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刺叶提灯藓花生四烯酸提取与含量测定



全 文 : 2010, Vol. 31, No. 06 食品科学 ※工艺技术52
刺叶提灯藓花生四烯酸提取与含量测定
王桂花,谢树莲 *
(山西大学生命科学与技术学院,山西 太原 030006)
摘 要:目的:提取刺叶提灯藓(Mnium spinosum)中的花生四烯酸并测定其含量。方法:采用柱层析法从刺叶提
灯藓植株中分离提取,并用高效液相色谱法测定其花生四烯酸含量。结果:刺叶提灯藓的乙醇萃取液中花生四烯
酸含量较高达 6 .5%,而石油醚和正己烷萃取液中未测出。结论:刺叶提灯藓中花生四烯酸含量可观,以乙醇萃
取液提取效果最佳。
关键词:花生四烯酸;刺叶提灯藓;高效液相色谱法;柱层析法
Extraction and Determination of Arachidonic Acid in Mnium spinosum
WANG Gui-hua,XIE Shu-lian*
(School of Life Science and Technology, Shanxi University, Taiyuan 030006, China)
Abstract:Mnium spinosum (Voit) Schwagr was extracted with different organic solvents in Soxhlet extractor. The resulting
extracts were then purified by silica column chromatography for analyzing arachidonic acid (AA) content by HPLC. Results
showed that ethanol extract of Mnium spinosum (Voit) Schwagr exhibited an AA content of 6.5%, while no AA wad detected in
petroleum ether extract and n-hexane extract of Mnium spinosum (Voit) Schwagr. Thus, ethanol is superior to other two solvents
for extracting considerable AA from Mnium spinosum (Voit) Schwagr.
Key words:arachidonic acid;Mnium spinosum (Voit) Schwagr;high performance liquid chromatography (HPLC);
column chromatography
中图分类号:Q949.9 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2010)06-0052-03
收稿日期:2009-05-21
基金项目:山西省科技厅农业攻关项目(2007031042)
作者简介:王桂花(1968—),女,讲师,博士,研究方向为植物资源及其开发利用。E-mail:wguihua@sxu.edu.cn
*通信作者:谢树莲(1962—),女,教授,博士,研究方向为植物多样性与植物资源利用。E-mail:xiesl@sxu.edu.cn
花生四烯酸(arachidonic acid,AA)是人体必需脂肪
酸之一,具有广泛而重要的生理、药理及保健作用[1-7],
在降血脂、抑制血小板聚集、抗炎、抗癌和抗脂质氧化
及促进脑组织发展等方面,都具有一定的生物活性[1,8-9],
应用领域十分广阔[9-10]。AA作为各种细胞信号转导中的
第二信使,在细胞膜多种受体刺激后产生并发挥广泛的
细胞内生物作用,特别是对其营养学意义、保健功能、
膳食补充的必要性、安全性均得出肯定结论[ 11 ]。
目前,AA主要从动物组织中提取[12],但含量很低[13]。
利用微生物发酵生产 A A 是适合于工业化生产的新方
法,“被孢霉”即是生产 A A 的高产菌种[ 1 4 - 1 5 ]。另外,
海洋微藻也是很好的多不饱和脂肪酸生产微生物[12 , 16]。
苔藓植物中AA的含量较高[17],但分离提取研究却甚少。
加强对 AA功效研究与开发富含 AA的生物资源,具有
十分重要的意义。AA常用的分离提取技术有萃取[3]、超
临界CO2萃取被孢霉体油脂[18]、高效液相色谱法(HPLC)
分离纯化微生物油脂[19-20]、脲包法富集微生物油脂[10]、
银离子络合萃取纯化油脂[ 18 ]等。以刺叶提灯藓为材料
进行 A A 的提取研究尚未见报道。本研究采用柱层析
法及高效液相色谱法从刺叶提灯藓中提取、分离花生
四烯酸并测定其含量,旨在为苔藓植物资源的开发利
用及花生四烯酸在食品保健领域的广泛应用提供一定的
理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
刺叶提灯藓(Mnium spinosum (Vorit.) Schwaegr),为
苔藓植物门提灯藓科提灯藓属植物,采于山西省庞泉沟
自然保护区,生于林下或荫湿环境腐木或腐殖土上,有
时生于湿岩面上。
花生四烯酸标品 山西来宝生物试剂公司;乙醇、
正己烷、石油醚、甲醇等(均为分析纯或优级纯)。
. .
. .
. .
. .
