洪湘瓊+凌音+徐曉諾+沈寒卉

摘要：應(yīng)用超聲萃取法提取十余種多肉植物中的有效防曬成分，利用紫外分光光度計(jì)分別測定各種提取液的紫外吸收光譜，將各種提取液的最大吸收峰及吸光度從三種（UVA、UVB、UVC）紫外線波長范圍進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同種多肉植物對(duì)紫外光均具有一定程度的吸收，不過吸收的紫外光情況存在很大差異。蘆薈等植物主要吸收的是UVB波段的紫外線，天使之淚等多肉植物主要吸收UVA波段的紫外線，紅日等多肉植物主要吸收UVC波段的紫外線。這些數(shù)據(jù)可為研制天然防曬劑提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：多肉植物；超聲萃??；乙醇；紫外分光；防曬成分

文章編號(hào)：1005–6629（2017）11–0071–03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

多肉植物是一種多漿肉質(zhì)的植物，主要分布在非洲等沙漠地區(qū)，這些地區(qū)日照強(qiáng)度較高，由此我們對(duì)這類植物紫外光吸收情況產(chǎn)生了濃厚的興趣。之前我們結(jié)合紫外分光光度法分析了蘆薈各個(gè)部位提取液對(duì)紫外光的吸收情況[1]，在此基礎(chǔ)上，我們選擇了十多種形態(tài)各異的多肉植物進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)一步探尋不同品種多肉植物的提取液對(duì)紫外光的吸收情況，并期待能探尋到具有最佳效果的多肉植物，為天然防曬劑的制取提供一些有效數(shù)據(jù)。

1 儀器與試劑材料

1.1 儀器（見圖1）

計(jì)算機(jī)、威尼爾紫外分光光度計(jì)、Derui超聲波洗滌器（DR-MS20）、50mL量筒、膠頭滴管、10mL移液管、100mL容量瓶、玻璃棒

1.2 材料

無水乙醇、蒸餾水；吉娃娃、紅日、鷹玉露、胖美人、巧克力、黃麗、天使之淚、吸財(cái)樹、麗娜蓮、石生花、蘆薈

2 實(shí)驗(yàn)方法及過程

通過比較各類文獻(xiàn)中的提取方法，本實(shí)驗(yàn)采用超聲萃取法將多肉植物中有效防曬成分進(jìn)行提取，并利用紫外分光光度計(jì)測定各種多肉植物的紫外吸收光譜圖，并對(duì)各種植物的紫外吸收光譜曲線進(jìn)行深入分析。具體做法為：取下吉娃娃、紅日、鷹玉露、胖美人、巧克力、蘆薈、黃麗、石生花、天使之淚、吸財(cái)樹、麗娜蓮的葉片，清洗干凈，分別切成小塊，各自混合均勻。各取1g分別用50mL 50%乙醇浸泡10min，隨后將溶液放入超聲儀器中超聲萃取30min。過濾后，用1cm的石英比色皿以50%乙醇作參比，測其紫外吸收光譜[2]。每組進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 不同多肉植物對(duì)紫外光吸收效果的比較分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，多肉植物對(duì)紫外光均具有一定的吸收能力，但不同品種多肉植物的吸收峰存在差異（如表1）。多數(shù)多肉植物對(duì)紫外光的吸收波長集中在320～400nm范圍和240～270nm范圍，蘆薈主要吸收的是295nm的紫外線。這些數(shù)據(jù)表明多肉植物中（除蘆薈）所含的具有防曬效果的化學(xué)成分基本類似，但含量有顯著區(qū)別。查閱文獻(xiàn)資料了解到紫外光線按照波長范圍可分為UVA、UVB、UVC、UVD四種。下面我們結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果從UVA、UVB、UVC三個(gè)角度對(duì)多肉植物的防曬情況進(jìn)行具體分析（UVD為真空紫外，無法存在于空氣，本文不予討論）。

3.2 多肉植物對(duì)UVA吸收情況的比較分析

UVA波段，波長320～400nm，又稱為長波黑斑效應(yīng)紫外線。它有很強(qiáng)的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的長波紫外線有超過98%能穿透臭氧層和云層到達(dá)地球表面。UVA會(huì)氧化表皮中的還原黑色素而直接曬黑皮膚，它穿透力強(qiáng)，作用緩慢、持久，具有累積性，日久會(huì)引起皮膚光老化，增加UVB區(qū)對(duì)皮膚的損害[3]。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測得：紅日、黃麗、胖美人、吉娃娃、巧克力、麗娜蓮、石生花、天使之淚、吸財(cái)樹、鷹玉露都可吸收一定程度的UVA（如表2），不過它們對(duì)UVA紫外線的最大吸光度值存在較大差異。其中，天使之淚的吸光度最高，吉娃娃的吸光度最低（見圖2），黃麗、石生花、吸財(cái)樹等植物的吸光度比較接近。

