[目的] 研究五味子木脂素在不同纯化程度下的抗氧化性能,为开发富集木脂素的五味子功能食品提供理论依据。[方法] 采用微波-超声波联用法提取五味子木脂素,得木脂素粗提液; 首先用AB-8大孔吸附树脂对粗提液初步纯化,用pH10、体积分数100%的乙醇进行洗脱; 采用高效液相色谱进行定性分析,检测方法为: Venusil XBP C18 柱(150 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为甲醇(B)-水(A),梯度洗脱条件: 0~7 min (67%B)、7~13 min(67%~75%B)、13~22 min (75%~80%B)、22~30 min(80%~67%B),检测波长220 nm,流速0.8 mL·min-1,进样量10 μL,柱温为室温; 面积归一法计算木脂素纯度,粗提液中木脂素纯度为29.33%,大孔树脂初步纯化后的木脂素纯度为58.95%; 再采用制备液相色谱进一步纯化粗提液,检测方法为: Adsorbosphere XL C18柱 (250 mm×22 mm,5 μm),流动相为甲醇(A)-水(B),梯度洗脱条件: 0~10 min (75%A)、10~15 min(75%~78%A)、15~38 min (75%~80%A),检测波长220 nm,流速10 mL·min-1,进样量3 mL,柱温为室温; 经制备液相纯化后,得到4个木脂素单体,五味子醇甲纯度为95.40%,五味子酯甲纯度为98.85%,五味子甲素纯度为94.76%,五味子乙素纯度为96.44%; 比较不同纯度组分木脂素的还原能力,对·O2-、·OH、H2O2、DPPH自由基、ABTS自由基的清除能力,评价纯化作用对五味子木脂素抗氧化能力的影响。[结果] 在0.1~0.5 mg·mL-1范围内,不同纯度组分的五味子木脂素均表现出一定的抗氧化能力,但均低于抗坏血酸; 纯化后的木脂素抗氧化能力均低于未纯化的木脂素粗提液,制备液相得到的单体中,五味子乙素的抗氧化能力较强。[结论] 五味子木脂素粗提液中含有多糖等成分,五味子多糖具有抗氧化能力; 木脂素、多糖等成分协同作用,抗氧化能力强; 经大孔树脂初步纯化后,除去了多糖等大分子物质,单独的木脂素抗氧化能力相对变弱。 此结果说明,随着纯化程度增大,物质组分单一程度高,物质的生物活性不一定随之增强; 制备液相得到的单体中,五味子乙素的抗氧化能力较强,原因可能与其联苯环、辛烯环上的取代基有关。
[Objective] Schisandra chinensis is the dried ripe fruit of Schisandra chinensis. Lignans are the major active ingredients of S. chinensis, which have many pharmacological actions. So far in China, except for the raw of S.chinensis, existing products are mostly Chinese patent drugs. Studies on antioxidant activities under different purities will provide theoretical references for developing lignan-rich Schisandra functional foods. [Method] Microwave-ultrasound extraction methods were used in extracting lignans from S.chinensis, and purify the crude extracts of lignan from S.chinensis. It is preliminarily purified with AB-8 macroporous resin and then eluted with pH10.0, 100% ethanol. This step can remove macromolecular substances, playing a role in preliminarily purifying the crude extracts of lignan from S.chinensis.Qualitive analyses were made by high performance liquid chromatography (HPLC), the separated conditions of Venusil XBP C18 (150 mm×4.6 mm,5 μm), methanol(B)-water(A) was used as gradient mobile phase (0-7 min 67%B, 7-13 min 67%-75%B, 13-22 min 75%-80%B, 22-30 min 80%-67%B),the detection wavelength was set at 220 nm,the flow rate was 0.8 mL·min-1, sample solution was 10 μL, the column temperature was as room temperature. And the purity of lignans was calculated by area normalization: in the crude extracts, the purity of lignans was 29.33% and the purity of lignans preliminarily purified by macroporous resin was 58.95%. Then the crude extracts were further purified by preparative liquid chromatography (PLC), the separated conditions of Adsorbosphere XL C18 (250 mm ×22 mm,5 μm), methanol(A)-water(B) was used as gradient mobile phase (0-10 min 75%A, 10-15 min 75%-78%A, 15-38 min 75%-80%A),the detection wavelength was set at 220 nm,the flow rate was 10 mL·min-1, sample solution was 3 mL, the column temperature was as room temperature.Four lignan monomers were obtained by PLC; purities of schisandrin, schisantherin A, deoxyschizandrin and schisandrin B were 95.40%, 98.85%, 94.76% and 96.44%, respectively. The reducing capacities and free radical scavenging capacities (·O2-,·OH, H2O2, DPPH and ABTS) of lignans from S.chinensis of different purities were compared, and an evaluation was made for effect of purification on antioxidant activities of lignans.[Result] In the range of 0.1 to 0.5 mg·mL-1, purified lignan extracts showed weaker antioxidant activity than that of unpurified crude lignan extracts; in the monomers obtained by PLC, schisandrin B showed a stronger antioxidant activity.[Conclusion] The crude extracts of lignan from S.chinensis contains polysaccharides and other ingredients, polysaccharide has antioxidant capacity. The synergistic reactions among lignans, polysaccharides and other ingredients make a stronger antioxidant capacity.Yet after purifying the crude extracts with AB-8 macroporous resin, the polysaccharides was removed, the antioxidant capacity of individual lignan is relatively weaker. These results indicate that as the degree of purification is increased, the single degree of material‘s component is higher, but biological activity of the substance is not necessarily increased as well. And in the monomers obtained by PLC, schisandrin B showed a stronger antioxidant activity, the reason may be related to the substituent on its biphenyl ring and octylene ring.
