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鸡血藤原花青素的纯化及活性评价



全 文 :※基础研究 食品科学 2016, Vol.37, No.17 45
鸡血藤原花青素的纯化及活性评价
李 彦1,李 鑫1,刘景玲1,张辰露1,梁宗锁1,2,*
(1.西北农林科技大学生命科学学院,陕西 杨凌 712100;2.浙江理工大学生命科学学院,浙江 杭州 310018)
摘  要:采用大孔吸附树脂对鸡血藤原花青素进行纯化,并对原花青素纯度、1,1-二苯基 -2-三硝基苯肼
(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除活性及α-葡萄糖苷酶抑制活性进行评价。比较3 种大孔吸附树
脂对原花青素静态吸附及解吸附能力,从D101、X-5及AB-8树脂筛选出X-5型树脂用于纯化。对X-5型树脂的动态
吸附及解吸附条件进行优化,获得最适条件为:上样质量浓度6.00 mg/mL,上样流速2 BV/h,上样量10 BV,洗脱
流速1 BV/h,洗脱剂用量2 BV。利用不同体积分数乙醇洗脱可得到不同纯度的原花青素,其中70%乙醇纯化物原花
青素纯度最高,具有最强的DPPH自由基清除活性及α-葡萄糖苷酶抑制活性。相关性分析表明原花青素可能是鸡血
藤抗氧化及抑制α-葡萄糖苷酶的主要活性成分。
关键词:鸡血藤;原花青素;大孔吸附树脂纯化;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除活性;α-葡萄糖苷酶抑制活性
Purification and Bioactivity Evaluation of Proanthocyanidins from Spatholobi Caulis
LI Yan1, LI Xin1, LIU Jingling1, ZHANG Chenlu1, LIANG Zongsuo1,2,*
(1. College of Life Sciences, Northwest A&F University, Yangling 712100, China;
2. College of Life Sciences, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)
Abstract: Proanthocyanidins from Spatholobi Caulis were purified by macroporous adsorption resin, and then their purity,
1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity and α-glucosidase inhibitory activity were evaluated.
In terms of static adsorption and desorption capacity, X-5 resin was chosen as the better sorbent for the purification of
proanthocyanidins compared with D101 and AB-8 resin. Afterwards, the optimal parameters of dynamic adsorption and
desorption for proanthocyanidin purification were obtained as follows: sample concentration, 6.00 mg/mL; loading rate,
2 BV/h; loading amount, 10 BV; eluent flow rate, 1 BV/h; and eluent volume, 2 BV. Proanthocyanidins with different purities were
obtained by elution with different concentrations of ethanol, and the use of 70% ethanol as eluent gave the highest purity and strongest
