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      羅布麻葉總多酚純化工藝及抗氧化活性研究*

      2015-06-15 18:57:38石麗娟阿布力米提伊力阿吉艾克拜爾艾薩賀飛李寅慶黃景鳳
      醫(yī)藥導(dǎo)報(bào) 2015年2期
      關(guān)鍵詞:提液大孔光度

      石麗娟,阿布力米提·伊力,阿吉艾克拜爾·艾薩,賀飛,3,李寅慶,黃景鳳

      羅布麻葉總多酚純化工藝及抗氧化活性研究*

      石麗娟1,2,阿布力米提·伊力1,阿吉艾克拜爾·艾薩1,賀飛1,3,李寅慶1,2,黃景鳳4

      (1.中國(guó)科學(xué)院干旱區(qū)植物資源化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、新疆特有藥用資源利用省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,烏魯木齊 830011;2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049;3.新疆艾比湖戈寶麻有限公司,精河 833307;4.新疆阿勒泰戈寶麻有限公司,阿勒泰 836500)

      目的 建立并優(yōu)化羅布麻葉總多酚的純化工藝及其抗氧化活性研究。方法 以吸附量和解吸率為指標(biāo),通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),確定羅布麻葉總多酚純化的最佳樹脂;并通過動(dòng)態(tài)吸附和解吸實(shí)驗(yàn),對(duì)最佳吸附樹脂工藝條件進(jìn)行考察。結(jié)果 最佳純化工藝條件:上樣濃度6.0 mg·mL-1,吸附速率2 BV·h-1,最大上樣量8 BV,除雜用水量5 BV,洗脫液為50%乙醇,洗脫流速2 BV·h-1,洗脫體積為3 BV。結(jié)論 經(jīng)HPD-300大孔樹脂分離純化后,羅布麻葉總多酚純度提高,純化后抗氧化活性明顯增加。

      羅布麻;總多酚;純化;抗氧化活性;大孔吸附樹脂

      羅布麻(ApocynumvenetumL.)為夾竹桃科羅布麻屬多年生宿根草本植物[1],羅布麻葉作為中國(guó)傳統(tǒng)中藥,主要用于治療肝陽(yáng)眩暈、高血壓、心悸失眠、神經(jīng)衰弱、水腫尿少、腎炎水腫等癥[2]。羅布麻葉的藥用價(jià)值與其高含量的多酚類成分密切相關(guān)[3-4],羅布麻葉中的多酚類物質(zhì)包括鞣質(zhì)類、黃酮類、兒茶素類等含多個(gè)酚羥基的成分[5-6]。筆者參考文獻(xiàn)報(bào)道的羅布麻葉總多酚提取工藝[7-8],采用大孔吸附樹脂的方法對(duì)其總多酚成分進(jìn)行純化,并通過2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)法和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)法測(cè)定其抗氧化活性,為羅布麻葉相關(guān)產(chǎn)品的研究開發(fā)提供一定的理論指導(dǎo)。

      1 儀器與試藥

      1.1 儀器 TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);R-210型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士Buchi公司);DZF-6050B型真空干燥箱(上海齊欣科學(xué)儀器有限公司);HZQ-F160全溫振蕩培養(yǎng)箱(上海安亭科學(xué)儀器廠);ESJ180-4電子天平(沈陽(yáng)龍騰電子有限公司);DZTW調(diào)溫電熱套(北京市永光明醫(yī)療儀器廠);艾柯超純水機(jī)(成都康寧實(shí)驗(yàn)專用純水設(shè)備廠)。

      1.2 試藥 羅布麻葉2012年8月采自新疆維吾爾自治區(qū)精河縣,自然晾干,由南京野生植物綜合利用研究院肖正春研究員鑒定為羅布麻屬植物羅布麻(ApocynumvenetumL.)干燥葉;沒食子酸對(duì)照品(批號(hào):110831-200302),中國(guó)食品藥品檢定研究院;ABTS、DPPH、維生素C(美國(guó)Sigma公司);AB-8、HPD-100、HPD-300、HPD-450、HPD-600、HPD-750樹脂(滄州寶恩吸附材料科技有限公司),X-5樹脂(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所),D141樹脂(中藍(lán)晨光化工研究院),D101樹脂(江蘇蘇青水處理工程集團(tuán)有限公司),NKA-9樹脂(南開大學(xué)化工廠);食用乙醇;鎢酸鈉、鉬酸鈉、鹽酸、磷酸、硫酸鋰、溴、碳酸鈉,天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠生產(chǎn),均為分析純。

