免费文献传递   相关文献

HPLC法测定不同储藏条件及时期雪莲果块根中绿原酸含量



全 文 :西北农业学报 2012,21(7):118-122
Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica
HPLC法测定不同储藏条件及时期
雪莲果块根中绿原酸含量*
魏军香1,张跃进1,梁宗锁1,任怀远2,高锡忠2
(1.西北农林科技大学 生命科学学院,中药指纹图谱与天然产物国家地方联合中心,
陕西杨凌 712100;2.陕西略阳县农业技术推广中心,陕西略阳 724300)
摘 要:采用超声波提取、高效液相色谱法测定两种储藏条件下随储藏时间延长雪莲果块根中绿原酸含量的
动态变化,并对块根中绿原酸提取方法进行优化,同时考察 HPLC方法的精密度和准确度。结果表明,提取
溶剂采用φ=50%甲醇、溶剂量50倍、提取时间40min为最佳条件。方法精密度和准确度表明,用乙腈(φ=
0.1%)磷酸水溶液V(乙腈)∶V(磷酸)=15∶85洗脱、流速1.0mL·min-1、柱温30℃、检测波长327nm的
色谱条件可靠。用此方法测定绿原酸含量结果表明,两种储藏条件下随储藏时间延长,绿原酸含量均呈先缓
慢下降后加剧减少的变化趋势。建议以绿原酸为利用目标的应选用短期储存,即以低温储藏85d以内为佳。
关键词:雪莲果;绿原酸;储藏条件;超声提取;高效液相色谱(HPLC)
中图分类号:R931.4    文献标志码:A     文章编号:1004-1389(2012)07-0118-05
HPLC Analysis of Chlorogenic Acid Content in Yacon Tubers
under Different Storage Conditions and Storage Time
WEI Junxiang1,ZHANG Yuejin1,LIANG Zongsuo1,REN Huaiyuan2 and GAO Xizhong2
(1.Colege of Life Science,Northwest A&F University,Shaanxi Research Center in TCM Fingerprint &Natural Product,Yangling
Shaanxi 712100,China;2.Agricultural Technology Extension Center of Lueyang County,Lueyang Shaanxi 724300,China)
Abstract:The dynamic change of chlorogenic acid content in yacon tubers under two different storage
conditions was analyzed by HPLC and ultrasonic extraction.The extraction technology was optimized
and tests were conducted to study the precision and accuracy of the method.Results indicated that the
optimum condition for ultrasonic extraction of chlorogenic acid in yacon tubers was as folow:φ=50%
methanol as the dissolving solution,50fold solvent dosage,extracted for 40min.The precision and
accuracy test result of HPLC method showed that the chromatographic conditions were reliable.The
contents of chlorogenic acid under two storage conditions were determined by this method and the re-
sult showed that content of chlorogenic acid declined gradualy at beginning but rapidly afterwards as
the extension of the storage time,so the best storage condition and time is within 85days under 4℃
when chlorogenic acid in tubers is the main pursuit.