全 文 :第 51 卷 第 9 期
2 0 1 5 年 9 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51,No. 9
Sep.,2 0 1 5
doi:10.11707 / j.1001-7488.20150913
收稿日期: 2014 - 09 - 15; 修回日期: 2014 - 10 - 14。
基金项目: 功能(保健)食品产品开发及其生物活性研究(PXM2013_014207_000048) ; 农产品加工及贮藏工程北京市重点建设学科项目
(PXM2013 - 014207 - 000057)。
* 韩涛为通讯作者。
纯化作用对五味子木脂素抗氧化性的影响*
谷艳菲1 闫伯前2 丁 轲1 王宗义1 张忠杰3 韩 涛1
(1. 北京农学院食品科学与工程学院 农产品有害微生物及农残安全检测与控制北京市重点实验室 北京 102206;
2.北京农学院植物科学技术学院 北京 102206; 3.国家粮食局科学研究院 北京 100037)
摘 要: 【目的】研究五味子木脂素在不同纯化程度下的抗氧化性能,为开发富集木脂素的五味子功能食品提供
理论依据。【方法】采用微波 -超声波联用法提取五味子木脂素,得木脂素粗提液; 首先用 AB-8 大孔吸附树脂对
粗提液初步纯化,用 pH10、体积分数 100% 的乙醇进行洗脱; 采用高效液相色谱进行定性分析,检测方法为:
Venusil XBP C18 柱(150 mm × 4. 6 mm,5 μm),流动相为甲醇(B) -水(A),梯度洗脱条件: 0 ~ 7 min (67% B)、7 ~
13 min(67% ~ 75% B)、13 ~ 22 min ( 75% ~ 80% B )、22 ~ 30 min ( 80% ~ 67% B ),检测波长 220 nm,流速
0. 8 mL·min - 1,进样量 10 μL,柱温为室温; 面积归一法计算木脂素纯度,粗提液中木脂素纯度为 29. 33%,大孔树
脂初步纯化后的木脂素纯度为 58. 95% ; 再采用制备液相色谱进一步纯化粗提液,检测方法为: Adsorbosphere XL
C18 柱 (250 mm × 22 mm,5 μm),流动相为甲醇 (A) - 水 ( B),梯度洗脱条件: 0 ~ 10 min (75% A)、10 ~ 15 min
(75% ~ 78% A)、15 ~ 38 min (75% ~ 80% A),检测波长 220 nm,流速 10 mL·min - 1,进样量 3 mL,柱温为室温; 经制
备液相纯化后,得到 4 个木脂素单体,五味子醇甲纯度为 95. 40%,五味子酯甲纯度为 98. 85%,五味子甲素纯度为
94. 76%,五味子乙素纯度为 96. 44% ; 比较不同纯度组分木脂素的还原能力,对·O2 -、·OH、H2O2、DPPH 自由基、
ABTS 自由基的清除能力,评价纯化作用对五味子木脂素抗氧化能力的影响。【结果】在 0. 1 ~ 0. 5 mg·mL - 1范围
内,不同纯度组分的五味子木脂素均表现出一定的抗氧化能力,但均低于抗坏血酸; 纯化后的木脂素抗氧化能力均
低于未纯化的木脂素粗提液,制备液相得到的单体中,五味子乙素的抗氧化能力较强。【结论】五味子木脂素粗提
液中含有多糖等成分,五味子多糖具有抗氧化能力; 木脂素、多糖等成分协同作用,抗氧化能力强; 经大孔树脂初
步纯化后,除去了多糖等大分子物质,单独的木脂素抗氧化能力相对变弱。此结果说明,随着纯化程度增大,物质组
分单一程度高,物质的生物活性不一定随之增强; 制备液相得到的单体中,五味子乙素的抗氧化能力较强,原因可
能与其联苯环、辛烯环上的取代基有关。
关键词: 五味子; 木脂素; 抗氧化活性; 纯化; 制备液相
中图分类号: S567 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2015)09 - 0096 - 10
Effect of Purification on Antioxidative Activity of Lignan Fractions
from Schisandra chinensis
Gu Yanfei1 Yan Boqian2 Ding Ke1 Wang Zongyi1 Zhang Zhongjie3 Han Tao1
(1 . Beijing Key Laboratory of Agricultural Product Detection and Control of Spoilage Organisms and Pesticide Residue College of Food
Science and Engineering,Beijing University of Agriculture Beijing 102206; 2 . College of Plant Science and Technology,Beijing University of
Agriculture Beijing 102206; 3 . Academy of State Administration of Grain Beijing 100037)
Abstract: 【Objective】Schisandra chinensis is the dried ripe fruit of Schisandra chinensis. Lignans are the major active
ingredients of S. chinensis,which have many pharmacological actions. So far in China,except for the raw of S. chinensis,
existing products are mostly Chinese patent drugs. Studies on antioxidant activities under different purities will provide
theoretical references for developing lignan-rich Schisandra functional foods. 【Method】Microwave-ultrasound extraction
methods were used in extracting lignans from S. chinensis,and purify the crude extracts of lignan from S. chinensis. It is