DPPH radical scavenging activity as well as α-glucosidase inhibitory activity. The correlation analysis indicated that proanthocyanidins
might be the major components responsible for the antioxidant activity and α-glucosidase inhibitory activity of Spatholobi Caulis.
Key words: Spatholobi Caulis; proanthocyanidins; macroporous adsorption resin purification; 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
(DPPH) free radical scavenging activity; α-glucosidase inhibitory activity
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201617008
中图分类号:TS209 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2016)17-0045-07
引文格式:
李彦, 李鑫, 刘景玲, 等. 鸡血藤原花青素的纯化及活性评价[J]. 食品科学, 2016, 37(17): 45-51. DOI:10.7506/spkx1002-
6630-201617008. http://www.spkx.net.cn
LI Yan, LI Xin, LIU Jingling, et al. Purification and bioactivity evaluation of proanthocyanidins from Spatholobi Caulis[J]. Food Science,
2016, 37(17): 45-51. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201617008. http://www.spkx.net.cn
收稿日期:2015-10-16
基金项目:“十二五” 国家科技支撑计划项目(2015BAC01B03);陕西省科技统筹创新工程计划项目(2012KTCL02-07)
作者简介:李彦(1992—),女,硕士研究生,研究方向为中药资源开发与利用。E-mail:18710440348@163.com
*通信作者:梁宗锁(1965—),男,教授,博士,研究方向为中药资源开发与利用。E-mail:liangzs@ms.iswc.ac.cn
原花青素(proanthocyanidins,OPC),又名缩合
鞣质,为黄烷-3-醇单体经缩合而成的一类植物多酚,
广泛存在于植物中[1-2]。药理和临床研究表明,原花青素
具有抗氧化[3]、抗肿瘤[4]、保护心脑血管[5]、预防老年痴
呆及帕金森病[6]等作用,作为纯天然的植物提取物,原
花青素具有活性好、安全性高、来源广泛、毒性低等特
点,在药品、保健品、功能食品及化妆品行业具有重要
的用途[7]。
46 2016, Vol.37, No.17 食品科学 ※基础研究
鸡血藤(Spatholobi Caul is)为豆科植物密花豆
(Spayholobus suberectu)的干燥茎藤,为常用的补血
活血中药[8]。现代药理研究表明,鸡血藤具有抑制肿瘤
细胞增殖[9]、抗血小板聚集[10]、双向调节酪氨酸酶[11]、
抗炎[12]、抗氧化[13]、抑制破骨细胞分化[14]、抗病毒[15]等
作用。研究表明,鸡血藤含有大量原花青素,鸡血藤
60%乙醇提取物中原花青素含量可超过50%[16];鸡血藤
树脂状分泌物、木质部及韧皮部均含有原花青素,且树
脂状分泌物中含量最高[17]。鸡血藤原花青素主要由儿茶
素和表儿茶素,以及少量的棓儿茶素和表棓儿茶素缩合
而成,以B型原花青素为主,聚合度为3~11,平均聚合
度约为5.2[9],利用带二极管阵列检测器的液相色谱与多
级质谱(liquid chromatography with diode-array detection
mass spectrometry method,LC-DAD-MSn)联用技术从鸡
