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茶枝柑皮中多糖组成成分的分析



全 文 :茶枝柑皮中多糖组成成分的分析
陈 思1,3,黄庆华1* ,游明霞2,吴韶辉1,李娆玲1,甘伟发1
(1.广东药学院,广东广州 510006;2. 广东汤臣倍健生物科技股份有限公司,广东珠海 519040;3. 健康元药业集团股份有限公司;广东深圳
518057)
摘要 [目的]研究测定茶枝柑皮中多糖的组成成分。[方法]以 1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)进行柱前衍生化,采用反相高效液相
色谱法,测定茶枝柑皮多糖中单糖衍生物。色谱条件为:色谱柱为 Phenomenex Luna C18(4. 6 mm × 250 mm,5 μm);流动相为浓度 0. 05
mol /L混合磷酸盐溶液 -乙腈(80∶20,V/V,pH =7. 1);检测波长为 245 nm。[结果]茶枝柑皮多糖由甘露糖、核糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、
葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖组成,其摩尔比为 0. 08∶0. 002∶0. 05∶4. 80∶1∶1. 52∶0. 11∶3. 82。[结论]该方法具有操作简单、快速、重复性
好、回收率高等特点,可用于柑橘果胶多糖中单糖组成及含量的测定。
关键词 茶枝柑皮多糖;单糖;PR-HPLC;柱前衍生化
中图分类号 R284. 2 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)32 -19731 -03
Analysis of Polysaccharides Composition of Citrus reticulata‘Chachi’Peel
CHEN Si et al (Guangdong?Pharmaceutical University,Guangzhou,Guangdong 51006)
Abstract [Objective]Polysaccharides composition of Citrus reticulata‘Chachi’peel was studied.[Method]Taking PMP for pre-column de-
rivatization,monosaccharide derivatives in polysaccharides of Citrus reticulata‘Chachi’peel were detected by Reversed-Phase High Perform-
ance Liqnid Chromatography (RP-HPLC). Chromatographic conditions were Phenomenex Luna C18(4. 6 mm × 250 mm,5 um),0. 05 mol /L
phosphate solution – acetonitrile (80∶ 20,V /V,pH = 7. 1)as mobile phase,and detection wavelength at 245 nm.[Result]Polysaccharides of
Citrus reticulata‘Chachi’peel were composed of mannose,ribose,rhamnose,galacturonic acid,glucose,galactose,xylose,and arabinose. Their
molar ratio was 0. 08:0. 002:0. 05:4. 80:1:1. 52:0. 11:3. 82.[Conclusion]This method was simple,rapid,repeatable and has high recovery
rate. Thus,it could be used for the determination of monosaccharide composition and content in citrus pectin polysaccharides.
Key words Citrus reticulata‘Chachi’peel polysaccharides;Monosaccharide;RP-HPLC;pre-column derivatization
基金项目 珠海市科技工贸和信息化局企业技术创新项目(珠经贸字
(2009)414 号) ;广东省教育厅大学生创新实验项目资金资
助(1057310008)。
作者简介 陈思(1984 - ) ,女,广东梅州人,实验员,硕士,从事药品质
