趙宏玉,張根生,張紅城
(1.哈爾濱商業(yè)大學(xué),黑龍江哈爾濱150010;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所,北京100093)
贊比亞蜜中多酚類化合物的研究
趙宏玉1,2,張根生1,*張紅城1,2
(1.哈爾濱商業(yè)大學(xué),黑龍江哈爾濱150010;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所,北京100093)
贊比亞蜜是贊比亞特有的珍貴蜂蜜,具有比其他蜂蜜品種更為明顯的降血壓效果。利用固相萃取-高效液相色譜法結(jié)合LC-MS/MS研究贊比亞蜜樣品中多酚類化合物成分及含量,結(jié)果表明,贊比亞蜜中含有脫落酸,芥子酸、柯因、短葉松素-3-乙酸酯、山奈酚及p-香豆酸。其中,以柯因的含量最高,為51.44 μg/100 g,脫落酸次之。
贊比亞蜜;多酚類成分;高效液相色譜法;液相-二級質(zhì)譜聯(lián)用
蜂蜜是由蜜蜂采集植物的花蜜或者其他生長部位的分泌物,與自身特定物質(zhì)結(jié)合,并經(jīng)由沉積、脫水、儲存和離開蜂巢后成熟所形成的天然甜味物質(zhì)[1]。新鮮蜂蜜為透明或半透明狀液體,有較濃郁的香味,低溫放置一段時間后,部分蜂蜜會變?yōu)榻Y(jié)晶體。不同品種的蜂蜜,色澤也有所不同,從水白色到深琥珀色共分為7個等級[2]。人們不僅把蜂蜜用于食品,也將其作為一種常用中藥。中醫(yī)認(rèn)為蜂蜜性味甘、平,具有滋補(bǔ)潤肺、潤腸、通便的功效?!渡褶r(nóng)本草經(jīng)》將蜂蜜列為上品[3]。
近年來,蜂蜜作為保健食品在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。贊比亞是非洲中南部內(nèi)陸國家,有世界著名的維多利亞瀑布、莫西奧圖尼亞瀑布、卡里巴湖等,自然資源十分豐富[4]。當(dāng)?shù)氐木用駛鞒械摹耙起B(yǎng)法”養(yǎng)蜂采蜜技術(shù)已有500多年歷史。贊比亞蜜是贊比亞特有的珍貴蜂蜜,具有獨特的厚重醇香味,顏色呈深咖啡色,被譽(yù)為“天然黑金”。贊比亞的花蜜來源為睦朋得樹,該樹的花朵具有平衡血糖、血壓、血脂等功效[5];樹皮可做藥材,用于治療胃病、腹瀉等;果實呈金黃色,微甜,具有獨特的營養(yǎng)價值和藥用價值[6]。
多酚類成分廣泛存在于自然界中。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),多酚類物質(zhì)具有較好的藥理活性,如抗腫瘤、抗病毒、抗衰老等[7-9]。來源于天然植物中的多酚類物質(zhì)成為近年來的熱點問題,有大量的研究已經(jīng)對蜂蜜中的多酚類物質(zhì)進(jìn)行報道。而對于獨特的贊比亞蜜的研究卻仍處于起步階段,贊比亞蜜中的多酚類物質(zhì)尚不明確。采用固相萃取-高效液相色譜法結(jié)合LC-MS/MS研究贊比亞蜜中多酚類化合物成分及含量,旨在為其保健功能的開發(fā)提供理論依據(jù)。
1.1 主要試劑
甲醇、氨水、甲酸、無水乙醇等分析純,購于北京化學(xué)試劑有限公司;乙酸,購自J.T Baker公司;色譜級甲醇,購自美國Fisher公司;順,反-脫落酸、反,反-脫落酸,購自成都生物技術(shù)有限公司;p-香豆酸、芥子酸、山柰酚、柯因和短葉松素-3-乙酸酯,均購自美國Sigma公司;試驗用水為超純水。
1.2 試驗材料
贊比亞蜜樣品產(chǎn)自贊比亞,于2016年購入,樣品收集后置于4℃冰箱保存。
1.3 主要儀器與設(shè)備
微量移液器,德國Eppendorf公司產(chǎn)品;Seven Easy型pH計,梅特勒-托利多儀器上海有限公司產(chǎn)品;AL204型分析天平,梅特勒-托利多儀器責(zé)任有限公司產(chǎn)品;LC-6AD型高效液相色譜儀,日本島津公司產(chǎn)品;Sorvall Biofuge Startos型臺式離心機(jī),美國Thermo Fisher公司產(chǎn)品;1290型超高效液相色譜儀,UHPLC,6540四級桿-飛行時間質(zhì)譜(QTOF MS),安捷倫科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品;Strata-X-A型固相萃取柱,廣州菲羅門科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;Milli-Q Intergral型純水/超純水一體化系統(tǒng),美國Merk Millipore公司產(chǎn)品;24孔固相萃取裝置,美國Supelco公司產(chǎn)品;真空微孔濾膜過濾裝置,北京京輝凱業(yè)科技有限公司產(chǎn)品;0.22 μm微孔濾膜,天津津騰實驗設(shè)備有限公司產(chǎn)品;無菌注射器,廣東康爾美醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品。
