劉 鑫,熊 斌,張耀華,周紅審,陳麗華
(1.湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心,武漢 430051;2.河南平頂山工學(xué)院,河南 平頂山 467036)
近年來,有關(guān)吸煙與健康的研究結(jié)果表明,卷煙煙氣自由基可直接損傷機(jī)體內(nèi)細(xì)胞和酶等物質(zhì),并與DNA結(jié)合使細(xì)胞轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生突變;其間接毒性可在體內(nèi)激活和產(chǎn)生大量活性更高、毒性更大的其他自由基,如超氧自由基和羥基自由基,從而導(dǎo)致多種病變[1]。目前,合成抗氧化劑往往有毒副作用,它們逐步被取代是大勢所趨。因此,開發(fā)出高效無毒的天然自由基清除劑應(yīng)用于卷煙制品,對于降低吸煙的危害具有十分重要的意義。
訶子系君子科植物訶子樹(Terminalia ChebulaRitz)的果實(shí),原產(chǎn)印度、緬甸等國,在西藏、云南等省區(qū)均有分布?!端幮哉摗酚涊d其“味酸澀、溫?zé)o毒”,有斂肺、澀腸、下氣之功效。藥理試驗(yàn)表明,訶子具有明顯的抗艾滋病、抑制惡性腫瘤、抑菌等作用,它含有約30%~40%[2]的鞣質(zhì),而訶子鞣質(zhì)具有良好的抗氧化功能[3-6]。訶子在醫(yī)藥及油脂抗氧化方面的研究較多,而對降低香煙煙氣自由基含量的應(yīng)用報(bào)到較少[7-8],且多為粗提物,作用成分不明。本研究對訶子提取物進(jìn)行色譜純化,并通過顯色反應(yīng)、UV和H1NMR檢測后確認(rèn)其清除自由基的活性物質(zhì)主要為訶黎勒酸衍生物或訶子單寧水解碎片等,為訶子提取物作為煙用自由基清除劑提供了有效的理論依據(jù)。
訶子購于中藥城,DPPH·購于Sigma-Aldrich公司。其余試劑均為國產(chǎn)分析純。試驗(yàn)于2008—2009年進(jìn)行。
721紫外可見分光光度計(jì);ZF-C三用紫外分光計(jì);TGL-18C高速臺式離心機(jī);HG101-1B電熱鼓風(fēng)干燥箱;2110 Fraction collector離心沉淀器。
1.3.1 訶子中清除自由基活性成分的提取與分離200 g訶子粉(粉碎至40目)以甲醇回流提取2次(固液比1:6),每次2 h,合并濾液,濃縮至浸膏狀,浸膏用乙酸乙酯萃取,萃取液減壓濃縮至干,稱重,定容并計(jì)算得率和濃度。
1.3.2 顯色法跟蹤試驗(yàn) 根據(jù)三氯化鐵溶液、茴香醛-硫酸、亞硝酸鉀-醋酸溶液、碘酸鉀飽和溶液、α-萘酚等顯色試驗(yàn)[9]來判斷其主要成分類別。
1.3.3 DPPH·法活性跟蹤試驗(yàn) 將提取物(分別以提取劑為溶劑)、茶多酚和特丁基對苯二酚(TBHQ,以甲醇為溶劑)分別配成5個(gè)濃度梯度溶液。再將DPPH·用各對應(yīng)溶劑分別配成1×10-4mol/L的溶液7份。取2 mL不同濃度的樣品溶液分別加入到2 mL相對應(yīng)的 D P P H·溶液中,總體積4 mL,搖勻,25 ℃保溫30 min,于517 nm測定吸光值(A樣品)(以2 mL樣液+2 mL對應(yīng)溶劑混合調(diào)零)。2 mL相應(yīng)溶劑加到2 mL DPPH·液中空白對照,測定空白的吸光值(A空白)(以4 mL對應(yīng)純?nèi)軇┱{(diào)零)[10]。
計(jì)算抑制率公式為:
抑制率(%)=(A空白-A樣品)/A空白×100%
1.3.4 乙酸乙酯和甲醇組分的色譜純化 分別對乙酸乙酯和甲醇組分進(jìn)行硅膠柱層析,從乙酸乙酯組分得色譜純組分a和b;甲醇組分得到色譜純組分c。
1.3.5 色譜純成分的結(jié)構(gòu)鑒定 對a、b、c溶液進(jìn)行顯色試驗(yàn)、紫外(UV)和核磁共振法(H1NMR)進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。
按照試驗(yàn)方法對訶子進(jìn)行分步提取,甲醇提取物和乙酸乙酯得率分別為40.8%和4.18%。
2.2.1 顯色反應(yīng)跟蹤 提取物組分顯色試驗(yàn)結(jié)果見表1。
2.2.2 DPPH·法活性跟蹤 采用DPPH·法活性跟蹤法測定不同濃度下的A值,計(jì)算其抑制率,并繪制其抑制率曲線如圖1。
觀察抑制率曲線發(fā)現(xiàn):(1)TBHQ和甲醇組分的抑制率較高,但隨濃度升高數(shù)值變化不大,即對自由基的清除效果的量效關(guān)系并不明顯。(2)茶多酚和乙酸乙酯組分呈上升狀,表明其活性與濃度成正比關(guān)系,但乙酸乙酯組分清除自由基的活性弱于茶多酚。
