鄧俊琳,朱永清,夏 陳,*,陳 建,趙旭珠,張盈嬌,李華佳,鄧海云,李 娟
(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,四川 成都 610066;2.四川大學(xué)華西公共衛(wèi)生學(xué)院,四川 成都 610041)
絞股藍(lán)屬(Gynostemma)為葫蘆科草質(zhì)藤本植物,共包括16 個(gè)種2 個(gè)變種,主要分布于亞洲熱帶,中國(guó)地區(qū)主要分布于秦嶺以南廣大地區(qū)[1]。絞股藍(lán)(G. pentaphyllum (Thumb.) Makino)是該屬分布最廣、資源最豐富的藥用植物,為該屬的模式物種,有5 葉、7 葉和9 葉等生態(tài)類型,以5 葉和7 葉最為常見(jiàn)[2-3]。研究認(rèn)為絞股藍(lán)含有與人參皂苷相似結(jié)構(gòu)的絞股藍(lán)皂苷,是除五加科外少數(shù)被證實(shí)含有人參皂苷類成分的植物,因此在醫(yī)藥領(lǐng)域和保健品領(lǐng)域都有很大的市場(chǎng)發(fā)展空間[1]。我國(guó)對(duì)絞股藍(lán)的應(yīng)用由來(lái)已久,民間將其作為野菜食用,同時(shí)其又被當(dāng)作草藥治療咳嗽、痰喘、慢性支氣管炎等疾病,是一種經(jīng)典的藥食同源類植物[4]。研究表明絞股藍(lán)含有皂苷、黃酮類、多糖和氨基酸等多種化學(xué)成分,具有降血糖血脂[5-7]、免疫調(diào)節(jié)[8]、抗衰老和保護(hù)心血管[9]等作用。在四川絞股藍(lán)屬植物有3 種:心籽絞股藍(lán)(G. cardiospermum)、長(zhǎng)梗絞股藍(lán)(G. longies)和絞股藍(lán)(G. pentaphyllum),前2 種分布于四川盆地周緣山地,后者則廣泛分布于四川盆地和川西南山地[10]。
多酚類化合物是植物中一類物質(zhì)的統(tǒng)稱,因具有多個(gè)酚羥基而得名,是植物的次生代謝產(chǎn)物,大多數(shù)由苯丙氨酸衍生而來(lái),少部分由酪氨酸衍生而來(lái)。按結(jié)構(gòu)大致可分為類黃酮、木聚素、酚酸和木酚素[11]。多酚類化合物在種子萌發(fā)、植物生長(zhǎng)和發(fā)育、細(xì)胞分裂、光合作用色素的合成、植物抗霜凍和防御病蟲(chóng)害等過(guò)程中均起到重要作用[12-13]。同時(shí)對(duì)人類健康也具有保護(hù)作用,多酚具有預(yù)防心血管病發(fā)生、抑菌、抗病毒、提高免疫等多種功效[14-16],且這些活性與多酚的抗氧化活性直接相關(guān)[17-18]。目前對(duì)絞股藍(lán)中活性成分的研究多集中在絞股藍(lán)皂苷、多糖等,但對(duì)絞股藍(lán)中多酚類化合物的研究較少。本實(shí)驗(yàn)對(duì)四川西南山地野生絞股藍(lán)(生態(tài)類型:5 葉、7 葉、9 葉)和人工種植絞股藍(lán)(生態(tài)類型:7 葉)葉及莖中多酚單體化合物進(jìn)行高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)法分析檢測(cè),以及對(duì)其醇提液的總多酚含量和抗氧化活性進(jìn)行研究,以期為絞股藍(lán)的開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。
絞股藍(lán):2016年4月采收于四川省樂(lè)山市峨邊彝族自治縣,野生絞股藍(lán):生態(tài)類型分別為5 葉、7 葉和9 葉;人工種植絞股藍(lán):生態(tài)類型為7 葉。野生絞股藍(lán)和人工種植絞股藍(lán)經(jīng)云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所專家李晚誼鑒定并確認(rèn)。樣品存檔于四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所功能食品研究室。干葉和莖粉碎過(guò)60 目篩,貯藏備用。
原兒茶素、對(duì)羥基苯甲酸、蘆丁、異槲皮苷、槲皮素、山柰酚標(biāo)準(zhǔn)品(色譜純,純度≥98%),2,2’-聯(lián)氮-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate,ABTS) 北京索萊寶科技有限公司;乙腈、甲醇(均為色譜純)、0.22 μm微孔濾膜 美國(guó)Mreda公司;甲酸、福林-酚試劑、AlCl3、沒(méi)食子酸、水溶性VE(均為分析純) 成都市科龍化工試劑廠;1,1-二苯基-2-苦基肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH,純度>97%) 東京化成工業(yè)株式會(huì)社。