53※工艺技术 食品科学 2010, Vol. 31, No. 06
Sxt-02型索氏提取器 上海禾工科学仪器公司;RE-
52C型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;Waters1525
高效液相色谱仪 美国沃特斯公司。
1.2 方法
1.2.1 抽提
将采集的刺叶提灯藓洗净并去除杂质,常温下自然
风干后研成粉末,粉末粒数小于 50目。称取刺叶提灯
藓粉末 1.5038g,将其包好,放入索氏提取器中(注意勿
使纸包高出提取器的虹吸部位)。
方法一:乙醇 -正己烷索氏抽提。在索氏提取器的
烧杯中加入乙醇 -正己烷(1:2,V/V)150mL,约达容积的
一半,然后,将提取器各部分连接好,放入水浴锅中
加热,水浴温度约在 62.9~80.1℃。同时在烧杯中加入
几粒沸石,防止爆沸,提取 4 h,当萃取结束后,停
止加热,撤去水浴锅,待石油醚冷却后,卸下提取器,
取出残渣纸包。提取的萃取液冷藏在冰箱中备用。
方法二:乙醇索氏抽提。在索氏提取器的烧杯中
加入乙醇 150mL,之后操作同方法一。提取的萃取液冷
藏在冰箱中备用。
1.2.2 固液萃取
将少量脱脂棉加入层析柱底部,其上盖一小块滤
纸,将层析硅胶柱垂直固定在铁架台上,加入 15 g 硅
胶,然后加入 100mL石油醚,其量要使液面高于硅胶
液面,待石油醚液面下降至硅胶界面时,加入一滤纸
覆盖于硅胶表面上,并加入分离物,静置。分 3 次分
离,分别用石油醚、正己烷、乙醇洗脱。当分离物
接近滤纸面时,第一次用少量石油醚洗下柱壁的物质,
第二次用正己烷溶液,第三次用甲醇洗脱,洗下柱壁
的有色物质,如此连续 2~3次,直至洗净为止。每次
观察色带的出现,并用锥形瓶收集洗脱液。
1.2.3 浓缩
将得到的萃取液装入旋蒸瓶,运行旋转蒸发仪将其
浓缩。
1.2.4 高效液相色谱仪测定
色谱条件:进样柱Waters Symmetry C18柱(4.6mm
× 150mm,5μm);流动相甲醇 -水(85:15,V/V);柱
温 27℃;样品温度 25℃;流速 5μL/min。
2 结果与分析
2.1 流动相条件筛选
以 100mg/L的花生四烯酸标品进样,以出峰面积为
定量筛选流动相条件。当流动相甲醇 -水体积比为 95:5
时,出峰时间为 0.893min,出峰面积为 50370;当流动
相甲醇 -水比例为 85:15时,出峰时间为 3.001min,出
峰面积为 2167212。高效液相色谱图显示,在甲醇 -水
体积比为 85:15时,出峰比较好,故流动相选择甲醇 -
水(85:15,V/V)。
图 1为甲醇 -水(85:15,V/V)绘制的标准曲线,采
用最小二乘法进行处理,得到回归方程为 y=1.7101×
105x- 0.3227,相关系数 r= 0.99946,线性关系良好,
可以作为参照。图 2是以 100mg/L的花生四烯酸标品的
液相色谱图,可见,花生四烯酸在 3min时出峰。图 3
为花生四烯酸标品的液相色谱图,可见,花生四烯酸
在 210nm波长时有最大吸收值。
2.2 样品测定
图 4为刺叶提灯藓的乙醇萃取液的液相色谱图。对
比标品的液相色谱图(图 3),可以看出其中含有花生四烯
酸,经与标准曲线对照计算,其含量为 6.5%。而对比
刺叶提灯藓的石油醚和正己烷萃取液的液相色谱图可以
看出,它们不含有花生四烯酸。
图1 花生四烯酸的标准曲线
Fig.1 Standard curve of arachidonic acid
100
82
64
46
28
10
y=1.7101×105x-0.3227




/(
m
g/
L
)
峰面积 /(105s/μV)
0.57 1.10 1.62 2.14 2.66 3.18 3.70 4.22 4.74 5.26 5.79
图2 花生四烯酸的液相色谱图(示时间)
Fig.2 HPLC chromatogram of arachidonic acid standard
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
3.
00
1
A
U
时间 /min
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
图3 花生四烯酸的液相色谱图(示波长)
Fig.3 UV absorption spectrum of arachidonic acid standard
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
A
U
波长 /nm
220 240 260 280 300 320 340 360 380
2010, Vol. 31, No. 06 食品科学 ※工艺技术54
3 讨论与结论
柱层析法是目前获取高纯度多不饱和脂肪酸最有效
的一种方法[ 1 5 ]。本实验以柱层析法分离纯化花生四烯
酸,操作简单,分离纯化效果好,所获产品含量也较
高。根据有关文献[ 1 0 ],油脂类提取方法有索氏法、超
临界 CO 2 萃取法、酸热法和有机溶剂法,与其他方法
相比,索氏法最为常用,油脂得率也高[ 3 ]。因此本实
验的抽提过程也采用了索氏法。
以高效液相色谱法测定苔藓植物中花生四烯酸的含
量是可行的。本实验采用甲醇 -水(85:15,V/V)为流动
相[20],与袁成凌等[19]用高效液相色谱法分离纯化微生物
油脂中的花生四烯酸相比,提取效果更好。对比标品
与样品的高效液相色谱图,刺叶提灯藓的乙醇萃取液中
含有 6.5%的花生四烯酸,而在其他两种萃取液(石油醚
和正己烷)中未测定出花生四烯酸。这可能是因为花生
四烯酸极性较强,在乙醇中易溶,且对光照、水、温
度等都敏感,故在实验过程中,这些条件也可能会影
响花生四烯酸的提取。
利用苔藓植物这一新材料生产花生四烯酸是一个较
新的领域,目前还处于实验研究和试生产阶段。随着
人们对健康、美容、保健意识的增强,花生四烯酸作
为功能性油脂的一种重要成分,在食品、药品和化妆
品等行业的需求必将大幅增长,有着广阔的市场前景。
积极探索有效提取花生四烯酸的新材料,并不断改进其
提取工艺,加强其分离纯化方法的研究有着极为重要的
社会经济意义。从苔藓植物中提取花生四烯酸域的研
究,不仅开辟了花生四烯酸的新资源,也为其在食品
保健领域的应用提供了一定科学依据。
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图4 样品乙醇萃取液的液相色谱图
Fig.4 UV absorption spectrum of ethanol extract of Mnium
spinosum (Voit) Schwagr
0.025
0.020
0.015
0.010
0.005
0
A
U
波长 /nm
220 240 260 280 300 320 340 360 380
266.0 366.9 399.2
. .