血藤提取物中检出了原花青素B1、原花青素B2及原花青
素C1的存在[18]。
鸡血藤粗提取物中含有大量蛋白质、糖类、脂类、
色素等杂质,为制备高纯度鸡血藤原花青素,需要对其
进行纯化,但有关鸡血藤原花青素纯化的研究却鲜见报
道。目前,用于原花青素纯化的方法有大孔吸附树脂纯
化法、凝胶层析法、液相萃取法、高速逆流色谱法、固
相萃取法、铅盐沉淀法、膜过滤法等,其中,大孔吸附
树脂纯化法作为20世纪60年代以来发展十分迅速的纯化
手段,具有工艺简单、纯化效率高、生产成本低廉等优
点而被广泛运用于原花青素的纯化[19-24]。
本研究采用大孔吸附树脂法纯化鸡血藤原花青素,
对树脂类型、吸附及解吸附条件进行考察,并对纯化前
后鸡血藤原花青素的纯度、抗氧化活性及α-葡萄糖苷酶
抑制活性进行测定,以评价树脂的纯化效果,为经济高
效地制备高纯度、高活性的鸡血藤原花青素提供参考,
促进鸡血藤原花青素的开发利用。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
鸡血藤采自广西贺州,切片晒干后粉碎,过60 目
筛,于-20 ℃保存备用。
D101、X-5及AB-8型大孔吸附树脂 安徽三星树
脂科技有限公司;葡萄籽原花青素分析标准品(纯度≥
95%) 上海源叶生物科技有限公司;1,1-二苯基-2-三
硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、α-葡
萄糖苷酶(来源于酿酒酵母)、对硝基苯-α-D-吡喃葡萄
糖苷(p-nitrophenyl α-D-glucopyranoside,PNPG)、阿卡
波糖、L-抗坏血酸、香兰素 美国Sigma-Aldrich公司;
其余化学试剂为国产分析纯,水为去离子水。
1.2 仪器与设备
UV-1700紫外-可见分光光度计 日本株式会社岛津
制作所;SpectraMax M2多功能读板机 美国Molecular
Devices公司;SB25-12DTD超声波清洗机 宁波新芝生
物科技股份有限公司;RE-52AA旋转蒸发器 上海亚荣
生化仪器厂;SHB-III循环水式多用真空泵 郑州长城
科工贸有限公司。
1.3 方法
1.3.1 鸡血藤粗提取物制备
取鸡血藤粗粉,按照1∶20(m/V)的料液比加入80%
的乙醇,充分浸泡,于40 kHz条件下超声波提取3 次,每
次30 min,减压过滤,合并3 次滤液,滤液减压浓缩,冻
干,得到鸡血藤粗提取物。
1.3.2 原花青素定量分析
利用改良的香草醛-盐酸比色法 [25]对原花青素进行
定量分析。分别配制1 g/100 mL 的香草醛-甲醇溶液及
1 mol/L的盐酸-甲醇溶液,临用时将二者按体积比1∶1
充分混匀,即制得比色工作液。称取葡萄籽原花青素分
析标准品,以甲醇溶解,配制成质量浓度为0.0、0.3、
0.6、0.9、1.2、1.5、1.8 mg/mL的标准溶液,然后分别取
100 μL上述标准溶液,加入3 mL的比色工作液,混匀,
室温条件下反应30 min,以甲醇调零,测定500 nm波长
处的吸光度(A500 nm)值,绘制A500 nm(Y)与葡萄籽原花
青素标准品质量浓度(X)的标准曲线,得到回归方程:
Y = 0.324X-0.002 9(R2 = 0.999 4),各样品以同法测
定,含量由回归方程计算。
1.3.3 大孔吸附树脂筛选
利用静态吸附及解吸附,从D101、X-5、AB-8型
树脂中筛选出最适宜的树脂,用于鸡血藤原花青素的
纯化。
参照杨志娟等 [23]的方法对树脂进行预处理,称取
2.00 g经预处理好的3 种树脂,置于250 mL三角瓶中,分
别加入100 mL原花青素质量浓度为6.00 mg/mL的鸡血藤
粗提取物,使体系中原花青素相对于树脂是过量的,密封
后置于恒温摇床中,25 ℃、60 r/min条件下振摇24 h,以确
保树脂吸附饱和,过滤并测定吸附后溶液中原花青素质量
浓度,按照式(1)计算树脂对原花青素的吸附量。ᷥ㛖਌䰘䞣/˄mg/g˅˙ ˄6.00ˉρ0˅h1002.00 (1)
式中:ρ0为吸附后溶液的原花青素质量浓度/(mg/mL);
6.00为吸附前溶液的原花青素质量浓度/(mg/mL);100
为体系中溶液的体积/mL;2.00为树脂的质量/g。
称取1.00 g吸附饱和的3 种树脂,置于250 mL三角瓶
