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鄂西北产野生植物猫眼草提取物热稳定性初步研究



全 文 :文章编号:1001 - 4829(2012)02 - 0670 - 06
收稿日期:2011 - 10 - 12
基金项目:承湖北省教育厅优秀中青年人才项目(Q2008
2504) ;湖北省襄阳市科技攻关项目(200517;2011GG1C10) ;襄
樊学院植物资源研究开发培育团队项目资助(Kypytd200901)
作者简介:余海忠,男,硕士,主要从事植物次生代谢产物应用研
究,E-mail:haizhongvip@ 126. com。
鄂西北产野生植物猫眼草提取物热稳定性初步研究
余海忠,万禁禁,陆 涛,吴桂香
(襄樊学院化学工程与食品科学学院,湖北 襄阳 441053)
摘 要:以无水乙醇为溶剂,采用浸泡法对鄂西北产猫眼草全草有效成分进行提取,制成浸膏。分别考察有机溶剂(甲醇、乙醇、丙
酮、乙酸乙酯、氯仿)、表面活性剂(TW80、TW20、OP乳化剂、十二烷基苯磺酸钠)、热稳定剂(醋酸钙、乳酸钠、次亚磷酸钠、十六烷
基三甲基氯化铵)对猫眼草素热稳定性的影响,用紫外可见分光光度计测定猫眼草素在不同溶液中的吸光度,进行比较,计算降解
率。结果表明,①甲醇对猫眼草提取物热稳定性的影响较小。②TW80 和 TW20 可以提高猫眼草提取物的热稳定性;十二烷基苯
磺酸钠和 op乳化降低了猫眼草提取物的热稳定性。③次亚磷酸钠、十六烷基三甲基氯化铵可在较长处理时间内、较高处理温度
下提高猫眼草提取物的热稳定性;乳酸钠只能在较高温度下、较短时间内提高猫眼草提取物的热稳定性;醋酸钙降低了猫眼草提
取物的热稳定性。
关键词:猫眼草;热稳定性;有机溶剂;表面活性剂;热稳定剂
中图分类号:Q94 文献标识码:A
Primary Studies on Thermal Stability of Extract from Wild Plant,Euphorbia
helioscopia,Distributed in Northwestern Hubei
YU Hai-zhong,WAN Jin-jin,LU Tao,WU Gui-xiang
(School of Chemical Engineering and Food Sciences,Xiangfan University,Hubei Xiangyang 441053,China)
Abstract:Ethanol was used as the solvent,and the whole plant of Euphorbia lunulata Bge distributing in Northwestern Hubei was soaked and
the active ingredient was extracted. The effects of organic solvents(including methanol,ethanol,acetone,ethyl acetate,chloroform) ,surfac-
tant (including TW80,TW20,OP emulsifier,SDBS)and heat stabilizer (including calcium acetate,sodium lactate,sodium hypophos-
phite,hexadecyl trimethyl ammonium chloride)to the thermostability of Euphorbia lunulata Bge were measured by using ultraviolet-uisible
spectrophotometer. The results showed as followed: (i)The methanol had the smallest influence on the thermal stability of E. lunulata
crude extracts in the tested organic solvents. (ii)The TW80 and TW20 could improve the thermal stability and the SDBS and OP emulsifie
had the opporsite performance. (iii)When in a high treatment temperature,if the treatment time was longer,both the sodium hypophosphite
and hexadecyl trimethyl ammonium Chloride could improve the thermal stability;if the treatment time was shorter,the sodium lactate could
improve the thermal stability. The calcium acetate reduced the thermal stability.