FW-100高速萬(wàn)能粉碎機(jī) 北京科偉永興儀器有限公司;TD-4Z型臺(tái)式低速離心機(jī) 四川蜀科儀器有限公司;KH2200DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司;ELX-800型號(hào)酶標(biāo)儀 美國(guó)伯騰儀器有限公司;1260型HPLC儀(配有二極管陣列檢測(cè)器)、poroshell 120 PFP色譜柱(4.6 mm×100 mm,2.7 μm)美國(guó)Agilent公司;UV-6100型紫外分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司。
1.3.1 供試樣品溶液的制備
稱取絞股藍(lán)粉末0.2 g,加10 mL甲醇,于40 ℃超聲提取40 min,甲醇定容至10 mL容量瓶中。0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾,作為樣品HPLC檢測(cè)的待測(cè)液,其余樣品用于總多酚含量和抗氧化活性(DPPH、ABTS)的測(cè)定。
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備
溶解原兒茶素、對(duì)羥基苯甲酸、蘆丁、異槲皮苷、槲皮素、山柰酚標(biāo)準(zhǔn)品20 mg,分別用甲醇溶解并定容至10 mL作為標(biāo)準(zhǔn)品母液。采用梯度稀釋法用甲醇將各標(biāo)準(zhǔn)品母液配制成一系列質(zhì)量濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液,備用。
1.3.3 色譜條件
poroshell 120 PFP色譜柱(4.6 mm×100 mm,2.7 μm);檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm和350 nm;柱溫30 ℃;進(jìn)樣量5 μL;流速0.8 mL/min;流動(dòng)相:1%甲酸(A)-乙腈(B);梯度洗脫:0~10 min,5%~10% B;10~20 min,10%~20% B;20~35 min,20%~40% B;35~40 min,40%~70% B;40~45 min,70%~95% B。
1.3.4 方法學(xué)考察
1.3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線、定量限和檢出限[19]
精密吸取含有6 種多酚單體的混合標(biāo)準(zhǔn)品,分別稀釋2、4、8、16、32、64、128、256、512 倍,在1.3.3節(jié)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,計(jì)算峰面積。以標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度(X,μg/mL)為橫坐標(biāo),以峰面積(Y)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。并將信噪比為10時(shí)相應(yīng)的質(zhì)量濃度定為定量線,以信噪比為3時(shí)的相應(yīng)質(zhì)量濃度確定為檢出限。
1.3.4.2 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)
按照1.3.1節(jié)的方法平行制備6 份7 葉絞股藍(lán)提取液,按1.3.3節(jié)色譜條件進(jìn)樣5 μL進(jìn)行測(cè)定,計(jì)算6 種多酚化合物提取量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation,RSD)。
1.3.4.3 精密度實(shí)驗(yàn)
按照1.3.2節(jié)方法制備的標(biāo)準(zhǔn)溶液,按1.3.3節(jié)色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6 次,計(jì)算6 種多酚化合物峰面積的RSD。
1.3.4.4 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
按照1.3.2節(jié)方法制備的標(biāo)準(zhǔn)溶液,按1.3.3節(jié)色譜條件對(duì)同一樣品分別在0、2、4、6、8 h進(jìn)樣5 μL,計(jì)算6 種多酚化合物峰面積的RSD。
1.3.4.5 回收率實(shí)驗(yàn)
稱取絞股藍(lán)樣品適量于具塞錐形瓶中,加入6 種標(biāo)準(zhǔn)品適量,按1.3.1節(jié)的方法制備7 葉絞股藍(lán)樣品,再按1.3.3節(jié)色譜條件進(jìn)樣5 μL,并計(jì)算6 種化合物的加標(biāo)回收率。
1.3.5 總多酚含量測(cè)定[20]
以沒(méi)食子酸質(zhì)量濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程:Y=0.002 9X+0.026 3(R2=0.998 2,線性范圍17.55~351 μg/mL)。
