免费文献传递   相关文献

蓬蘽悬钩子水杨酸提取工艺及含量变化研究



全 文 :北方园艺2014(16):127~130 ·贮藏保鲜加工·
第一作者简介:赵伟伟(1987-),男,硕士,现主要从事药用植物资
源等研究工作。E-mail:hkdzww@163.com.
责任作者:李爱民(1956-),男,硕士,研究员,现主要从事野生果树
及药用植物的栽培和育种等工作。E-mail:zuojialam@163.com.
基金项目:吉林省科技厅科技支撑资助项目(20130206070NY)。
收稿日期:2014-04-29
蓬蘽悬钩子水杨酸提取工艺及含量变化研究
赵 伟 伟,李 爱 民,张 正 海,张   悦,陈 晓 丹
(中国农业科学院 特产研究所,吉林,长春130112)
  摘 要:以蓬蘽悬钩子为试材,通过正交实验,对蓬蘽悬钩子中游离态与结合态水杨酸的提
取工艺条件进行了优化,并测定了蓬蘽悬钩子生长期各器官中水杨酸含量。结果表明:游离态水
杨酸提取最佳工艺条件为以乙腈为提取溶剂,加入磷酸,超声15min;结合态水杨酸提取最佳工
艺条件乙醚作为提取溶剂,加入磷酸,超声15min。蓬蘽悬钩子新梢和果实中游离态与结合态水杨
酸含量变化趋势相似(r=0.868**和0.986**)。开花期前,新梢水杨酸含量较高(1.179mg/g);开花
期至果实发育期(青果期),新梢水杨酸含量呈下降趋势;果实着色期至充分成熟期,新梢水杨酸
含量呈上升趋势;8月上中旬果实采摘后,新梢水杨酸含量急剧上升(1.434mg/g)。总之,果实水
杨酸含量在整个发育期呈下降趋势,发育期(青果期)果实水杨酸含量比成熟期高。
关键词:蓬蘽悬钩子;水杨酸;提取工艺
中图分类号:S 663.2 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2014)16-0127-04
  蓬蘽悬钩子(Rubus cratacgifolius)属蔷薇科(Rosa-
ceae)悬钩子属(Rubus)树莓亚属(Ideobatus)多年生落叶
    
灌木型果树,果实也称为树莓(Raspberries),中医称为覆
盆子。覆盆子(青果期果实)水杨酸含量较高,能抑制前
列腺素H2合成酶的转录,减少促炎性潜在肿瘤前列腺
素的合成从而达到抗癌的作用,定期摄取含水杨酸的食
物可以减少癌症等疾病的发生[1]。同时,覆盆子还可作
为发汗剂,是治疗感冒、流感、咽喉炎的良药。我国东北
拥有丰富的蓬蘽悬钩子资源,选取优化的提取工艺,研
究悬钩子不同生育期水杨酸含量变化,对合理开发利用
    
[8] 金静,刘会香.广玉兰黑斑病病原菌的生物学特性研究[J].山东农
业大学学报,2009,40(3):325-328.
[9] Luan Y S.First report of Alternariatenuissimacausing disease on blue-
berry in China[J].Plant Dis,2007,91:464.
[10]Simmons E G.Alternaria:An identification manual[M].CBS Fungal
Biodiversity Center,Utrecht,Netherlands,2007.
[11]Andrew M,Peever T L,Pryor B M.An expanded multilocus phylogeny
does not resolve morphological species within the smal-spored Alternaria
species complex[J].Mycologia,2009,101(1):95-109.
[12]曲文文,刘霞,杨克强,等.山东省危害核桃的链格孢属真菌鉴定及
其系统发育[J].植物保护学报,2012,39(2):121-128.