Key words:Smallanthus sonchifolius;Chlorogenic acid;Storage time;Ultrasonic extraction;High
Performance liquid chromatography(HPLC)
  雪莲果(Smallanthus sonchifolius),是菊科
向日葵属多年生草本植物,又名菊薯,亚贡。原产
于从厄瓜多尔到阿根廷西北海拔880~3 500m
的南安第斯山区,当地印第安人将其作为传统的
根茎类食品,主要以它的地下块根作为水果食
用[1-2]。近年国内外研究发现,雪莲果中含有低聚
*收稿日期:2012-01-17  修回日期:2012-05-24
基金项目:国家“十一五”科技支撑项目(2008BAD98B08)。
第一作者:魏军香,女,硕士研究生,研究方向为中药指纹图谱及质量控制。E-mail:awing2007@126.com
通讯作者:梁宗锁。E-mail:liangzs@ms.iswc.ac.cn
果糖,酚酸类,类黄酮等成分,其中以绿原酸为代
表的有明显药理作用的酚酸类物质是在分析雪莲
果块根抗氧化活性时发现的[3-4]。绿原酸是由咖
啡酸和奎尼酸生成的缩酚酸,是植物体在有氧呼
吸过程中经莽草酸途径产生的一种苯丙素类化合
物[5],其结构不稳定,易发生异构化和被高温氧化
分解[6]。绿原酸因其具有清热解毒、抗氧化抑菌
等药理作用而日益受到重视[7-10]。中国引入雪莲
果已有10a时间,在略阳县引种栽培已连续3a
获得成功,现已进行大田生产。近年,国内对雪莲
果中绿原酸的研究大多集中在雪莲果叶中,对直
接食用的块根中绿原酸的研究尚未见报道,雪莲
果一般11月中上旬收获,在储藏过程中块根中各
种成分会发生种类和含量的变化,其中有效成分
绿原酸会在一定条件下降解[11]。本试验筛选块
根中绿原酸超声提取最佳条件并采用高效液相色
谱法,对两种储藏条件下雪莲果块根中绿原酸含
量变化进行检测,为生产中雪莲果块根储藏利用
和进一步开发提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
试验所用样品雪莲果采自陕南略阳雪莲果基
地。将从11月中旬大收获后的雪莲果块根挑选
40kg,分成2份,一份放在普通库房内贮存为室
温组,另一份放在4℃冷库内贮存为低温组。自
收获之日起,每隔25d进入库房随即取样,连续
取6次到储藏125d。将每次取样的雪莲果块根
去皮切片95℃热水灭酶之后,55℃烘干并粉碎
后,过40目筛,作为样品粉末备用。绿原酸对照
品购自中国药品生物制品检定所。色谱级乙腈购
自Fisher Scientific(Fairlawn,NJ,USA),磷酸
(色谱级)购自西安试剂厂,甲醇为分析纯,超纯水
为实验室自制。
试验设备有 Waters 1525二元高效液相色谱
仪,Waters 2996二极管阵列检测器,Empower 2
色谱分析软件(美国 Waters公司),优普超纯水机
(上海优普科技公司),101-1AB型电热鼓风干燥
箱,SHIMADAU AUW120 型电子分析天平,
KQ-250B型数控超声波清洗仪,KDC-140HR高
速冷冻离心机,UV-2802型紫外-可见分光光度计
(尤尼柯上海仪器有限公司)。
1.2 方 法
1.2.1 超声提取条件的单因素试验设计 超声
波提取效果主要取决于溶剂及体积分数、超声时
间、溶剂量等因素[12-13],本试验选取甲醇、乙醇体积
分数、时间和溶剂量即料液比为考察的主要因素。
溶剂及体积分数:精确称取雪莲果粉末
0.5g,置三角瓶中,分别加入体积分数为40%、
50%、60%、70%的甲醇以及体积分数为70%的
乙醇各 20 mL,封口超声提取 40 min,4 000
r·min-1离心20min,上清液定容后以微孔滤膜
滤过,上机测定计算绿原酸提取量。
提取时间:精确称取雪莲果粉末0.5g,置三
角瓶中,加入体积分数为70%甲醇20mL,分别
超声提取20、30、40、50、60min,考察提取时间对
雪莲果绿原酸提取量的影响。
溶剂量:精确称取雪莲果粉末0.5g,置三角
瓶中,加入φ=70%甲醇10、15、20、25和30mL,
超声提取40min,考察料液比对雪莲果绿原酸提
取量的影响。
1.2.2 雪莲果块根绿原酸超声提取的多因素正
交试验设计 在上述单因素试验的基础上,选择
溶剂体积分数、提取时间、溶剂量3因素,以绿原
酸提取量为评价指标,进行3因素3水平L9(33)
正交试验,按设计表安排试验(表1)。
1.2.3 色谱条件  Waters SunFire-C18色谱柱
(4.6mm×250mm,5μm),流动相以乙腈(φ=
0.1%)磷酸水溶液 V(乙腈)∶V(磷酸)=
15∶85,流速1.0mL·min-1,进样量20μL,柱
温30℃,检测波长327nm。在此条件下,样品中
的绿原酸的色谱峰与其他非目标峰基线分离,保
留时间适宜,对照品与样品的色谱图见图1。
1.2.4 样品溶液的制备 精确称量两种储藏条