量研究,E-mail:py_simone@ 163. com。* 通讯作者,教授,
硕士生导师,从事中药保健食品的提取开发与质量控制研
究,E-mail:hqh1003@ 163. net。
收稿日期 2011-07-28
茶枝柑皮是茶枝柑(Citrus reticulata‘Chachi’)的成熟果
皮,晒干陈化后的果皮即为广东道地药材———广陈皮。陈皮
是药食两用的药材,除了含有挥发油、黄酮外,还含有丰富的
果胶多糖。莫云燕等研究发现茶枝柑皮果胶多糖具有抗氧
化活性[1],药理研究表明柑橘果胶多糖能够调节血脂(影响
机体对胆固醇的吸收、胆汁酸的分泌)、预防肿瘤的生长及转
移和抑制癌细胞的生长[2 -4]。试验首次运用 PMP柱前衍生
化高效液相色谱法测定茶枝柑皮果胶多糖的单糖组成,方法
简便、快速且重现性好。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。茶枝柑皮(广东翁源,采收期为 2009
年) ,经广东药学院药用植物与中药鉴定学系李书渊教授鉴
定为茶枝柑(Citri Reticulata Chachi)的干燥成熟果皮。
1. 1. 2 主要仪器。Agilent 1200 Series 高效液相色谱仪,购
自 Agilent公司;PHS-25 型酸度计,购自上海伟业仪器厂;
Phenomenex Luna C18(250 mm ×4. 60 mm,5 μm)色谱柱,购自
美国 Phenomenex公司。
1. 1. 3 主要试剂。1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)、三氟
乙酸(TFA) (分析纯) ,购自阿拉丁试剂公司;甘露糖(Man)、
核糖(Rib)、鼠李糖(Rha)、木糖(Xyl)、半乳糖(Gal) ,购自上
海源聚生物科技有限公司;半乳糖醛酸(GalA)、阿拉伯糖
(Ara) ,购自广州市齐云生物技术有限公司;葡萄糖(Glc) ,购
自广州光华化学厂有限公司;乙腈(色谱纯) ,购自 Dikma 公
司;氢氧化钠、盐酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾(分析纯) ,购自
广州化学试剂厂。
1. 2 方法
1. 2. 1 茶枝柑皮多糖的提取。采用酸水提醇沉法提取茶枝
柑皮多糖。称取干燥过 60目筛的茶枝柑皮粉 100 g,加 3 000
ml的盐酸水溶液(pH = 4)后于 90 ℃水浴中提取 90 min,过
滤,滤渣同法提取 1 次后再过滤,合并 2 次滤液。将滤液旋
蒸浓缩至 1 /3左右,向其中加入约 5 000 ml浓度 95%乙醇,4
℃静置过夜后离心分离得多糖沉淀。将沉淀分别用乙醇、丙
酮、乙醚洗涤,然后真空干燥得茶枝柑皮粗多糖。
1. 2. 2 衍生化产物的制备。
1. 2. 2. 1 多糖水解。精密称定 25. 0 mg茶枝柑皮多糖,置于
安瓿瓶中,加入 4. 0 ml 浓度为 2 mol /L的 TFA溶液,然后将
安瓿瓶中充氮气,封管后于 120 ℃水解 2 h,得水解样品。加
甲醇旋干,重复 3 ~4次,加水溶解并稀释定容到 10. 0 ml。
1. 2. 2. 2 对照单糖的衍生化。配制含甘露糖 48. 100
μg /ml、核糖 3. 040 0 μg /ml、鼠李糖 43. 160 μg /ml、半乳糖醛
酸 575. 84 μg /ml、葡萄糖 120. 04 μg /ml,半乳糖 320. 40
μg /ml、木糖32. 720 μg /ml、阿拉伯糖307. 84 μg /ml的对照品
混合标准溶液。取该溶液各 500 μl,分别置于具塞试管中;
依次加入 500 μl PMP-甲醇溶液 (0. 5 mol /L)和 NaOH溶液
(0. 3 mol /L) ,70 ℃水浴反应 40 min,取出放置 10 min,冷却
至室温,各加入 500 μl浓度为 0. 3 mol /L 的 HCl溶液中和,
再加入 500 μl氯仿涡旋萃取,弃下层有机相,重复 3次,上层
水相经 0. 45 μm滤膜过滤[5]。
1. 2. 2. 3 样品的衍生化。精密取茶枝柑皮多糖水解溶液
500 μl,按“1. 2. 2. 2”项下衍生化,进行 HPLC分析。
1. 2. 3 色谱条件。色谱柱为 Phenomenex Luna C18(250 mm
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(32):19731 - 19733,19754 责任编辑 石金友 责任校对 傅真治
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.32.105
×4. 60 mm,5 μm) ;流动相为 0. 05 mol /L混合磷酸盐溶液 -
