全 文 :研究与探讨
2015年第10期
Vol . 36 , No . 10 , 2015
枣叶黄酮类成分的分离鉴定及其
抗氧化活性研究
李喜悦,高 哲,崔 璨,安小楠,王荣芳,崔 同*
(河北农业大学食品科技学院,河北保定 071000)
摘 要:对枣叶的乙醇提取物经乙酸乙酯萃取、高效液相色谱反复制备纯化,得到5种化合物。经LC-MS、1H NMR和
13C NMR进行鉴定,分别为:槲皮素-3-O-洋槐糖苷(1)、槲皮素-3-O-芸香糖苷(2)、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(3)、
山奈酚-3-O-芸香糖苷(4)、槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖-(1→2)-α-L-鼠李糖苷(5)。对5种黄酮单体化合物清除
ABTS+、DPPH自由基的活性进行了比较,结果表明5种化合物清除ABTS+、DPPH自由基的活性呈现出相同的趋势,其中
化合物3表现出最强的活性,化合物1、2、5活性适中,化合物4的活性最低。
关键词:枣叶,黄酮,分离纯化,结构鉴定,清除自由基
Study on structural identification and antioxidant activity of flavonoids
from jujube leaves
LI Xi-yue,GAO Zhe,CUI Can,AN Xiao-nan,WANG Rong-fang,CUI Tong*
(College of Food Science and Technology,Agricultural University of Hebei,Baoding 071000,China)
Abstract:Five kind of flavonoids in the jujube leaves were obtained by the isolation with ethanol as the extraction
reagent and subsequently purification of ethyl acetate fraction of the ethanol extract by a preparative HPLC,
whose structures were verified by 1H NMR and 13C NMR. The five compounds were identified as quercetin-
3-O-robinobioside(1),quercetin-3-O-rutinoside(2),quercetin-3-O-β-D-glucoside(3),kaempferol-3-O-
rutinoside(4) and quercetin-3-O-α-L-arabinosyl-(1→2)-α-L-rhamnoside(5),respectively. All compounds
were evaluated for antioxidant capacity against ABTS+ and DPPH radicals. Results revealed similar trends for
the capability of the five flavonoids to scavenge the ABTS + and DPPH radicals. Among them,compound 3
exhibited the highest activity and compound 1,2,and 5 showed moderate activity,while compound 4 revealed
lower antioxidant capacity.
Key words:jujube leaves;flavonoids;isolation;structural identification;free radical scavengingactivity
中图分类号:TS201.1 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2015)10-0135-04
doi:10.13386/j.issn1002-0306.2015.10.019
收稿日期:2014-09-10
作者简介:李喜悦(1990-),女,在读硕士研究生,研究方向:功能食品化学
* 通讯作者:崔同(1956-),男,博士,教授,研究方向:天然产物活性成分分析。
基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201304708)。
枣(Ziziphus jujuba Mill.)和酸枣(Ziziphus jujuba