      2 方法與結(jié)果

      2.1 羅布麻葉粗提液的制備 稱取羅布麻干燥葉,置于圓底燒瓶中,加入50%乙醇溶液作為提取溶劑,在70 ℃條件下提取3 h,提取2次,料液比分別為1:15、1:10,過濾,合并兩次濾液,45 ℃減壓濃縮,回收乙醇,即得羅布麻葉粗提液,經(jīng)測(cè)定粗提物總多酚純度為19%,純度(%)=總多酚含量/粗提物質(zhì)量×100%[6-7]。

      2.2 總多酚含量測(cè)定

      2.2.1 最大吸收波長(zhǎng)的選擇 量取對(duì)照品溶液和供試品溶液各2.0 mL,顯色后,在400~800 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描,結(jié)果對(duì)照品溶液在763 nm波長(zhǎng)處有最大吸收,供試品溶液在760 nm波長(zhǎng)處有最大吸收,結(jié)果見圖1,選擇沒食子酸對(duì)照品的最大吸收波長(zhǎng)760 nm為測(cè)定波長(zhǎng)。

      2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線制備 精密稱取沒食子酸對(duì)照品12.5 mg,置于50 mL 量瓶中,加水溶解并稀釋至刻度,再取10 mL置于50 mL量瓶中,加水定容,搖勻,即得對(duì)照品溶液(每毫升中含沒食子酸0.05 mg)。精密量取對(duì)照品溶液1,2,3,4,5 mL分別置于25 mL棕色量瓶中,各加磷鉬鎢酸試液1 mL,分別加水11,10,9,8,7 mL,并用飽和碳酸鈉溶液稀釋至刻度,搖勻,放置30 min。以相應(yīng)的試劑為空白,在760 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以吸光度(A)為縱坐標(biāo),濃度(C,μg·mL-1)為橫坐標(biāo),得到?jīng)]食子酸吸光度與質(zhì)量濃度之間的回歸直線方程:A=0.109 75C+0.072 82,r=0.999 4,沒食子酸濃度在2.000~10.000 μg·mL-1范圍呈良好線性關(guān)系。

      2.2.3 供試品含量測(cè)定 精密吸取供試溶液適量置于50 mL量瓶,加水稀釋至刻度。精密量取2 mL置于25 mL棕色量瓶中,加入磷鉬鎢酸試液1 mL,加水10 mL,飽和碳酸鈉溶液定容至刻度,搖勻,放置30 min,在760 nm處測(cè)定吸光度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線中讀出供試品中沒食子酸的濃度(C,μg·mL-1),計(jì)算供試液中總多酚含量。

      2.2.4 精密度實(shí)驗(yàn) 精密量取同一供試品溶液2.0 mL,按照“2.2.3”項(xiàng)方法連續(xù)測(cè)定吸光度5次,RSD為1.0%。

      2.2.5 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn) 精密量取同一供試品溶液各2.0 mL,按照“2.2.3”項(xiàng)方法顯色后,分別在70 min內(nèi)每隔10 min在760 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。吸光度值隨時(shí)間的變化而變化,到30 min后基本趨于穩(wěn)定,結(jié)果見表1。

      2.2.6 重復(fù)性實(shí)驗(yàn) 取同一批羅布麻葉提取物6份,按上述方法制備供試品溶液及測(cè)定吸光度,結(jié)果總多酚含量的RSD為1.2%。

      2.2.7 加樣回收率實(shí)驗(yàn) 精密稱取羅布麻提取物樣品9份,按照樣品中沒食子酸含量與沒食子酸對(duì)照品加入量的比列1:0.5,1:1,1:1.5,加入沒食子酸對(duì)照品,加水適量,超聲(200 W,頻率40 kHz)處理20 min,放冷,定容至刻度,搖勻。精密量取3 mL至25 mL量瓶中,照標(biāo)準(zhǔn)曲線制備項(xiàng)下的方法,依法操作,以相應(yīng)試劑為空白,依法測(cè)定吸光度,計(jì)算回收率及RSD,結(jié)果平均回收率98.90%,RSD=1.50%。見表2。