1.4 試驗方法
1.4.1 蜂蜜樣品的前處理
試驗所用方法是在Dimitrova[10]和孫春麗[11]的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),具體操作流程如下:①用固相萃取柱對贊比亞蜜進(jìn)行前處理,首先4 mL分析級甲醇對Strata-X-A固相萃取柱活化,再用4 mL超純水(pH值為7)對Strata-X-A固相萃取柱平衡;②配置0.25 g/mL的蜂蜜水,攪拌(若蜂蜜樣品結(jié)晶,可進(jìn)行超聲混勻)。然后用稀氨水緩慢調(diào)節(jié),使蜂蜜溶液pH值為7;③用離心機(jī)除去蜂蜜中的固體雜質(zhì),離心條件為8 000 g/12 min,取上清液倒入固相萃取柱中;④取萃取后的柱子,用3 mL pH值為7的超純水進(jìn)行洗脫,主要去除粘在柱子上的糖類化合物和其他雜質(zhì),再用5 mL含5%甲酸的分析級甲醇溶液進(jìn)行洗脫;⑤將洗脫液收集于試管中,并用氮吹儀(配有恒溫水浴鍋)吹干,再用2 mL色譜級甲醇進(jìn)行酚類化合物的復(fù)溶,最后過0.22 μm濾膜后存放于樣品瓶中,4℃冰箱中保存,備用。
1.4.2 贊比亞蜂蜜的HPLC色譜分析條件和質(zhì)譜分析條件
(1)HPLC色譜分析條件。色譜柱:150 mm× 4.6 mm,5 μm(Phenomenex Gemini C18),具體參數(shù)設(shè)置為柱溫箱溫度35℃,檢測波長280 nm,進(jìn)樣量20 μL。流動相:A相是水(含有2%的乙酸),B相是甲醇(含有2%的乙酸),總流速0.7 mL/min。
贊比亞蜜的梯度洗脫程序見表1。
表1 贊比亞蜜的梯度洗脫程序
總體洗脫時間為135 min,流動相甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從9%變化到80%。
(2)質(zhì)譜分析條件。電離源為電噴霧離子化(ESI),檢測器是正、負(fù)離子雙檢測模式,加熱溫度至350℃,離子源噴出的電壓4.5 kV,出口電壓130 V,氮氣(N2)的流速12 L/min,碰撞氣體為氦氣,霧化氣的速度80 kPa,霧化器的壓力40 psi,掃描范圍在60~800 Da。
1.4.3 配制標(biāo)準(zhǔn)品溶液
稱取一定質(zhì)量的p-香豆酸、順,反-脫落酸、反,反-脫落酸、芥子酸、柯因、短葉松素-3-乙酸酯和山奈酚,配置成10 mL標(biāo)準(zhǔn)品儲備液。將不同的標(biāo)準(zhǔn)品溶液分別以5,10,15,20,25 μL進(jìn)樣量進(jìn)行HPLC色譜分析,根據(jù)峰面積和不同的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)樣量建立各個標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
各個不同標(biāo)準(zhǔn)品的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表2。
表2 各個不同標(biāo)準(zhǔn)品的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)
2.1 贊比亞蜜樣品中多酚類化合物的定性分析
贊比亞蜜樣品HPLC色譜圖見圖1。
在已經(jīng)試驗的基礎(chǔ)上,采用對蜂蜜中酚酸類化合物的吸附和回收效果最好的Strata-X柱進(jìn)行贊比亞蜜的前處理,檢測出贊比亞蜜中7種多酚類化合物。贊比亞蜜中的化合物名稱、在贊比亞蜜梯度洗脫程序中的相對保留時間、紫外光譜的最大吸收波長、化合物的分子質(zhì)量以及在質(zhì)譜上的具體信息詳見表3。
