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大孔树脂纯化枣叶中三萜类化合物的研究



全 文 :《食品工业》2015 年第36卷第 6 期 212
(由塔里木大学植物科学学院吴翠云教授鉴定为鼠李
科枣属植物骏枣Ziziphus jujuba Mill.的叶片),洗净、
阴干干燥、粉碎过40目筛。HPD-500,S-8,HPD-
300,AB-8,D101,X-5大孔树脂(安徽三星树脂有
限公司);齐墩果酸标准品(中国药品生物制品检定
所);所用试剂均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
DHG-9145A 电热鼓风干燥箱:上海一恒科学仪
器有限公司;LD500 摇摆式中药粉碎机:长沙市岳
麓区常宏制药机械设备厂;BS124S 分析天平:北京
赛多利斯仪器系统有限公司;T6 紫外-可见分光光度
计:北京普析通用仪器有限责任公司;RE-50B 旋转
蒸发器:上海申生科技有限公司;SK3200H 超声波清
洗仪:上海科导超声仪器公司。
1.3 方法
1.3.1 三萜化合物检测[8]
精密称取齐墩果酸标准品5.0 mg置于50 mL容量
瓶中,加入无水乙醇溶解定容,即得质量浓度为0.10
大孔树脂纯化枣叶中三萜类化合物的研究
陈朋1,隋月红1,刘丹1,白红进1,2*
1. 塔里木大学生命科学学院(阿拉尔 843300);
2. 新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室(阿拉尔 843300)
摘 要 优选大孔树脂纯化枣叶中三萜类化合物的工艺方法。以各类型的大孔树脂对枣叶中三萜类化合物的比饱
和吸附量和洗脱率为指标, 采用静态吸附-解吸附试验优选大孔 树脂型号; 以AB-8大孔树脂对枣叶中三萜类化合物
的洗脱率和纯度为指标, 通过单因素试验优选枣叶中三萜类化合物的纯化工艺。结果证明AB-8型大孔树脂是纯化
枣叶中三萜类化合物的最佳选择。其最佳工艺为当上样液pH为6, 洗脱液为80%乙醇, 洗脱体积为4个柱体积时, 产
品洗脱率可达到79.57%, 纯度可达到29.05%。该工艺可以简单有效地纯化枣叶中三萜类化合物。
关键词 红枣; 总三萜化合物; 大孔树脂
Purification of Total Triterpenes from the Leaves of Ziziphus jujuba
Mill. Baill with Macroreticular Resin
Chen Peng1, Sui Yue-hong1, Liu Dan1, Bai Hong-jin1,2*
1. College of Life Science, Tarim University (Alar 843300); 2. Key Laboratory of Protection & Utilization of
Biological Resources in Tarim Basin of Xinjiang Production and Construction Corps (Alar 843300)
Abstract Purifi cation technology of total triterpenoids from the leaves of Ziziphus jujuba Mill. was optimized by macroporous
resin. With saturated extent of adsorption and desorption rate of total triterpenoids as indexes, macroporous resin models were
optimized by static adsorption as well as dynamic adsorption and desorption tests; With desorption rate and product purity of total
triterpenoids as indexes, purifi cation technology parameters of total triterpenoids were optimized by single factor test. It was found
that AB-8 resin was the most appropriate resin for the purifi cation of total triterpenes. The results showed that desorption ratio and
product purity reached 79.57% and 29.05% with working solution pH 6, ethanol desorption agent concentration of 80%, and ethanol
desorption agent dosage of 4 BV. The process was simple and practicable for the purifi cation of total triterpenes from the leaves of
Ziziphus jujuba Mill..