preliminarily purified with AB-8 macroporous resin and then eluted with pH10. 0,100% ethanol. This step can remove
macromolecular substances,playing a role in preliminarily purifying the crude extracts of lignan from S. chinensis. Qualitive
analyses were made by high performance liquid chromatography (HPLC),the separated conditions of Venusil XBP C18
第 9 期 谷艳菲等: 纯化作用对五味子木脂素抗氧化性的影响
(150 mm × 4. 6 mm,5 μm),methanol(B)-water(A) was used as gradient mobile phase (0 - 7 min 67% B,7 - 13 min
67% - 75% B,13 - 22 min 75% - 80% B,22 - 30 min 80% - 67% B),the detection wavelength was set at 220 nm,the
flow rate was 0. 8 mL·min - 1,sample solution was 10 μL,the column temperature was as room temperature. And the
purity of lignans was calculated by area normalization: in the crude extracts,the purity of lignans was 29. 33% and the
purity of lignans preliminarily purified by macroporous resin was 58. 95% . Then the crude extracts were further purified by
preparative liquid chromatography ( PLC),the separated conditions of Adsorbosphere XL C18 (250 mm × 22 mm,5
μm),methanol(A)-water(B) was used as gradient mobile phase (0 - 10 min 75% A,10 - 15 min 75% - 78% A,15 -
38 min 75% - 80% A),the detection wavelength was set at 220 nm,the flow rate was 10 mL·min - 1,sample solution was
3 mL, the column temperature was as room temperature. Four lignan monomers were obtained by PLC; purities of
schisandrin,schisantherin A,deoxyschizandrin and schisandrin B were 95. 40%,98. 85%,94. 76% and 96. 44%,
respectively. The reducing capacities and free radical scavenging capacities (·O2 -,·OH,H2O2,DPPH and ABTS) of
lignans from S. chinensis of different purities were compared,and an evaluation was made for effect of purification on
antioxidant activities of lignans.【Result】In the range of 0. 1 to 0. 5 mg·mL - 1,purified lignan extracts showed weaker
antioxidant activity than that of unpurified crude lignan extracts; in the monomers obtained by PLC,schisandrin B showed
a stronger antioxidant activity.【Conclusion】The crude extracts of lignan from S. chinensis contains polysaccharides and
other ingredients,polysaccharide has antioxidant capacity. The synergistic reactions among lignans,polysaccharides and
other ingredients make a stronger antioxidant capacity. Yet after purifying the crude extracts with AB-8 macroporous resin,
the polysaccharides was removed,the antioxidant capacity of individual lignan is relatively weaker. These results indicate
that as the degree of purification is increased,the single degree of material’s component is higher,but biological activity
of the substance is not necessarily increased as well. And in the monomers obtained by PLC,schisandrin B showed a
stronger antioxidant activity,the reason may be related to the substituent on its biphenyl ring and octylene ring.
