石萬銀,徐 劍,楊躍軍,劉源才,巫 岳,向詩銀,唐 萬
(勁牌生物醫(yī)藥有限公司,中藥保健食品質量與安全湖北省重點實驗室,湖北黃石 435100)
桑葉為桑科植物桑(Morus alba L.)的干燥葉[1],其化學成分含量豐富,主要含有黃酮、多糖、脂類、生物堿、揮發(fā)油、植物甾醇等成分[2]?,F(xiàn)代研究表明,桑葉中生物堿類成分主要包括野尻霉素及其衍生物,如1-脫氧野尻霉素(DNJ)、N-甲基-1-脫氧野尻霉素、2-氧-α-D-半乳吡啶糖苷-1-脫氧野尻霉素、1,4-二脫氧-1,4-亞氨基-D-阿拉伯糖醇、蕎麥堿、3-表蕎麥堿等[3]。其中,DNJ屬于強效α-葡萄糖苷酶抑制劑[4],能降低二糖的消化和葡萄糖的吸收來降低餐后血糖。Yoskihuni Y[5]研究了大鼠服用DNJ后血糖的變化,結果表明,大鼠使用淀粉、蔗糖等碳水化合物時DNJ能抑制血糖上升,降低血糖峰值。施新琴等人[6]測定了7個家蠶品種或雜交組合、用5個桑品種和不同葉質桑葉飼養(yǎng)5齡蠶制備的全蠶粉中1-DNJ含量,同時測定了由相應的全蠶粉配制的蠶粉復合物對小鼠灌胃后1.5 h血糖值的影響。結果表明,不同家蠶品種、用不同桑品種和不同葉質桑葉飼養(yǎng)家蠶制備的全蠶粉復合物的降血糖效果均存在顯著差異,凡是降血糖效果顯著的全蠶粉,1-DNJ含量都處于較高水平。胡竟一等人[7]研究了桑葉的α-葡萄糖苷酶抑制作用,結果表明,終質量濃度25,50,100,200 mg生藥/mL的桑葉煎劑和桑葉生物堿均具有顯著的α-糖苷酶抑制作用,終質量濃度100,200,400 mg生藥/mL的桑葉多糖抑制α-糖苷酶的作用不明顯,終質量濃度50,100,200 mg生藥/mL的桑葉黃酮抑制α-糖苷酶的作用弱,說明桑葉生物堿是桑葉α-糖苷酶抑制作用的主要有效部位。
桑葉價廉易得,其DNJ降血糖活性好、安全性高,近年來DNJ逐漸被用于藥品和保健食品中,其分離純化和檢測、技術研究也逐漸深入,但存在DNJ在桑葉藥材中含量較低、分離純化工藝復雜,且DNJ本身無紫外吸收,常規(guī)檢測方法不適用等問題。通過查閱國內外文獻,對DNJ分離純化技術和檢測方法研究進行全面概述,以期為桑葉DNJ的分離純化及檢測提供參考。
水作為DNJ提取最常用的溶劑,成本低、安全性高、方便易得,文獻報道中除用純水提取外常見的還有水中加入酸調節(jié)pH值、加入纖維素酶進行DNJ提取。
1.1.1 水提取
胡瑞君等人[8]以無菌過濾水為溶劑,利用微波輔助提取技術,考查了微波功率、提取時間、料液比和提取次數對桑葉DNJ得率的影響,確定了最佳提取條件為微波功率406 W,提取時間1.5 min,料液比 (藥材∶溶劑) 為1∶40(g∶mL),提取次數2次。劉樹興等人[9]以水為溶劑,通過單因素試驗篩選對提取有顯著影響的因素,并通過正交試驗確定1-脫氧野尻霉素(DNJ)和多糖提取最佳的方案,DNJ的最佳提取方案為料液比 1∶30,物料粒徑60目,提取溫度70℃,提取時間3 h。
1.1.2 酸水提取
魏曉蕊[10]比較了酸水和超聲波輔助提取對桑葉DNJ提取效果,其中酸水法提取條件為溶劑pH值2的水溶液,料液比25∶1,在70℃條件下提取2.5 h,DNJ提取率為0.166%,超聲波輔助提取條件為以水為溶劑,料液比1∶16,提取溫度75℃,微波功率350 W,提取時間 60 min(超聲 3 s,間隔 5 s),DNJ提取率為0.187%。
1.1.3 纖維素酶提取法
趙翔[11]通過對纖維素酶質量濃度、提取時間、提取溫度、料液比進行篩選,并采用響應面法進行酶法提取桑葉DNJ的工藝條件,確定桑葉DNJ的最佳提取條件為纖維素酶質量濃度3.4 mg/mL,料液pH值3.8,料液質量濃度0.017 0 g/mL,在60℃條件下提取1.0 h,桑葉DNJ的提取率為0.0950%。
