宋彥顯,閔玉濤
(中州大學(xué)化工食品學(xué)院,鄭州450044)
中藥蒺藜,別名刺蒺藜、硬蒺藜、白蒺藜,有活血祛風(fēng)、平肝解郁、明目、止癢等功效。[1,2]蒺藜的主要生理活性成分為皂甙,有明顯的強壯及抗動脈硬化作用。蘇聯(lián)及保加利亞用其總皂甙制劑治療動脈硬化及提高性功能;我國用其全草開發(fā)了相應(yīng)制劑“心腦舒通”,在防治心腦血管疾病與性功能減退癥方面顯示良好療效。[3,4]鑒于蒺藜皂甙在健身、抗疲勞方面的突出作用,它有望成為功能因子研究領(lǐng)域中的一顆新星。本實驗在前人工作的基礎(chǔ)上對蒺藜皂甙的提取、分離、部分純化的工藝條件進行了系統(tǒng)研究,以期為醫(yī)藥和食品工業(yè)中新型功能因子的研究與開發(fā)提供可靠的實驗基礎(chǔ)。
蒺藜,購于鄭州中藥城,經(jīng)專職藥劑師鑒定;LSA-20大孔樹脂,西安電力樹脂廠。
SP-2102PC型紫外可見分光光度計,上海光譜儀器有限公司;HH-S11-2型電熱恒溫水浴鍋,北京長安科學(xué)儀器廠。
1.2.1 蒺藜皂甙的提取及分離
1.2.1.1 水提醇沉法
取粉碎至40目的蒺藜40g,加蒸餾水(固液比1∶10,W/V)回流提取3h,趁熱過濾,真空濃縮,以蒸餾水定容至 50mL,攪拌下緩慢加入95%乙醇425ml,濾去沉淀,真空濃縮至近干,硅藻土轉(zhuǎn)移,濾紙包裹,依次用石油醚、乙醚、乙酸乙酯索氏提取1h,再用正丁醇索氏提取3h。各提取組分分別濃縮,風(fēng)干,稱重,計算各部分收率。做定性試驗。
1.2.1.2 70%乙醇回流提取法
取粉碎至40目的蒺藜40g,70%乙醇(固液比1∶10,W/V)回流提取3h,趁熱抽濾,濾液真空濃縮至近干,浸膏硅藻土轉(zhuǎn)移,濾紙包裹,依次用石油醚、乙醚、乙酸乙酯索氏提取1h,再用正丁醇索氏提取3h,各提取組分分別濃縮,風(fēng)干,稱重,計算各部分收率。做定性試驗。
1.2.2 大孔吸附樹脂部分純化
將未使用過的大孔樹脂用乙醇浸泡一天活化,裝柱(柱內(nèi)徑2.6cm),填料高度 18.1cm。用1%的NaOH約兩個床體洗滌,然后用1%的HCl洗滌。蒸餾水沖洗至中性,待用。
洗脫所用水及乙醇液體積可按床體的倍數(shù)添加,便于計算所需洗脫液體積。
正丁醇相濃縮至干,少量水溶,上柱,依次用蒸餾水和 20%,30%,40%,50%,55%,60%,65%,75%,80%,95%乙醇梯度洗脫,收集各組分,進行泡沫實驗和顏色反應(yīng)。將 40%,50%,55%,60%,65%乙醇洗脫液烘干稱重。
1.3.1 定性實驗
1.3.1.1 泡沫實驗
取樣品水溶液2mL于小試管中,用力振搖1min,如產(chǎn)生多量泡沫,放置15min后泡沫減少不明顯,則證明含皂甙。另各取樣液1mL,一管加2mL 0.1MNaOH 溶液,另一管加2mL 0.1MHCl溶液,用力振搖1min,泡沫高度相近是三萜皂甙,加堿管明顯高于加酸管的是甾體皂甙。
1.3.1.2 顯色反應(yīng)
(1)醋酐-濃硫酸反應(yīng)
取少量皂甙樣品溶解于醋酐中,加入醋酐-濃硫酸試劑,能產(chǎn)生顏色變化,一般由黃色轉(zhuǎn)為紅色、紫色、藍色或綠色。如果是甾體皂甙,在顏色的變化中最后呈現(xiàn)綠色,而三萜皂甙只能轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色、紫色或藍色,不出現(xiàn)綠色。
(2)三氯乙酸反應(yīng)
甾體皂甙滴在紙上,滴三氯乙酸試劑,加熱至60℃,生成紅色漸變?yōu)樽仙?。同樣情況下,三萜皂甙必須加熱到100℃才顯色,也生成紅色漸轉(zhuǎn)為紫色。
(3)氯仿-濃硫酸反應(yīng)