Mill. var. spinosa(Bunge)Hu ex H. F. Chow)为鼠李
科(Rhamnaceae)枣属植物,其栽培利用已有数千年
历史,其相关研究,尤其针对红枣的栽培、加工、成分
分析、药理等方面的研究已经非常深入[1-2]。然而关于
枣叶方面的研究目前的报道并不多见[3]。在我国民间
一直有将枣叶做成茶来饮用的习惯,近年研究表明
枣叶中含有丰富的黄酮类化合物[4-6],这些研究可追
溯到前苏联学者于1967年从酸枣叶中分离出高含量
(1.5%~1.6%)的芦丁[7]。然而目前为止,虽然已经有
枣叶中存在芦丁、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮素-
3-O-β-D-木糖-(1→2)-α-L-鼠李糖苷等黄酮类化
合物的报道[4-6],然而有关枣叶中黄酮类成分具体的
分离过程及结构鉴定和保健活性方面的研究并未见
报道。本研究拟对枣叶中的黄酮类化合物进行系统
的分离纯化和结构分析,并对其清除自由基的活性进
行评价,为枣叶生物资源的综合开发利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
枣叶 采自河北农业大学标本园(2013年10月7
日),采后自然风干,放置在真空干燥器中备用;氘代
甲醇 北京伊诺凯科技有限公司;四甲基硅 北京
博雅大北科技开发公司;乙腈 Honeywell Burdick &
Jackson公司,色谱纯,高效液相色谱(HPLC)流动相
135
Science and Technology of Food Industry 研究与探讨
2015年第10期
用;纯净水 杭州娃哈哈集团有限公司;其余试剂
分析纯。
Agilent 1200型HPLC(由在线脱气机,四元输液
泵,光电二极管阵列检测器以及Agilent Chemstation
色谱工作站组成) Agilent公司;CO-3010柱恒温控
制箱 天津美瑞泰克科技有限公司;LC3000型制
备型HPLC 北京创新通恒科技有限公司,配用
SinoChrom ODS-BP C18色谱柱(300mm×20mm i.d.,
10μm);LC-MS系统(由Agilent 1200型LC、Agilent
6310型MS检测器组成) Agilent公司;Avance III
600 MHz型核磁共振仪 Bruker公司;TU-1810型紫
外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公
司;RE-5210型旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂;
ST-02A型多功能粉碎机 永康市帅通工具有限
公司。
1.2 枣叶黄酮的提取与分离
取枣叶样品900g,用多功能粉碎机粉碎,加入
80%乙醇9L,不定期搅拌,室温浸提40h后将乙醇滤
出,再加入95%乙醇9L重复提取一次,合并乙醇提取
液,用旋转蒸发器减压浓缩回收乙醇,得到绿色浸
膏。向浸膏中加入适量的水混悬,依次用等体积的石
油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取。分别得到石油醚萃取
物68g,乙酸乙酯萃取物30g,正丁醇萃取物32g。其中
乙酸乙酯萃取物经制备型高效液相色谱反复分离纯
化,得到化合物1、2、3、4、5。
1.3 枣叶黄酮的LC-MS分析
将得到的化合物1~5溶解于甲醇中,配成浓度为
100μg/mL的混和样液,用LC-MS联用仪进行分析。
LC条件:色谱柱为Hypersil BDS C18(4.6mm×
250mm,5μm);柱温:30℃;流动相:A:500μL/L甲酸
水溶液;B:乙腈含500μL/L的甲酸;线性梯度洗脱程
序:0min,15% B;27min,15% B;32min,17% B;47min,
17% B;49min,22% B;65min,26% B;70min,100% B;
75min,100% B;77min,15% B;87min,15% B;流速:
0.6mL/min;检测波长:360nm;进样量:5μL。
MS条件:ESI 离子源,阴离子检测模式,喷雾器
压力:45psi;干燥气体温度:350℃,干燥气(N2)流速:
12L/min;离子阱质量分析器扫描范围:m/z=100~
1000。
1.4 核磁共振分析
称取化合物1~5各20mg,分别用氘代甲醇溶解,
以四甲基硅为基准试剂,在核磁共振仪上进行氢谱
(1H NMR)和全去偶碳谱(13C NMR)分析。
1.5 清除ABTS+·活性测定
按照文献[8],将ABTS溶于甲醇中制备成7mmol/L