乙腈(80∶20,V/V,pH = 7. 1) ;流速为 1. 0 ml /min;检测波长
为 245 nm;柱温为 30 ℃;进样体积为 20 μl。
1. 2. 4 色谱条件的选择。
1. 2. 4. 1 pH值的选择。分别配制浓度均为 0. 05 mol /L 的
KH2PO4 溶液和 Na2HPO4 溶液,将 Na2HPO4 溶液慢慢滴入
KH2PO4 溶液,分别调至 pH为 6. 7、6. 9、7. 1、7. 3、7. 5 的混合
磷酸盐缓冲溶液,然后与乙腈按 80∶20(V /V)比例混合制成不
同的流动相溶液,取单糖衍生化混合对照品溶液进样,根据
色谱分离情况优选流动相 pH值。
1. 2. 4. 2 流动相中乙腈比例的选择。按“1. 2. 4. 1”项的方
法,配制浓度 0. 05 mol /L(pH 7. 1)的混合磷酸盐缓冲溶液,
然后分别与乙腈按 81∶19、80∶20、79∶21(V /V)的比例混合成流
动相,分别取单糖衍生化混合对照品溶液进样,根据色谱分
离情况优选流动相中乙腈比例。
1. 2. 5 方法学考察。
1. 2. 5. 1 线性关系的考察。精确量取对照品混合溶液0. 25、
0. 50、1. 00、2. 00、4. 00、6. 00、8. 00 ml 分别置 10. 00 ml 量瓶
中,用水稀释至刻度,摇匀,作为系列对照品混合溶液。按
“1. 2. 2. 2”项的方法进行衍生化处理,分别取 20 μl 按
“1. 2. 3”项下色谱条件进行测定,以峰面积对各单糖浓度计
算各单糖标准曲线、相关系数及线性范围。
1. 2. 5. 2 精密度试验。取对照品混合液,按“1. 2. 2. 2”的方
法进行衍生化处理,取 20 μl 按“1. 2. 3”下色谱条件进行测
定,重复进样 6 次,记录峰面积,计算甘露糖、核糖、鼠李糖、
半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖的 RSD。
1. 2. 5. 3 方法重复性试验。取 6 份茶枝柑皮多糖,每份约
25. 0 mg,精密称定,按“1. 2. 2. 1”项进行多糖水解,再按
“1. 2. 2. 3”项的方法做衍生化处理,取 20 μl 按“1. 2. 3”项下
色谱条件进行测定,计录峰面积,计算各单糖的 RSD。
1. 2. 5. 4 稳定性试验 取“1. 2. 2. 3”项下样品溶液,分别在
0、2、4,6、8、12 h,取 20 μl 进样,测定计算 12 h 内的各单糖
RSD。
1. 2. 5. 5 加样回收率试验。精密称定 6 份含量已知的茶枝
柑皮多糖,水解后分别定量(1∶1)加入各单糖对照品溶液,按
“1. 2. 2. 3”项下进行处理,取 20 μl按“1. 2. 3”项下方法测定,
计算平均加样回收率和 RSD。
1. 2. 6 茶枝柑皮多糖样品分析。茶枝柑皮多糖的色谱峰保
留时间进行对比,多糖样品的分析步骤同“1. 2. 2. 1”项,将茶
枝柑皮多糖的色谱峰保留时间与对照单糖进行对比,并计算
茶枝柑皮多糖的单糖组成摩尔比。
2 结果与分析
2. 1 色谱条件的选择
2. 1. 1 pH值的选择。由图 1所示不同 pH值流动相对色谱
峰分离结果可以发现,随着 pH的增高,色谱峰分离度有所增
加,单糖的分析时间却缩短,且在 pH为 7. 1时达到最佳分离
度;随着 pH进一步增高,尽管单糖分析时间也在缩短,色谱
峰分离度却明显降低。因此,选择流动相缓冲盐 pH为 7. 1。
注:A:pH =6. 7、B:pH =6. 9、C:pH =7. 1、D:pH =7. 3、E:pH =7. 5;1.甘露糖 Man;2.核糖 Rib;3.鼠李糖 Rha;4.半乳糖醛酸 GalA;5.葡萄糖
Glc;6.半乳糖 Gal;7.木糖 Xyl;8.阿拉伯糖 Ara。
图 1 pH对衍生物分离效果的影响
Fig. 1 Effects pH value on the separation of derivatives
2.1.2 流动相中乙腈比例的选择。在上述最佳条件下考察不同
配比乙腈色谱分离体系中,8种单糖 - PMP衍生物在 C18柱上的
保留值及分离效果。结果显示,随着乙腈体积分数的增加,单糖
保留时间减少,葡萄糖 Gal与木糖 Xyl的分离度逐渐提高,但是
木糖Xyl与阿拉伯糖 Ara的分离度反而减少,在乙腈浓度达到
20%时,3者的分离度与保留时间达到最佳(图 2)。
2. 2 方法学考察
2. 2. 1 线性关系的考察。通过结果计算得出各单糖标准曲
线、相关系数及线性范围(表1)。由表1可知,各单糖在各自
的浓度范围内有良好的线性关系。
23791 安徽农业科学 2011 年
注:(a)19% acetonitrile、(b)20% acetonitrile、(c)21% acetonitrile;1.甘露糖 Man;2.核糖 Rib;3.鼠李糖 Rha;4.半乳糖醛酸 GalA;5.葡萄糖 Glc;
