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小分子芦荟多糖的制备及工艺研究



全 文 :醇补足减失重量,摇匀,过滤,续滤液为样品溶液。
表 6 加样回收实验结果
组号
取样量
m /g
异秦皮啶
量 m /μg
加入异秦皮啶
量 m /μg
实测的
量 m /μg
回收率
(%)
平均回收
率(%)
RSD
(%)
1 0. 052 4 53. 45 52. 78 104. 80 97. 29
2 0. 052 5 53. 55 52. 78 104. 87 97. 23
3 0. 051 2 52. 22 52. 78 103. 70 97. 52 97. 64 1. 40
4 0. 053 7 54. 77 52. 78 105. 27 95. 67
5 0. 054 1 55. 18 52. 78 107. 87 99. 83
6 0. 053 7 54. 77 52. 78 106. 65 98. 28
2. 6. 3 标准曲线的制备 精密量取上述对照品溶液 0,1. 0,2. 0,
3. 0,4. 0,5. 0,6. 0 ml,分置 25 ml量瓶中,各加 60%乙醇至 6 ml,
分别加 5% NaNO2 溶液 1 ml,摇匀,放置 6 min;分别加 10%
Al(NO3)3溶液 1 ml,摇匀,放置 6 min;然后分别加 4%NaOH溶液
10 ml,并分别加蒸馏水至刻度,摇匀,静置 15 min,在 500 nm 波
长处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,以浓度为横坐标,得线性方
程为:A = 0. 117 C - 0. 002 2,r = 0. 999 8,表明浓度在 0 ~ 5. 352
μg·ml -1范围线性关系良好。
2. 7 成品的含量测定 分别称取不同批号的肿节风配方颗粒约
0. 5 g,精密称定,按以上供试品溶液制备方法制备供试品溶液,
分别测定异秦皮啶和总黄酮的含量。结果见表 7。
表 7 三批样品含量测定
批号
样品质量
m /g
异秦皮啶含量
C /mg·g - 1
总黄酮含量
C /mg·g - 1
090510 0. 508 2 1. 06 6. 00
090512 0. 502 5 1. 02 6. 08
090514 0. 506 2 0. 95 6. 15
n =3
3 结论
肿节风提取工艺参数为:加 10 倍量水,煎煮提取 3 次,每次
2. 0 h 。
TLC法鉴别异秦皮啶,准确可靠,用 HPLC 和紫外分光光度
法分别检测配方颗粒中异秦皮啶和总黄酮的含量,易于操作,重
现性好,能有效控制肿节风配方颗粒的质量。
肿节风是《中国药典》收载的常用中药,总黄酮和香豆素类
化合物有明确的药理活性,在临床上广泛应用[7,8]。因此,将肿
节风制成配方颗粒,对异秦皮啶和总黄酮同时进行质量控制,这
是对中药饮片剂型的发展和补充,既保证了传统中药的特点,又
提高了质量保证,值得临床推广和应用。
参考文献:
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收稿日期:2011-06-24; 修订日期:2011-12-27
基金项目:科技部科技人员服务企业行动项目(No. 2009GJE20035)
作者简介:梁振益(1969-) ,男(汉族) ,海南文昌人,现任海南大学材化学
院工程师,学士学位,主要从事天然产物的研究与开发工作.
* 通讯作者简介:林栖凤(1938-) ,女(汉族) ,广西桂林人,现任海南大学
生物科学技术研究所教授,主要从事分子生物学研究工作.