中,分别加入100 mL的70%乙醇溶液,充分振摇以使原
花青素解吸附,过滤并测定解吸附后溶液的原花青素质
量浓度,按式(2)计算树脂对原花青素的解吸附量。ᷥ㛖㾷਌䰘䞣/˄mg/g˅˙ 1.00ρ1h100 (2)
※基础研究 食品科学 2016, Vol.37, No.17 47
式中:ρ1为解吸附后滤液中原花青素的质量浓度/
(mg/mL);100为溶液体积/mL;1.00为树脂质量/g。
树脂的解吸附率的计算见式(3)。㾷਌䰘⥛/%˙h100㾷਌䰘䞣/˄mg/g˅਌䰘䞣/˄mg/g˅ (3)
1.3.4 上样流速及上样量考察
将预处理好的树脂4 份,湿法装柱,以去离子水充
分平衡,然后将原花青素质量浓度为6.00 mg/mL的粗提
取物以1、2、3、4 BV/h的流速分别上样吸附,每0.5 BV
流出液收集为1 份,测定流出液原花青素质量浓度,绘制
泄漏曲线,当流出液质量浓度达到上样质量浓度的1/10
时,认为已达到树脂穿透点,不宜再上样,以此确定上
样流速及上样量。
1.3.5 洗脱流速及洗脱剂用量考察
参照动态吸附的最优条件,制备4 份吸附饱和的树
脂柱,充分平衡,以去离子水充分洗去杂质,用70%乙
醇溶液以0.5、1.0、1.5、2.0 BV/h的流速分别洗脱,每
0.1 BV流出液收集为1 份,测定流出液原花青素质量浓
度,绘制洗脱曲线,根据洗脱曲线确定洗脱流速及洗脱
剂用量。
1.3.6 洗脱剂体积分数考察
制备吸附饱和的层析柱,充分平衡,以去离子水充
分洗去杂质,参照静态解吸附的结果,选取10%、30%、
50%、70%、90%乙醇溶液,按照1 BV/h的流速依次对树
脂进行充分洗脱,分别收集每份洗脱液,考察洗脱剂体
积分数对原花青素洗脱能力的影响。
1.3.7 鸡血藤原花青素纯化
取4 份经预处理的X-5树脂,装柱,平衡,将原花
青素质量浓度为6.00 mg/mL的鸡血藤粗提取物水溶液以
2 BV/h的流速上样10 BV,待充分吸附后,以去离子水洗
去杂质,分别用30%、50%、70%、90%的乙醇以1 BV/h
流速洗脱,收集洗脱液,减压浓缩,冻干,分别得到鸡
血藤原花青素的30%、50%、70%、90%乙醇纯化物。
1.3.8 DPPH自由基清除活性测定
DPPH自由基以甲醇溶解,配成100 μmol /L工作
液。鸡血藤粗提取物及4 种纯化物以甲醇溶解,配制成
0、30、60、90、120、150、180 μg/mL的溶液。分别取
100 μL上述溶液,加入3 mL工作液,混匀,室温条件下
避光反应30 min,以甲醇调零,测定517 nm波长处的吸
光度(A517 nm)[26],按式(4)计算DPPH自由基清除率。
DPPH㠚⭡ส␵䲔⦷/%= ×100A0-AiA0 (4)
式中:A0为空白样品(0 μg/mL)与工作液反应后的
A517 nm值;Ai为各样品与工作液反应后的A517 nm值。
以L-抗坏血酸作阳性对照,按照前述方法测定DPPH
自由基清除率,各样品及L-抗坏血酸清除DPPH自由基
能力以对DPPH自由基的半数抑制浓度(half maximal
inhibitory concentration,IC50)表示。
1.3.9 α-葡萄糖苷酶抑制活性测定
α-葡萄糖苷酶用100 mmol/L的NaH2PO4-Na2HPO4缓冲
液(pH 6.86)溶解,配制成120 U/L的酶液,底物PNPG
用缓冲液溶解,配制成600 μmol/L的溶液,鸡血藤粗提取
物及4 种纯化物用10%二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,
DMSO)溶解,配制成10 mg/mL的母液,然后以缓冲液
稀释成质量浓度为0、2、4、6、8、10、12、16 μg/mL的
溶液。向96 孔酶标板中依次加入50 μL缓冲液,50 μL酶
液以及50 μL各质量浓度的样品溶液,混匀,37 ℃孵育
15 min,迅速加入50 μL底物溶液,立即用SpectraMax M2
多功能读板机记录15 min内各孔A405 nm的增量[27],按式
(5)计算α-葡萄糖苷酶的抑制率。
∆A0-∆Ai
A0
α-㪑㨴㌆㤧䞦ᣁࡦ⦷/%= ×100 (5)
式中:ΔA0为空白样品(0 μg/mL)A405 nm的增量;
ΔAi为各样品A405 nm的增量。
各样品的抑制活性以对α-葡萄糖苷酶的IC50表示。以
