全 文 :!#苦荞麸皮中 ! 手性肌醇的分离纯化 胡俊君!,蒋梅峰,林勤保,,边俊生!,杨秀丽 (#山西省农业科学研究院农产品综合利用研究所,山西太原 %&%%&#;
’山西大学应用化学研究所,山西太原%&’()%* ’*+ ,-.)/)0’()%* %/ 102).% )*%)(%&%67,%/#,8()* 9-:-’ (#+,-./.0.1 23 42567181,-/91 :./;/<=./2, 23 >?7/@0;.07=; A72B0@.-,C8=,D/ >@=B15E 23 >?7/@0;.07=; C@/1,@1,
F=/E0=, %&%%&#,48/,=;’>66;/1B4815/−.7E+,−./.0.1,C8=,D/:,/917−/.E,F=/E0=,(.’0(:! #%*. %.&%#.0 ,*.1 2+-34)(# 2*( 4(& &#+5%)567’)*%1)#(0 *)&+0#&
&.4)5 #(# +&%8 8*(+0(* (-#%9(#)5 -(*2.,#) ’*.5+-# ’+*%#: 4(& +’ #. ((; <) *)&+0# ., != &’)-#*.1)#*: &.4)5 #) ’*.5+-# 4(& /-%*. %.&%#.097:6:2+-34)(#;2*(;/-%*. %.&%#.0;%&.0(#%. (5 ’+*%,%-(#%.
中图分类号:FC’%’#) ) ) ) 文献标识码:>) ) ) ) 文 章 编 号:#%%’%&%((’%%G)%H%#GI%& 收稿日期:’%%J%(’%) 通讯联系人 作者简介:胡俊君(#GJ%),男,实习研究员,研究方向:农产品加工。 基金项目:“十一五”国家科技支撑计划课题(’%%(K>!%’K%();山西 省农业攻关项目(’%%I%&#%IL)。 ) ) 荞麦与何首乌、虎杖中药材等同属蓼科是唯一 用作粮用的蓼科植物,甜荞在世界各地已广为种植 利用,苦荞仅在中国中西部高原冷寒地区有规模化 生产和加工利用。近年来,有关苦荞保健功效成分的 研究成为新的热点。!手性肌醇(!48/72+,2-/.2;, 简称 !4+,如图 #)[#]是苦荞中荞麦糖醇的生物降解 产物。研究证明,!手性肌醇在胰岛素信号传递过 程中发挥着重要作用,是一种调节肌体血糖的功能 因子。临床实验表明,!手性肌醇对 ++ 类糖尿病、 多囊性卵巢综合症有显著疗效[’]。以荞麦麸皮为原 料,开发苦荞黄酮和手性肌醇提取技术,结合水解转 化工艺,可使荞麦麸皮提取物中的荞麦糖醇转化为 游离的 !手性肌醇单体,比天然含量提高 L 倍以 上,提取物纯度可达 ’%*以上。荞麦 !手性肌醇提 取物作为功能型食品配料,可应用于功能食品开发 和医药原料。目前,关于手性肌醇的定量检测一般 采用液相色谱或气相色谱法[&,H]。本研究采用活性炭 对荞麦中手性肌醇进行分离纯化,含量有显著提高。 !; 材料与方法 !; 材料与仪器<br荞麦提取物,粒状活性炭,色谱柱(!&%55 M &#%55),其它药品均为国产分析纯。 图 #) 肌醇和手性肌醇的结构 电热鼓风恒温干燥箱 NOPQC(、电热恒温水 浴锅 #%##RC) 北京市永光明医疗仪器厂;I’LS 紫 外可见分光光度计 ) 上海精密科学仪器有限公司; JH%%C傅立叶变换红外光谱仪) 日本岛津公司;高效 液相色谱(>?/;1,. ##%% C17/1-),蒸发光散射(>;;.1@8 RTC! ’%%%RC)。 !<; 实验方法 #’#) 采用高碘酸钠氧化法测定 !手性肌醇含量[L] #’##) !手性肌醇的标准曲线制作) 称取适量的
标准 !手性肌醇,配得终浓度为 %#%、%’%、%&%、 %H%、%L(%、%IL 的醋酸钠缓冲液
和 #′5T%#552; U T的高碘酸钠溶液。于 ’(%,5处
测定吸光值(= 值),置于暗处,(LW下保温 ’8,冷却
后,在相同的波长下测定吸光值(X 值),计算吸光值
的变化(=X)。以吸光值的变化为纵坐标,以 !手性
肌醇的浓度为横坐标,绘制标准曲线。
#′#′)!手性肌醇含量的测定)称取荞麦提取物适量,溶解于水并定容到L