圖1 贊比亞蜜樣品HPLC色譜圖
圖2 正、負(fù)離子雙模式下檢測的p-香豆酸的質(zhì)譜圖
圖3 正、負(fù)離子雙模式下檢測的芥子酸的質(zhì)譜圖
表3 贊比亞蜜樣品中化合物和MS,UV以及Rt特征
贊比亞蜜樣品中化合物和MS,UV以及Rt特征見表3。
按照上述的質(zhì)譜條件,測定贊比亞蜜中7個色譜峰之一(1號峰)的準(zhǔn)分子量。
正、負(fù)離子雙模式下檢測的p-香豆酸的質(zhì)譜圖見圖2。
在圖2(a)中的正離子雙模式下質(zhì)譜圖中含有1個165.054 6 m/z[M+H]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰和一個187.1129 m/z[M+Na]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰;在圖2(b)負(fù)離子雙模式檢測的的質(zhì)譜圖中存在1個163.039 3 m/z[M-H]-準(zhǔn)分子離子碎片峰。結(jié)合表3中p-香豆酸的MS值的相關(guān)信息以及標(biāo)準(zhǔn)品的對比,由此可以推斷,分子量是164,該化合物應(yīng)為p-香豆酸。
按照上述質(zhì)譜條件,測定贊比亞蜜中7個色譜峰之一(2號峰)的準(zhǔn)分子量,結(jié)果見正負(fù)離子質(zhì)譜圖。
正、負(fù)離子雙模式下檢測的芥子酸的質(zhì)譜圖見圖3。
在圖3(a)中的正離子質(zhì)譜圖里含有1個225.123 0 m/z[M+H]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰和1個247.102 5 m/z[M+Na]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰;在圖3(b)負(fù)離子模式的質(zhì)譜圖中包含有223.061 1 m/z [M-H]-的準(zhǔn)分子離子碎片峰。結(jié)合表3中芥子酸的MS值的相關(guān)信息以及標(biāo)準(zhǔn)品的對比,由此可以推斷,分子量是224,該化合物應(yīng)為芥子酸。
按照上述的質(zhì)譜條件,測定贊比亞蜜中7個色譜峰之一(3號峰)的準(zhǔn)分子量,結(jié)果見正負(fù)離子質(zhì)譜圖。
正、負(fù)離子雙模式下檢測的反,反-脫落酸的質(zhì)譜圖見圖4。
在圖4(a)中的正離子質(zhì)譜圖里含有1個265.118 6 m/z[M+H]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰和1個287.094 8 m/z[M+Na]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰;在圖4(b)中的負(fù)離子模式檢測的質(zhì)譜圖里含有1個263.129 5 m/z[M-H]-的準(zhǔn)分子離子碎片峰。結(jié)合表3中反,反-脫落酸的MS值的相關(guān)信息以及標(biāo)準(zhǔn)品的對比,可以推斷,分子量為264,該化合物是反,反-脫落酸。
按照上述質(zhì)譜條件,測定贊比亞蜜中7個色譜峰之一(4號峰)的準(zhǔn)分子量,結(jié)果見正負(fù)離子質(zhì)譜圖。
正、負(fù)離子雙模式下檢測的順,反-脫落酸的質(zhì)譜圖見圖5。
圖4 正、負(fù)離子雙模式下檢測的反,反-脫落酸的質(zhì)譜圖
圖5 正、負(fù)離子雙模式下檢測的順,反-脫落酸的質(zhì)譜圖
在圖5(a)中的正離子質(zhì)譜圖里含有1個287.095 2 m/z[M+Na]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰;在圖5(b)的負(fù)離子模式檢測的質(zhì)譜圖里含有1個263.120 5 m/z[M-H]-的準(zhǔn)分子離子碎片峰。結(jié)合表3中順,反-脫落酸的MS值相關(guān)信息以及標(biāo)準(zhǔn)品的對比,可以推斷:該化合物的分子量為264,該化合物是順,反-脫落酸。
按照上述的質(zhì)譜條件,測定贊比亞蜜中7個色譜峰之一(5號峰)的準(zhǔn)分子量,結(jié)果見正負(fù)離子質(zhì)譜圖。
正、負(fù)離子雙模式下檢測的山奈酚的質(zhì)譜圖見圖6。