Key words:Euphorbia lunulata Bge;Thermostability;Organic solvents;Surfactant;Heat stabilizer
猫眼草(Euphorbia lunulata Bge)为大戟科大戟
属植物,可做药用,味苦、性微寒,有毒,有祛痰、镇
咳,散结消肿,拔毒,止痒、杀菌等功能[1 ~ 2]。利用硼
砂 -乙酸乙酯,聚酰胺柱层析等方法[3],从猫眼草
中分离到 6 种结晶(Ⅰ ~Ⅵ) ,分别为 3,5,7,4-四羟
基黄酮,3,5,7,3,4-五羟基黄酮,山萘酚-3-单-L-鼠
李糖甙,槲皮素-3-单-L-鼠李糖甙与 6,7-双羟基香豆
精。Ⅵ是新化合物,其结晶经测定证明亦属香豆精
类,命名为猫眼草素(Maoyancaosu)。猫眼草对一些
害虫和植物病原微生物具有显著的抑制作用,具有
潜在的植物性农药开发前景[4],本实验旨在探讨有
机溶剂、表面活性剂、热稳定剂对猫眼草提取物热稳
定性的影响,为基于猫眼草的植物性杀虫剂、杀菌剂
的开发提供一定的理论依据。
076
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
2012 年 25 卷 2 期
Vol. 25 No. 2
DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2012.02.013
1 材料与方法
1. 1 供试材料
猫眼草 Euphorbia lunulata Bge全草采自鄂西北
襄阳古隆中风景区,用自来水冲洗后再用纯水润洗,
沥干后置 45 ℃鼓风干燥箱中烘干至恒重,用微型植
物粉碎机粉碎,过 40 目筛,4 ℃密封保存,待用。取
猫眼草粉末适量,加无水乙醇浸泡 36 h 后,抽滤,弃
去滤渣,将滤液用旋转蒸发仪浓缩至膏状(温度为
45 ℃) ,再放入干燥箱中烘干至恒重。最后放置于
冰箱中备用。
1. 2 仪器与试剂
主要仪器:FZ10 型微型植物粉碎机(天津市泰
斯特) ;GZX-9030-MBE 电热恒温鼓风干燥箱(上海
博讯) ;RE-52AA 旋转蒸发仪(上海亚荣) ;DKB-
501A超级恒温水槽(上海精宏) ;AL204 电子分析天
平(梅特勒-托利多) ;可调式微量移液枪(Finnpi-
pette) ;紫外-可见分光光度计(日本岛津) ;胶头滴
管;具塞试管;烧杯;量筒。主要试剂:乙醇、甲醇、丙
酮、乙酸乙酯、氯仿、OP 乳化剂、醋酸钙、乳酸钠、次
亚磷酸钠均为分析纯;TW20、TW80、十二烷基苯磺
酸钠、十六烷基三甲基氯化铵均为化学纯。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 有机溶剂对热稳定性影响的测定方法 称
取猫眼草浸膏溶于甲醇,配置成浓度为 0. 1 mg /mL
的溶液,测定初始吸光值。然后分装至 10 mL 的具
塞试管中,将分装有样液的试管放置在温度分别为
24、31、38、45、52 ℃的超级恒温水槽中,每个实验组
设 5 个重复,分别处理 12、24、36、48、60 h 后重新定
容至 10 mL测定吸光值(OD368,该波长由标准品猫
眼草素 I所得)。同理,分别测定乙醇、丙酮、乙酸乙
酯、氯仿这 4 种有机溶剂[5 ~ 7]对猫眼草提取物热稳
定性的影响。
1. 3. 2 表面活性剂对热稳定性影响的测定方法
在甲醇溶液中按照 1 ∶ 1000 的体积比添加 TW80 后
再加入猫眼草浸膏,配制成浓度为 0. 1 mg /mL 的溶
液,测定初始吸光值。然后按照有机溶剂的方法处
理样品,测定吸光值。同理,分别测定 TW20、OP 乳
化剂、十二烷基苯磺酸钠[8 ~ 10]对猫眼草提取物热稳
定性的影响(十二烷基苯磺酸钠不溶于甲醇,但溶