Study on Identification and Biological Characteristics of Caused Agent of
Leaf Perforation on Blueberry
YAN Xue-rui,ZHOU Yuan,ZHAO Rui-jie,DAI Han-ping,FU Jun-fan
(Colege of Plant Protection,Shenyang Agricultural University,Shenyang,Liaoning 110866)
Abstract:Taking sample of leaf perforation identified in blueberry production areas as test material,based on Koch’s
postulates,morphological characters,rDNA-ITS and EF-1αsequences blust and biological characters method,the
pathogenic bacteria,classification status of pathogenic bacteria,pathogen mycelia growth and spore germination under
diferent culture conditions were studied.The results showed that the pathogen was identified as Alternaria alternata,the
mycelia grew best on PDA media,under 30℃,pH 5,dextrose and glycine were the best carbon and nitrogen source
respectively.The spore germination condition was 30℃,pH 5,2%glycine and 2%dextrose suspension.the mycelia died
under 56℃for 10min.
Key words:blueberry;leaf spot;Alternaria alternata;identification;ITS;biological characteristics
721
·贮藏保鲜加工· 北方园艺2014(16):127~130
这一宝贵资源具有重要意义。
不同提取方法直接影响水杨酸的测定结果,对于结
合态水杨酸提取方法有多种,Dini等[2]采用乙腈∶水∶
醋酸(25∶75∶5)超声5min,并用盐酸调节pH 1~2作
为提取条件;徐幼平等[3]用甲醇超声30min,并用DEAE
纤维素进行阴离子交换,再利用Sep-Pak C18短柱富集;
李兆亮等[4]用乙醇、偏磷酸作为提取溶剂并用乙酸乙酯
多次抽提;张玉等[5]采用乙醚和三氯乙酸作为提取溶剂
并加入定量的盐酸,采用多次提取的方式,每次浸提
12h;邓文红等[6]以五角枫叶片为试材,采用90%甲醇
作为初提溶剂,并用盐酸水解结合态水杨酸,然后用三
氯乙酸和乙酸乙酯∶环己烷(1∶1)再次提取;薛峰等[7]
研究了采用甲醇、乙腈等有机试剂提取水杨酸,并加入
乙酸、甲酸及磷酸等进行调节,初步的提取后,直接过滤
即可进样,也可以采用固液提取小柱进一步的纯化,使
得水杨酸更加富集,以减少样品基质的干扰。该试验在
前人的研究基础上,对蓬蘽悬钩子叶片中游离态和结合
态水杨酸的提取过程进行了优化,确定了水杨酸的最佳
提取条件。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试蓬蘽悬钩子的新梢及果实于2013年5~9月,
采集自中国农业科学院特产研究所左家实验基地。新
梢经过自然晾干并粉碎,经10目筛网过滤后备用;果实
采摘以后于-18℃冷冻,使用时在4℃条件下研磨。
水杨酸标准品,德国奥格斯堡市Dr.Ehrenstorfer
GmbH(纯度99.5%);水(超纯水),甲醇、乙腈、磷酸、冰
醋酸为色谱纯,其余试剂均为分析纯。
仪器:FA2204B电子天平(上海精密科学仪器公
司);KQ-300E型超声波发生装置(昆山市超声仪器有限
公司);RE-2000A旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);
HWS24型恒温水浴锅(上海一恒科技有限公司);Waters
ACQUITY UPLC超高效液相色谱仪(二极管阵列检测
器)。
1.2 试验方法
1.2.1 水杨酸提取 取2.0g样品充分研磨后(果实取
5.0g),置于50mL的离心管中,加5%的酸4.0mL,加