阿卡波糖作阳性对照,阿卡波糖质量浓度分别为0、50、
100、200、400、800、1 600、3 200 μg/mL。
1.3.10 鸡血藤原花青素纯度与其活性的相关性
以各样品原花青素纯度为x,对DPPH自由基的IC50及
对α-葡萄糖苷酶的IC50为y,对样品原花青素纯度与清除
自由基活性进行相关性分析,以相关系数r进行评价。
1.4 统计分析
所有指标平行测定3 次,结果以 ±s表示,采用
SPSS 22.0软件对数据进行单因素方差分析(analysis of
variance,ANOVA),P<0.05时认为具有显著性差异。
2 结果与分析
2.1 大孔吸附树脂的筛选
利用大孔吸附树脂法纯化原花青素,具有纯化效率
高、操作简便、节约生产成本等优点,且大孔树脂和洗
脱剂可重复利用,因而被广泛用于原花青素的纯化。不
同类型的树脂具有不同的极性、孔径、比表面积,对原
花青素的吸附和解吸附能力各不相同,一般情况下,弱
极性和非极性的树脂对原花青素的吸附和解吸附能力大
于中等极性及大极性树脂[19-20]。本实验选择1 种非极性和
2 种弱极性树脂,利用静态吸附和解吸附实验考察它们对
鸡血藤原花青素的吸附、解吸附能力,结果如表1所示。
48 2016, Vol.37, No.17 食品科学 ※基础研究
表 1 不同大孔吸附树脂对原花青素的吸附及解吸附能力
Table 1 Adsorption and desorption capacity of different macroporous
adsorption resins for proanthocyanidins
树脂
类型 极性
平均
孔径/nm
比表面积/
(m2/g)
饱和吸附量/
(mg/g)
解吸附量/
(mg/g)
解吸
附率/%
D101 非极性 9~10 500~550 136.99±5.31a 93.83±1.27a 68.50±0.93a
AB-8 弱极性 12~16 480~520 91.88±0.98b 82.80±1.79b 90.12±1.95b
X-5 弱极性 29~30 500~600 126.51±2.96c 116.57±1.23c 92.14±0.97b
注:同列肩标小写字母不同表示差异显著(P < 0.05)。
杨志娟等 [23]研究表明AB-8树脂对火龙果原花青素
的吸附量为31.4 mg/g,解吸附率可达70.06%,均高于
DM130及ADS-17;范明霞等[19]认为AB-8树脂对葡萄籽
原花青素的纯化效果好于D101及LSA-10树脂,且其对
葡萄籽原花青素的吸附率及解吸附率分别为95.78%及
82.11%,纯化后的原花青素纯度高达87.11%;周玮婧
等[24]利用AB-8树脂对荔枝皮原花青素进行纯化,获得纯
度为87.45%的原花青素。本实验条件下,3 种树脂对鸡
血藤原花青素均具有较强的吸附能力,D101、X-5树脂
的吸附能力强于AB-8树脂,X-5、AB-8树脂的解吸附能
力则强于D101树脂,因此,综合考虑吸附及解吸附能力
选择X-5树脂用于鸡血藤原花青素的纯化。
2.2 上样流速及上样量对X-5树脂纯化鸡血藤原花青素
的影响
0
0
1
2
3
4
5
6
2 4 6 8 10 12 14 16
1 BV/h
2 BV/h
3 BV/h
4 BV/hкṧ䟿/BV৏㣡䶂㍐䍘䟿⎃ᓖ/ ˄mg/mL ˅
图 1 上样流速对树脂动态吸附的影响
Fig. 1 Effect of sample loading flow rate on dynamic
adsorption of proanthocyanidins
不同上样流速时X-5树脂的泄漏曲线如图1所示,
当上样质量浓度为6.00 mg/mL时,上样流速越大,树脂
吸附能力越差,穿透点出现越早,因此,上样流速不
宜过大。而当上样流速为1 BV/h时,虽然吸附量略大于
2 BV/h,但流速太慢,耗时长,影响生产效率。综合考
虑,认为以2 BV/h的流速上样10 BV较为适宜。
2.3 洗脱流速及洗脱剂用量对X-5树脂纯化鸡血藤原花
青素的影响
不同洗脱流速对X-5树脂的洗脱曲线如图2所示,
以峰面积代表洗脱量,可知当以70%乙醇溶液洗脱时,
以0.5、1.0 BV/h的流速洗脱效果较好,峰形对称,峰较
高,洗脱率高,而以1.5、2.0 BV/h的流速洗脱时,拖尾
现象比较严重,峰变低,洗脱率降低。当流出液体积达
到2.0 BV时,流出液已基本不含原花青素,因此,综合