Key words: Schisandra chinensis; lignan; antioxidation; purification; PLC
五味子 ( Schisandra chinensis)别名味子、药葡
萄、山花椒,为木兰科(Magndiaceae)五味子属藤本
植物(王森等,2003)。国家卫生部于 2000 年印发
的《可用于保健食品的物品名单》中,明确五味子可
用于生产保健食品。
木脂素是一类主要通过 p -羟基苯乙烯单体氧
化耦合而成的小分子质量次生代谢产物(李欣等,
2006)。五味子属木脂素类化合物是以 1,2,3,4 -
联苯 - 1,3 -环辛二烯为母核的木脂素,是五味子抗
氧化能力的主要功能成分 (皮子凤等,2012; 应国
清等,2005),其药用功能包括对肝脏、心血管、中枢
神经系统、神经元的保护作用,抗肿瘤、抗 HIV、降血
脂及增强记忆力作用 (杨放等,2003; Park et al.,
2009; 孙潇等,2009)。
五味子木脂素的提取常用溶剂提取法、超声波
提取法、微波提取法及超临界萃取法(欧阳小光等,
2012; 周玲等,2010; 黄惠华等,2006; 戴军等,
2010)。国内外已提取得到的五味子木脂素单体化
合物有近 40 种(罗钟桓,2011),其中五味子甲素、
五味子乙素、五味子酯甲及五味子醇甲为 4 个主要
功能单体,均具有一定的抗氧化能力 (徐冰等,
2012; 谢宇等,2010)。然而,经提取纯化得到不同
纯度五味子木脂素的过程中,纯化作用是否对其抗
氧化性产生影响未见报道。
本研究以五味子甲素、五味子乙素、五味子酯甲
及五味子醇甲为研究对象,首先用 AB-8 大孔吸附
树脂对五味子木脂素粗提液进行初步纯化,再用高
效制备液相色谱分离木脂素单体,比较粗提液、部分
纯化的粗提液及木脂素单体的还原能力,对·O2
-、
·OH、DPPH、ABTS 自由基及 H2O2 的清除能力,评价
纯化作用对五味子木脂素抗氧化性的影响,为开发
富集木脂素的五味子功能食品提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料、试剂及仪器
原料: 五味子(购自延边州和龙市八家子镇仲
乡林场),果实 60 ℃烘干 12 h,粉碎后过 60 目筛,干
燥保存。
试剂: 五味子甲素、五味子乙素、五味子醇甲、
五味子酯甲(中国食品药品检定研究院)均为标准
品; AB-8 大孔吸附树脂(天津市光复精细化工研究
所); 其他试剂除甲醇为色谱纯外,均为分析纯或生
化试剂。
主要设备和仪器: 日本 Shimadzu 高效液相色谱
仪: DGV-20A5 脱气机、LC-20AD 二元泵、自动进样
器(20 μL 定量环)、CTO-20A /C 柱温箱、SCL-10AVP
79
林 业 科 学 51 卷
控制器、SPD-M20A 二极管检测器、Class-VP 工作站
软件; 高效制备液相色谱仪: 2PB00C 系列平流泵
(北京卫星制造厂)、手动进样器 (5 mL 定量环)、
Lab Alliance Model 201 型紫外检测器、N2000 工作
站软件; T6 新世纪紫外 -可见分光光度计(北京普
析通用仪器有限责任公司)。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 五味子木脂素的提取 在五味子粉末中加
入体积分数为 80%的乙醇,料液比为 1 ∶ 15,先微波
功率 160 W 提取 6. 5 min,再超声波功率 71 W 提取
23 min,进行微波 -超声波联用法提取,旋转蒸发得
浸膏,用蒸馏水复溶得到五味子木脂素粗提液 (魏
殿文等,2010)。
1. 2. 2 AB-8 大孔吸附树脂对五味子木脂素粗提液
分离纯化条件的确定 参照文献 (孟宪军等,
2009),通过静态吸附试验,确定最适上样液 pH、洗
脱剂乙醇体积分数、洗脱剂乙醇 pH;参照文献 (尹
湉等,2007),通过动态吸附试验,确定最大上样量、
水洗终点,分别用 90%,100%,pH 10. 0、90% 的乙
醇溶液及 pH 10. 0、100% 的乙醇溶液洗脱,优化洗
脱结果。
1. 2. 3 高效液相色谱优化分离五味子木脂素单体
1) 高效液相色谱条件 Venusil XBP C18 柱 (150
mm × 4. 6 mm,5 μm),流动相为甲醇(B) - 水(A),
梯度洗脱条件: 0 ~ 7 min (67% B)、7 ~ 13 min
(67% ~ 75% B)、13 ~ 22 min (75% ~ 80% B)、22 ~
30 min (80% ~ 67% B); 检测波长 220 nm,流速
0. 8 mL·min - 1,进样量 10 μL,柱温为室温。
2) 高效液相色谱检测木脂素混合标准品及粗
提液 将混匀的 4 种五味子木脂素标准溶液、木脂
素粗提液及部分纯化后的粗提液按上述色谱条件进
行液相分析,并用面积归一法计算纯度 (曲庆等,
2010)。