件下的粉末0.5g各3份,置三角瓶中,按照上述
正交试验优化的提取条件提取后,离心定容于
表1 雪莲果块根绿原酸超声提取
条件正交试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal design for
ultrasonic extraction of chlorogenic acid in yacon tubers
水平
Level
因素Factors
溶剂及体
积分数(A)
Solvent and
volume
提取
时间(B)/min
Extraction
time
溶剂量倍数(C)
Dosage
of solvent
1 50%甲醇50% methanol 20  30
2 60%甲醇60% methanol 30  40
3 70%乙醇70%ethanol 40  50
·911·7期        魏军香等:HPLC法测定不同储藏条件及时期雪莲果块根中绿原酸含量
50mL容量瓶作为样品溶液,备用。备用溶液以
微孔滤膜过滤后上机测定。
1.2.5 标准溶液的制备 精确称取标准品绿原
酸5.4mg,置25mL棕色容量瓶中,用色谱级甲
醇溶解并定容,制得216g·L-1的绿原酸标准储
备液;4℃低温避光保存。分别准确量取0.25、
0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL于10mL棕色容量
瓶,得到一系列质量浓度的标准品,于低温避光下
保存,备用。
1.3 线性关系考察
分别准确量取质量浓度为216mg·L-1的绿
原酸标准品溶液0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL
于10mL棕色容量瓶中,色谱甲醇定容后得到
5.4、10.8、21.6、32.4、43.2、54.0mg·L-1的绿
原酸标准品溶液。按照上述的色谱条件注入色谱
仪,测定所得的峰面积为纵坐标,绿原酸对照品质
量浓度为横坐标,绘制标准曲线(图略),计算回归
方程。绿原酸回归方程为y=483 14x-980 49
(r2 = 0.999 6),表 明 绿 原 酸 在 5.4 ~
54.0mg·L-1呈良好线性关系。
2 结果与分析
2.1 各单因素对块根绿原酸提取量的影响
2.1.1 溶剂及体积分数 从图2-A可以看出,
甲醇体积分数为40%~70%时,块根绿原酸的提
取量呈现先增加后下降趋势,在甲醇体积分数为
50%时,提取量最大,为5.69mg·g-1;而φ=
70%乙醇提取量则表现为大于60%和70%甲醇
溶剂,这是因为较大的溶剂极性使含有酚羟基的
绿原酸溶出量减少所致。因此,选择φ=50%和
60%的甲醇及φ=70%的乙醇作为正交试验的溶剂。
2.1.2 提取时间 由图2-B可以看出,提取时间
为20~60min时,块根绿原酸提取量呈先增加后
减少趋势,在提取时间为30min时提取量最高,
为5.59mg·g-1,超过30min后,随着提取时间
的延长,绿原酸提取量一直呈下降趋势。这是因
为长时间超声对绿原酸结构的破坏最终使得绿原酸
提取量降低。所以,综合提取量和成本,选用20、30
和40min作为正交试验中提取时间的水平。
A.绿原酸标准品 Standard chlorogenic acid;B.供试品 Sample;1.绿原酸 Chlorogenic acid
图1 雪莲果绿原酸对照品与样品HPLC图
Fig.1 HPLC chromatograms of standard chlorogenic acid and yacon tuber sample
图2 超声提取各因素对雪莲果块根绿原酸提取量的影响
Fig.2 Effects of each factor on extraction volume of chlorogenic in yacon tubers by ultrasonic extraction
·021· 西 北 农 业 学 报                  21卷
2.1.3 溶剂量 从图2-C可以看出,在溶剂量为
20~40倍时,随着溶剂量的增加,块根绿原酸提
取量呈现增加的趋势,当溶剂量为40~60倍时,
绿原酸的提取量明显下降。因此,选择30、40、50
倍体积作为正交试验中溶剂量的水平。
2.2 块根绿原酸超声提取的最佳条件优化
分析比较R值大小可得出,在影响块根绿原
酸提取量的3个因素中,溶剂及体积分数的影响
程度最小,提取时间的影响程度最大,即3个因素
影响程度表现为提取时间>溶剂量>溶剂及体积
分数。由绿原酸提取量和K值大小可知,雪莲果
块根绿原酸提取的最佳条件为A1B3C3(表2),即
以体积分数为50%甲醇为提取溶剂、提取时间为
40min、溶剂量为50倍。
表2 雪莲果块根绿原酸超声提取多因素正交试验结果
Table 2 Multi-factors orthogonal test results of chlorogenic
acid in yacon tubers by ultrasonic extraction
试验编号
No.