考虑生产效率和经济性,认为洗脱流速以1.0 BV/h,洗脱
剂用量以2.0 BV为宜。
0.0
0
50
100
150
200
250
300
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5⍇㝡ࡲ⭘䟿/BV৏㣡䶂㍐䍘䟿⎃ᓖ/ ˄mg/mL ˅ 0.5 BV/h1.0 BV/h2.0 BV/h4.0 BV/h
图 2 洗脱流速对树脂动态解吸附的影响
Fig. 2 Effect of eluent flow rate on dynamic
desorption of proanthocyanidins
2.4 乙醇体积分数对X-5树脂纯化鸡血藤原花青素的
影响
在实际应用中,常用含水乙醇对吸附在树脂上的
目标成分进行洗脱,以达到纯化的目的。原花青素为
多羟基酚类化合物,能够与大孔树脂产生强烈的氢键
作用,难被水等强极性的洗脱剂洗脱,而易被含水
的有机溶剂洗脱 [23]。从经济性、安全性等方面综合考
虑,本实验选用廉价、安全、低毒的含水乙醇对吸附在
X-5树脂上的鸡血藤原花青素进行洗脱。为确定最合适
的体积分数,采用10%、30%、50%、70%、90%的乙
醇溶液,按照1 BV/h的流速依次对X-5树脂进行充分洗
脱,考察不同体积分数乙醇对鸡血藤原花青素的洗脱
效果,结果如表2所示。
表 2 乙醇体积分数对树脂解吸附能力的影响
Table 2 Effect of ethanol concentration on the desorption capacity of
X-5 resin
%
乙醇体积分数 洗脱率 累计洗脱率
10 7.56 7.56
30 76.41 83.97
50 15.44 99.41
70 0.48 99.89
90 0.11 100.00
由表2可知,随着乙醇体积分数的增加,对鸡血藤
原花青素的洗脱能力越强,10%乙醇洗脱效果较差,而
50%、70%、90%乙醇都能够将超过99%的可洗脱原花青
素洗脱下来,但不同体积分数的乙醇溶液洗脱下来的原
花青素在纯度和活性上是否有差别,有待进一步研究。
2.5 样品原花青素纯度分析
利用1.3.7节所述方法对鸡血藤原花青素进行纯化,
利用1.3.2节所述方法对各样品原花青素纯度进行分析,
结果如表3所示。
※基础研究 食品科学 2016, Vol.37, No.17 49
表 3 不同样品原花青素纯度及生物活性
Table 3 Purity and bioactivity of proanthocyanidin samples eluted
with different concentrations of ethanol
样品 L-抗坏血酸 阿卡波糖 CE F30 F50 F70 F90
原花青素纯度/% 48.81±0.34a 76.81±0.22b 72.48±0.88c 97.53±0.27d 87.81±0.33e
对DPPH自由基的
IC50/(μg/mL)
95.15±1.54a 146.99±3.01b 86.12±2.20c 93.70±0.65a 75.48±2.60d 77.97±1.25d
对α-葡萄糖苷酶的
IC50/(μg/mL)
515.23±17.35a 13.52±0.24b 6.95±0.12c 8.45±0.26d 4.79±0.06e 5.71±0.13f
注:CE. 鸡血藤粗提取物;F30、F50、F70、F90 分别为体积分数 30%、
50%、70%、90%乙醇溶液洗脱纯化物。同行肩标小写字母不同表示差
异显著(P < 0.05)。
由表3可知,CE的原花青素纯度约为49%,与程悦等[16]
的报道相近。利用30%、50%、70%、90%乙醇对吸附在
X-5树脂上的原花青素进行洗脱,均可达到纯化效果。
F50纯度约为粗提取物的1.48 倍,而F70纯度约为粗提取
物的2.00 倍。由2.4节可知,50%、70%、90%乙醇对原
花青素洗脱能力相近,而利用50%、70%、90%乙醇洗
脱得到的纯化物原花青素纯度却各不相同,分析认为可
能是50%、90%乙醇对吸附在X-5树脂上杂质的洗脱能力
比70%乙醇强,从而导致F50、F90杂质较多。因此,在
实际生产中,不但需要考察洗脱剂对原花青素的洗脱能
力,还要充分考察洗脱剂对杂质的洗脱能力,选用对原
花青素洗脱能力强,同时对杂质洗脱能力弱的洗脱剂,