Keywords Ziziphus jujuba Mill.; total triterpenoids; macroporous resin
枣(Ziziphus jujuba Mill.)为鼠李科(Rhamnaceae)
植物的成熟果实,既是补中益气、养血安神、缓和
药性的常用中药,又是酸甜可口,营养丰富,受人欢
迎的常见食物。枣中含有丰富的三萜类化合物[1-3],
其中以齐墩果酸、桦木酸、熊果酸含量最高。研究表
明,大部分三萜类化合物具有很好的生物活性,如抗
癌[4]、抗糖尿病[5],抗炎[6]、抗氧化[7]等作用。关于枣
的研究多集中在果实,对于枣叶片的研究较少。研究
报道,枣叶中含有丰富的三萜、黄酮、生物碱等化合
物。而枣叶作为一种资源却被忽略,平均每亩枣田年
产枣叶约为200 kg,每年枣果收获后任其自然飘落,
造成极大的浪费。试验以大孔树脂对新疆骏枣叶片中
三萜类化合物纯化进行研究,旨在为枣资源的综合开
发利用,增加其附加值提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
骏枣叶片采自新疆阿拉尔市塔里木大学试验田
*通讯作者;基金项目:国家星火计划(No.2012GA891023),
兵团科技局农社处科技援疆专项(No.2013AB023),研究生科
研创新项目(TDGRI201403)
研究探讨
《食品工业》2015 年第36卷第 6 期 213
mg/mL的标准品溶液。精密吸取齐墩果酸对照品溶液
(浓度0.10 mg/mL)0.2,0.4,0.6,0.8和1.0 mL置于
试管中,水浴蒸干溶剂,再分别加5%香草醛-冰乙酸
溶液0.2 mL和高氯酸0.8 mL,然后70 ℃水浴15 min,
迅速用循环水冷却至室温,加冰乙酸5.0 mL,摇匀
后在548 nm处测定吸收值。得到线性回归方程为:
y=8.373x-0.004 8,R2=0.996 7,式中,y-吸光度,x-
齐墩果酸质量(mg)。
1.3.2 三萜化合物提取
骏枣叶片干燥粉碎后,用石油醚脱脂2次,挥干
石油醚,再经75%乙醇超声提取二次,每次20 min,
合并提取液,过滤回收溶剂,所得浸膏用水分散,得
总三萜提取浓缩液,采用1.3.1中测量方法测得浓缩液
中总三萜的含量为4.7 mg/mL。
1.3.3 树脂的预处理
购置的树脂先用无水乙醇在室温下浸泡过夜,再
用乙醇洗至流出液加水无白色浑浊,再用蒸馏水冲
洗至无醇味,然后用5% HCl溶液替换蒸馏水后浸泡
3 h,再用蒸馏水洗至中性,接着用5%的NaOH溶液替
换蒸馏水后浸泡3 h,最后用蒸馏水洗至中性,备用。
1.3.4 静态吸附-解吸附试验
1.3.4.1 静态吸附试验
精密称取1.3.3中预处理过的各型号大孔树脂各1.0
g,置于100 mL锥形瓶中,精密加入40 mL总三萜提
取浓缩液(1.3.2中),置于摇床中,室温下120 r/min
振荡过夜,过滤,测定滤液中总三萜的浓度,按式
(1)计算各种树脂对总三萜的比饱和吸附量:
Q=(Co-Ce)×VW (1)
式中:Q-比饱和吸附量,mg/g;Co-初始质量浓
度,mg/mL;Ce-剩余质量浓度,mg/mL;V-溶液体
积,mL;W-大孔树脂质量,g。
1.3.4.2 静态解吸附试验
向吸附饱和的各树脂中加入无水乙醇40 mL,置
于摇床中,室温下120 r/min振荡过夜,然后过滤,测
定滤液中总三萜的浓度,按式(2)计算各种树脂对
总三萜的解吸率:
B=Cb×VWQ ×100% (2)
式中:B-解吸率;Cb-解吸液质量浓度,mg/mL;
V-溶液体积,mL;W-大孔树脂质量,g;Q-比饱和
吸附量,mg/g。
1.3.4.3 静态吸附动力学曲线
精密称取1.3.3中预处理后的AB-8树脂1.0 g,置于
100 mL的锥形瓶中,加入40 mL总三萜溶液置于摇床
中,室温条件下120 r/min振荡,每隔一段时间测定溶
液中总三萜的浓度,以时间为横坐标,以大孔树脂吸
附量为纵坐标作图。
1.3.5 动态吸附-解吸附试验
1.3.5.1 动态吸附量的测定
称取预处理后的AB-8树脂50 g装柱(2.0 cm×50
cm,下同),再将稀释后质量浓度为0.94 mg/mL总三
萜溶液上柱,流速2 mL/min,每隔1个柱体积测定1次
流出液中的总三萜浓度,至流出液质量浓度接近上柱
液且基本恒定时停止上柱,然后以洗脱体积为横坐
标,流出液中总三萜含量为纵坐标绘制AB-8大孔树
脂动态吸附曲线。
1.3.5.2 洗脱体积的选择取
将pH为6的总三萜浓缩液上柱,上样流速为2 mL/
min,先用蒸馏水洗脱至无色后,再用80%乙醇溶液
进行洗脱,每隔0.5个柱体积测定一次流出液中的总三