取100 μL待測(cè)液,加3.0 mL蒸餾水搖勻,再加200 μL福林-酚試劑,混勻放置5 min,再加800 μL 10%碳酸鈉溶液,避光反應(yīng)60 min,于波長(zhǎng)765 nm處測(cè)吸光度??偠喾雍恳詻](méi)食子酸當(dāng)量計(jì)算,單位為mg/g。
1.3.6 DPPH自由基清除活性測(cè)定[21]
以水溶性VE質(zhì)量濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo),清除率為縱坐標(biāo),制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。得回歸方程:Y=0.942 8X-0.420 2(R2=0.997,線性范圍13~104 μg/mL)。
取200 μL待測(cè)液,加2 mL DPPH(0.1 mmol/L)溶液,混勻,避光反應(yīng)30 min,于波長(zhǎng)517 nm處測(cè)吸光度。DPPH自由基清除活性以VE當(dāng)量計(jì)算,單位為mg/g。
DPPH自由基清除率按下式計(jì)算:
式中:Ax為樣品的吸光度;A0為乙醇代替樣品時(shí)的吸光度。
1.3.7 ABTS陽(yáng)離子自由基清除活性測(cè)定[22]
以水溶性VE的質(zhì)量濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。得回歸方程:Y=-0.024 6X+0.515 8(R2=0.998,線性范圍0~19.5 μg/mL)。
取400 μL待測(cè)液,加1.6 mL ABTS溶液,混勻,避光反應(yīng)6 min,于波長(zhǎng)734 nm處測(cè)吸光度。ABTS陽(yáng)離子自由基清除活性以VE當(dāng)量計(jì)算,單位為mg/g。
所有數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值,應(yīng)運(yùn)Microsoft Excel 97-2003和SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。
圖1 多酚標(biāo)準(zhǔn)品和野生絞股藍(lán)(7 葉)樣品HPLC圖Fig. 1 HPLC chromatograms of phenolic standards and phenolics from leaves of wild seven-leaf G. pentaphyllum
從圖1A、B可以看出,在此色譜條件下,6 種多酚化合物的標(biāo)準(zhǔn)品得到較好分離,野生絞股藍(lán)(7 葉)的葉樣品溶液色譜圖(圖1C、D)中6 個(gè)目標(biāo)峰的保留時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)品溶液的6 個(gè)色譜峰保留時(shí)間一致。在此色譜條件下,絞股藍(lán)樣品中的6 種多酚化合物得到較好的分離。
2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線、定量限和檢出限結(jié)果
表1 6 種多酚化合物的回歸方程、線性范圍、定量限和檢出限Table 1 Regression equations and linear ranges for the 6 phenolic compounds
如表1所示,各種化合物的峰面積和質(zhì)量濃度之間呈良好的線性關(guān)系。
2.2.2 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6 種多酚化合物提取量的RSD分別為2.23%、4.11%、1.95%、2.51%、4.60%、2.21%,表明實(shí)驗(yàn)方法重復(fù)性良好。
2.2.3 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6 種多酚化合物峰面積的RSD分別為2.68%、2.63%、0.89%、1.01%、1.57%、0.69%,表明儀器精密度良好。
2.2.4 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6 種多酚化合物峰面積的RSD分別為2.45%、1.80%、0.97%、0.60%、1.47%、0.56%,表明6 種多酚的日內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.2.5 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表2 6 種多酚化合物在絞股藍(lán)樣品中的加標(biāo)回收率(n=5)Table 2 Recovery rates of phenolic compounds from spiked sample (n= 5)
如表2所示,6 種化合物的加標(biāo)回收率在84%~99%之間,RSD均小于5%,表明實(shí)驗(yàn)方法有較好的回收率,回收結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