少量皂甙樣品溶解于氯仿,加入濃硫酸后,在氯仿層呈現(xiàn)紅色或藍色,硫酸層有綠色熒光出現(xiàn)。
(4)冰醋酸-乙酰氯反應(yīng)
少量皂甙樣品溶解于冰醋酸中,加入乙酰氯數(shù)滴及氯化鋅結(jié)晶數(shù)粒,稍加熱,則呈現(xiàn)淡紅色或紫紅色。
(5)三氯化銻反應(yīng)
樣品醇溶液點于濾紙上,噴20%三氯化銻氯仿溶液(不含乙醇或水),于60~70℃加熱,樣品斑點呈灰藍﹑藍﹑灰紫等顏色。
1.3.1.3 其它物質(zhì)定性檢驗
(1)黃酮定性實驗(鹽酸-鎂粉反應(yīng))
樣品溶解于甲醇或乙醇,加入少量鎂粉振搖,滴加幾滴濃鹽酸,1~2min內(nèi)(必要時微熱)即可出現(xiàn)顏色。多數(shù)顯紅色~紫紅色,少數(shù)顯紫色~藍色。
(2)鞣質(zhì)定性實驗(三氯化鐵反應(yīng))
樣品液中滴入三氯化鐵溶液,縮合鞣質(zhì)呈綠色或綠黑色或沉淀,可水解鞣質(zhì)呈藍色或藍黑色并多有沉淀。
(3)糖類檢測(α-萘酚反應(yīng))
取樣液約1mL,加入α-萘酚試劑3滴,混勻,沿管壁慢慢加入濃硫酸約1mL,小心豎起試管,使硫酸與樣液清楚地分為兩層。兩液面間有紫色環(huán),說明樣液中含糖。
1.3.2 薄層層析
以硅膠制成的分析板為固定相,以展開劑作為展開體系進行薄層層析。用毛細管取樣液點樣,點樣原點距底邊約0.8cm,原點線距展開前沿線約為6cm。在原點線上確定兩個點為點樣位置,邊點樣邊用吹風(fēng)機吹溶劑,防止樣點擴散。吹干后將硅膠板置于已加入展開劑的層析缸中展開,待展開至前沿線取出,再次吹干后放入碘盒中碘熏顯色,約2 min后取出,觀察分離情況。
1.3.3 紫外可見分光光度法
1.3.3.1 比色
0.0045g皂甙溶于40mL 80%甲醇液中(樣品濃度為0.112mg/mL),分別移取 0mL,0.4mL,0.8mL,1.2mL,1.6mL,2.0mL 于試管中,各加 2.0mL 0.5%香草醛乙醇溶液、1.0mL72%硫酸溶液,加80%甲醇至6mL,波長544nm處測吸光度。
1.3.3.2 紫外掃描
(1)大孔樹脂分離純化的蒺藜皂甙用無水乙醇溶,分別取 50μL,60μL,70μL,80μL,90μL 在 200 ~360nm范圍內(nèi)進行掃描,以乙醇做空白。
2.1.1 皂甙粗提方法的選擇
蒺藜中的主要化學(xué)成分有甾體皂甙、生物堿、黃酮、氨基酸等物質(zhì)。多數(shù)皂甙極性較大,一般可溶于水,易溶于熱水、稀醇,難溶于丙酮,幾乎不溶于石油醚、苯、乙醚等親脂性溶劑。
表1 水提醇沉法和70%乙醇法提取后樣品的收率(%)
石油醚和乙醚是親脂性有機溶劑,極性較小,只能溶解一些極性小的親脂性物質(zhì),如脂溶性色素、油脂和蠟。乙醚可以溶解經(jīng)甲醇醇解作用得到的低分子酚類物質(zhì),這一類型的天然物質(zhì)在蒺藜中所占的比例很小。乙酸乙酯的極性較大,除了溶解前兩者不溶的脂溶性物質(zhì)外,還可溶解黃酮類、蒽醌類物質(zhì)。正丁醇極性更大,對組織細胞的穿透力更強,皂甙類主要可能在這一組分發(fā)現(xiàn),此外,還可溶解單寧及其它高極性雜質(zhì)。
由表1可看出,梯度提取中,其收率順序為:正丁醇>乙酸乙酯>乙醚>石油醚。
通過比較兩種方法所得粗皂甙重量及收率,可知70%乙醇回流法所得皂甙量和收率均高于水提醇沉法,是較優(yōu)的提取方法。因為水提法在醇沉這一步驟時,將部分皂甙也夾帶沉淀,造成損失。
2.1.2 初步提取分離中的定性檢測
對1.2.1.1索氏提取的各樣品做定性檢驗,結(jié)果見表2。
表2 水提醇沉法所得樣品定性檢測結(jié)果