1. 2. 4 制备液相色谱纯化木脂素粗提液 1) 制备
液相色谱条件 Adsorbosphere XL C18柱 (250 mm ×
22 mm,5 μm),流动相为甲醇(A) -水(B),梯度洗
脱条件: 0 ~ 10 min (75% A)、10 ~ 15 min(75% ~
78% A)、15 ~ 38 min (75% ~ 80% A); 检测波长
220 nm,流速 10 mL·min - 1,进样量 3 mL,柱温为
室温。
2) 制备液相色谱纯化木脂素粗提液 按上述
制备液相色谱条件,将经 AB-8 大孔吸附树脂部分
纯化后的粗提液注入手动进样器,根据紫外监测结
果,收集保留时间相同的流出液。
3) 定性及纯度检测 高效液相色谱分别对分
离得到的化合物进行检测,与标准品对比,采用外标
法及内标法确定化合物种类,并用面积归一法计算
纯度(曲庆等,2010)。
1. 2. 5 不同纯度组分五味子木脂素的抗氧化性
1) 还原能力的比较 参照文献(Wittmann,2007),
采用普鲁士兰法,分别取一定浓度的粗提液,部分纯
化的粗提液,五味子醇甲、五味子酯甲、五味子甲素
及五味子乙素溶液(以下简称样品溶液),测其还原
能力。以蒸馏水作为空白,以与样品溶液浓度相同
的抗坏血酸溶液用相同方法测定作为参比(下同)。
还原能力 ΔA = A样品 - A空白。
2) 对·O2
-的清除作用 参照文献(郭春梅等,
2005),采用邻苯三酚氧化法,分别研究一定浓度的
样品溶液对·O2
- 的清除作用,以蒸馏水作为空白。
清除率(% ) =[(A0 - Ai) /A0]× 100%。
3) 对·OH 的清除作用 参照文献(许申鸿等,
2000),采用结晶紫分光光度法,分别测定一定浓度
的样品溶液对·OH 的清除作用。清除率 (% ) =
(A s - Ab) /(A0 - Ab) × 100%。
4) 对 DPPH 自由基的清除作用 参照文献
(Yen et al.,1994),分别测定一定浓度的样品溶液
对 DPPH 的清除作用。清除率 (% ) = [1 - ( Ai -
Aj) /A e]× 100%。
5) 对 ABTS 自由基的清除作用 参照文献
(Salluca et al.,2008),分别测定一定浓度的样品溶
液对 ABTS 的清除作用,以蒸馏水作为空白。清除
率(% ) = (A对照 - A样品 ) /A对照 × 100%。
6) 对 H2O2 的清除作用 参照文献(Lin et al.,
2004),采用辣根过氧化物酶法,分别测定一定浓度
的样品溶液对 H2O2 的清除作用,以蒸馏水作为空
白。清除率(% ) = (A对照 - A样品 ) /A对照 × 100%。
2 结果与分析
2. 1 AB-8 大孔吸附树脂对五味子木脂素粗提液分
离纯化条件的确定
2. 1. 1 静态吸附试验 1) 粗提液 pH 对五味子木
脂素吸附率的影响 酸性粗提液的吸附率高于碱性
粗提液 (图 1 )。 pH10 的粗提液吸附率为 pH2 的
16% ; 粗提液的初始 pH 为 3,吸附率为 pH2 的
95%,相差不大,因此选用不调 pH 的粗提液进行大
孔树脂吸附纯化。
2) 洗脱液乙醇体积分数及 pH 对五味子木脂
素洗脱率的影响 随着乙醇体积分数的增大,五味
子木脂素的洗脱率增大(图 2)。50%乙醇洗脱率为
100%乙醇的 40%,90%乙醇洗脱率为 100%乙醇的
89
第 9 期 谷艳菲等: 纯化作用对五味子木脂素抗氧化性的影响
93%,相差不大,因此选 90%和 100%乙醇做进一步
洗脱优化。
洗脱液 pH 在 3 ~ 11 范围内,随着 pH 增大,五
味子木脂素洗脱率增大(图 3),pH10 的乙醇洗脱率
为 74. 63%,pH11 的乙醇洗脱率为 76. 64% ; pH 增
大至 12,乙醇洗脱率减小到 72. 19%。因此,调乙醇
洗脱液 pH 为 10 进行洗脱。
图 1 大孔吸附树脂对不同 pH 粗提液的吸附率
Fig. 1 Adsorption rate of macroporous resin adsorbing
crude extract of lignans at different pH
图 2 不同洗脱液乙醇体积分数的五味子木脂素洗脱率
Fig. 2 Desorption rate of lignans from S. chinensis
elution at different ethanol concentrations
图 3 不同洗脱液乙醇 pH 的五味子木脂素洗脱率
Fig. 3 Desorption rate of lignans from S. chinensis
elution at different ethanol pH
2. 1. 2 动态吸附试验 1) 动态吸附曲线及去离子
水洗脱曲线 大孔吸附树脂对粗提液的动态吸附曲
线见图 4。随收集管数增加,五味子木脂素浓度不
断增大,收集液的前 7 管保持低浓度流出,第 8 管时
五味子木脂素浓度开始明显增大,说明此时上样液