萜浓度,然后以洗脱液体积为横坐标,以流出液中总
三萜类化合物含量为纵坐标绘制AB-8大孔树脂动态
吸附曲线,以确定最佳洗脱体积。
1.3.5.3 最适pH的选择
用NaOH或HCl溶液将总三萜浓缩液调至不同的
pH,过滤后上柱,上样流速为2 mL/min,依次用同样
pH蒸馏水及80%乙醇溶液进行洗脱,收集80%乙醇洗
脱液,测定流出液中总三萜浓度干物质质量,以确定
最佳pH。
1.3.5.4 洗脱剂浓度的选择取
将pH为6的总三萜浓缩液上柱,上样流速为2 mL/
min,先用pH为5的蒸馏水洗脱至无色后,再用pH 5,
体积分数为40%,50%,60%,70%,80%和95%的乙
醇溶液分别洗脱,收集不同浓度的乙醇洗脱液,分别
测定流出液中总三萜的浓度及干物质质量,以确定最
佳洗脱剂浓度。
2 结果与分析
2.1 静态吸附-解吸附试验
由于市面上出售的大孔树脂种类繁多,其极
性,孔径,比表面积不同,对目标物质的吸附及解
吸附能力也不相同,选择适合的树脂不仅可以节约
成本,还可以取得良好的分离纯化效果。从表1中
可以看出,在六种不同类型的大孔树脂中,AB-8型
大孔树脂无论吸附率还是解吸率均是最佳选择。因
此,选择AB-8作为分离纯化枣叶中三萜类化合物的
树脂。
2.2 静态吸附动力学曲线[9]
由图1可知,在0~2 h之间,吸附速率较快,但随
着时间的延长,AB-8对三萜类化合物的吸附率逐渐
下降,在2 h之后,吸附基本达到平衡。可见AB-8对
三萜类化合物有良好的动力学特征,可以较快达到吸
附平衡,便于工业化生产。
研究探讨
《食品工业》2015 年第36卷第 6 期 214
图1 总三萜静态吸附动态学曲线
2.3 动态吸附曲线
将总三萜浓缩液稀释至质量浓度约为0.94 mg/mL
上柱,流速2 mL/min,每隔1个柱体积收集流出液绘制
动态吸附曲线。如图2所示,上样量在0~12个柱体积
之间,泄漏量随上样量的增加而增加,上样量达到13
个柱体积后,流出液质量浓度趋于平稳,达到树脂的
饱和吸附点。当上样量为3个柱体积时,流出液质量
浓度为0.15 mg/mL,接近于上样液浓度的1/6,依次认
为AB-8树脂处理枣叶中三萜类化合物的能力为3个柱
体积。为了充分利用树脂的吸附能力,可采取循环上
样的方法。
图2 AB-8树脂对总三萜的吸附曲线
2.4 动态解吸曲线
图3 AB-8树脂动态解吸曲线
由图3可见,流出液三萜峰值出现在0.5~3.5个柱
体积,且峰宽小,峰形好,以1.5个柱体积达到最大浓
度。4个柱体积之后,流出液中三萜含量已经很小,
说明在4个柱体积已经将大部分三萜洗脱,因此4个柱
体积为合理的洗脱剂用量。
2.5 pH对AB-8大孔树脂纯化效果的影响
三萜类物质大多具有羧基或羟基而呈现酸性,
因此随pH的增加,三萜类化合物在水中的溶解性增
加。在试验中观察到当pH为3~5时上样液会产生絮状
沉淀,随pH升高,溶液逐渐澄清,物质的溶解性不
同最终影响在大孔树脂中扩散速度。由表2可看出,
当上样液的pH为3时,洗脱液中三萜纯度最高,达到
36.38%,而pH为6时,洗脱率最高,达到77.98%。pH
在3~5之间时,三萜类化合物产生沉淀,影响大孔树
脂的吸附功能,造成大量浪费,并且对柱床污染较为
严重,流速很慢,因此最佳pH为6。
表2 pH对树脂洗脱效果的影响
pH
3 4 5 6 7 8
洗脱率/% 34.13 36.55 46.06 77.98 69.85 45.47
纯度/% 36.38 34.26 27.38 29.05 25.54 24.08
2.6 乙醇体积分数对AB-8大孔树脂纯化效果的影响
乙醇作为洗脱剂,其作用可以促使大孔树脂溶
胀,降低大孔树脂对物质的吸附力,并使物质溶解其
中。通过表3可以看出,95%乙醇对三萜类化合物的
洗脱能力最强,达到82.08%。80%乙醇洗脱产物三萜
类化合物的纯度最高,为29.05%。综合考虑,80%乙
醇为最佳的洗脱溶液。
表3 乙醇体积分数对AB-8大孔树脂纯化效果的影响
乙醇体积分数/%
40 50 60 70 80 95
洗脱率/% 71.36 70.17 73.23 80.28 79.57 82.08
纯度/% 18.21 21.42 17.93 28.43 29.05 14.57
3 结论
通过对六种大孔树脂吸附-解吸附功能的比对筛
选,AB-8型大孔树脂对枣叶中三萜类化合物有较好
的静态吸附和解吸附性能,比饱和吸附量可达到48.31
mg/g,静态解吸率可达到75.06%,认为AB-8型大孔
树脂是纯化枣叶中三萜类化合物的最佳选择。试验结
果表明,AB-8树脂上样2 h后基本达到吸附平衡,对
树脂型号 极性 比表面积/m2·g-1 平均孔径/ 比饱和吸附量/mg·g-1 解吸率/%
