王俊,韓淑琴,*,李志銳,呂平
(1.中山職業(yè)技術(shù)學院,廣東中山528404;2.天津職業(yè)大學,天津300402)
龍眼殼黃酮的純化工藝研究
王俊1,韓淑琴1,*,李志銳1,呂平2
(1.中山職業(yè)技術(shù)學院,廣東中山528404;2.天津職業(yè)大學,天津300402)
采用AB-8大孔徑樹脂柱層析法對龍眼殼黃酮進行純化,對上樣量、pH值、洗脫液濃度等洗脫條件進行優(yōu)化,得最佳純化工藝條件為:上樣量為10 mL時,樣品濃度為0.264 mg/mL;pH值為3;洗脫液為90%的乙醇。同時對龍眼殼黃酮HPLC分析條件進行優(yōu)化,結(jié)果表明最優(yōu)分析條件為:流動相,甲醇-水(25∶75,體積比);流速,0.5 mL/min;波長:254 nm;柱溫:25℃;進樣量:4 μL;在此條件下經(jīng)柱層析法有效純化的龍眼殼黃酮樣品中蘆丁純度最高可達63.95%。
龍眼殼;黃酮;大孔徑樹脂;純化
龍眼(longgan)俗稱“桂圓”,是我國南方佳果。據(jù)文獻表明龍眼的莖、葉、花、果、殼中均含有豐富的黃酮、多酚、多糖類物質(zhì)。龍眼殼“味甘、性溫、無毒”,“治心虛頭暈、散邪祛風、聰耳明目”,“研細治湯火傷亦佳”[1-2]。龍眼果實含有14%~22%的殼,每年在龍眼肉等龍眼制品的加工制作過程中,會產(chǎn)生大量的龍眼殼廢料,而龍眼殼中所含主要活性物質(zhì)為黃酮類化合物[3-4],對龍眼殼進行黃酮類物質(zhì)的提取利用將大大提高龍眼的綜合經(jīng)濟價值,大大提高龍眼種植業(yè)的經(jīng)濟效益。黃酮類化合物具有抗氧化性[5],抗癌,調(diào)節(jié)血脂、血糖[6],抗抑郁[7],改善血液循環(huán)[8],鎮(zhèn)痛等等作用,在化妝品、保健食品和藥品中都應用廣泛,具有廣闊應用前景。本文采用AB-8大孔徑樹脂柱層析純化龍眼殼黃酮粗提物,以濃度為50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液為洗脫液梯度洗脫,得5個洗脫液樣本后采用高效液相法檢測純度,考察本方法的價值和可行性。
1.1 材料與試劑
龍眼殼黃酮粗提物、無水乙醇、甲醇、AB-8大孔樹脂、蘆丁標準品:中國藥品與生物制品檢定所;氫氧化鈉、鹽酸等化學試劑均為分析純。
1.2 儀器與設備
玻璃層析柱:直徑2 cm,柱長32 cm;T6-紫外可見分光光度計:北京普析通用儀器有限責任公司;CW-2000型超聲-微波協(xié)同萃取儀:中國上海新拓微波溶樣測試技術(shù)有限公司;DZF-6050B箱真空干燥器:上海一恒科學儀器有限公司;HP-1100高效液相色譜儀:美國惠普。
1.3 方法
1.3.1 龍眼殼黃酮粗提物制備
石峽龍眼果殼,低溫烘干后粉碎備用;精確稱取龍眼殼粉末5 g,70%的乙醇溶液:龍眼殼粉末,以液固質(zhì)量比25∶1(mL/g)的比例浸泡1 h,后采用超聲微波協(xié)同萃取法提取。
提取工藝條件:提取時間一輪60 s,微波功率300 W、超聲波開啟,其中超聲微波開啟10 s后暫停10 s,第一次萃取完待萃取液冷卻后以同樣技術(shù)參數(shù)進行第二輪萃??;萃取完畢后過濾得龍眼殼黃酮粗提液,回收乙醇處理后,真空干燥得龍眼殼黃酮粗提物備用。
1.3.2 大孔徑樹脂的前處理
AB-8大孔徑樹脂,置于燒杯中加無水乙醇浸泡24 h,后用去離子水充分淋洗至無乙醇氣味,備用。采用流動法裝填大孔徑樹脂層析柱,裝填的過程中不斷敲擊柱壁使樹脂顆粒裝填嚴密無空隙。裝填高度達到要求后用去離子水過柱,使樹脂填充更加緊實。待層析柱穩(wěn)定后,備用。
2.1 大孔徑樹脂柱層析條件優(yōu)化
2.1.1 洗脫液濃度對黃酮含量的影響
將龍眼殼黃酮粗提物用30%乙醇溶液溶解定容至10 mL,上樣至大孔徑樹脂層析柱,待樣品加載完畢后,采用濃度為50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液各30 mL梯度洗脫,分段接收得1號~5號龍眼殼黃酮樣品,樣品經(jīng)微孔濾膜過濾后冷藏待檢測。不同濃度乙醇洗脫所得樣品含量見表1。
表1 不同濃度乙醇洗脫所得樣品含量Table 1Sample content elution by different concentrations of ethanol