饱和,最大上样量为 80 mL,即 8 倍柱体积。
去离子水对大孔吸附树脂的洗脱曲线见图 5。
随收集管数增加,五味子木脂素浓度不断减小,第
11 管时五味子木脂素浓度开始增大,说明此时蒸馏
水洗脱流出木脂素,因此水洗终点为 100 mL,即 10
倍柱体积。
2) 不同体积分数、pH 乙醇的洗脱曲线 不同
体积分数、pH 乙醇的洗脱曲线见图 6。按洗脱液开
始检测出木脂素的管数、洗脱液木脂素浓度最高的
管数、检测无木脂素的管数,结果见表 1。 pH10、
100%的乙醇洗脱效果优于其他洗脱剂,随着收集管
数增加,五味子木脂素浓度不断减小,确定洗脱终点
为 70 mL,即 7 倍柱体积。
2. 2 高效液相色谱检测五味子木脂素粗提液
2. 2. 1 高效液相色谱检测五味子木脂素混合标准品
比较单体色谱图保留时间,确定 4 个峰依次为五味子
醇甲、五味子酯甲、五味子甲素和五味子乙素(图 7)。
表 1 不同体积分数、pH 乙醇的洗脱结果比较
Tab. 1 Results of the elution of lignans from S. chinensis with ethanol at different concentrations and pH
洗脱剂条件
Conditions of elution
洗脱出木脂素的初始管数
及木脂素浓度
The initial number of tubes of
lignans and the concentration
of lignans are eluted /(mg·mL - 1 )
洗脱出木脂素浓度
最高的管数及浓度
The number of tubes and
concentration with the highest
concentration of lignans
are eluted /(mg·mL - 1 )
洗脱至无明显
木脂素流出的管数
The number of tubes is
eluted until there is no
significant outflow
of lignans
90%乙醇 90% ethanol 5,0. 174 7,0. 373 16
100%乙醇 100% ethanol 5,0. 233 7,0. 481 14
pH10,90%乙醇 pH10,90% ethanol 3,0. 160 6,0. 541 20
pH10,100%乙醇 pH10,100% ethanol 3,0. 193 6,0. 610 14
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林 业 科 学 51 卷
图 4 大孔吸附树脂对粗提液的动态吸附曲线
Fig. 4 Dynamic adsorption curve of lignans from S. chinensis
adsorbing by macroporous resin
每管 10 mL。10 mL per tube.
图 5 去离子水对大孔吸附树脂的洗脱曲线
Fig. 5 Adsorption curve of deionized water on macroporous resin
每管 10 mL。10 mL per tube.
2. 2. 2 高效液相色谱检测五味子木脂素粗提液及
部分纯化后的粗提液 根据五味子木脂素混合标准
品色谱图,比较保留时间,确定粗提液中的木脂素种
类 (图 8,9)。面积归一法计算得粗提液中木脂素
总纯度为 29. 33%,大孔树脂部分纯化后的木脂素
纯度为 58. 95%,纯化倍数为 2. 01 倍。
2. 3 制备液相色谱纯化木脂素粗提液
按照 1. 2. 4 制备液相色谱条件,对部分纯化后
的粗提液进一步纯化,见图 10。
收集保留时间相同的流出液,并用高相液相色
谱对 4 个流出液进行色谱分析,经验证,所收集的流
出液依次为五味子醇甲、五味子酯甲、五味子甲素及
五味子乙素,各单体木脂素的高效液相色谱图如图
11 所示。
五味子木脂素粗提液经大孔树脂及高效制备液
相色谱 2 次纯化,得到不同纯度组分的木脂素,面积
归一法计算得到不同组分木脂素纯度见表 2。
高效制备液相色谱纯化后可以得到纯度较高的
木脂素单体(表 2),与粗提液中各单体相比,五味子
醇甲纯化倍数为 33. 36 倍,五味子酯甲纯化倍数为
6. 58 倍,五味子甲素纯化倍数为 12. 13 倍,五味子
乙素纯化倍数为 26. 57 倍。
2. 4 不同纯度组分五味子木脂素的抗氧化能力
2. 4. 1 还原能力的比较 五味子木脂素具有一定
还原能力(图 12)。在 0. 1 ~ 0. 5 mg·mL - 1范围内,
图 6 不同体积分数、pH 乙醇对大孔吸附树脂的洗脱曲线
Fig. 6 The elution curve of macroporous resin with ethanol at different concentrations and pH
每管 5 mL。5 mL per tube.