水至20.0mL后再加入30mL提取溶剂充分,摇匀,浸
提12h,于下离心5.0min,取出上部有机相,再经溶剂重
复提取2次,合并有机相,真空旋转蒸干后,加入1.0mL,
50%甲醇+乙酸缓冲液(pH 3.2)的混合液将其溶解,置
于Eppendorf管中保存,即为游离态水杨酸样品。残渣
加入18.5%的HCl至浓度为3.2%,于80℃水浴中加热
1h,冷却后用同一有机相提取3次,合并有机相,蒸干后
加入1.0mL,50%甲醇+50%乙酸缓冲液(pH 3.2)的混
合液溶解,置于Eppendorf管中保存,即为结合态水杨酸
样品[2]。样品经0.22μm的微孔过滤器过滤后,用超高
效液相色谱(UPLC)进行检测。
1.2.2 色谱柱 ACQUITY UPLC BEH C18(1.7μm,
2.1mm×50mm),柱温35℃;流动相为V(乙腈)∶V
(pH 1.42磷酸)=30∶70,等梯度洗脱,流速为0.4mL/min,
进样体积2μL;检测波长237nm,光谱范围190~400nm。
用 Waters色谱工作站进行图谱分析,包括组分纯度测
定和定量计算。
1.2.3 标准曲线的建立 精确称取水杨酸标准品,用
50%甲醇+50%乙酸缓冲液(pH 3.2)的混合液配制成5
个不同质量浓度(浓度介于0.24~2.40μg/mL之间)的
标准溶液,按照上述色谱条件依次分析,得标准曲线方
程Y=7.83×106 X-1.99×102(R2=0.9995),根据标准
曲线计算水杨酸含量。
1.2.4 游离态及结合态水杨酸提取工艺研究 试验采
用L9(34)正交设计,设提取溶剂(A)、提取时间(B)和加
酸(C)3个因素,每个因素设3个水平,3次重复,确定最
佳的提取工艺(表1)。
表1 游离态及结合态水杨酸因素水平
  Table 1 Factors and levels of orthogonal
experiment of free and bound salicylic acid
水平
因素
A提取溶剂 B提取时间 C酸
1 乙醇 浸提12h 三氯乙酸
2 乙醚 浸提24h 冰醋酸
3 乙腈 超声15min 磷酸
2 结果与分析
2.1 蓬蘽悬钩子游离态与结合态水杨酸提取工艺条件
优化
试验结果表明,影响游离态水杨酸提取因素所起作
用依次为:A>C>B,即提取溶剂的影响达到了显著水
平,其次为加不同的酸,提取时间影响最小,其最佳的提
取组合为A3B3C3,即用乙腈作为提取溶剂,加入磷酸,超
声15min(表2)。
表2 游离态水杨酸方差分析
  Table 2 Variance analysis for free salicylic acid
误差来源 SS  df  MS  F  P
A  101.29  2  50.65  19.54 <0.05
B  18.36  2  9.18  3.54
C  31.75  2  15.87  6.12
误差 5.18  2  2.59
  注:F0.05(2,2)=19,F0.01(2,2)=99。
经方差分析,影响结合态水杨酸提取因素所起作用
821
北方园艺2014(16):127~130 ·贮藏保鲜加工·
依次为:C>A>B,提取的最佳组合为A2B3C3,即用乙醚
作为提取溶剂,加入磷酸,超声15min(表3)。由于乙醚
具有有特殊刺激气味,极易挥发,并且3种溶剂均未达
到显著水平,因此选取乙腈作为提取溶剂,其它条件保
持不变。
表3 结合态水杨酸方差分析
  Table 3 Variance analysis for bound salicylic acid
误差来源 SS  df  MS  F  P
A  2.27  2  1.14  0.25
B  0.094  2  0.047  0.010
C  19.71  2  9.86  2.15
误差 9.17  2  4.59
2.2 蓬蘽悬钩子新梢及果实不同生长时期水杨酸含量
的变化
2.2.1 新梢水杨酸含量变化 蓬蘽悬钩子5月上旬萌
芽,5月中旬进入新梢生长期,5下旬至6月上旬为开花
期,7月上旬进入着色期,8月上旬果实成充分成熟。试
验结果表明,蓬蘽悬钩子新梢中游离态与结合态水杨酸
含量变化趋势相似(r=0.868**),在新梢生长期,新梢
水杨酸含量较高约为1.179mg/g,开花期至果实发育期
(青果期)新梢水杨酸含量呈逐渐下降趋势,果实着色期
至充分成熟期新梢水杨酸含量呈逐渐上升趋势,8月上
中旬,果实采摘后新梢水杨酸含量急剧上升(图1)。果
实采后树体的营养水平直接影响第2年的产量,水杨酸
能够维持较高的水平将有助于增强植物的抗性,延缓叶
片的衰老,从而积累更多的光合产物。
图1 新梢中不同生长时期水杨酸含量变化