從圖6可知,負(fù)離子模式的質(zhì)譜圖中包含有285.041 0 m/z[M-H]-準(zhǔn)分子離子碎片峰;圖6(a)的正離子模式的質(zhì)譜圖里含有1個309.035 7 m/z [M+Na]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰和287.054 5 m/z[M+H]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰。結(jié)合表3中山奈酚的MS值相關(guān)信息以及標(biāo)準(zhǔn)品的對比,可以推斷其分子量為286,該化合物為是山奈酚。
按照上述的質(zhì)譜條件,測定贊比亞蜜中7個色譜峰之一(6號峰)的準(zhǔn)分子量,結(jié)果見正負(fù)離子質(zhì)譜圖。
正、負(fù)離子雙模式下檢測所得到的短葉松素-3-乙酸酯的質(zhì)譜圖見圖7。
圖6 正、負(fù)離子雙模式下檢測的山奈酚的質(zhì)譜圖
圖7 正、負(fù)離子雙模式下檢測所得到的短葉松素-3-乙酸酯的質(zhì)譜圖
在圖7(a)中的正離子質(zhì)譜圖里含有1個315.050 2 m/z[M+H]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰;在圖7(b)負(fù)離子模式的質(zhì)譜圖中包含有313.238 5 m/z [M-H]-準(zhǔn)分子離子碎片峰。結(jié)合表3中短葉松素-3 -乙酸酯的MS值相關(guān)信息以及標(biāo)準(zhǔn)品的對比,可以推斷其分子量是314,該化合物應(yīng)為短葉松素-3-乙酸酯。
按照上述質(zhì)譜條件,測定贊比亞蜜中7個色譜峰之一(7號峰)的準(zhǔn)分子量,結(jié)果見正負(fù)離子質(zhì)譜圖。
正、負(fù)離子雙模式下柯因的質(zhì)譜圖見圖8。
從圖8(a)可以看出,正離子質(zhì)譜圖中包含有255.067 5 m/z[M+H]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰和287.091 0 m/z[M+Na]+的準(zhǔn)分子離子碎片峰,在圖8(b)的負(fù)離子質(zhì)譜圖中含有1個253.087 2 m/z[M-H]-的準(zhǔn)分子離子碎片峰。結(jié)合表3中MS值相關(guān)信息以及標(biāo)準(zhǔn)品的對比,因此可以推測其分子量為254,該化合物為柯因。
2.2 贊比亞蜜樣品中多酚類化合物的定量分析
贊比亞蜜樣品中的多酚類化合物和脫落酸見表4。
圖8 正、負(fù)離子雙模式下柯因的質(zhì)譜圖
表4 贊比亞蜜樣品中的多酚類化合物和脫落酸
贊比亞蜜樣品中共鑒定出7種化合物,包括2種酚酸類化合物,3種黃酮類化合物和2種脫落酸。贊比亞蜜樣品的酚酸含量平均值為15.79 μg/100 g,黃酮含量平均值為35.40 μg/100 g。此外,在鑒定出的所有化合物中,柯因的含量最高,為51.44 μg/100 g。研究表明,柯因是合成降血脂、防心腦血管疾病、抗菌、消炎等藥品的原料[12-13]。根據(jù)試驗結(jié)果推斷,柯因或許是贊比亞蜜具有降血壓作用的一個關(guān)鍵性因素。脫落酸的含量僅次于柯因,并且在贊比亞蜜中鑒定出2種脫落酸,分別為反,反-脫落酸和順,反-脫落酸。脫落酸(ABA)是植物五大天然生長調(diào)節(jié)劑之一,能夠應(yīng)對外界環(huán)境的變化,保護(hù)植物生長。研究表明,蜂蜜中一般均含有脫落酸,也有報道證明脫落酸具有明顯的抗氧化作用。
通過固相萃取-高效液相色譜法結(jié)合LC-MS/MS研究了贊比亞蜜樣品中多酚類化合物成分及含量。共檢測出7種多酚類化合物,包括p-香豆酸、脫落酸、芥子酸、短葉松素-3-乙酸酯、山奈酚以及柯因。其中,以柯因的含量為最高,脫落酸次之。旨在為贊比亞蜜的開發(fā)和利用提供理論參考依據(jù),為進(jìn)一步研究贊比亞蜜中的營養(yǎng)學(xué)和生物學(xué)功能奠定了良好的基礎(chǔ),以期為開發(fā)贊比亞特色蜂蜜提供一定的理論依據(jù)。
[1]趙丹宇.食品法典委員會簡介[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化,2001,1(7):21-22.