!##高效液相色谱法( 色谱条件色谱柱:&,-./01 (/,23456,/7- 89 :;;流动相:乙腈 <水为 => < ##;流速:!?’ @ ?0A;检测 器:8’9)。 !### 标准曲线制作称取适量的标准 )*手性肌 醇,用 :BC的乙醇溶解,配得浓度为 BB#C的 )*手 性肌醇溶液,分别以 :、!B、!:、#B!’ 的进样量进样, 以浓度对数为横坐标,峰面积对数为纵坐标,作出标 准曲线。 !##D )*手性肌醇含量的 %&’( 测定称取适量 经干燥的 )*手性肌醇样品,用 :BC的乙醇溶解,定 容到 :B?’容量瓶中,以 #!’ 进样,根据标准曲线计 算出 )*手性肌醇含量。 !#D 粒状活性炭层析分离纯化 )*手性肌醇
!#D!装柱 选用 DB?? E D!B?? 的色谱柱,根
据所需填充柱床的体积,称取适量的粒状活性炭,浸
入过量的洗脱液中,充分搅匀后,将粒状活性炭一次
倾入色谱柱中,流水压柱。
!#D#洗脱收集 取一定体积稀释好的样品一次
性上样,依次用 !!B?’ 蒸馏水、!#:?’ FC 乙醇、
!:B?’ :C乙醇、!:B?’ 蒸馏水进行梯度洗脱,并依
据洗脱剂不同分段收集,分别蒸发浓缩,称重,计算
产率,并测定纯化后产品的 )*手性肌醇含量。
!#F红外光谱分析 取 !?G 左右经干燥的 )*手
性肌醇样品,与 !BBH#BB?G 经干燥的 IJ, 粉末在玛
瑙研钵中轻轻研磨均匀,经压片机压成薄片,上机
测定。
! 结果与分析
!#标准曲线的绘制 根据 !#! 中的方法所得到的标准曲线如图 #。 图 # 高碘酸钠氧化法制作的标准曲线
图 # 表明,在该实验条件下,标准溶液的浓度与
吸光值的变化呈较好的线性关系。
!#! 活性炭分离纯化结果
采用活性炭对荞麦提取物进行分离纯化,通过
不同浓度体积的洗脱剂对 )*手性肌醇进行了洗脱,
用 !#! 的方法进行测定,结果如表 !。
表 !不同洗脱剂对荞麦中 )*手性肌醇分离结果 样品质量 (G) 洗脱剂 产量 (G) 产率 (C) )*手性肌醇 含量(C) !+=+KD !!B?’蒸馏水 ##>D: !D+# #+FD !#:?’ FC乙醇 FK:D# #K:F ++D: !:B?’ :C乙醇 B+F=# D>+ FF>K !:B?’蒸馏水 !++#> KK# DF#F 由表 ! 可知,用粒状活性炭分离效果较好,根据 洗脱剂不同分段收集,结果表明:FC乙醇洗脱所得 产品 )*手性肌醇含量有显著提高,最高可达 ++C 以上。 !#% 高效液相色谱法的结果分析 #D! 标准曲线的绘制根据方法 !## 得到的数据 绘制标准曲线,如图 D。 图 D 高效液相色谱法标准曲线
图 D 表明,)*手性肌醇浓度与峰面积有良好的
线性关系。
#D#)∗手性肌醇含量的高效液相色谱法测定 用
高效液相色谱法测定 FC乙醇洗脱后所得产品中
)*手性肌醇含量。称取 B!::#G,用 :BC乙醇定容至
:B?’,进样量 #!’,分两次进样,)*手性肌醇含量见
表 #。图 F 为 FC乙醇洗脱样的液相色谱图,为单一
对称峰。
表 #FC乙醇洗脱样品 )*手性肌醇含量的结果 两次进样 峰面积 浓度 (?31·’ *!) 含量 (C) 平均含量 (C) ! >B!B: BBBDK# +D!+!:K # KKK+D BBBF:B =#F!==> +=> 图 F FC乙醇洗脱样品的液相色谱图
上述结果与用高碘酸钠氧化法测定的 )*手性
肌醇含量基本吻合,可见,用粒状活性炭层析法,FC
乙醇洗脱,对荞麦中的 )*手性肌醇的分离效果较
好,所得产品中 )*手性肌醇含量有显著提高,平均
可达 ++C以上,结果是可信的。
!#& 红外光谱分析结果
由图 :、图 + 可知,在 D:BBHDBBBL? *!之间出现的
宽峰是由* M% 伸缩振动产生的吸收峰;在 DBBB H
#:BBL? *!之间出现的峰是饱和*(% 伸缩振动产生的
吸收峰;在 !:BBH!#:BL? *!之间出现的峰是 (*( 伸
缩产生的吸收峰;在 !#BBHKBBL? *!之间出现的峰是
(*M伸缩产生的吸收峰。与标准样品图 : 对照,分
离得到的样品为 )*手性肌醇,但还含有一定杂质,
还需进一步纯化。
% 结论
由实验结果表明,通过活粒状性炭层析方法分
离提纯荞麦提取物,FC乙醇洗脱使)*手性肌醇含
!#
量有显著提高,含量可达 !!以上。同时,优化了