小分子芦荟多糖的制备及工艺研究
梁振益1,孙达远1,林栖凤2*
(1.海南大学材料与化工学院,海南 海口 570228;
2.海南省耐盐作物生物技术重点实验室,海南大学生物技术研究所,海南 海口 570228)
摘要:目的 研究小分子芦荟多糖的制备及工艺。方法 采用乙酸、H2O2 在维生素 C的诱导作用下氧化降解芦荟多糖,考
察了时间、温度、乙酸用量、H2O2 用量及维生素 C用量对降解效果的影响,并采用正交设计法优选降解工艺。结果 降解
每克芦荟多糖的最佳工艺条件为:30%的 H2O212 ml,乙酸 26 ml,Vc5g,温度为 80℃,降解时间 5. 5 h;各因素对降解效果
影响的主次顺序为:乙酸用量 >双氧水用量 >温度 >时间 > Vc用量。结论 最佳工艺条件下降解的芦荟多糖的分子量约
为 5 600,通过与芦荟原多糖比较其红外谱图,降解前后分子结构并没有发生太大变化,说明糖苷元没有发生断裂。
关键词:芦荟多糖; 小分子; 制备; 降解
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2012. 05. 074
中图分类号:R283 文献标识码:B 文章编号:1008-0805(2012)05-1213-02
芦荟为百合科(Liliaceae)芦荟属(Aloe)多年生常绿肉质草本
植物[1]。多糖是广泛存在于自然界的天然高分子化合物,它由
单糖通过糖苷键连接而成。在生物体内,多糖常与蛋白质或脂类
形成糖蛋白或糖脂复合物,在细胞代谢活动中扮演重要角色[2]。
芦荟多糖(Aloe polysaccharide,AP)是芦荟凝胶部分除去水分以
外的主要成分,约占芦荟凝胶总固体的 60%以上。AP 作为药用
品种芦荟的主要活性物质之一,其化学组成及药理作用受到人们
的广泛重视。已有的研究显示,AP有较好的杀菌、消炎、抗辐射、
抗艾滋病病毒、抗肿瘤和调节免疫等多种药理作用。近年来,随
着研究的不断进行,又相继发现了 AP 具有保肝、降糖及抗衰老
等一些新的药理作用[3]。芦荟多糖的分子量大多在 50 万道尔顿
以上,分子量太大,结构不均一,活性不高,质量很难控制。小分
子芦荟多糖结构清楚,具有超强的渗透能力,质量容易控制。本
研究采用氧化降解方法将芦荟多糖降解成更容易渗透吸收的小
分子多糖,为实现对芦荟多糖活性物质的保护性分离和高效利用
打下理论基础,为开发生产新型芦荟多糖系列产品提供技术参
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2012 VOL. 23 NO. 5 时珍国医国药 2012 年第 23 卷第 5 期
考。
1 材料与仪器
1. 1 原料与试剂 芦荟原汁(海南金芦荟生物工程有限公司提
供,为库拉索芦荟品种) ;糖苷系列标准品(Dextran,中国药品生
物制品检定所) ,分子量分别为 440,628,960,1 460,4 400,9 900,
20 600,43 500,196 000,401 000;甘露糖(Sigma公司)。
1. 2 主要仪器 UV -2450 紫外分光光度计(日本岛津分析仪器
公司) ;Spectrum One 傅里叶变换红外光谱仪(美国 PE 公司) ;
Waters 515 凝胶色谱仪(美国 Waters公司)。
2 方法
2. 1 芦荟多糖的提取 取芦荟原汁用旋转蒸发仪减压浓缩至原
体积的 1 /3,加入 3 倍量的无水乙醇,搅拌,析出沉淀,沉淀放置
24 h,真空抽滤,滤渣依次用无水乙醇、丙酮洗涤,除去大部分溶
剂,干燥,得米黄色纤维状固体即 AP,滤液重复提取 3 次。
2. 2 凝胶色谱法测定分子量
2. 2. 1 色谱条件 色谱柱:Ultrahydrogel 250 (300 mm × 7. 8 mm,
WAT 011525 ) ;流动相:超纯水;流速:0. 6 ml /min ;柱温:50℃;
进样量:20 μl;示差检测器温度:50℃。
2. 2. 2 标准曲线的制作 以糖苷系列标准分子量为标准,分别用
流动相溶解制成每毫升含 20 mg的溶液,取 20 μl 注入凝胶色谱
仪,记录色谱图和保留时间 tR,用 GPC软件以糖苷标准分子量的
对数 log Mw对保留时间 tR 进行回归处理绘制标准曲线,其回归
方程为:log Mw = - 0. 395 2tR + 8. 824 2,相关系数 r = 0. 996 6。
2. 2. 3 样品分子量测定 将被测样品按“2. 2. 2”方法制成 20
mg /ml的溶液,0. 45 μm滤膜过滤,取滤液 20 μl 注入色谱仪,记
录色谱图,根据标准曲线由 GPC软件计算分子量。
2. 3 正交实验设计
2. 3. 1 因素水平的确定 选取时间、温度、乙酸用量、H2O2 用量
及维生素 C用量作为考查因素,每种因素拟定 4 个水平,见表 1,
选用 L16(4
5)正交表。结果见表 2。
表 1 因素水平
水平
A
H2O2用量 l /μm