因素Factors
A  B  C
绿原酸提取量/(mg·g-1)
Extraction volume
of chlorogenic acid
1  1  1  1  4.616
2  1  2  2  5.139
3  1  3  3  6.645
4  2  1  2  4.309
5  2  2  3  5.100
6  2  3  1  5.795
7  3  1  3  4.780
8  3  2  1  5.245
9  3  3  2  5.099
K1 5.467  4.568  5.219
K2 5.068  5.161  4.849
K3 5.041  5.847  5.508
R  0.426  1.278  0.659
2.3 方法精密度试验
取同一批雪莲果块根粉末,精确称取8份,按
照“1.2.4”的方法制备供试样品,连续平行测定,计算
绿原酸含量,考察方法的精密度,结果见表3。
  由表3可知,测定样品中绿原酸平均含量为
0.413mg·g-1,RSD为1.6%,表明该方法精密
度良好。
2.4 加标回收率试验
称取已知含量的雪莲果块根粉末9份,每份
0.5g,分为3组,每组分别精确加入质量浓度为
216mg·L-1的绿原酸标准溶液0.5、1.0、1.5
mL,放置24h,并按照“1.2.4”的方法制备供试品
溶液,微孔滤膜过滤,上机进样测定,计算回收率,
结果见表4。
由表 4 可以看出,测定的平均回收率为
101.2%,加标回收率为98%~104%,RSD 为
2.1%。
2.5 两种储藏条件下块根绿原酸含量变化
由图3可知,在常温组和低温组中,雪莲果块
根中绿原酸含量差异不大,总体趋势是均在逐渐
减少。在从储藏开始到85d内,块根中绿原酸含
表3 雪莲果块根绿原酸测定方法精密度试验结果
Table 3 Analytical results of precision(n=8)
序号
No.
绿原酸含量/(mg·g-1)
Content of chlorogenic
平均含量/(mg·g-1)
Average content RSD
/%
1  0.407
2  0.415
3  0.410
4  0.424
5  0.409  0.413  1.6
6  0.418
7  0.412
8  0.405
表4 加标回收的测定结果
Table 4 Test results of average recovery(n=9)
样品中绿原酸含量/(mg·g-1)
Chlorogenic acid contents
加入量/mg
Added
测得量/mg
Measured
回收率/%
Recovery
平均回收率/%
Average recovery RSD
/%
0.370 7  0.108 0  0.475 8  97.3
0.459 2  0.108 0  0.569 7  102.3
0.408 7  0.108 0  0.518 5  101.7
0.405 8  0.216 0  0.629 2  103.4
0.350 8  0.216 0  0.563 5  98.5  101.2  2.1
0.412 2  0.216 0  0.634 9  103.1
0.352 8  0.324 0  0.684 1  102.3
0.349 2  0.324 0  0.674 5  100.4
0.325 2  0.324 0  0.653 8  101.4
·121·7期        魏军香等:HPLC法测定不同储藏条件及时期雪莲果块根中绿原酸含量
量为0.30~0.35mg·g-1,所以以绿原酸为利用
目的的可以选取此范围内的块根;从储藏85d开
始,两种储藏条件下的绿原酸含量均有所下降,但
低温组含量下降幅度明显慢于常温组,到储藏
125d时,低 温 组 块 根 中 绿 原 酸 含 量 下 降 为
0.25mg·g-1,而常温组则下降到0.17mg·g-1。
图3 两种储藏条件下雪莲果块根绿原酸含量变化
Fig.3 The dynamic change of chlorogenic acids
content in different storage time
under two storage conditions
3 讨论与结论
本试验对雪莲果块根绿原酸超声提取条件进
行筛选并经正交试验优化,确定块根绿原酸提取
的最佳条件为以体积分数为50%甲醇作溶剂、溶
剂量50倍、提取时间40min。试验考察所用方
法的精密度和准确性,结果证实此方法的精密度、
准确性和线性关系较好,可作为雪莲果块根绿原
酸的质量控制方法。
从两种储藏条件下雪莲果块根绿原酸变化趋
势可以看出,雪莲果从采收之后储藏于室温和
4℃低温下,随着储藏时间延长,雪莲果中绿原酸
含量均有所下降,并呈现愈来愈快速的趋势。另
外,室温储藏的块根绿原酸含量下降速度和数量
均大于低温组,这很大程度是与储藏过程中外部
