVB紫外线吸收不明显。只有芦荟和石生花对其有显著的吸收。这两者的吸光度值存在的差异较大（见表3），其中芦荟的吸光度更为明显（见图3）。

3.4 多肉植物对UVC吸收情况的比较分析

UVC波段，波长200～275nm，又称为短波灭菌紫外线。短波紫外线对人体的伤害很大，短时间照射即可灼伤皮肤，长期或高强度照射还会造成皮肤癌。但由于它的穿透能力最弱，无法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层完全吸收，因而不受人们的重视，实则对人体具有一定程度的伤害[4]。数据显示，芦荟对此类紫外线没有吸收作用，其他的多肉植物对此类紫外线均有吸收，但吸收情况有所差异（如表4所示）。其中，黄丽、红日吸光程度最为明显，而鹰玉露、丽娜莲吸光程度最弱（见图4）。

4 结语

多肉植物家族比较庞大，我们随机选择了十余种多肉植物对它们的紫外吸收情况进行了细致的分析。结果表明多肉植物均有一定的防晒效果，不过它们的防晒功能存在很大的差异。常见的多肉植物如芦荟主要吸收的是UVB紫外线，有些多肉植物（如天使之泪）对UVA紫外线的吸收效果明显，还有一些多肉植物（如黄丽）则主要吸收UVC紫外线。数据显示大多数多肉植物的防晒功能主要集中在UVC紫外线和UVA紫外线，这两个领域正是人们忽视的地方。如今市场上的防晒霜对于UVB可基本充分吸收，但它们都没有考虑UVA、UVC对人体皮肤的伤害，其实UVA对人体皮肤的伤害要高于UVB，长期受紫外灯照射的人会由于UVC而导致皮肤病。结合已有的实验数据，我们建议可提炼天使之泪等植物的提取液添加在防晒剂中以阻挡UVA紫外线对人体皮肤的损伤。另外对于从事珠宝鉴定一类工作的人，我们可以提取如红日、黄丽等植物的提取液研制出特殊的防晒剂来帮助他们抵制UVC紫外线。

以多肉植物为主题的课题研究，带给师生一种新的学习体验，在实验研究过程中从实验方法的选择到实验数据的分析与处理都没有现成的答案，这需要师生共同思考与讨论来找到问题的本质。学生在进行这类课题研究过程中，从自己感兴趣的热点植物出发，查阅各类文献并反复进行实验探究，这些过程大大提升了学生的学科核心素养。诚如吴俊明教授认为的那样，化学学科的核心素养包括若干基本观念、相应的信息和学习实践能力以及态度与责任心[5]，这些能力与品质犹如“润物细无声”那般在学生积极实验找寻科学真谛的过程中悄悄地生根发芽了，而学生在自主完成课题研究报告的过程中，其人文素养和社会素养等也得到了很好的培养与发展。作为学生课题研究的指导者，为了进一步培养学生的科学探究与创新意识，需要以学生为本，真正发扬民主、科学的作风，努力提升学生敢于质疑的严谨求实的科学品质和发现问题、提出问题、解决问题等核心素养[6]。

参考文献：

[1]洪湘琼，徐晓诺等.芦荟防晒成分的提取及分布研究[J].化学教学，2017（8）：73～76.

[2]王雪梅，洪峰，张健.超声波法提取黄蜀葵花中天然防晒剂的研究[J].安徽大学学报（自然科学版），2005，（7）：70～74.

[3][4]陈淑映，罗德祥等. 100种常用中草药乙醇提取液的防晒性能测定[J].国际医药卫生导报，2005，（6）：67～69.

[5]吴俊明.关于核心素养及化学学科核心素养的思考与疑问[J].化学教学，2016，（11）：3～8.

[6]王宝权.酒精灯火焰温度的再探究[J].化学教学，2017，（6）：73～76.endprint