如表3所示,6 種多酚化合物中,蘆丁含量均顯著高于其他5 種多酚化合物,其次槲皮素含量較高,原兒茶酸和對(duì)羥基苯甲酸含量則相對(duì)較低。在不同絞股藍(lán)樣品中,野生絞股藍(lán)(5 葉)葉中的原兒茶酸、蘆丁、槲皮素、山柰酚含量顯著高于其他樣品。野生絞股藍(lán)(7 葉)葉中對(duì)羥基苯甲酸含量、總多酚含量、抗氧化活性高于其他品種,其中,總多酚含量高達(dá)75 mg/g,而野生絞股藍(lán)(7 葉)的莖中總多酚含量、抗氧化活性較其他樣品低。此外,總多酚含量在絞股藍(lán)中均呈現(xiàn)出葉中含量遠(yuǎn)高于莖中,且遠(yuǎn)高于Cai Yizhong等[23]報(bào)道的絞股藍(lán)中總多酚含量(4.4 mg/g)。
表3 絞股藍(lán)中6 種多酚、總多酚含量和抗氧化活性Table 3 Contents of 6 phenolic compounds and total phenols and antioxidant activity in G. pentaphyllummg/g
表4 相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis
如表4所示,絞股藍(lán)醇提液對(duì)DPPH自由基和ABTS陽(yáng)離子自由基的清除能力均與總多酚含量呈極顯著正相關(guān),且二者之間也呈極顯著正相關(guān)。對(duì)DPPH自由基的清除能力與6 種多酚化合物含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。對(duì)ABTS陽(yáng)離子自由基的清除能力與蘆丁和異槲皮苷之間無(wú)顯著相關(guān)性,與槲皮素顯著正相關(guān),與原兒茶酸和對(duì)羥基苯甲酸、山柰酚等均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。異槲皮苷含量與總多酚含量之間無(wú)顯著相關(guān)性,總多酚與其他5 種多酚均有顯著正相關(guān)性。6 種多酚化合物之間,槲皮素與異槲皮苷無(wú)顯著相關(guān)性,對(duì)羥基苯甲酸與蘆丁、異槲皮苷之間無(wú)顯著相關(guān)性,其余多酚化合物之間均呈現(xiàn)極顯著或顯著正相關(guān)性。
本研究建立了HPLC法檢測(cè)絞股藍(lán)中6 種多酚化合物的方法,經(jīng)驗(yàn)證該方法重復(fù)性好(RSD≤4.6%)、精密度高(RSD≤2.68%)、穩(wěn)定性好(RSD≤2.45%)、加標(biāo)回收結(jié)果準(zhǔn)確可靠(RSD≤4.02%),可在35 min內(nèi)對(duì)6 種多酚化合物進(jìn)行有效分離,峰形對(duì)稱、分離度高。
植物多酚在植物的生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中起到重要的作用,其不僅與種子萌發(fā)、細(xì)胞分裂、色素合成等密切相關(guān),還能保護(hù)植物受傷部位、提高植物對(duì)微生物侵襲的抵抗能力[24]。本研究中人工種植絞股藍(lán)(7 葉)的葉中總多酚含量(11.78 mg/g)接近于?amec等[25]報(bào)道的生長(zhǎng)于馬來(lái)西亞和德國(guó)的絞股藍(lán)中總多酚的含量(11.57 mg/g和10.42 mg/g),而野生絞股藍(lán)的葉中總多酚含量均較高(均高于30 mg/g),這可能與野生絞股藍(lán)在野外的生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)。此外,6 種多酚化合物之間有顯著或極顯著正相關(guān),且在同一供試樣品的葉中含量均高于莖中,在不同供試樣品中,蘆丁含量均為最高,原兒茶酸和對(duì)羥基苯甲酸含量則相對(duì)較低。研究表明影響植物中多酚化合物的組成及含量的因素很多,比如遺傳因子、氣候因子[26]、土壤因子[27]等,且在同一株植物體上,部位不同,多酚含量也會(huì)有所差異[28]。
植物多酚類化合物的抗氧化活性常被作為植物功效評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一。本研究結(jié)果表明,DPPH自由基、ABTS陽(yáng)離子自由基清除能力與總多酚含量極顯著正相關(guān),清除DPPH自由基活性與6 種多酚的含量極顯著正相關(guān),但蘆丁和異槲皮苷的含量對(duì)絞股藍(lán)醇提物的清除ABTS陽(yáng)離子自由基活性并無(wú)顯著影響。山柰酚、槲皮素、異槲皮苷和蘆丁屬于黃酮醇類化合物,研究表明山柰酚在黃烷酮3-羥化酶催化下形成槲皮素,槲皮素經(jīng)黃酮醇-3葡萄糖轉(zhuǎn)移酶的催化作用形成異槲皮素,異槲皮素再經(jīng)1,6-鼠李糖基轉(zhuǎn)移酶的催化下形成蘆丁[29-30],但在本實(shí)驗(yàn)中異槲皮苷與槲皮素之間并未表現(xiàn)出顯著相關(guān)性。絞股藍(lán)中黃酮成分可能隨產(chǎn)地、氣候等差異有所不同,且其藥效受到顯著影響[31-32]。