温度变化对绿原酸稳定性影响有关。室温组雪莲
果块根自11月中旬采挖之后,稍加冲洗装箱放置
于室内,随机挑选并标记,每3个样品一组并每隔
20d按顺序取样测定,前3次的取样绿原酸是在
自然条件下相对较低温度下,大概室温4℃左右,
其含量下降较为缓慢;到第2年3月份,自然条件
下温度渐渐回升,储藏的雪莲果外形和内部物质
种类和含量发生较大变化。两种储藏条件下雪莲
果块根随着储藏时间延长水分散失严重,一方面
细胞内代谢途径各酶促反应底物浓度相对增加,
酶促反应加快,这样加速绿原酸代谢途径中的分
解代谢,另一方面温度的升高也加速酶促反应速
度,导致绿原酸含量下降较之前明显加快,所以均
表现为从85d开始,绿原酸含量下降加快。所以
在以雪莲果块根中绿原酸为获取目标储藏时,应
选用短期储存,最好是低温储藏85d以内为佳,
这为雪莲果实际生产中储藏提供依据。此外,据
相关报道[14],绿原酸含量下降的变化也不排除在
提取过程中的氧化作用,其氧化的具体产物是什
么,目前还未详细报道,有待深入研究,但有研
究[15]认为生成绿原酸P-醌类物质。
参考文献:
[1] 金文闻,余龙江,孟思进,等.亚贡的植物学及其药理作用研
究概况[J].中草药,2006,37(4):633-636.
[2] 李卓亚.雪莲果化学成分及其药理作用的研究进展[J].
食品与药品,2007,9(6):41-43.
[3] Yan X J,Suzuki M,Ohnishi-kameyamao M,et al.Extrac-
tion and identification of antioxidants in the roots of yacon
(Smallanthus sonchifolius)[J].Journal of Agricultural and
Food Chemistry,1999,47(11):4711-1713.
[4] Sinonovska B,Vovk I,Andrensek S,et al.Investigation of
phenolic acids in yacon(Smallanthus sonchifolius)leaves
and tubers[J].Journal of Chromatography A,2003,1016
(1):89-98.
[5] 陈绍华,王亚琴,罗立新.天然产物绿原酸的研究进展[J].
食品科技,2008(2):195-199.
[6] 陈 钢,侯世祥,胡 平,等.金银花提取物中绿原酸的稳定
性研究[J].中国中药杂志,2003,28(3):223-225.
[7] 钱 林,丁长河,李里特,等.雪莲果的化学组分及其功能特
性[J].食品研究与开发,2006,27(6):179-180.
[8] Yin Ran,Deng Xin-xiu,Han Fei,et al.Determination of five
components in lxeris sonchifolia by high performance liquid
chromatography[J].Journal of Pharmaceutical and Biomed-
ical Analysis,2007,43(4):1364-1369.
[9] Habib N C,Honore S M ,Genta S B,et al.Hypolipidemic
effect of Smallanthus sonchifolius(yacon)roots on diabetic
rats:Biochemical approach[J].Chemico-Biological Interac-
tions,2011,194(1):31-39.
[10] Qi Wei,Zhao Ting,Yang Wen-wen,et al.Comparative
pharmacokinetics of chlorogenic acid after oral adminis-
tration in rats[J].Journal of Pharmaceutical Analysis,
2011,1(4):270-274.
[11] 沙世炎.中草药有效成分分析法[M].北京:人民卫生出
版社,1982:151.
[12] 府旗中,王伯初,许祥武.应用超声波法提取金银花中绿原
酸[J].重庆大学学报:自然科学版,2007,30(1):123-125.
[13] 曹 渊,李创举,夏之宁,等.金银花中绿原酸的超声提取
工艺优化[J].时珍国医国药,2008,19(12):2857-2858.
[14] 刘 意,曾桂先,宋凤兰,等.绿原酸稳定性研究[J].化工
中间体,2009(2):25-28.
[15] 刘伟伟.苹果酒中酚类物质氧化聚合反应的研究[D].
江苏无锡:江南大学,2006.
·221· 西 北 农 业 学 报                  21卷