Fig.1 Content change of salicylic acid in shoots at
diferent growing periods
2.2.2 果实水杨酸含量变化 试验结果表明,蓬蘽悬钩
子果实中游离态与结合态水杨酸含量变化趋势相似
(r=0.986**),果实水杨酸含量在整个发育期呈下降趋
势,果实发育期(青果期)水杨酸含量比成熟期高(图2)。
水杨酸也是一种乙烯生物合成的有效抑制剂,而乙烯的
大量生成是果实趋于成熟衰老的重要特征之一。果实
成熟发育过程中,水杨酸水平基本呈下降趋势。果实和
图2 果实中不同生长时期水杨酸含量的变化
Fig.2 Content changes of salicylic acid in
fruit at diferent growing periods
新梢(主要是叶片)可能存在“库源”关系,叶片是生产水
杨酸的主要器官,经由新梢转移到果实或根系。在开花
前新梢可食用或药用;青果期果实水杨酸含量高,适宜
加工药用;成熟期果实水杨酸含量较低,适宜鲜食或加
工成果酒、果酱、果汁等。
2.3 方法的精密度
在上述色谱条件下,对同一对照品溶液重复测定5
次,水杨酸在此测定方法下,波峰保留时间波动小于
0.02min,测得水杨酸峰面积的相对标准偏差为0.27%。
2.4 方法回收率
精确称取已测知水杨酸含量的果实样品5.0g,准
确加入水杨酸对照品溶液,按供试品溶液的制备方法制
备样品,测得其回收率为89.30%~98.66%(表4、5)。
表4 果实中游离态水杨酸的回收率
  Table 4 Rate of recoveries of free salicylic acid in fruit
SA加入量/μg  SA测得量/μg 回收率/% 平均值/% 标准偏差/%
50  49.17  98.34
50  49.33  98.66  97.87  1.10
50  48.31  96.62
  表5 果实中结合态水杨酸的回收率
  Table 5 Rate of recoveries of bound salicylic acid in fruit
SA加入量/μg  SA测得量/μg 回收率/% 平均值/% 标准偏差/%
10  8.96  89.60
10  9.19  91.90  90.27  1.42
10  8.93  89.30
3 结论与讨论
该试验结果表明,影响游离态水杨酸提取因素所起
作用依次为:A>C>B,即提取溶剂的影响达到了显著
水平,其次为加不同的酸,提取时间影响最小,其最佳的
提取组合为A3B3C3,即用乙腈作为提取溶剂,加入磷酸,
超声15min;影响结合态水杨酸提取因素所起作用依次
921
·贮藏保鲜加工· 北方园艺2014(16):127~130
为:C>A>B,提取的最佳组合为A2B3C3,即用乙醚作为
提取溶剂,加入磷酸,超声15min(表2)。由于乙醚具有
特殊刺激气味,极易挥发,并且3种溶剂均未达到显著
水平,因此选取乙腈作为提取溶剂,其它条件保持不变。
蓬蘽悬钩子新梢、果实中游离态与结合态水杨酸含
量变化趋势相似。果实和新梢(主要是叶片)是“库源”
关系,新梢与果实水杨酸含量变化呈负相关。在新梢生
长期,新梢水杨酸含量较高,开花期至果实发育期(青果
期)新梢水杨酸含量呈下降趋势,果实着色至充分成熟
期新梢水杨酸含量呈上升趋势,8月中旬果实采摘后新
梢水杨酸含量急剧上升。果实中的水杨酸在整个发育
期呈下降趋势,发育期(青果期)果实水杨酸含量比进入
成熟期高。因此认为,蓬蘽悬钩子在开花前可采集新梢
利用;青果期果实水杨酸含量高,适宜加工药用;成熟期
果实水杨酸含量较低,适宜鲜食或加工成果酒、果酱、果
汁等。
目前,对植物中水杨酸测定的方法较多,由于分析
方法和样品的原产地、加工、存储的不同造成测定结果
有很大差异[8],而提取的过程、方法和不同取样时期等
的差异也可能会导致所测的结果不同。水杨酸检测过
程中,荧光检测器比紫外检测器更具特异性,而且能使
检测结果更加准确[9],但是含有吸电子基的基团能使水
杨酸发生荧光猝灭,提取过程中加入的盐酸、三氯乙酸、
冰醋酸等使水杨酸的荧光减弱。可以利用超高效液相
中的二极管阵列检测器,避开其它物质的干扰,达到准
确检测的目的。
参考文献
[1] Paterson J,Baxter G,Lawrence J,et al.Is there a role for dietary salicy-
lates in health?[J].Proceedings of the Nutrition Society,2006,65:93-96.
[2] Dini P V,Peter C H,Holman J,et al.Determination of acetylsalicylic