乙酸乙酯和甲醇提取物顯色試驗(yàn)中均呈現(xiàn)不同程度的藍(lán)綠色,說明均含有多酚類物質(zhì),進(jìn)一步對乙酸乙酯和甲醇提取物進(jìn)行硅膠柱層析。柱層析純化過程中,采用薄層分析板三氯化鐵顯色跟蹤,最后得色譜純兩個(gè)純組分,重量分別為2.689 g和0.026 g,用甲醇分別定容到 50 mL后,濃度各為53.79 g/L和0.52 g/L,分別命名為樣a和b。甲醇組分色譜純化后重0.385 g,用甲醇定容50 mL,其濃度為7.04 g/L,命名為樣c。
表1 兩組分顯色試驗(yàn)結(jié)果Table 1 The color test of the purified components
圖1 甲醇組分、乙酸乙酯組分、茶多酚及TBHQ對DPPH·的抑制活性Fig.1 Methanol fractions, the ethyl acetate fractions, tea polyphenol and TBHQ on DPPH· inhibitory activity
2.4.1 顯色法定性鑒定 濾紙層析和 α-萘酚法對色譜純組分a、b、c顯色,其結(jié)果如表2和圖2所示。條形紙層析在BAW 和 6%的冰乙酸中展開,并在紫外燈254 nm下觀察,其顯色結(jié)果見表3。
綜合表2、3的顯色結(jié)果,可以推斷樣a屬水解單寧中的棓單寧,是多個(gè)棓酸與鄰苯三酚型酚羥基醇形成的六羥基聯(lián)苯二酸酯;樣b為縮合單寧,由于含有鄰苯二酚的單寧在三氯化鐵溶液顯色下才呈綠色,它是羥基黃烷類單體形成的縮合物,單體間以碳-碳鍵連接,遇濃硫酸生成暗紅棕色沉淀;樣c的紙層析在紫外燈254 nm下觀察呈紫色[11],在BAW的上層和6%的醋酸中它們的Rf值分別為0.42和0.12,這與葡萄糖棓酸酯在紫外光下的呈色以及紙色譜上以BAW為展開劑的比移值(Rf)大體相近,至于6%的醋酸為展開劑時(shí),其Rf值隨分子中棓?;膫€(gè)數(shù)增加而下降。根據(jù)上述推測,它的結(jié)構(gòu)應(yīng)為 1β,2,3,4,6-五-O-棓酰-β-D-吡喃葡萄糖。
表2 色譜純組分a、b、c顯色情況Table 2 The color test of the purified components
圖2 色譜純組分濾紙層析樣圖Fig.2 Chromatography paper chromatography sample of the purified components
表3 條形紙層析顯色結(jié)果Table 3 The color test of the strip paper chromatography
2.4.2 紫外(UV)和核磁(NMR)結(jié)構(gòu)測定結(jié)果 從紫外圖譜上觀察,a樣的UV(MeOH)的波峰為219、202.5、275 nm,b樣UV(MeOH)的波峰為200、220 nm,c樣的UV(MeOH)的波峰為274、205、222.5 nm。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]中的數(shù)據(jù),a樣與訶黎勒酸的波峰相對應(yīng),可大概判斷為訶黎勒酸。b樣和c樣的紫外波峰數(shù)據(jù)沒有記載,但b和c的顯色反應(yīng)表明它們具有訶子單寧的特征,結(jié)合核磁圖譜(圖3、4)分析推測,它們屬訶子大家庭中的一員,是訶黎勒酸的變體或訶子單寧的水解碎片。組分 b和c的推測結(jié)構(gòu)見圖5、6。
圖3 b組分核磁圖譜Fig.3 The H-NMR spectra of the b component
圖4 c組分核磁圖譜Fig.4 The H-NMR spectra of the c component
圖5 核磁圖譜推測b組分結(jié)構(gòu)Fig.5 b component structure
圖6 核磁圖譜推測c組分結(jié)構(gòu)Fig.6 c component structure
2.4.3 色譜純組分抑制DPPH·活性的檢測結(jié)果 采用DPPH·法活性跟蹤法測定a、b、c樣不同濃度下的A值,計(jì)算其抑制率,結(jié)果見表4。
表4 色譜組分a、b、c各濃度下的抑制率Table 4 The purified component on DPPH· inhibitory activity
試驗(yàn)結(jié)果表明,純化后 a、b、c樣的清除DPPH·自由基的效果有了明顯的提高,a、b樣的最大抑制率分別為其所在乙酸乙酯粗提取物的1.6倍和 1.1倍,c樣的最大抑制率為其所在甲醇粗提取物的1.1倍,其中清除效果最好的c樣比茶多酚還好,同時(shí)是TBHQ的1.2倍。
(1)訶子甲醇提取物和乙酸乙酯提取物,對清除自由基都具有一定的效果。甲醇組分的抑制率較高,但隨濃度升高數(shù)值變化不大;乙酸乙酯組分的活性與濃度成正比關(guān)系。
(2)甲醇提取物和乙酸乙酯提取物純化后活性提高,其純化后a、b、c樣最大抑制率分別為其所在提取物的1.6、1.1和1.1倍。其主要活性物質(zhì)為棓單寧、鞣花單寧及水解單寧碎片等多酚類物質(zhì)。
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