6.半乳糖 Gal;7.木糖 Xyl;8.阿拉伯糖 Ara。
图 2 不同乙腈用量对 PMP衍生物分离效果的影响
Fig. 2 Effects of acetonitrile dosage on the separation of PMP derivatives
表 1 8种单糖的标准曲线和线性范围
Table 1 Standard curves and linear range of 8 kinds of monosaccha-
ride
单糖
Monosac-
charide
标准曲线
Standard
curve
相关系数
Correlation
coefficient
线性范围
Linear range
μmol /L
Man y =14. 24x +63. 32 0. 999 4 0. 834 ~26. 690
Rib y =14. 28x +35. 88 0. 998 7 0. 063 ~2. 024
Rha y =4. 953x +45. 29 0. 999 3 0. 740 ~23. 690
GalA y =9. 000x +14. 77 0. 999 5 8. 482 ~271. 400
Glc y =7. 087x +43. 40 0. 999 4 2. 082 ~66. 630
Gal y =6. 811x +34. 88 0. 999 0 5. 557 ~177. 800
Xyl y =4. 217x +13. 79 0. 998 9 0. 681 ~21. 790
Ara y =9. 264x +7. 58 0. 999 2 6. 407 ~205. 000
2. 2. 2 精密度试验。计算甘露糖(Man)、核糖(Rib)、鼠李
糖(Rha)、半乳糖醛酸(GalA)、葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、
木糖(Xyl)、阿拉伯糖(Ara)的峰面积的 RSD分别为:0. 94%、
0. 92%、0. 64%、0. 33%、0. 45%、0. 58%、0. 96%、0. 70%,结
果表明仪器精密度良好。
2. 2. 3 重复性试验。计算各单糖峰面积的 RSD 分别为:甘
露糖(Man)1. 24%、核糖(Rib)1. 42%、鼠李糖(Rha)1. 54%、
木糖(Xyl)1. 88%、半乳糖(Gal)1. 20%,半乳糖醛酸(GalA)
0. 98%、阿拉伯糖(Ara)1. 54%、葡萄糖(Glc)1. 10%,结果表
明该方法重复性良好。
2. 2. 4 稳定性试验。计算得 12 h内的各单糖峰面积的 RSD
分别为:甘露糖(Man)2. 17%、核糖(Rib)1. 84%、鼠李糖
(Rha)2. 07%、木糖(Xyl)2. 08%、半乳糖(Gal)1. 52%、半乳
糖醛酸(GalA)1. 26%、阿拉伯糖(Ara)1. 95%,说明室温下样
品溶液在 12 h内稳定。
2. 2. 5 加样回收率试验。计算平均加样回收率分别为:甘
露糖(Man)94. 8%、核糖(Rib)93. 3%、鼠李糖(Rha)95. 1%、
半乳糖醛酸(GalA)95. 8%、葡萄糖(Glc)94. 9%、半乳糖
(Gal)95. 3%、木糖(Xyl)93. 6%、阿拉伯糖(Ara)94. 5%。他
们的 RSD值分别为 1. 24%、2. 75%、0. 86%、2. 09%、2. 43%、
0. 71%、1. 63%、2. 16%,结果表明,回收率较好,方法可行。
2. 3 茶枝柑皮多糖样品分析 将各单糖对照品的色谱峰保
留时间与茶枝柑皮多糖的色谱峰保留时间进行对比,如图 3,
可以确定茶枝柑皮多糖含有(Man)甘露糖 、核糖(Pib)、鼠李
糖(Rha)、半乳糖醛酸(GlaA)、葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、
木糖(Xgl)、阿拉伯糖(Ara)等单糖。各种单糖的摩尔比为
0. 08∶0. 002∶0. 05∶4. 80∶1∶1. 52∶0. 11∶3. 82[6]。
注:1.甘露糖 Man;2.核糖 Rib;3.鼠李糖 Rha;4.半乳糖醛酸 GalA;5.葡萄糖 Glc;6.半乳糖 Gal;7.木糖 Xyl;8.阿拉伯糖 Ara。
图 3 茶枝柑皮水解多糖(A)和对照单糖(B)的衍生物图
Fig. 3 Derivatives of hydrolyzed polysaccharide (A)and control monosaccharide (B)
3 结论
试验对流动相缓冲溶液 pH 值和有机相体积比进行了
选择和优化,结果表明单糖衍生物保留时间及峰分离度与流
动相 pH 值及乙腈体积比有密切关系。
试验利用高效液相色谱 -紫外检测器(HPLC-UV)和普
通 C18色谱柱的建立色谱条件,使 8 种常见单糖得到了良好