于蒸馏水,先配成浓度为 5 mg /mL的水溶液)。
1. 3. 3 热稳定剂对热稳定性影响的测定方法 在
甲醇溶液中按照 1∶ 1000 的体积比添加 TW80,再按
照 1∶ 1000 的体积比分别添加醋酸钙、乳酸钠、十六
烷基三甲基氯化铵、次亚磷酸钠[11 ~ 12],称取猫眼草
浸膏溶于其中,都配置成浓度为 0. 1 mg /mL 的溶
液,并测定初始吸光值。然后按照有机溶剂的方法
处理样品,测定吸光值(醋酸钙、十六烷基三甲基氯
化铵、次亚磷酸钠均不溶于甲醇,溶于蒸馏水,均先
配成浓度为 5 mg /mL的水溶液;乳酸钠为油状)。
1. 4 降解率的计算
降解率 =(初始吸光值-最终吸光值) / 初始吸
光值 × 100%
2 结果与分析
2. 1 有机溶剂对猫眼草提取物热稳定性的影响
经过室内测试,发现猫眼草提取物不溶于乙酸
乙酯、氯仿,仅能溶于甲醇、乙醇、丙酮。因此,本实
验只考察甲醇、乙醇、丙酮 3 种溶剂。图 1 是在同一
处理时间下,不同溶剂猫眼草浸膏溶液降解率随温
度的变化情况。总的来看,甲醇作为溶剂溶解猫眼
草浸膏,在固定时间内,提取物随温度的升高热降解
幅度不大。其中,在处理 12 h后,温度从 24 ℃到 52
℃时乙醇、甲醇溶液中提取物的降解率基本保持不
变;在分别处理 24、36、48、60 h 后,检测到乙醇、甲
醇溶液中的猫眼草浸膏降解率均随着温度的升高逐
渐增大,但升幅较小。对于猫眼草丙酮溶液,其提取
物在设定的5个处理时间内,降解率均随温度的
图 1 同一处理时间下,不同溶剂猫眼草浸膏溶液降解率随
温度的变化
Fig. 1 The degradation rate change of E. lunulata extract dissolved by
different solvents with temperature at the same treating time
1762 期 余海忠等:鄂西北产野生植物猫眼草提取物热稳定性初步研究
升高而升高,尤其是 48 h 后升幅急剧增大。同时,
乙醇、丙酮作为溶剂,在一定的处理时间内检测到猫
眼草降解率为负值,其中乙醇组在前 24 h 内,而丙
酮组几乎在设定的最高处理时间 60 h内均出现以上现
象,这可能和溶液体系中溶质与溶剂的互作相关。
图 2 显示在同一处理温度下,检测到的不同溶
剂猫眼草浸膏溶液降解率随时间的变化情况。由图
可知,无论是在 24 ℃温度下检测,还是 31、38、45、
52 ℃下检测,猫眼草浸膏的乙醇溶液、丙酮溶液和
甲醇溶液中提取物的降解率均随着处理时间的延长
逐渐增大,且都在 60 h时达到最大,此时 52 ℃下的
降解率大小排序为:丙酮(16. 33 %)<甲醇(17. 39
%)<乙醇(37. 25 %) ,但总体来说甲醇组的提取
物降解降解增幅较小,速度较慢。此外,在一定的处
理温度下,在乙醇处理组和丙酮处理组中继续检测
到降解率出现负值的现象。综合考虑 3 种有机溶剂
的测试情况,最终确定选用甲醇作为猫眼草提取物
的最适溶剂。
2. 2 表面活性剂对猫眼草提取物热稳定性的影响
精确称取猫眼草提取物,用甲醇配成预定浓度
溶液,并分别添加 TW80、OP 乳化液、TW20、十二烷
基苯磺酸钠 4 种表面活性剂,考察其对猫眼草热稳
定性影响。
图 2 同一处理温度下,不同溶剂猫眼草浸膏溶液降解率随
时间的变化情况
Fig. 2 The degradation rate change of E. lunulata extract dissolved by
different solvents with time at the same treating temperature
图 3 是不同处理时间下提取物的热降解率随温
度的变化情况。从图中可以看出,无论是在哪个固
