黃雨洋,王振宇
(1.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,哈爾濱 150040;2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,哈爾濱 150090;3.黑龍江糧食職業(yè)學(xué)院,哈爾濱 150080)
紅松(Pinus koraiensis)亦稱果松、海松。常綠喬木,高達(dá)40m,葉五針一束,長6~12cm。球果卵狀圓錐形,種子大無翅。紅松種子長1.2~1.6cm,子葉13至16枚。紅松是主要分布于我國東北小興安嶺地區(qū),是重要的農(nóng)林資源[1-2]。
常與魚鱗松、紅皮云杉等組成混交林。耐旱性強,喜微酸性或中性土,針葉及球果中含有抗氧化活性成分,種子可食,入藥后具有祛風(fēng)除濕、滋養(yǎng)補虛的功效。
近年來,天然抗氧化劑的研究備受關(guān)注,其中多酚類是主要的抗氧化活性成分之一,松多酚即是此多酚類的成分之一,具有抗氧化、抗腫瘤及抗菌等多種生物活性[3-4]。研究表明,紅松樹皮中含有大量的多酚物質(zhì),為紅松樹皮的綜合利用、變廢為寶提供理論依據(jù)。
紅松樹皮 采于小興安嶺;甲醇美國TEDIA天地試劑公司,HPLC;三氟乙酸TFA北京迪馬科技有限公司,HPLC;去離子水水 杭州娃哈哈有限公司,分析純。
制備型高效液相色譜儀 北京創(chuàng)新通恒科技有限公司;超聲儀;天津泰斯特儀器公司;AB54型電子天平;梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;0.45μm微孔濾膜;北京化工二廠。
1.3.1 工藝流程
紅松樹皮→乙醇提取[5]→大孔吸附樹脂AB-8(梯度洗脫→選取40%的洗脫→二級純化(制備型高效液相色譜儀)→各種因素進(jìn)行對比→結(jié)果
1.3.2 紅松多酚的一級純化
首先對大孔吸附樹脂AB-8進(jìn)行預(yù)處理:乙醇中浸泡AB-8大孔樹脂24h,待其充分溶脹后用蒸餾水反復(fù)洗滌,除去樹脂表面的殘留乙醇至無白色渾濁物出現(xiàn)。然后用8%鹽酸浸泡10h,用蒸餾水反復(fù)沖洗,用試紙測其pH7.0停止,再用5%氫氧化鈉溶液浸泡10h,在用蒸餾水反復(fù)沖洗至中性、裝柱。用大孔吸附樹脂AB-8進(jìn)行梯度洗脫(20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇)對紅松多酚進(jìn)行一級純化,由于實驗時間的原因,本實驗采用40%乙醇洗脫液用半制備型液相進(jìn)行了二次純化。
1.3.3 半制備液相色譜法二級純化紅松多酚
1.3.3.1 紅松多酚樣品的配制。取0.1g經(jīng) AB-8型大孔樹脂40%乙醇洗脫液的一級純化凍干粉末溶解于10mL的甲醇溶液中,用0.45μm微孔濾膜過濾備用。
1.3.3.2 半制備液相的色譜條件。色譜柱為北京創(chuàng)新 Daisogel C18-10u100A,P3000 高 壓 輸 液 泵,UV3000可變波長檢測器,柱溫25℃下,流量分別為6、8、10mL/min,在紫外線波長分別為280、290、300、308、320、330、340nm下進(jìn)行,上樣量分別為0.25、0.5、0.75、1.0mL,并且在不同的濃度洗脫當(dāng)中進(jìn)行分離。
1.3.3.3 試驗操作步驟。流動相采用A和B兩種,溶劑A:甲醇并混入0.02%三氟乙酸(TFA),溶劑B:去離子水中混入0.02%TFA。溶劑梯度體積比例跟實驗要求設(shè)定。首先,設(shè)定波長、流速,用100%的甲醇對柱子進(jìn)行清洗。此后采用相同的紫外線波長和流速走基線,流動相采用不同的非線性濃度梯度的混合溶劑洗滌,直至基線平穩(wěn)方可進(jìn)樣。在出現(xiàn)比較的色譜峰是收集樣品,之后清洗色譜柱子。
1.3.3.4 觀測結(jié)果。根據(jù)半制備液相色譜峰型的高低,寬窄,面積,出峰時間可相對比較大致得出析出物質(zhì)的含量多少,面積較大者則意味著析出物質(zhì)的含量相對較多,從而可根據(jù)不同的因素條件對應(yīng)的不同峰型面積得出析出該種物質(zhì)含量最多的最佳各因素條件。
1.3.3.5 最佳工藝條件的研究
(1)流速對出峰面積的影響。在紫外線波長為308nm時,選取進(jìn)樣量為2針(即為0.5mL),采用溶劑梯度體積比例如下0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B,在相同的外界環(huán)境下,分別選取流速為6、8、10mL/min進(jìn)行試驗。選取一流速后1.3.3.4的操作流程獲取峰型圖。
(2)進(jìn)樣量對出峰面積的影響。在紫外線波長為308nm,流速為8mL/min時,采用溶劑梯度體積比例如下0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B,在相同的外界環(huán)境下,分別選取進(jìn)樣量為1針(0.25mL),2針(0.50mL),3針(0.75mL),4針(1.00mL)進(jìn)行試驗。選取一進(jìn)樣量后1.3.3.4的操作流程獲取峰型圖。
(3)紫外線波長對出峰面積的影響。在流速為8mL/min,進(jìn)樣量為1針(0.25mL)時,采用溶劑梯度體積比例如下0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B,在相同的外界環(huán)境下,分別選取紫外線波長為280、290、300、308、310、320、330、340nm進(jìn)行試驗。選取一紫外線波長后按1.3.3.4的操作流程獲取峰型圖。