以提高纯化后原花青素纯度。
2.6 DPPH自由基清除活性
原花青素为富含羟基的植物多酚,具有很强的抗氧
化活性[1-2],本实验考察不同质量浓度下,各样品对DPPH
自由基的清除活性,以评价X-5树脂的纯化效果,结果如
图3所示。在0~180 μg/mL范围内,各样品对DPPH自由
基的清除活性随质量浓度增加而增大,在180 μg/mL时达
到最大值,除CE在所有质量浓度下对DPPH自由基的清
除活性均弱于阳性对照L-抗坏血酸外,纯化后的原花青
素在低质量浓度下,对DPPH自由基的清除活性均强于
L-抗坏血酸,而在180 μg/mL时,则弱于L-抗坏血酸。
0
0
25
50
100
75
30 60 90 120 150 180ṧ૱䍘䟿⎃ᓖ/˄µg/mL˅DPPH 㠚⭡ส␵䲔⦷/% L-ᣇൿ㹰䞨CEF30F50F70F90
CE. 鸡血藤粗提取物;F30、F50、F70、F90分别为体积分
数30%、50%、70%、90%乙醇溶液洗脱纯化物。图4同。
图 3 不同质量浓度样品对DPPH自由基的清除率
Fig. 3 DPPH radical scavenging rates of proanthocyanidin samples
eluted with different concentrations of ethanol
采用各样品对DPPH自由基的IC50评价DPPH自由基
清除活性,由图3可知,本实验条件下,各样品对DPPH
自由基的清除活性依次为:F70>F90>F30>F50>CE,
阳性对照L-抗坏血酸活性与F50相近,F70抗氧化活性约
为L-抗坏血酸的1.25 倍,约为CE的1.95 倍,表明鸡血藤
提取物本身具有很强的抗氧化活性,而通过X-5大孔树脂纯
化,可进一步提高纯化物的抗氧化活性。经AB-8树脂纯化
的荔枝皮原花青素对DPPH自由基的IC50约为7.1 mg/L,相
同实验条件下VC的IC50约为9.8 mg/L,纯化后的荔枝皮
原花青素抗氧化活性明显强于VC[24],经Sephadex LH-20
纯化后的龙眼皮原花青素对DPPH自由基的 IC 50约为
0.083 mg/mL,相同实验条件下VC的IC50约为0.103 mg/mL,
纯化后的龙眼皮原花青素抗氧化活性明显强于VC[27],经
折算后,本实验利用X-5大孔树脂纯化得到的鸡血藤原
花青素抗氧化活性与文献[24,27]报道的原花青素活性
相当。
2.7 α-葡萄糖苷酶抑制活性
α-葡萄糖苷酶抑制剂作为比较成熟的治疗2型糖尿
病的药物,通过抑制小肠中α-葡萄糖苷酶的催化活性,
降低多糖分解为葡萄糖的速率,以减缓机体对葡萄糖的
摄入而达到降糖的作用。临床上常用的α-葡萄糖苷酶抑制
剂如阿卡波糖、伏格列波糖等对α-葡萄糖苷酶虽有很强的
抑制作用,但它们通常会引起腹胀、腹泻等副作用[28],
而法国海岸松(Pinus pinaster)树皮提取物(碧萝芷®)
中低聚原花青素能够有效抑制α-葡萄糖苷酶[29]。考虑到
海岸松树皮的主要成分为原花青素,本实验考察并评价
鸡血藤原花青素对α-葡萄糖苷酶的抑制活性。
0
0
25
50
75
100
2 4 6 8 10 12 14 16ṧ૱䍘䟿⎃ᓖ/˄µg/mL˅α- 㪑㨴㌆㤧䞦ᣁࡦ⦷/% CEF30F50F70F90
图 4 不同质量浓度样品对α-葡萄糖苷酶的抑制率
Fig. 4 Percentage inhibition of α-glucosidase by proanthocyanidin
samples eluted with different concentrations of ethanol
考察不同质量浓度下,各样品对α-葡萄糖苷酶的抑
制活性,结果如图4所示,在0~16 μg/mL范围内,各样
品对α-葡萄糖苷酶的抑制活性随质量浓度增加而增大,在
16 μg/mL时达到最大。由图5可知,阳性对照阿卡波糖的
抑制活性在0~3 200 μg/mL范围内,对α-葡萄糖苷酶的抑
制活性随质量浓度增加而增大,3 200 μg/mL时达到最大
抑制率(84.41±0.88)%,可见鸡血藤粗提物及鸡血藤
原花青素对α-葡萄糖苷酶的抑制活性远强于阿卡波糖。
50 2016, Vol.37, No.17 食品科学 ※基础研究
α-
㨵㧘㊪㣋䝊ᡥࠊ⥛/%
0
0
25
50
100
75
400 800 1 6001 200 2 000 2 400 2 800 3 200䰓व⊶㊪䋼䞣⌧ᑺ/˄µg/mL˅