由表1數(shù)據(jù)可見采用AB-8大孔徑樹脂柱層析法對龍眼殼黃酮進行純化,以乙醇為洗脫劑,采用濃度為50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液各30 mL梯度洗脫,分段采集得5份純化樣品,樣品中蘆丁含量分別為:8.52%、9.98%、24.94%、48.99%、61.99%,呈梯度分布。結(jié)果表明用90%的乙醇溶液洗脫最好。
2.1.2 龍眼殼黃酮樣品上樣量對樹脂純化的影響
在樹脂中加入不同量的提取液,靜置60 min,測定流出液龍眼殼黃酮樣品的含量,結(jié)果如表2。
表2 不同上樣量對樹脂純化的影響Table 2Effects of different loading amount on resin purification
濃度在0.2 mg/mL~0.3 mg/mL范圍內(nèi)龍眼殼黃酮樣品對樹脂的吸附效果最好,說明不同濃度的龍眼殼黃酮樣品對大孔樹脂吸附有影響,原因是樹脂的吸附能力是有限的,濃度過高,龍眼殼黃酮樣品超出了其吸附能力,有一部分龍眼殼黃酮樣品不能被吸附,所以含量反而降低,選擇合適的龍眼殼黃酮樣品濃度尤為重要,在此條件下選擇0.264 mg/mL的龍眼殼黃酮濃度較好。
2.1.3 龍眼殼黃酮樣品pH值對樹脂純化的影響
取5只50 mL的三角燒瓶,各加入1 g處理好的樹脂和濃度為0.264 mg/mL的龍眼殼黃酮樣品25 mL,把pH值分別調(diào)到2.00、3.00、4.03、5.08、6.00,震蕩12 h后,測得結(jié)果如表3。
表3 不同pH值條件下的吸附率Table 3The adsorption rate at different pH conditions
由表3可得,pH值在3時吸附率最高,在3以下時吸附率隨pH值升高而降低,說明pH值對吸附率的影響較為明顯,pH值為3時,最有利于樹脂對龍眼殼黃酮樣品的吸附。
2.2 高效液相色譜柱條件優(yōu)化及蘆丁標準曲線的制備
2.2.1 流動相體積分數(shù)的選擇
綜合考慮洗脫能力以及成本等因素,選擇甲醇作為流動相。依次用體積分數(shù)為25%、50%、75%和100%的甲醇溶液進行等度洗脫(控制流速為1 mL/min),分別收集各自的洗脫液,測出洗脫液中龍眼殼黃酮類物質(zhì)的含量,繪制曲線,選擇最佳的洗脫液體積分數(shù)。試驗表明,當甲醇濃度為25%時,黃酮類物質(zhì)的含量較高、當甲醇濃度為50%時,黃酮類物質(zhì)的含量有點降低,當甲醇濃度為75%時,黃酮類物質(zhì)的含量有點偏低,當甲醇濃度為100%時,黃酮類物質(zhì)的含量最低。
甲醇的體積分數(shù)為25%時效果最好,甲醇體積分數(shù)過高時效果不太理想,這是因為色譜法是根據(jù)被分離物質(zhì)與色譜柱之間的吸附強弱來選擇不同的流動相和相應的體積分數(shù)。在上述4中不同體積分數(shù)的甲醇流動相中,25%的甲醇溶液的極性最大,故其洗脫效果最好。
2.2.2 流動相流速的選擇
將龍眼殼黃酮樣品以不同流速進行色譜分析檢測,測定流出液中龍眼殼黃酮的含量。流動相流速的選擇見表5。
表5 流動相流速的選擇Table 5Selection of mobile phase flow rate
由表5可知,隨著流速加快,龍眼殼黃酮的含量越來越低,流動相流速為0.2、0.5 mL/min時含量較為接近,差異不是很大。流動相流速為1、1.5 mL/min時含量降低較明顯。顯然此流速不適宜,流動性流速以慢為好,但是過慢會延長周期,從而提高成本。綜合考慮,流動相流速應為0.5 mL/min適宜。最后選擇高效液相色譜柱條件為:C18柱,流動相:甲醇-水(25∶75,體積比),流速:0.5 mL/min,波長:254 nm,柱溫:25℃,進樣量:4 μL。在此色譜條件下,參照張海軍等的《高效液相色譜法(HPLC)測定大豆異黃酮含量的研究》中標準曲線的制備及線性關(guān)系的考查[9]。
2.3 蘆丁標準品線性關(guān)系的考察
在試驗過程中,我們對乙醇洗脫濃度、龍眼殼黃酮樣品上樣量、龍眼殼黃酮樣品的pH值、流動相體積分數(shù)、流動相pH值進行了優(yōu)化,分別得到了最佳的純化和分離條件。選擇純化過程中的最佳條件,得到5個龍眼殼黃酮樣品,然后再最佳的色譜條件下,分別對標準溶液、各濃度蘆丁標樣進行色譜分析。以峰面積為縱坐標,標準品濃度為橫坐標,繪制標準曲線,進而計算回歸方程為:Y=1 347.3X-27.63,R2=0.999 1。則由數(shù)據(jù)可以分析得出標準品具有良好線性關(guān)系。
2.4 HPLC檢測樣品與標準品
采用以上試驗優(yōu)化后最佳的工藝條件對樣品進行檢測,標準品、樣品的HPLC色譜圖見圖1~圖6。