(4)濃度洗脫對出峰面積的影響。在流速為8mL/min,進(jìn)樣量為1針(0.25mL),在紫外線波長為308nm時,在相同的外界環(huán)境下,分別選取濃度洗脫:①0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B。②0~10min,0A/100B;10~20min,20A/80B;20~30min,40A/60B;30~40min,60A/40B;40~50min,80A/20B;50~60min,100A/0B;60~90min,100A/0B。③0~10min,0A/100B;10~40min,10A/90B;40~50min,50A/50B;50~60min,70A/30B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B。④0~10min,0A/100B;10~40min,10A/90B;40~50min,60A/40B;50~60min,70A/30B;60~65min,90A/10B;65~100min,100A/0B。⑤0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,50A/50B;50~60min,70A/30B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B進(jìn)行試驗。選取一紫外線波長后按2.3.2.4的操作流程獲取峰型圖。
以下試驗均進(jìn)樣兩針(0.5mL),紫外線波長為308nm,濃度洗脫為0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B。
(1)流速為6mL/min
圖1 色譜圖
(2)流速為8mL/min
圖2 色譜圖
(3)流速為10mL/min
圖3 色譜圖
由圖1~3可知在流速為6mL/min時,在77min時出現(xiàn)較大幅度的亂峰可能會導(dǎo)致析出的樣品不夠純正含有雜質(zhì)或含有多種未知物質(zhì),此圖不能準(zhǔn)確反映紅松樹皮多酚物質(zhì)分離的效果,故不能使用。在圖2與圖3中我們可以觀察到二者峰型較為相似,流速為10mL/min的波型較好但考慮到流速的增加導(dǎo)致試劑的大量使用,使實驗成本增加,故由上述原因選定流速8mL/min為最佳流速。
以下試驗均為紫外線波長為308nm,流速為8mL/min,濃度梯度為0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B。
(1)選取進(jìn)樣量為一針0.25mL
圖4 色譜圖
(2)選取進(jìn)樣量為2針0.50mL
圖5 色譜圖
(3)選取進(jìn)樣量為3針0.75mL
圖6 色譜圖
(4)選取進(jìn)樣量為4針1.00mL
圖7 色譜圖
由上述圖4~7發(fā)現(xiàn),進(jìn)樣量為一針,兩針時的圖形較好析出的物質(zhì)較純,而進(jìn)樣量增加后峰型不如前者,進(jìn)樣一針和進(jìn)樣兩針相比較一針的較好,且用的樣品較少可以起到節(jié)約樣品用量的作用,故選取進(jìn)樣量一針(0.25mL)為最佳進(jìn)樣量。
以下試驗均為流速為8mL/min,進(jìn)樣量為1針(0.25mL),濃度梯度為0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B。
(1)紫外線波長為280nm
圖8 色譜圖
(2)紫外線波長為290nm
圖9 色譜圖
(3)紫外線波長為300nm
圖10 色譜圖
(4)紫外線波長為308nm
圖11 色譜圖
(5)紫外線波長為310nm
圖12 色譜圖
(6)紫外線波長為320nm
圖13 色譜圖
(7)紫外線波長為330nm
圖14 色譜圖
(8)紫外線波長為340nm
圖15 色譜圖
由以上圖8~15可分析到紫外線波長才280nm時,最高峰出叉,證明該峰中不僅只含有一種物質(zhì),可能還含有兩種以及兩種以上物質(zhì),故此波長不予采用。紫外線波長在290nm、300nm、310nm、320nm時均有雜質(zhì)峰的出現(xiàn)并且出峰時間長試劑用量大,故不予使用。紫外線波長為330nm、340nm時峰型較寬含有過多較大的雜質(zhì)峰,析出樣品量不夠理想故不予使用,綜上所述,選取波長為308nm為最佳波長。
以下試驗均在流速為8mL/min,進(jìn)樣量為1針(0.25mL),在紫外線波長為308nm時完成。
(1)濃度洗脫為0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B。
圖16 色譜圖
(2)濃度洗脫為0~10min,0A/100B;10~20min,20A/80B;20~30min,40A/60B;30~40min,60A/40B;40~50min,80A/20B;50~60min,100A/0B;60~90min,100A/0B。
圖17 色譜圖
(3)洗脫濃度為0~10min,0A/100B;10~40min,10A/90B;40~50min,50A/50B;50~60min,70A/30B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B。
圖18 色譜圖
(4)洗脫濃度為0~10min,0A/100B;10~40min,10A/90B;40~50min,60A/40B;50~60min,70A/30B;60~65min,90A/10B;65~100min,100A/0B。
圖19 色譜圖
(5)濃度洗脫為0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,50A/50B;50~60min,70A/30B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B。
圖20 色譜圖
由上述圖16~20可分析可知圖18、圖20出峰時間較長,試劑使用較多故不予使用。圖17、圖19有過多雜質(zhì)峰,且雜質(zhì)峰的波動較大對析出物質(zhì)的純度影響較深,故不予使用。因此可得出濃度洗脫為0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B為最佳濃度洗脫。0~10min,0A/100B。
通過單因素試驗得出利用半制備液相法對紅松樹皮多酚物質(zhì)分離的最佳工藝條件為:流速為8mL/min,進(jìn)樣量為一針(0.25mL),紫外線波長為308nm,濃度洗脫為0~10min,0A/100B;10~40min,20A/80B;40~50min,60A/40B;50~60min,65A/35B;60~65min,95A/5B;65~100min,100A/0B。
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