的储备液;取5mL ABTS储备液和88μL 140mmol/L的
过硫酸钾溶液混合,超声混匀,在室温、避光条件下
静置过夜,形成ABTS+·储备液,最后将生成的ABTS+·
储备液用甲醇稀释(现用现配),使其在734nm波长下
的吸光度为0.70±0.02,即得到ABTS+·工作液,将其避
光保存。
取ABTS+·工作液4mL加入具塞试管,分别向其
中加入0.04mL不同浓度的样品甲醇溶液,漩涡混匀,
30℃水浴避光反应15min[9],734nm测定吸光度值A,
每个样品做三个平行。同时以0.04mL甲醇替代样品
溶液做空白实验,每个浓度平行测定三次。根据以下
公式计算ABTS+·的清除率:
ABTS+·清除率(%)=[1-A/A0]×100
其中:A为样品溶液吸光度的值,A0为空白溶液
吸光度的值。
分别以各样品的不同浓度与其对应的ABTS+·自
由基清除率作图。
1.6 清除DPPH·活性测定
按照文献方法[10],配制25mg/L的DPPH·甲醇溶液
(现用现配,避光放置)。清除DPPH自由基活性测定
参考文献[11]。取一定浓度DPPH·甲醇溶液3.9mL加
入具塞试管,向其中加入0.1mL不同浓度的被测溶
液,漩涡混匀,30℃保温,避光反应40min,于515nm测
定吸光度值A,每个样品做三个重复,同时以0.1mL甲
醇替代抗氧化剂溶液做空白实验,每个浓度平行测
定三次。根据以下公式计算DPPH·的清除率:
DPPH·清除率(%)=[1-A/A0]×100
其中:A为样品溶液吸光度的值,A0为空白溶液
吸光度的值。
分别以各样品的不同浓度与其对应的DPPH·自
由基清除率作图。
2 结果与分析
2.1 化合物1~5的结构鉴定
化合物1:黄色粉末;UV λmax nm:245,365(甲
醇);(-)ESI-MS m/z 609.2[M-H]-;1H NMR(CD3OD,
600MHz):δ 7.90(1 H,d,J=1.8Hz,H-2′),7.62~7.63
(1 H,dd,J=8.4,1.8Hz,H-6′),6.89~6.90(1 H,d,J=
8.4Hz,H-5′),6.43(1 H,d,J=1.8Hz,H-8),6.23(1 H,
d,J=1.8Hz,H-6),5.09~5.10(1 H,d,J=7.8Hz,H-1″),
4.45(1 H,s,H-1苁),1.20~1.21(3 H,d,J=6.0Hz,CH3-
6苁)。 13C NMR(CD3OD,125MHz):δ 178.11(C-4),
164.73(C-7),161.67(C-5),157.61(C-9),157.09(C-
2),148.60(C -4′),144.36(C -3′),134.48(C -3),
121.66(C-6′),121.45(C-1′),116.56(C-5′),114.73
(C-2′),104.58(C-10),102.86(C-1″),100.55(C-1苁),
98.58(C-6),93.44(C-8),73.97(C-5″),73.71(C-
3″),72.50(C-4苁),71.47(C-2″),70.92(C-3苁),70.67
(C-2苁),68.81(C-4″),68.33(C-5苁),66.02(C-6″),
16.55(C-6苁)。以上数据与文献[12]一致,故鉴定化
合物1为槲皮素-3-O-洋槐糖苷(Quercetin-3-O-
robinobioside),其结构如图1所示。
化合物2:黄色粉末;UV λmax nm:245,365(甲
醇);盐酸-镁粉反应为阳性,(-)ESI-MS m/z 609.2
[M-H]-;通过与芦丁标准品对比,其液相色谱保留时
间及质谱离子碎片完全一致,故鉴定化合物2为芦
丁,即槲皮素-3-O-芸香糖苷(Quercetin-3-O-
rutinoside),其结构如图1所示。
化合物3:黄色粉末;UV λmax nm:257,359(甲
醇);(-)ESI-MS m/z 463.2[M-H]-;1H NMR(CD3OD,
600MHz):δ 7.73(1 H,d,J=1.8Hz,H-2′),7.60~7.62
(1 H,dd,J=8.4,1.8Hz,H-6′),6.88~6.90(1 H,d,J=
136
研究与探讨
2015年第10期
Vol . 36 , No . 10 , 2015
图2 化合物4的化学结构
Fig.2 Chemical structure of compound 4
OH
OH
OH
OH O
O
O
O
O
O
OH
OH
OH
OH
HO
8.4Hz,H-5′),6.41(1 H,d,J=1.8Hz,H-8),6.23(1 H,
d,J=1.8Hz,H-6),5.27~5.28(1 H,d,J=7.2Hz,H-1″)。