acid and salicylic acid in foods,using HPLC with fluorescence detection[J].J
Agric Food Chem,1996,44(7):1762-1767.
[3] 徐幼平,马志超,蔡新忠.反相高效液相色谱测定番茄组织中的水杨
酸[J].植物生理学通讯,1997(1):49-52.
[4] 李兆亮,原永兵,李冬梅.薄层层析和高效液相层析技术结合测定植
物叶片水杨酸含量[J].植物生理学通讯,1997(2):130-132.
[5] 张玉,陈昆松,张上隆.猕猴桃果实中内源水杨酸的提取测定及其在
采后研究中的应用[J].中国食品学报,2004,4(3):6-9.
[6] 邓文红,张风娟,金幼菊.反相高效液相色谱法测定植物组织中的水
杨酸[J].北京林业大学学报,2007(1):151-154.
[7] 薛峰,林毅侃,马跃龙,等.食品中水杨酸含量测定方法的研究进展
[J].食品工业科技,2012(14):429-431.
[8] Swain A R,Dutton S P,Truswel A S,et al.Salicylates in food[J].
Nutrition Reviews,1996,54:357-359.
[9] Michael J S,Dominic P T R,Lesley A W,et al.Free salicylic acid and
acetyl salicylic acid content of foods using gas chromatography-mass spec-
trometry[J].Food Chemistry,2007,105:273-279.
Study on Extraction Process and Content of Salicylic Acid fromRubuscratacgifolius
ZHAO Wei-wei,LI Ai-min,ZHANG Zheng-hai,ZHANG Yue,CHEN Xiao-dan
(Institute of Specialty,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Changchun,Jilin 130112)
Abstract:Taking Rubus cratacgifolius as material,the extraction conditions of the free and bound salicylic acid in Rubus
cratacgifolius were optimized by orthogonal test.The results showed that the best extraction conditions for free salicylic
acid were:acetonitrile as the extraction solvent and adding phosphate,ultrasound 15min;for bound salicylic acid were
diehyl ether as the extraction solvent and adding phosphate,ultrasound 15min.The free and bound salicylic acid displayed
similar trends in Rubus cratacgifolius shoots or fruits(r=0.868**and 0.986**);the salicylic acid content of new
shoots shown a higher levels(1.179mg/g)before flowering,and declined gradualy from flowering period to fruit
development period(Chinese white olive period),increased gradualy from coloring to fuly mature period,and a sharp rise
after picking the fruit in mid-August(1.434mg/g).In a word,the salicylic acid content of fruit decreased in the whole
growth period,and showed higher level than mature period.
Key words:Rubus cratacgifolius;salicylic acid;extraction process
031