定的时间段检测,猫眼草提取物降解率均随温度的
升高总体逐渐增大。同时,可以明显看出添加
TW80 和 TW20 的样品,其降解率均低于相同条件
下的空白对照,显示出较强的维持样品稳定性能,但
总体上 TW80 的维持稳定性能力要相对稳定一些。
而添加十二烷基苯磺酸钠的样品降解率显著高于空
白对照,且随着检测时间的延长,OP 乳化液的降解
率也逐渐高于空白对照,表明十二烷基苯磺酸钠和
OP乳化剂能促进样品热分解,尤以前者表现的要更
甚一些。
图 3 添加表面活性剂,不同处理时间后猫眼草提取物降解
率随温度的变化情况
Fig. 3 The degradation rate change of E. lunulata extract with tempera-
ture after different treating time when mixing surfactants
276 西 南 农 业 学 报 25 卷
图 4 添加表面活性剂,不同处理温度下猫眼草提取物降解
率随时间的变化情况
Fig. 4 The degradation rate change of E. lunulata extract with time at
different treating temperature when mixing surfactants
图 4 是不同处理温度下猫眼草提取物的热降解
率随时间的变化情况。由图可知,在添加不同表面
活性剂后,分别在不同的处理温度下检测,4 种样品
的降解率均随时间的延长而增大。与图 3 类似,添
加 TW80 和 TW20 的样品其降解率均低于同期空白
对照的,显示出 TW80 和 TW20 具有良好的维持稳
定性能力,其中 TW80 的作用更稳定一些;添加 op
乳化液和十二烷基苯磺酸钠的样品降解率几乎均高
于同期空白对照的,但添加十二烷基苯磺酸钠的样
品降解率随时间的延长变化幅度不大。
图 5 添加热稳定剂,不同作用时间后猫眼草提取物降解率
随温度的变化情况
Fig. 5 The degradation rate change of E. lunulata extract with tempera-
ture after different treating time when mixing heat stabilizers
2. 3 热稳定剂对猫眼草提取物热稳定性的影响
精确称取猫眼草无水乙醇提取物浸膏,用甲醇
配成预定浓度溶液,并分别添加次亚磷酸钠、醋酸
钙、乳酸钠、十六烷基三甲基氯化铵四种热稳定剂,
考察热稳定剂对猫眼草提取物热稳定性的影响。
图 5 显示的是不同处理时间下猫眼草提取物的
热降解率随温度的变化情况。由图可以看出,在固
定的处理时间段检测,整体上各样品的降解率基本
上均随温度的升高而增大,且在一定时间范围内,添
加次亚磷酸钠和乳酸钠样品的降解率在考察的温度
梯度内均低于空白对照,显示了一定的稳定样品能
3762 期 余海忠等:鄂西北产野生植物猫眼草提取物热稳定性初步研究
图 6 添加热稳定剂,不同处理温度下猫眼草提取物降解率
随时间的变化情况
Fig. 6 The degradation rate change of E. lunulata extract with time at
different treating temperature when mixing heat stabilizers
力。添加醋酸钙的样品降解率随温度的升高而波
动,但变化较小,其降解率显著高于空白对照,显示
出加速样品降解的现象。
图 6 显示的是不同处理温度下提取物的热降解
率随时间的变化情况。由图可知,添加次亚磷酸钠
及十六烷基三甲基氯化铵的样品,其降解率在前 60
h内几乎均低于空白对照,且二者随时间的延长对
样品的稳定作用效果几乎一致。同时,添加乳酸钠