001
第 9 期 谷艳菲等: 纯化作用对五味子木脂素抗氧化性的影响
图 7 五味子木脂素混合标准品高效液相色谱
Fig. 7 HPLC Chromatograms of lignans from Schisandra chinensis
1. 五味子醇甲 Schisandrin; 2. 五味子酯甲 Schisantherin A;
3. 五味子甲素 Deoxyschizandrin; 4. 五味子乙素 Schizandrin B.
下同。The same below.
图 8 五味子木脂素粗提液高效液相色谱
Fig. 8 HPLC Chromatograms of the crude extracts of lignan
from Schisandra chinensis
图 9 部分纯化后的木脂素粗提液高效液相色谱
Fig. 9 HPLC Chromatograms of the crude extracts of lignan
separated by macroporous resin
图 10 部分纯化后的木脂素粗提液制备液相色谱
Fig. 10 Preparative chromatogram of the crude extracts of
lignan separated by macroporous resin
图 11 制备液相纯化后的木脂素单体高效液相色谱
Fig. 11 HPLC Chromatograms of the monomers of lignan from S. chinensis separated by PCL
101
林 业 科 学 51 卷
表 2 不同组分五味子木脂素的纯度
Tab. 2 Purities of lignan fractions from S. chinensis %
不同纯度组分五味子木脂素
Purities of lignan fractions from S. chinensis
木脂素总纯度
Purities of lignan
五味子醇
甲纯度
Purities of
schisandrin
五味子酯
甲纯度
Purities of
schisantherin A
五味子
甲素纯度
Purities of
deoxyschizandrin
五味子
乙素纯度
Purities of
schizandrin B
粗提液 Crude extracts 29. 33 2. 86 15. 03 7. 81 3. 63
大孔吸附树脂初步纯化后的粗提液
Lignans preliminarily purified by macroporous resin
58. 95 8. 18 33. 11 9. 46 8. 2
高效制备液相色谱纯化后的木脂素单体
The monomers lignin obtained by PLC
— 95. 40 98. 85 94. 76 96. 44
不同纯度组分木脂素的还原能力均随浓度增大而增
加,由大到小依次为粗提液 > 部分纯化的粗提液 >
五味子乙素 >五味子酯甲 >五味子甲素 >五味子醇
甲,其中,粗提液明显高于五味子乙素,五味子乙素
明显高于部分纯化的粗提液,其他三组分差异不明
显。各组分木脂素还原能力均明显低于抗坏血酸的
还原能力。
图 12 不同组分木脂素的还原能力
Fig. 12 Reducing power of lignan fractions from S. chinensis
2. 4. 2 对·O2
-的清除作用 五味子木脂素具有一
定清除·O2
-的能力(图 13)。在 0. 1 ~ 0. 5 mg·mL - 1
范围内,不同纯度组分木脂素对·O2
-的清除能力均
随浓度增大而增加,由大到小依次为粗提液 > 五味
子乙素 >部分纯化后的粗提液 >五味子醇甲 >五味
子酯甲 >五味子甲素,其中,粗提液明显高于其他组
分,后者差异不明显。与相同浓度抗坏血酸(参比)
的清除能力相比,粗提液为其 25% ~ 38%。
2. 4. 3 对·OH 的清除作用 五味子木脂素具有一
定清除·OH 的能力(图 14)。在 0. 1 ~ 0. 5 mg·mL - 1
范围内,不同纯度组分木脂素对·OH 的清除能力均
随浓度增大而增加,由大到小依次为粗提液 > 五味
子乙素 >部分纯化的粗提液 >五味子酯甲 >五味子
甲素 >五味子醇甲,其中,粗提液明显高于五味子乙
素,后三者差异不明显。粗提液的清除能力为抗坏
图 13 不同组分木脂素对·O2
-的清除能力
Fig. 13 Scavenging·O2
- of lignan fractions from S. chinensis
血酸的 76% ~ 80%,部分纯化的粗提液为抗坏血酸
的41% ~ 53%,五味子醇甲为抗坏血酸的 24% ~
40%。
图 14 不同组分木脂素对·OH 的清除能力