試驗結(jié)果表明,正丁醇組分三種定性反應(yīng)都呈陽性,說明其中存在皂甙。乙醚和乙酸乙酯組分冰醋酸-乙酰氯反應(yīng)現(xiàn)象呈陰性,醋酐-濃硫酸、氯仿-濃硫酸反應(yīng)現(xiàn)象雖然呈陽性,但不如正丁醇組分明顯,說明乙醚相、乙酸乙酯相中也溶有少量皂甙。石油醚組分的定性反應(yīng)現(xiàn)象都呈陰性,表明皂甙在石油醚中幾乎不溶解。
對70%乙醇回流提取的樣品進行定性檢測,得出的結(jié)果與水提醇沉的樣品相似。
另外,對各組分進行鹽酸-鎂粉反應(yīng)及三氯化鐵反應(yīng)定性檢測。檢測結(jié)果:鹽酸-鎂粉反應(yīng),乙酸乙酯組分明顯呈陽性,說明乙酸乙酯相中含較多黃酮,其它各相呈陰性,說明各相中不含黃酮或含極少量黃酮;三氯化鐵反應(yīng),各相均呈陽性(三氯化鐵層呈綠色),表明各相含酚類物質(zhì),只是含量有差別。
2.1.3 薄層分離
取索氏提取后的各相液體少量,用薄層層析板進行分離分析。
乙醚相:展開體系為氯仿-丙酮-甲醇,8∶2∶1,碘蒸氣熏顯色后,可顯出三個斑點。
乙酸乙酯相:展開體系為氯仿-丙酮-甲醇,8∶2∶1,碘蒸氣熏顯色后,發(fā)現(xiàn)有單一的點,Rf=0.31;氯仿-乙酸乙酯 -乙酸,5∶5∶1,顯示有三個點,Rf1=0.18,Rf2=0.41,Rf3=0.61。
正丁醇相:展開體系為乙酸乙酯-醋酸-水,8∶2∶1,點在原處,未跑開,因展開劑極性太低;展開體系氯仿 -甲醇 -水,3∶1.5∶0.5,拖尾現(xiàn)象嚴(yán)重,因其組分太多。
2.2.1 各濃度洗脫液洗脫出的物質(zhì)重量
將40%,50%,55%,60%,65%乙醇洗脫下的各組分定容至25mL,移液管取5mL于稱量瓶中,烘干至恒重,稱重,計算總物重。結(jié)果見表3。
表3 各濃度洗脫液洗脫出的物質(zhì)重量(g)
固形物量的分布與洗脫液體積、流速及洗脫方式(梯度、平行)有密切關(guān)系。由表3可看出,隨洗脫液濃度的增加,洗脫出固形物的量反而減小。因每個濃度洗脫液體積均為兩個床體,在較低濃度時,皂甙已被分離出來。梯度洗脫時,此種現(xiàn)象必然發(fā)生。若為平行方式,相同體積洗脫液,高濃度洗脫出的物質(zhì)量應(yīng)多于低濃度。
2.2.2 定性檢測
對蒸餾水、不同濃度的乙醇洗脫所得各個組分定性檢驗。
先用兩個床體的蒸餾水洗脫,將其中的糖和蛋白質(zhì)洗盡。跟蹤檢測,直到滴出的液體α-萘酚反應(yīng)現(xiàn)象呈陰性,才可判定其中不含糖。
對20%,30%乙醇洗脫液做泡沫試驗,由于成分復(fù)雜,即便有皂甙純度也不高,無法得出肯定的結(jié)論。30%乙醇洗出的組分經(jīng)鹽酸-鎂粉反應(yīng)檢測,顯紫紅色,表明了黃酮的存在。
取40%,50%,55%,60%,65%乙醇洗脫液分別做定性試驗,發(fā)現(xiàn)均含皂甙。
80%,95%乙醇洗脫,皂甙定性試驗呈陽性,但顏色較弱,顯示含量偏低,估計是由于大部分皂甙已被洗脫出的緣故。
由此可斷定40%乙醇洗脫液中皂甙含量最高。
2.2.3 薄層分析
將收集的經(jīng)大孔樹脂部分純化過的皂甙樣品進行薄層層析,展開體系為氯仿-甲醇-水,65∶35∶10,結(jié)果如圖1所示。
圖1 大孔樹脂柱層析分離后的皂甙
從圖1中可看出僅有一個斑點,Rf=0.86,可知蒺藜皂甙經(jīng)大孔樹脂柱層析后得到進一步純化。
(1)通過測皂甙得率與濃度,將水提醇沉法與70%乙醇回流法比較,證實70%乙醇回流法皂甙的得率較高,是較優(yōu)的提取方法。
(2)經(jīng)大孔樹脂LSA-20純化,皂甙主要存在于40%,50%,55%,60%,65%乙醇洗脫液中,濃縮得較純的皂甙。用薄層分析證實皂甙得到了純化。
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