3.3 多肉植物對(duì)UVB吸收情況的比較分析

UVB波段，波長275～320nm，又稱為中波紅斑效應(yīng)紫外線。大多數(shù)多肉植物對(duì)UVB紫外線吸收不明顯。只有蘆薈和石生花對(duì)其有顯著的吸收。這兩者的吸光度值存在的差異較大（見表3），其中蘆薈的吸光度更為明顯（見圖3）。

3.4 多肉植物對(duì)UVC吸收情況的比較分析

UVC波段，波長200～275nm，又稱為短波滅菌紫外線。短波紫外線對(duì)人體的傷害很大，短時(shí)間照射即可灼傷皮膚，長期或高強(qiáng)度照射還會(huì)造成皮膚癌。但由于它的穿透能力最弱，無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外線幾乎被臭氧層完全吸收，因而不受人們的重視，實(shí)則對(duì)人體具有一定程度的傷害[4]。數(shù)據(jù)顯示，蘆薈對(duì)此類紫外線沒有吸收作用，其他的多肉植物對(duì)此類紫外線均有吸收，但吸收情況有所差異（如表4所示）。其中，黃麗、紅日吸光程度最為明顯，而鷹玉露、麗娜蓮吸光程度最弱（見圖4）。

4 結(jié)語

多肉植物家族比較龐大，我們隨機(jī)選擇了十余種多肉植物對(duì)它們的紫外吸收情況進(jìn)行了細(xì)致的分析。結(jié)果表明多肉植物均有一定的防曬效果，不過它們的防曬功能存在很大的差異。常見的多肉植物如蘆薈主要吸收的是UVB紫外線，有些多肉植物（如天使之淚）對(duì)UVA紫外線的吸收效果明顯，還有一些多肉植物（如黃麗）則主要吸收UVC紫外線。數(shù)據(jù)顯示大多數(shù)多肉植物的防曬功能主要集中在UVC紫外線和UVA紫外線，這兩個(gè)領(lǐng)域正是人們忽視的地方。如今市場上的防曬霜對(duì)于UVB可基本充分吸收，但它們都沒有考慮UVA、UVC對(duì)人體皮膚的傷害，其實(shí)UVA對(duì)人體皮膚的傷害要高于UVB，長期受紫外燈照射的人會(huì)由于UVC而導(dǎo)致皮膚病。結(jié)合已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們建議可提煉天使之淚等植物的提取液添加在防曬劑中以阻擋UVA紫外線對(duì)人體皮膚的損傷。另外對(duì)于從事珠寶鑒定一類工作的人，我們可以提取如紅日、黃麗等植物的提取液研制出特殊的防曬劑來幫助他們抵制UVC紫外線。

以多肉植物為主題的課題研究，帶給師生一種新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)研究過程中從實(shí)驗(yàn)方法的選擇到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理都沒有現(xiàn)成的答案，這需要師生共同思考與討論來找到問題的本質(zhì)。學(xué)生在進(jìn)行這類課題研究過程中，從自己感興趣的熱點(diǎn)植物出發(fā)，查閱各類文獻(xiàn)并反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，這些過程大大提升了學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。誠如吳俊明教授認(rèn)為的那樣，化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)包括若干基本觀念、相應(yīng)的信息和學(xué)習(xí)實(shí)踐能力以及態(tài)度與責(zé)任心[5]，這些能力與品質(zhì)猶如“潤物細(xì)無聲”那般在學(xué)生積極實(shí)驗(yàn)找尋科學(xué)真諦的過程中悄悄地生根發(fā)芽了，而學(xué)生在自主完成課題研究報(bào)告的過程中，其人文素養(yǎng)和社會(huì)素養(yǎng)等也得到了很好的培養(yǎng)與發(fā)展。作為學(xué)生課題研究的指導(dǎo)者，為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)，需要以學(xué)生為本，真正發(fā)揚(yáng)民主、科學(xué)的作風(fēng)，努力提升學(xué)生敢于質(zhì)疑的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)品質(zhì)和發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題等核心素養(yǎng)[6]。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪湘瓊，徐曉諾等.蘆薈防曬成分的提取及分布研究[J].化學(xué)教學(xué)，2017（8）：73～76.

[2]王雪梅，洪峰，張健.超聲波法提取黃蜀葵花中天然防曬劑的研究[J].安徽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，（7）：70～74.

[3][4]陳淑映，羅德祥等. 100種常用中草藥乙醇提取液的防曬性能測定[J].國際醫(yī)藥衛(wèi)生導(dǎo)報(bào)，2005，（6）：67～69.

[5]吳俊明.關(guān)于核心素養(yǎng)及化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的思考與疑問[J].化學(xué)教學(xué)，2016，（11）：3～8.

[6]王寶權(quán).酒精燈火焰溫度的再探究[J].化學(xué)教學(xué)，2017，（6）：73～76.endprint