B
乙酸用量 l /μl
C
Vc用量 m /g
D
反应温度 T /℃
E
反应时间 t /h
1 160 280 0. 08 25 4. 5
2 200 360 0. 10 40 5. 5
3 240 440 0. 12 60 6. 5
4 280 520 0. 14 80 7. 5
2. 3. 2 正交实验方法 分别称取适量的 AP,加适量水并加热使
其溶解。分别加入一定量的 H2O2(10 mmol /L)、Vc(10 mmol /
L)、乙酸(10 mmol /L) ,于相应温度的水浴中加热,降解相应时
间。将降解后的溶液用 1 mol /L NaOH溶液调 pH值至中性或微
碱性,再用三倍体积的无水乙醇进行分离沉降。待产物沉降完全
后,抽滤,沉淀于 45℃下烘干。取降解产物按“2. 2. 3”项方法测
定其分子量。
3 结果与讨论
3. 1 正交实验设计结果 由表 2 分析结果表明,以分子量为参考
水平,根据 Rj大小得出影响因素的主次顺序是:乙酸用量 >双
氧水用量 >温度 >时间 > Vc用量;优化组合为:B4A3D4E2C2。即
降解每克芦荟多糖的最佳工艺条件为:30%的 H2O212 ml,乙酸
26 ml,Vc5 g,温度为 80℃,降解时间 5. 5 h。
3. 2 验证实验 按正交实验确定的最佳条件进行实验,用傅里叶
变换红外光谱仪测定 AP降解前后的谱图(见图 1 ~ 2)。结果表
明,降解前后的 AP 的谱图并没有发生太大的变化,说明糖苷元
没有发生断裂。因此,该降解工艺稳定可行。
表 2 L16(45)实验方案及实验结果分析
编号 A B C D E 分子量分布指数
1 160 280 0. 08 25 4. 5 11 468 7. 08
2 160 360 0. 10 40 5. 5 8 818 7. 61
3 160 440 0. 12 60 6. 5 10 249 7. 55
4 160 520 0. 14 80 7. 5 8 105 7. 57
5 200 280 0. 10 60 7. 5 10 273 6. 10
6 200 360 0. 08 80 6. 5 8 690 5. 82
7 200 440 0. 14 25 5. 5 8 287 8. 28
8 200 520 0. 12 40 4. 5 6 884 8. 15
9 240 280 0. 12 80 5. 5 8 766 6. 23
10 240 360 0. 14 60 4. 5 8 023 7. 41
11 240 440 0. 08 40 7. 5 7 148 7. 31
12 240 520 0. 10 25 6. 5 7 117 7. 87
13 280 280 0. 14 40 6. 5 10 091 7. 13
14 280 360 0. 12 25 7. 5 9 458 7. 59
15 280 440 0. 10 80 4. 5 6 027 6. 91
16 280 520 0. 08 60 5. 5 5 991 7. 61
K1 38 640 40 598 33 297 36 329 32 401
K2 34 134 34 989 32 234 32 941 31 862
K3 31 054 31 711 35 358 34 536 36 148
K4 31 567 28 097 34 505 31 588 34 983
k1 9 660 10 149 8 324 9 082 8 100
k2 8 533 8 747 8 058 8 235 7 965
k3 7 763 7 928 8 839 8 634 9 037
k4 7 892 7024 8 626 7 897 8 746
极差 R 1 897 3125 781 1 185 1 071
主次顺序 B > A > D > E > C
优化水平 A3 B4 C2 D4 E2
优化组合 B4A3D4E2C2
图 1 AP原多糖的 图 2 AP降解后多糖的
红外光谱图 红外光谱图
4 结论
通过验证实验表明,正交实验优选确定的最佳工艺水平是科
学的、可行的。故确定降解每克 AP 的最佳工艺条件为:30%的
H2O2 12 ml,乙酸 26 ml,Vc5 g,温度为 80℃,降解时间 5. 5 h。在
最佳工艺条件下,AP 降解的分子量约为 5 600。该方法简便易
行,反应条件温和,降解产物容易分离纯化,产品质量好,试剂廉
价易得。选用 H2O2 作为氧化剂效率高,无残毒,Vc 作为催化剂
对人体也无毒副作用,小分子多糖结构基本保持不变,且分子量
分布集中,分子量范围可以控制,是较理想的一种降解方法。
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时珍国医国药 2012 年第 23 卷第 5 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2012 VOL. 23 NO. 5