[2]胡慶銀.不同蜂蜜中蛋白的差異研究[D].福州:福建農(nóng)林大學(xué),2010.
[3]顧雪竹,李先端,鐘銀燕,等.蜂蜜的現(xiàn)代研究及應(yīng)用[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2007,13(6):70-72.
[4]Posner D N.The political salience of cultural difference: Why Chewas and Tumbukas are allies in Zambia and adversaries in Malawi[J].American Political Science Review,2004,98(4):529-545.
[5]Olaleye M T,Amobonye A E,Komolafe K,et al.Protective effects of Parinari curatellifolia flavonoids against acetaminophen-induced hepatic necrosis in rats[J].Saudi Journal of Biological Sciences,2014,21(5):486-492.
[6]Lee I S,Shamon L A,Chai H B,et al.Cell-cycle specific cytotoxicity mediated by rearranged ent-kaurene diterpenoids isolated from Parinari curatellifolia[J].Chemico-Biological Interactions,1996,99(1/3):193-204.
[7]Baltrusaityte V,Venskutonis P R,Ceksteryte V.Radical scavenging activity of different floral origin honey and beebread phenolic extracts[J].Food Chemistry,2007,101(2):502-514.
[8]Michalkiewicz A,Biesaga M,Pyrzynska K.Solid-phase extraction procedure for determination of phenolic acids and some flavonols in honey[J].Journal of Chromatography A,2008,1 187(1/2):18-24.
[9]Sak K.Site-specific anticancer effects of dietary flavonoid quercetin[J].Nutrition&Cancer,2013,66(2):177-193.
[10]Dimitrova,Apostolova-Stoyanova N,Lyubenovа M,et al. Syntaxonomic analysis of sweet chestnut forests growing on the north slopes of Belasitza Mountain[J].2007,5:561-568.
[11]孫春麗.洋槐蜜中多酚類化合物提取方法及提取物種類研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2015.
[12]Pugliese A G,Tomas Barberan F A,Truchado P,et al. Flavonoids,proanthocyanidins,vitamin C,and antioxidant activity of Theobroma grandiflorum(Cupuassu)pulp and seeds[J].Journal of Agricultural&Food Chemistry,2013,61(11):2 720-2 728.
[13]Ferreres F,Blázquez M A,Gil M I,et al.Separation of honey flavonoids by micellar electrokinetic capillary chromatography[J].Journal of Chromatography A,1994,669(1/2):268-274.◇
The Study of Polyphenolson Zanbia Honey
ZHAO Hongyu1,2,ZHANG Gensheng1,*ZHANG Hongcheng1,2
(1.Harbin University of Commerce,Harbin,Heilongjiang 150010,China;2.Institute of Bees,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100093,China)
As Zambia unique precious honey,Zambia honey have obvious effect in lowering blood pressure than other varieties.In this study,solid-phase extraction-high performance liquid chromatography coupled with LC-MS/MS is used to study the composition and content of polyphenols in honey samples from Zambia.The results show that abscisic acid,sinapic acid,p-coumaric acid,pinobanksin-3-acetate,kaempferol and chrysine are found in Zambia honey samples.Among them,the highest content of Chrysine have 51.44 μg/100 g,abscisic acid followed.
Zambia honey;polyphenols;HPLC;LC-MS/MS
O614
A
10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.03.001
1671-9646(2017)03a-0001-05
2017-01-11
國家蜂產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助項目(CARS-45-KXJ18)。
趙宏玉(1992—),女,在讀碩士,研究方向為蜂產(chǎn)品應(yīng)用與加工。
*通訊作者:張紅城(1967—),男,博士,副研究員,研究方向為功能食品與生物活性物質(zhì)、食品生物技術(shù)。