乙醇作為常用的有機溶劑,安全性好且可以回收利用,常用作桑葉DNJ的提取。
1.2.1 乙醇提取
唐滿生等人[12]對桑皮的提取溫度、提取時間及乙醇體積分數進行考查,確定桑皮中DNJ最佳提取條件為乙醇體積分數60%,在60℃下提取2 h,得到提取物中DNJ的含量為3%左右。李宇亮等人[13]通過對桑葉提取方法考查,確定桑葉DNJ提取方法為以體積分數65%的乙醇為提取劑,按料液比1∶8超聲強化細胞破碎20 min(功率1 800 W)。
1.2.2 酸性乙醇提取
薛婷婷等人[14]采用乙醇從新鮮桑葉中提取DNJ,得到最佳提取條件為乙醇體積分數65%,pH值3.5,料液比1∶11,提取溫度55℃。馬靜[15]采用正交試驗篩選出桑葉DNJ最佳提取條件為物料粒60目,乙醇體積分數75%,pH值1,料液比1∶30,提取溫度55℃,DNJ得率為0.064%,含量為20.3%。關山[16]通過對料液比、乙醇體積分數和提取時間進行考查,確定桑葉DNJ最佳提取工藝為乙醇體積分數75%,料液比1∶8,回流提取1 h。
羅蕾蕾等人[17]采用AB-8型大孔樹脂對桑葉提取液進行除雜處理,然后將上樣液調節(jié)為pH值4后上732陽離子型樹脂,上樣速度為每小時1倍柱體積,用濃度為0.5 mol/L氨水進行洗脫,收集pH值9~10的洗脫液濃縮干燥,得到桑葉提取物DNJ含量為16.7%。楊翠平[18]采用D72型陽離子交換樹脂、D296型陰離子交換樹脂和氧化鋁對桑葉DNJ進行純化,其中D72型陽離子交換樹脂純化后,DNJ含量達到23.87%,是粗提液的15.12倍,樣品溶液利用D296型陰離子交換樹脂進一步純化后,DNJ含量達到57.63%,比純化前提高了2.41倍,純化后的樣品經過中性氧化鋁柱層析后,DNJ純度達到了63.92%,比純化前提高了1.12倍。孟夏[19]采用國產001*7型陽離子交換樹脂進行桑葉DNJ純化,進行靜態(tài)吸附試驗、動態(tài)吸附試驗,確定樹脂對DNJ飽和吸附量為13.8 mg/g,上柱流速為1.5 mL/min,洗脫液氨水濃度為0.5 mol/L,純化后得到DNJ含量為39.17%。
周惠燕等人[20]采用反向色譜柱進行桑葉DNJ純化,桑葉加入酸水超聲提取、離心、濃縮干燥的固體加水溶解后過MCIgelCHP20P柱色譜,以不同濃度甲醇-水為流動相進行梯度洗脫,收集含DNJ洗脫液濃縮,濃縮液過Sephadex LH-20型色譜柱,以甲醇-水為流動相梯度洗,收集洗脫液濃縮干燥,得到桑葉提取物DNJ含量為10.7%。
DNJ為極性化合物,有機溶劑萃取是采用相似相容的原理進行,一般選擇極性較大的有機溶劑進行萃取。楊茹等人發(fā)明了一項從天然產物,包括桑葉、桑枝、桑白皮、桑椹、蠶沙,提取分離純度高于98%的DNJ的方法,樹脂純化后的濃縮液加入酸調節(jié)pH值6.5~7.5,以氯仿萃取,保留水相;水相以正丁醇萃取,保留正丁醇相,濃縮至小體積,收集析出的固相再加入無水乙醇重結晶;結晶后的產品溶于少量純水,通過凝膠柱層析,以標準品對照,收集薄層色譜Rf值和斑點顏色均一致部分,濃縮至干,得成品。其中,目標產物1-脫氧野尻霉素含量不少于98%。李宇亮等人[13]將桑葉藥材用體積分數65%乙醇超聲提取后過陽離子交換樹脂,氨水洗脫液濃縮后用正丁醇萃取,萃取液濃縮干燥后DNJ含量可達93.2%。