的样品降解率业在前 40 h 左右的时间内低于空白
对照,显示出了一定的稳定样品活性,但随着处理时
间延长,其活性作用快速丧失。添加醋酸钙能加速
样品热降解。
3 小结与讨论
有机溶剂甲醇对猫眼草提取物热稳定性的影响
较小。表面活性剂 TW80 和 TW20 可以显著提高猫
眼草提取物的热稳定性;十二烷基苯磺酸钠和 OP
乳化剂能促进猫眼草提取物的热分解。次亚磷酸
钠、十六烷基三甲基氯化铵能在较长时间内、较高温
度下提高猫眼草提取物的热稳定性;乳酸钠只能在
较高温度下、较短时间内提高猫眼草提取物的热稳
定性;醋酸钙降低了提取物的热稳定性。实验所测
数据,有的吸光值大于初始吸光值,从而计算的降解
率为负值。考虑到有机溶剂甲醇在 290、306 和 319
nm有最大吸收,乙醇在 255 nm有最大吸收,丙酮在
330 nm有最大吸收,在实验选择的波长是 368 nm,
因此这 3 种有机溶剂对猫眼草提取物的吸光值没有
影响,可基本排除此因素的影响。此外,猫眼草提取
物中除了含香豆精类成分(如猫眼草素、6,7-双羟基
香豆精)外,还含有黄酮类成分(如 3,5,7,4-四羟
基黄酮、3,5,7,3,4-五羟基黄酮、山萘酚-3-单-L-鼠
李糖甙和槲皮素-3-单-L-鼠李糖甙)[5 ~ 6]。负值并
不意味着猫眼草提取物没有降解,可能发生了降解,
但由于下面这些可能影响降解率波动的因素或原
因,导致后来测得的吸光值偏大,致使计算的降解率
为负值。
(1)羟基香豆精在紫外光下有强的荧光,黄酮
类化合物在紫外光(254 或 365 nm)下呈不同颜色
的荧光,它们吸收光后能再新辐射出波长和入射光
波长相近的荧光,导致吸光度改变。
(2)3,5,7,4-四羟基黄酮,3,5,7,3,4-五羟基
黄酮,6,7-双羟基香豆精都含有羟基,放置在不同温
度下培养以及在紫外光的照射下,羟基都会有一定
程度的电离,将会改变溶液的 pH 值,也可能导致吸
光度变化。
(3)黄酮类化合物母核上常含有羟基、甲氧基、
烃氧基、异戊烯氧基等取代基。这些助色团可与能
吸收紫外、可见光的生色团相连时,会使生色团的吸
收峰向长波方向移动,并且增加其吸收强度,导致吸
光度的改变
(4)黄酮类化合物具有 2-苯基色原酮(flavone)
结构,除少数游离外,大多与糖结合成苷,糖基多连
在 C8 或 C6 位置上。香豆精类大多是酚类化合物
和羰基化合物缩合而成的[7]。它们受热将会分解
呈其他物质之后,有可能这些成分又会缔合,经过紫
外光的照射由可能会发生光化反应等,或者与溶剂
中添加的其他物质比如各种表面活性剂以及热稳定
等相互作用,使待测组分的吸收曲线发生明显的改
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变,如吸收峰的形状、位置、强度以及精密结构都会
发生变化,从而导致偏离朗伯一比尔定律,吸光度受
到影响。
(5)在添加热稳定剂乳酸钠和醋酸钙的具塞试
管,在放置后有一些试管会出现沉淀,振荡后成悬浮
物,入射光通过该物质时就会使部分光被散射而损
失,从而减小了透射光的性度,增大了实际吸光度。
总之,由于本实验测试对象为猫眼草的提取物,
是一种多组分的混合体。而且本实验选用的波长是
根据标准品猫眼草素 I(香豆精类成分)最大吸收波
长的所定,因此,尽管所得数据基本能够初步评价猫
眼草提取物(混合物)的热稳定性,对植物性的直接
使用的杀虫剂、杀菌剂的开发具有一定的积极意义,
但是结合杀虫、杀菌成分筛选分离工作,单组分的测
试工作值得进一步深入开展。
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(责任编辑 李 洁)
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