13C NMR(CD3OD,125MHz):δ 176.56(C-4),163.05
(C -7),160.07(C -5),156.15(C -9),155.52(C -2),
146.93(C-4′),142.96(C-3′),132.76(C-3),120.33
(C-6′),120.18(C-1′),114.73(C-5′),113.12(C-2′),
102.79(C-10),101.53(C-1″),97.01(C-6),91.86(C-
8),75.44(C-5″),75.21(C-3″),72.84(C-2″),68.32
(C-4″),59.68(C-6″)。以上数据与文献[13]一致,
故鉴定化合物3为槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷
(Quercetin-3-O-β-D-glucoside),其结构如图1
所示。
化合物4:黄色粉末;UV λmax nm:265,350(甲醇);
(-)ESI-MS m/z 593.2 [M-H] -;1H NMR(CD3OD,
600MHz):δ 8.08~8.09(2 H,d,J=8.4Hz,H-2′,6′),
6.91~6.92(2 H,d,J=8.4Hz,H-3′,5′),6.43(1 H,s,H-
8),6.24(1 H,s,H-6),5.15~5.16(1 H,d,J=7.2Hz,H-
1″),4.53(1 H,s H-1苁),1.20(3 H,d,J=6.6Hz,H-6苁)。
13C NMR(CD3OD,125MHz):δ 178.04(C-4),164.67
(C-7),161.62(C-5),160.10(C-4′),158.03(C-9),
157.18(C-2),134.13(C-3),130.98(C-2′,6′),121.38
(C-1′),114.75(C-3′,5′),104.28(C-10),103.20(C-
1″),101.03(C-1苁),98.59(C-6),93.53(C-8),76.77
(C-3″),75.84(C-5″),74.38(C-2″),72.51(C-4苁),
70.92(C-4″),70.70(C-3苁),70.07(C-2苁),68.34(C-
5苁),67.18(C-6″),16.50~16.95(C-6苁)。以上数据与
文献[14]一致,故鉴定化合物4为山奈酚-3-O-芸香
糖苷(Kaempferol -3-O-rutinoside),其结构如图2
所示。
化合物5:黄色粉末;UV λmax nm:265,355(甲醇);
(-)ESI-MS m/z 579.2 [M-H]-;1H NMR(CD3OD,
600MHz):δ 7.38~7.39(1 H,d,J=1.8Hz,H-2′),7.32~
7.34(1 H,dd,J=8.4,1.8Hz,H-6′),6.94~6.95(1 H,d,
J=8.4Hz,H-5′),6.39(1 H,d,J=1.80Hz,H-8),6.22~6.23
(1 H,d,J=1.80Hz,H-6),5.40(1 H,s,H-1″),4.22~
4.23(1 H,d,J=7.2Hz,H-1苁),4.21(1 H,d,J=2.4Hz,
H-2″),1.03~1.04(3 H,d,J=6.0Hz,CH3-6苁)。13C NMR
(CD3OD,125MHz):δ 178.41(C-4),164.41(C-7),161.82
(C-5),157.76(C-9),157.12(C-2),148.41(C-4′),
145.07(C-3′),135.45(C-3),121.59(C-6′),121.37
(C-1′),115.50(C-5′),115.12(C-2′),106.39(C-1苁),
104.50(C-10),101.84(C-1″),98.45(C-6),93.37(C-
8),81.27(C-2″),72.94(C-3苁),72.42(C-2苁),71.44
(C-4苁),70.64(C-3″),70.39(C-4苁),68.46(C-5″),
66.04(C-5苁),16.32~16.96(C-6″)。以上部分数据与
文献[15]槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖一致,结合其他
核磁数据,鉴定化合物5为槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯
糖-(1→2)-α-L-鼠李糖苷(Quercetin-3-O-α-L-
arabinosyl-(1→2)-α-L-rhamnoside),其结构如图1
所示。
除以上5种成分外,从枣叶的乙酸乙酯提取物中
还分离纯化出另外两种黄酮类成分,但因含量较低