HPD-500 极性 500~550 100~120 22.40±0.002 1 35.82±0.005 6
S-8 极性 100~120 280~300 21.56±0.002 8 47.31±0.007 6
HPD-300 弱极性 800~870 50~55 41.15±0.007 1 72.22±0.006 8
AB-8 弱极性 480~520 130~140 48.31±0.001 4 75.06±0.005 5
D101 非极性 550~600 90~100 34.46±0.002 8 63.36±0.011 2
X-5 非极性 650~700 90~100 32.19±0.007 1 72.14±0.002 1
表1 各类型大孔吸附树脂的结构性能参数
研究探讨
《食品工业》2015 年第36卷第 6 期 215
护心血管系统,降低血液中的胆固醇,舒张动脉,防
止动脉硬化的功效,有利于预防高血压及心肌梗死。
红虾肉质柔软,是病人和病后初愈的人的首选食品。
另外,一些学者最近发现,虾青素具有相对良好的生
物效应[1-12]。
GC-MS探究不同蒸煮时间对红虾的营养和风味的影响
袁鹏翔,霍健聪,邓尚贵*,应晓国,李月琴
浙江海洋学院食品与医药学院(舟山 316022)
摘 要 运 用气相色谱-质谱系统 (GC-MS) 研究了三种不同蒸煮时间 (15, 20和25 min) 对红虾风味组分和营养成
分的影响。该结果表明, 在三种不同时间的蒸煮试验中, 蒸煮20 min的红虾肉中总氨基酸 (除色氨酸) 显示为最大值
28.89 g/100 g, 该组的挥发性物质也最高。综合分析红虾的营养风味组分, 红虾蒸20 mim时, 红虾具有较高的营养价
值和较好的风味。
关键词 红虾; 蒸煮时间; 气相色谱-质谱系统 (GC-MS); 风味分析
Effect of GC-MS on Different Steaming Time on Nutrition and Flavor of
Red Shrimp
Yuan Peng-xiang, Huo Jian-cong, Deng Shang-gui*, Ying Xiao-guo, Li Yue-qin
College of Food and Medicine, Zhejiang Ocean University (Zhoushan 316022)
Abstract Method of gas chromatography/mass spectrometry was used to systematically analyze effects of three different
steaming times, 15, 20 and 25 min, on red shrimp’s fl avor substances. The results showed that the three different steaming
times shrimp fl avor had a great infl uence on the fl avor of red shrimp, among which muscle of red shrimp steamed for 20 min
presented the highest total amino acids (except tryptophan) value for 28.89 g/100 g and occupied the highest content of volatile
substances. Therefore, the red shrimp steamed for 20 min had higher nutritional value and bett er fl avor.
Keywords red shrimp; cooking time; gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); fl avor analysis
中华管鞭虾,俗称红虾,拉丁名:Solenocera
melantho,红虾分部广泛,体长一般在5.0~10.0 cm,
含有丰富的蛋白质,营养价值高,同时含有丰富的矿
物质(如钙,磷,铁和碘等),容易消化,有益人体
健康。红虾中含有丰富的镁,具有调节心脏功能,保
质量浓度为0.94 mg/mL粗提物的水溶液的处理能力为
3个柱体积,上样液pH为6,洗脱液为80%乙醇,洗脱
体积为4个柱体积时,其效果最优,产品的洗脱率和
纯度都较高。
参考文献:
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研究探讨