DNJ通過高效液相色譜法進行含量檢測時,一般先采用合適的衍生劑進行衍生,生成具有紫外吸收的衍生絡合物后再進行檢測,或者是采用蒸發(fā)光散射檢測器進行檢測。楊翠平等人[18]采用FOMC-Cl為衍生劑對DNJ進行衍生,并在衍生后加入適量甘氨酸溶液以消除多余的衍生劑,采用inertsil HPLCNH2型色譜柱,以乙腈-水(75∶25)為流動相,于波長256 nm處檢測DNJ,并進行方法學考查。結果表明,該方法穩(wěn)定可靠,可用于檢測桑葉中DNJ含量。蔣磊等人以FOMC-Cl為衍生劑對DNJ進行衍生,以乙腈-0.1%醋酸(55∶45)為流動相,波長254 nm處檢測DNJ。結果表明,該操作方便、檢測結果準確,可以作為常用的DNJ檢測方法。梁建寧等人采用高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測法測定桑白皮中1-脫氧野尻霉素的含量,色譜柱為Hypersil NH2柱,流動相:乙腈-水(78∶22),蒸發(fā)光散射檢測器漂移管溫度50℃,載氣流速2×105Pa。
戴開金等人采用高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質譜法測定桑葉中1-脫氧野尻霉,以乙腈-0.1%甲酸水溶液(12∶88,V/V)為流動相,SHIMADZUHRCNH2型柱分離,采用大氣壓化學電離源(APCI),164.1/146.1,164.1/110.2兩對離子,多反應監(jiān)測(MRM)。結果表明,1-脫氧野尻霉素保留時間為2.87 min,標準曲線在質量濃度482~2 410 μg/L范圍內線性關系良好(R2=0.999 3),平均加樣回收率為95.8%,最低檢測限為53.6 μg/L。
李宏等人利用化學合成法將DNJ轉化成沸點較低的酯類物質,建立了用氣相法快速檢測DNJ的新方法,檢測到桑葉中DNJ含量達到0.129 4%。汪孟夏等人采用毛細管柱氣相色譜法測定桑葉中DNJ含量,考查了不同溶劑和不同提取方式對桑葉中DNJ提取的影響,最終確定用吡啶作為提取試劑在超聲波條件下處理時間30 min為毛細管氣相色譜法測定DNJ的最佳提取條件。用醋酸苷作為乙?;噭?,鹽酸羥胺作為催化劑,在水浴90℃條件下乙?;?0min。通過方法學考查確定色譜條件為色譜柱OV-1701型,初溫285℃×5 min,以10℃/min上升至295℃,維持25 min,以20℃/min下降至285℃;汽化室溫度310℃,檢測口溫度310℃,氫氣流量47 mL/min,進樣量1 μL,火焰離子檢測器(FID),結果表明該方法準確可靠。
(1) DNJ多采用水和乙醇進行提取,常見的方法有微波提取法、超聲波輔助提取法和熱提取法,純水和乙醇只能將植物體內游離的DNJ類成分提取出來,加酸后DNJ可與酸結合成鹽易于溶出,同時酸性條件可以使植物細胞壁發(fā)生軟化,有利于DNJ提取;纖維素是植物細胞壁的主要成分,也是細胞內活性成分溶出的屏障,用纖維素酶處理桑葉藥材,可以降解細胞壁中纖維素類成分,有利于細胞內成分的溶出;適宜體積分數的乙醇提取還能避免一些水溶性雜質(蛋白質、多糖等)干擾。
(2) DNJ分離純化方法最常用的為樹脂分離純化,DNJ分子結構中含有氨基,在溶液中帶正電荷,能與陽離子交換樹脂上的H+或Na+發(fā)生交換,然后再用帶正電荷的溶液(如氨水)將DNJ交換下來,操作方便,常用作大生產上DNJ的純化。有機溶劑萃取也能提高桑葉DNJ含量,但毒性大、成本高,桑葉DNJ多作為保健食品原料,有機溶劑萃取存在食品安全風險,色譜柱分離純化可得到純度較高的化合物,但批量小,這2種方法在生產上應用較少。
(3) DNJ分子結構與糖類似,分子中無共軛基團,也無紫外吸收,且水溶性好、極性大,用紫外檢測器、C18反向色譜柱檢測困難,質譜法與氣相色譜法檢測方法復雜且儀器成本高,故目前多用氨基柱,柱前衍生法-高效液相色譜法或者蒸發(fā)光散射檢測器-高效液相色譜法進行DNJ含量檢測。