未能完成结构鉴定。
2.2 枣叶黄酮类化合物的抗氧化活性
通过ABTS法和DPPH法测定了5种枣叶黄酮类
化合物在0.04~0.20mg/mL质量浓度范围内的抗氧化
活性。清除ABTS+·自由基能力的结果如图3所示,清
除DPPH·自由基能力的结果如图4所示。
由图3、图4可以看出,同一浓度下5种黄酮类化
合物清除DPPH·自由基的活性要远强于其清除
图1 化合物1、2、3、5的化学结构
Fig.1 Chemical structures of compound 1,2,3,5
OH
OH
OH
OH O
O
OR
R=鼠李糖-(1→6)-半乳糖 槲皮素-3-O-洋槐糖苷(1)
R=鼠李糖-(1→6)-葡萄糖 槲皮素-3-O-芸香糖苷(2)
R=鼠李糖 槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(3)
R=阿拉伯糖-(1→2)-鼠李糖 槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖-(1→2)-
α-L-鼠李糖苷(5)
图3 枣叶5种黄酮清除ABTS+·能力的比较
Fig.3 The effect of 5 flavonoids from jujube leaves on
scavenging ABTS+·
0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
30
25
20
15
10
5
0
AB
TS
+ ·
清
除
率
(
%)
浓度(mg/mL)
槲皮素-3-0-洋槐糖苷
槲皮素-3-0-芸香糖苷
槲皮素-3-0-β-D-葡萄糖苷
山奈酚-3-0-芸香糖苷
槲皮素-3-0-α-L-阿拉伯糖-
(1→2)-α-L-鼠李糖苷
137
Science and Technology of Food Industry 研究与探讨
2015年第10期
图4 枣叶5种黄酮清除DPPH·能力的比较
Fig.4 The effect of 5 flavonoids from jujube leaves on
scavenging DPPH
0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
100
80
60
40
20
0
DP
PH
·
清
除
率
(
%)
浓度(mg/mL)
槲皮素-3-0-洋槐糖苷
槲皮素-3-0-芸香糖苷
槲皮素-3-0-β-D-葡萄糖苷
山奈酚-3-0-芸香糖苷
槲皮素-3-0-α-L-阿拉伯糖-
(1→2)-α-L-鼠李糖苷
ABTS+·自由基的能力。槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷
清除DPPH·和ABTS+·自由基的活性均最强,其次为
槲皮素-3-O-洋槐糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷、槲
皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖-(1→2)-α-L-鼠李糖苷,
这3种化合物表现出相当的抗氧化活性。而山奈酚-
3-O-芸香糖苷抗氧化活性很弱。黄酮苷的抗氧化活
性主要取决于苷元部分。槲皮素的B环上所具有的邻
位羟基是其具有较强抗氧化活性的关键所在,而以
山奈酚为苷元的山奈酚-3-O-芸香糖苷,因苷元的B
环不存在邻位羟基,因此较其他4种黄酮的抗氧化活
性明显要低。此外,黄酮苷上所连接的糖的数量和种
类也对抗氧化活性有影响。仅带一个葡萄糖的槲皮
素-3-O-β-D-葡萄糖苷表现出最强的抗氧化活性,
而其他3种槲皮素-3-O双糖苷表现出适中的抗氧化
活性,这与以往研究报道的规律一致[16-17]。
3 结论
对枣叶中黄酮类化合物进行了提取分离和结构
鉴定,并对各单体黄酮的抗氧化活性进行了评价,发
现枣叶中主要含有5种黄酮类化合物,为槲皮素-3-
O-洋槐糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷、槲皮素-3-O-
β-D-葡萄糖苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷和槲皮素-
3-O-α-L-阿拉伯糖-(1→2)-α-L-鼠李糖苷。其中
槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷表现出较强的清除
ABTS+·和DPPH·自由基的活性,其余3种槲皮素苷也
具有一定的清除活性,而山奈酚-3-O-芸香糖苷的
活性较弱。
参考文献
[1] 李淑子,张本. 大枣的化学和药理研究概况[J]. 中草药,
1983,14(10):39-43.