由圖1~圖6和表6數(shù)據(jù)可見采用AB-8大孔徑樹脂柱層析法對龍眼殼黃酮采用最優(yōu)條件進行純化,以乙醇為洗脫劑,采用濃度為50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液各30 mL梯度洗脫,分段采集得5份純化樣品,采用HPLC法,對樣品進行檢測,并與蘆丁標準品進行比對,所得5份樣品中蘆丁含量分別為:9.02%、10.28%、23.24%、45.09%、63.95%呈梯度分布。
圖1 蘆丁標準品HPLC色譜圖Fig.1HPLC chromatogram of rutin standard
圖2 樣品1 HPLC色譜圖Fig.2HPLC chromatogram of sample 1
圖3 樣品2 HPLC色譜圖Fig.3HPLC chromatogram of sample 2
圖4 樣品3 HPLC色譜圖Fig.4HPLC chromatogram of sample 3
采用AB-8大孔徑樹脂柱層析法,以乙醇為洗脫液可有效純化龍眼殼黃酮粗提物;龍眼殼黃酮中主要成分為蘆丁;乙醇洗脫液濃度越高則所得純化后樣品中龍眼殼黃酮純度越高,其中洗脫液為90%乙醇溶液,流動相甲醇的體積分數(shù)為25%流動相流速應為0.5 mL/min時,所得純化樣品中蘆丁純度最高達63.95%。
圖5 樣品4 HPLC色譜圖Fig.5HPLC chromatogram of sample 4
圖6 樣品5 HPLC色譜圖Fig.6HPLC chromatogram of sample 5
表6 各樣品的HPLC檢測指標Table 6HPLC test result of each sample
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Study on Purification of Longan Shell Flavonoids
WANG Jun1,HAN Shu-qin1,*,LI Zhi-rui1,Lü Ping2
(1.Zhongshan Polytechnic,Zhongshan 528404,Guangdong,China;2.Tianjin Vocational Institute,Tianjin 300402,China)
ThelonganshellflavonoidswerepurifiedbyAB-8macroporousresincolumnchromatographymethod,thoseelutionconditions,suchasvolumeofsample,pHvalueandelutiondensitywereoptimized,andthebestpurification process conditions were the volume of sample,10 mL;the concentration of eluent,0.264 mg/mL;pH value,3;eluent,90%ethanol.Under these HPLC conditions[C18 column,mobile phase:methanol and water(25∶75,volume ratio),flow rate:0.5 mL/min,wavelength:254 nm,column temperature:25℃,sample quantity:4μL],purification sample was tested and the result contrasted with rutin standard showed that the rutin concentration was up to 63.95%in sample under the optimal process condition and the column chromatography method.
longan shell;flavone;large aperture resin;purify
10.3969/j.issn.1005-6521.2017.09.017
2017-01-04
中山市科技計劃項目(2014A2FC254);天津市科技特派員項目(16JCTPJC47900)
王俊(1982—),女(漢),實驗師,碩士研究生,從事功能材料合成與檢測。
*通信作者:韓淑琴(1980—),女(漢),講師,主要研究方向:天然產(chǎn)物有效成分提取與應用。