图 5 不同质量浓度阿卡波糖对α-葡萄糖苷酶的抑制率
Fig. 5 Percentage inhibition of α-glucosidase by acarbose
at different concentrations
以各样品对α -葡萄糖苷酶的 IC 50评价对α -葡萄糖
苷酶的抑制活性,由表3可知,本实验条件下,各样
品对α -葡萄糖苷酶的抑制活性依次为:F70>F90>
F 3 0>F 5 0>C E,而阳性对照阿卡波糖的 I C 5 0约为
(515.23±17.35) μg/mL,CE对α-葡萄糖苷酶的抑制活
性约为阿卡波糖的38.11 倍,而F70对α-葡萄糖苷酶的抑
制活性约至阿卡波糖的107.56 倍,表明表明鸡血藤提取
物本身具有很强的α-葡萄糖苷酶的抑制活性,而通过X-5
大孔树脂纯化,可进一步提高纯化物的α-葡萄糖苷酶的
抑制活性。Schafer等[29]的研究表明,法国海岸松树皮提
取物对α-葡萄糖苷酶的IC50约为5.34 μg/mL,相同实验条
件下绿茶提取物对α-葡萄糖苷酶的IC50约为19.74 μg/mL,
而阿卡波糖对α-葡萄糖苷酶的IC50约为1 mg/mL,经折算
后表明,纯化后的鸡血藤原花青素对α-葡萄糖苷酶的抑
制活性与法国海岸松树皮提取物相近。
2.8 鸡血藤原花青素纯度与活性的相关性ሩDPPH 㠚⭡สⲴ IC 50/ (µg/mL )
40
50
90
70
110
150
130
60 80 100ṧ૱৏㣡䶂㍐㓟ᓖ/%y˙ˉ0.150 9xˇ211.76r=-0.945 0
图 6 样品原花青素纯度与DPPH自由基清除活性的相关性
Fig. 6 Correlation between proanthocyanidins purity and DPPH
radical scavenging activity
各样品原花青素纯度与DPPH自由基清除活性的相
关性如图6所示,随着样品原花青素纯度的升高,样品对
DPPH自由基的IC50随之降低,二者呈负相关,相关系数
r=-0.945 0,而IC50越低,对DPPH自由基的清除活性越
强,说明鸡血藤原花青素纯度与DPPH自由基清除活性呈
正相关。
各样品原花青素纯度与α-葡萄糖苷酶的抑制活性之
间的相关性如图7所示,随着样品原花青素纯度的升高,
对α-葡萄糖苷酶的IC50随之降低,二者呈负相关,相关系
数r=-0.981 9,而IC50越低,则对α-葡萄糖苷酶的抑制活
性越强,说明鸡血藤原花青素纯度与α-葡萄糖苷酶抑制
活性呈正相关。ሩα- 㪑㨴㌆㤧䞦ⲴIC 50/ ˄µg/mL ˅ 403961215 60 80 100ṧ૱৏㣡䶂㍐㓟ᓖ/%y˙ˉ0.018 4xˇ21.962r=-0.981 9
图 7 样品原花青素纯度与α-葡萄糖苷酶抑制活性的相关性
Fig. 7 Correlation between proanthocyanidins purity and α-glucosidase
inhibitory activity
综上所述,鸡血藤粗提取物含有大量的原花青素,
具有很强的DPPH自由基清除活性及α-葡萄糖苷酶抑制活
性,利用X-5树脂对鸡血藤粗提取物进行纯化,纯化物原
花青素含量进一步提高,DPPH自由基清除活性及α-葡萄
糖苷酶抑制活性随之增强,相关性分析表明鸡血藤原花
青素纯度与DPPH自由基清除活性及α-葡萄糖苷酶抑制活
性均呈正相关,推测鸡血藤原花青素可能是其抗氧化及
抑制α-葡萄糖苷酶的主要活性成分。
3 结 论
从3 种大孔吸附树脂中筛选出X-5型树脂用于鸡血
藤原花青素的纯化。纯化的最适条件为:上样质量浓度
6.00 mg/mL、上样流速2 BV/h、上样量10 BV、洗脱流速
1 BV/h、洗脱剂用量2 BV。利用不同体积分数乙醇洗脱
可得到不同纯度的原花青素,其中70%乙醇纯化物原花
青素纯度最高,具有最强的DPPH自由基清除活性及α-葡
萄糖苷酶抑制活性。相关性分析表明原花青素可能是鸡
血藤抗氧化及抑制α-葡萄糖苷酶的主要活性成分。
利用大孔吸附树脂可经济、高效地从鸡血藤粗提取
物中制备高纯度、高活性的原花青素,本研究可为鸡血
藤原花青素的纯化提供参考,促进鸡血藤在抗氧化、降
糖等功能性食品添加剂等领域的应用。
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