[2] Gao Q H,Wu C S,Wang M. The jujube(Ziziphus jujuba Mill.)
fruit:a review of current knowledge of fruit composition and
health benefits[J]. J Agric Food Chem,2013,61(14):3351-3363.
[3] 车勇,郑冰清,滕勇荣,等. 酸枣叶化学成分的研究[J]. 中成
药,2012,34(4):686-688.
[4] Guo S,Duan J A,Tang Y P,et al. Simultaneous qualitative
and quantitative analysis of triterpenic acids,saponins and
flavonoids in the leaves of two Ziziphus species by HPLC-PDA-
MS/ELSD[J]. J Pharm Biomed Anal,2011,56(2):264-270.
[5] Zhang R,Chen J,Shi Q,et al. Quality control method for
commercially available wild jujube leaf tea based on HPLC
characteristic fingerprint analysis of flavonoid compounds [J]. J
Sep Sci,2014,37(1-2):45-52.
[6] Zhang R,Chen J,Shi Q,et al. Phytochemical analysis of
Chinese commercial available Ziziphus jujube leaf tea using high
performance liquid chromatography-electrospray ionization-time
of flight mass spectrometry[J]. Food Res Int,2014,56:47-54.
[7] 曲泽洲,王永惠,刘孟军. 酸枣的化学成分及其药理研究[J].
河北农业大学学报,1987,10(2):60-66.
[8] Re R,Pellegrini N,Proteggente A,et al. Antioxidant activity
applying an improved ABTS+ radical cation decolorization assay
[J]. Free Radical Biol Med,1999,26(9):1231-1237.
[9] 林恋竹,赵谋明. 反应时间对DPPH·法、ABTS+·法评价抗氧
化性结果的影响[J]. 食品科学,2010,31(5):63-66.
[10] 何童森. 山楂中红果酸GC-MS分析方法的建立及黄烷醇
抗氧化作用研究[D]. 保定:河北农业大学,2011.
[11] Brand-williams W,Cuvelier M E,Berset C. Use of a free
radical method to evaluate antioxidant activity[J]. Lebensm-Wiss
Technol,1995,28:25-30.
[12] 郝福玲,方访,凌铁军,等. 夹竹桃叶化学成分的研究[J].
安徽农业大学学报,2013,40(5):795-801.
[13] Deng S,Deng Z,Fan Y,et al. Isolation and purification of
three flavonoid glycosides from the leaves of Nelumbo nucifera
(Lotus) by high-speed counter-current chromatography [J]. J
Chromatogr B,2009,877(24):2487-2492.
[14] Juan -Badaturuge M,Habtemariam S,Thomas M J K .
Antioxidant compounds from a South Asian beverage and medicinal
plant,Cassia auriculata[J]. Food Chem,2011,125(1):221-225.
[15] 石心红,王宇行,孔令义. 准噶尔大戟根中黄酮类成分的
研究[J]. 中国药学杂志,2006,41(20):1538-1540.
[16] Luo Y,Li X,He J,et al. Isolation,characterisation,and
antioxidant activities of flavonoids from chufa(Eleocharis
tuberosa)peels[J]. Food Chem,2014,164:30-35.
[17] Ammar R B,Bhouri W,Sghaier M B,et al. Antioxidant and
free radical -scavenging properties of three flavonoids isolated
from the leaves of Rhamnus alaternus L.(Rhamnaceae):A
structure-activity relationship study [J]. Food Chem,2009,116
(1):258-264.
[J]. 食品工业科技,2011,32(11):127-130.
[11] Boye JI,Alli I,Ismail AA,et al. Factors affecting molecular
characteristics of whey protein gelation [J]. International Dairy
Journal,1995,5(4):337-353
[12] McClements DJ,Monahan FJ,Kinsella JE. Effect of emulsion
droplets on rheology of whey protein isolate gels [J]. Journal of
Texture Studies,1993,24(4):411-422.
[13] Sala G,de Wijka RA,van de Velde F,et al. Matrix properties
affect the sensory perception of emulsion-filled gels [J]. Food
Hydrocolloids,2008,22(3):353-363.
(上接第134页)
→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→
138