的分离,并测定出了茶枝柑皮果胶多糖的单糖组成及含量。
茶枝柑皮多糖色谱图中还有一个 9 号未知峰,需利用 HPLC-
MS等技术对其进行进一步的鉴定研究。
(下转第 19754页)
3379139卷 32期 陈 思等 茶枝柑皮中多糖组成成分的分析
表 1 连钱草挥发油提取因素水平
Table 1 Factors and levels of L9(3
4)orthogonal test
水平
Levels
因素 Factors
浸泡时间 A
Soaking
time∥h
料液比 B
Solid-liquid
ratio∥g /ml
提取时间 C
Extraction
time∥h
NaCl浓度 D
NaCl concen-
tration∥%
1 0 1∶12 3 0
2 1 1∶14 4 5
3 6 1∶16 5 10
2 结果与分析
2. 1 正交试验结果 由表 2可知,极差 RA > RB > RC > RD,
即 4个因素中 A 因素(浸泡时间)对压力共沸精馏提取连
钱草精油的影响最大,为主要影响因素,因素 B(料液比)为
次要因素。对表 2 进行方差分析可知,方差分析与直观分
析结果一致,4 个因素对压力共沸精馏提取连钱草精油均
无明显影响。通过直观分析和方差分析结果得出在压力共
沸精馏提取连钱草精油的工艺中,最佳组合为 A3B3C2D1,即
药材粒度固定为 14目筛,回流比为 4∶1 的条件下,浸泡时间
6 h,料液比 1∶16(g /ml) ,提取时间 4 h,NaCl浓度为 0,提取效
果最佳。
表 2 压力共沸精馏提取连钱草精油的正交试验结果
Table 2 Result of L9(3
4)orthogonal test
试验号
No.
因素水平 Factors and levels
A B C D
精油的得率
Yield of essen-
tial oils∥%
1 1 1 1 1 0. 013 8
2 1 2 2 2 0. 018 5
3 1 3 3 3 0. 018 3
4 2 1 2 3 0. 018 5
5 2 2 3 1 0. 020 8
6 2 3 1 2 0. 023 0
7 3 1 3 2 0. 021 5
8 3 2 1 3 0. 021 8
9 3 3 2 1 0. 030 0
k1 0. 050 6 0. 053 8 0. 058 6 0. 064 6 T =0. 186 2
k2 0. 062 3 0. 061 1 0. 067 0 0. 063 0
k3 0. 073 3 0. 071 3 0. 060 6 0. 058 6
R 0. 007 5 0. 005 9 0. 002 8 0. 002 0
2. 2 最佳工艺条件验证 由表 3 可知,所得到的精油量高
于正交试验的 9组试验结果,故表明在最佳工艺条件下进行
连钱草的提取,不但精油得量高,而且重复性好。
表 3 连钱草精油提取最佳工艺条件验证结果
Table 3 Results of verifying test
试验号
No.
精油得率
Yield of essential oils∥%
平均值
Mean∥%
1 0. 029 1
2 0. 032 1 0. 030 8
3 0. 031 2
3 讨论
压力共沸精馏提取连钱草精油的试验结果显示,浸泡时
间对试验结果产生了最大的影响,原因是浸泡可使组织细胞
膨胀,细胞间隙变大,加速细胞内外液动态交换而有利于精
油的提取,所以适当延长浸泡时间有利于精油的提取,试验
得出压力共沸精馏提取连钱草精油的最佳浸泡时间为 6 h。
试验中,料液比也对精油的提取产生较大影响,溶剂用量是
根据原材料的干燥程度、质地、成分在动植物存在形式及体
积而定的,所加溶液过少,则挥发油提取不全面,所加溶液过
多则精油溶解于溶液而乳化,形成水油共沸物使精油提取率
降低,试验得出的最佳料液比为 1∶16(g /ml)。提取时间也对
试验产生影响,适当提高提取时间,可以让精油被充分提取
出来,但是提取时间过长,精油量不再增加,反而有所下降。
这是因为连钱草精油中含有 6,10-二甲基-2-异丙烯基螺[4,
5]-6-癸烯-8-酮、松莰酮、(+)-喇叭烯、β-葎草烯、石竹烯等
化合物,这些化合物中大部分的沸点都很低,时间久了就会
挥发掉,致使产量下降,试验得出压力共沸精馏提取连钱草
精油的最佳提取时间为 4 h。试验中 NaCl 浓度对连钱草精
油的提取率影响程度最低。
参考文献
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41 -44.
(上接第 19733页)
多糖的基本单糖组成是构成多糖重要活性的基础,高效
分离鉴别多糖中的单糖,对茶枝柑皮果胶多糖的功能开发及
质量控制具有重要意义。
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45791 安徽农业科学 2011 年