Fig. 14 Scavenging·OH of lignan fractions from S. chinensis
2. 4. 4 对 DPPH 自由基的清除作用 五味子木脂
素具有一定清除 DPPH 自由基的能力(图 15)。在
0. 1 ~ 0. 5 mg·mL - 1范围内,不同纯度组分木脂素对
DPPH 自由基的清除能力均随浓度增大而增加,由
大到小依次为粗提液 >部分纯化的粗提液 >五味子
乙素 >五味子醇甲 > 五味子酯甲 > 五味子甲素,其
中粗提液明显高于部分纯化的粗提液,又明显高于
五味子乙素,又明显高于其他三组分,后三组分差异
不明显。粗提液的清除能力为抗坏血酸的 55% ~
88%,部分纯化的粗提液为抗坏血酸的30% ~ 69%。
201
第 9 期 谷艳菲等: 纯化作用对五味子木脂素抗氧化性的影响
图 15 不同组分木脂素对 DPPH 自由基的清除能力
Fig. 15 Scavenging DPPH of lignan fractions from S. chinensis
2. 4. 5 对 ABTS 自由基的清除作用 五味子木脂
素具有一定清除 ABTS 自由基的能力(图 16)。在
0. 1 ~ 0. 5 mg·mL - 1 范围内,不同纯度木脂素对
ABTS 自由基的清除能力均随浓度增大而增加,由
大到小依次为粗提液 >部分纯化的粗提液 >五味子
乙素 >五味子酯甲 > 五味子甲素 > 五味子醇甲,其
中,粗提液明显高于部分纯化的粗提液,又明显高于
五味子乙素,又明显高于其他三组分,后三组分差异
不明显。与抗坏血酸相比,粗提液对 ABTS 自由基
的清除能力无明显差别,部分纯化的粗提液为抗坏
血酸的 23% ~ 61%,五味子醇甲为抗坏血酸的
7% ~ 12%。
图 16 不同组分木脂素对 ABTS 自由基的清除能力
Fig. 16 Scavenging ABTS of lignan fractions from S. chinensis
2. 4. 6 对 H2O2 自由基的清除作用 五味子木脂
素具有一定清除 H2O2 的能力(图 17)。在 0. 1 ~
0. 5 mg·mL - 1范围内,不同纯度组分木脂素对 H2O2
的清除能力均随浓度增大而增加,由大到小依次为
粗提液 >部分纯化的粗提液 >五味子乙素 >五味子
甲素 >五味子酯甲 > 五味子醇甲,各组分间几乎都
存在明显差异。粗提液的清除能力为抗坏血酸的
83% ~ 93%,部分纯化的粗提液为抗坏血酸的
56% ~ 83%,五味子醇甲为抗坏血酸的 19% ~
31%,五味子酯甲为抗坏血酸的 29% ~ 54%,五味
子甲素为抗坏血酸的 41% ~ 60%,五味子乙素为抗
坏血酸的 43% ~ 66%。
图 17 不同组分木脂素对 H2O2 的清除能力
Fig. 17 Scavenging H2 O2 of lignan fractions from S. chinensis
3 讨论
五味子木脂素的纯化常采用大孔吸附树脂法
(孟宪军等,2007)。现有研究仅停留在通过改变吸
附及洗脱条件,优化大孔树脂的纯化效果,获得纯度
较高的木脂素(孟宪军等,2007; 尹湉等,2007; 李
洪洋等,2011),目前未见对纯化是否会影响其生
物活性的研究。本研究首先用大孔树脂纯化木脂素
粗提液,初步纯化后的粗提液仍然含有部分小分子
杂质,再采用制备液相色谱继续纯化 (简洁等,
2011; 张翠萍等,2011; 于丽丽等,2009)。以抗坏
血酸为参比,比较不同纯度组分五味子木脂素的还
原能力,对·O2
-、·OH、DPPH、ABTS 自由基及 H2O2
的清除能力,评价纯化作用对五味子木脂素抗氧化
能力的影响,为五味子木脂素功能食品生产中木脂
素的纯度条件提供了理论依据。
五味子木脂素在 0. 1 ~ 0. 5 mg·mL - 1范围内,不
同纯度组分均表现出一定的抗氧化能力,但均低于
抗坏血酸。纯化后的木脂素抗氧化能力均低于未纯
化的木脂素粗提液。原因可能是木脂素粗提液中含
有多糖等成分,五味子多糖具有抗氧化能力(高晓
旭等,2009)。木脂素、多糖等成分协同作用,抗氧
化能力强。经大孔树脂初步纯化后,除去了多糖等
大分子物质,单独的木脂素抗氧化能力相对变弱。
此结果表明随着纯化程度增大,物质组分单一程度
高,其生物活性有可能降低,与熊双丽等 (2006)和
谢果凰 ( 2010 )鲨鱼硫酸软骨素纯化后,对·OH、
DPPH 自由基的清除能力反而下降的结果一致。
制备液相得到的单体中,五味子乙素的抗氧化
能力较强,原因可能与其联苯环、辛烯环上的取代基
有关(徐冰等,2012)。
参 考 文 献
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(责任编辑 石红青)
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