#手性肌醇的分离纯化技术,为工业化生产奠定了基础。参考文献:[5672873897:8;7:9 <=35:7831; 28;4 73 739=;73 13> 7:9 >4<757: 73 739=;73 24979:1354[’]& ?3: ’ @AB #71C4:49 D49,())(,/ (%):+*-!)& [,]张楚富,林清华,梁会,等 & 高碘酸钠氧化法测定肌醇含 量[’]& 武汉大学学报(自然科学版),%..!,+(((),(,,-(,*& [!]王咏梅,金晓英,袁东星,等 & 高效液相色谱法直接测定 肌醇样品中肌醇的含量[’]& 食品科学,())%,(((E): !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! *%-*(& (上接第 %!( 页) 然型产品的发酵法生产[ ’]& 食品与发酵工业,%..+,+(/): !,-*)& [,]吴丹,邓泽元,范亚苇,等 & 粗壮脉纹孢菌液体发酵产纤 维素酶的条件优化[’]& 食品与机械,())*(/):%.-(%& [!]杨文,吉春明 & 一种简单的胞壁破碎方法[ ’]& 微生物学 通报,%..,,(((%):,E-,.& [*]郝常明,王德培,丁友肪,等 & 光合细菌中类胡萝卜素的 提取及性质的研究[ ’]& 天津轻工业学院学报,%...,%!(/): .-%)& [E]郑晓冬,王友永 & 用红球菌产类胡萝卜素的研究[ ’]& 浙 江大学学报(农业与生命科学版),())),(!(,):,%!-,()& [.]刘广发,楼士林 & 一种杜氏藻 !胡萝卜素的提取及含量
比较[’]& 厦门大学学报(自然科学版),%..,,/+(%):.+-.E&
[%)]黄月,沈新南,刘珊林,等 & 高效液相色谱法测定血清中
番茄红素和 !胡萝卜素[’]& 实验研究,())*,/!(%):,(-,+& [%%]王岁楼,章银良 & 生物技术红酵母 DF.E 产类胡萝卜
素培养基的优选及其发酵生理学研究[ ’]& 生物技术,())),
%)(+):
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(+-(*&
(上接第 %E. 页)
G(HIJ+ )&+,GH(IJ+)&(,KLMJ+ )&)!,BH*&+;接
种量 %&),/)N,%+)2 O P73 摇床培养。在此条件下,
突变株 QGE% 在 +E6生长达到最高峰,*(6 抑菌效
果最好,抑菌圈直径达到 (.&,EPP,较优化前的抑菌
效果提高了 (,&(,较出发菌株抑菌效果提高
了 +(&%。
参考文献:
[%]D8 J91R1,G8S8 K1:9=P8:8L49:783 8< 9:1B6T;858551;
43:428:8A73 CT U157;;=9 31::8[ ’]& V3:8374 W13 044=R43684X,
%..*,*%(+):/)*-/%%&
[(]K1918 G134X7,M:4B643 ’ H4>L49,4: 1;&’1B13494 <42P43:4>
98TC413 <88> 19 :64 P1Y82 >4:42P7313: 8< :64 ;12L4 L48L21B675
>7<<42435473 5725=;1:73L ;4Z4;9 8< Z7:1P73G([ ’]& ())%,%*( +):
/%,-/(%&
[/]F89673827 K734,V>1 H8 GR13 [83L,U8 ’713L&\7C2738;T:75
43STP49 73 V9713 :21>7:7831; <42P43:4> <88>9[ ’]& \88> D4941256
?3:4231:7831;,()),,/E(/):(+/-(,)&
[+]易灿,蒋立文 & 纳豆菌代谢产物抗菌作用的研究现状与
展望[’]& 农产品加工,())E(,):!+-*E&
[,]张丽靖,杨郁 & 纳豆菌作为食品防腐剂的研究进展[ ’]&
食品研究与开发,())E,(.(,):%EE-%.)&
[!]沈萍,范秀容,李广武 & 微生物学实验[K]& 北京:高等教
育出版社,%...&%%%-(%,&
[*]郭继平,马莺 & 紫外诱变选育米曲霉高产蛋白酶菌株
[’]&微生物学通报,())*,/+(():(+!-(,)&
[E]余俊堂,唐孝宣主编 & 新编生物工艺学[K]& 北京:化学
工业出版社,())/&%%)-%%%&