      圖1 樣品(A)與對(duì)照品(B)的全波長(zhǎng)掃描圖

      表1 不同顯色時(shí)間測(cè)定吸光度值

      Tab.1 Absorbance at different chromogenic time

      顯色時(shí)間/minA顯色時(shí)間/minA100.606500.635200.629600.642300.635700.647400.633

      表2 沒食子酸加樣回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

      2.3 大孔樹脂預(yù)處理 稱取一定量的大孔樹脂,裝于250 mL錐形瓶中,加無水乙醇浸泡20 h,使樹脂充分溶脹,用乙醇淋洗至流出液與純化水混合為無色渾濁,再用純化水洗至無醇味,備用。

      2.4 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)

      2.4.1 10種大孔樹脂含水量的測(cè)定 準(zhǔn)確稱取一定量的大孔樹脂,45 ℃烘箱干燥,恒重3次,計(jì)算樹脂的含水量。見表3。

      2.4.2 樹脂吸附量與解吸率的測(cè)定 根據(jù)10種樹脂的含水量,分別稱取相當(dāng)于干樹脂1.00 g的樹脂,按照“2.3”方法進(jìn)行預(yù)處理。取10份8.74 mg·mL-1(C0)羅布麻葉粗提液40 mL(V1),分別加入裝有不同樹脂的錐形瓶中,置于搖床25 ℃、90 r·min-1振搖12 h,將樹脂抽濾,得濾液Ⅰ,測(cè)其濃度(C1)。將上述吸附飽和的樹脂,加50%乙醇30 mL(V2),相同條件下振搖2.5 h,抽濾,得到濾液Ⅱ,測(cè)其總多酚濃度(C2)。以吸附量和解析率為指標(biāo),考察各樹脂的吸附性能。吸附量(mg·g-1)=(C0-C1) ×V1/m,解吸量(mg·g-1)=C2×V2/m,解吸率(%)=解吸量/吸附量×100%。式中:C0為粗提原液濃度(mg·mL-1),C1為吸附后剩余溶液濃度(mg·mL-1),C2洗脫液濃度(mg·mL-1),V1為粗提原液體積(mL),V2為洗脫液體積(mL),m為干樹脂的質(zhì)量(g)。結(jié)果見表3,綜合考慮,HPD-300大孔樹脂對(duì)羅布麻葉總多酚的吸附與解吸較好。

      表3 10種大孔樹脂的靜態(tài)吸附-解吸表

      Tab.3 Static adsorption and desorption rates of total polyphenols on macroporous resin

      編號(hào)樹脂種類極性含水量/%吸附量/(mg·g-1)解吸率/%1AB?8弱極性64.90177.7385.132D141弱極性25.03148.7878.583D101非極性45.95180.4578.934NKA?9極性58.36105.0584.65X?5非極性63.34146.2878.676HPD?100非極性69.58189.8083.437HPD?300弱極性70.17235.1386.438HPD?450弱極性77.03141.7393.429HPD?600極性54.08164.7386.1710HPD?750中極性45.94154.2584.36

      2.4.3 HPD-300大孔樹脂靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)研究 準(zhǔn)確稱取HPD-300大孔樹脂3.35 g(相當(dāng)于干樹脂1.00 g),按照“2.3”方法進(jìn)行預(yù)處理。取羅布麻葉粗提液(8.74 mg·mL-1)40 mL置于錐形瓶中,置于搖床25 ℃、90 r·min-1振搖,按照20 min,40 min,1 h,2 h,3 h,4 h,6 h,9 h取樣,分別測(cè)濃度,計(jì)算吸附量。由圖2可知,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),吸附量增加,2 h后吸附量增加很少,趨于平衡,達(dá)到飽和。

      圖2 HPD-300大孔樹脂靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)研究

      Fig.2 Kinetics of static adsorption by macroporous resin HPD-300

      2.5 動(dòng)態(tài)吸附和解吸實(shí)驗(yàn) 每次準(zhǔn)確稱HPD-300大孔樹脂13.40 g(相當(dāng)于干樹脂4.00 g),按照“2.3”方法進(jìn)行預(yù)處理,濕法裝柱(柱直徑為2 cm,樹脂床高4 cm,柱體積BV=3.14×12×4=12.56 cm3)。動(dòng)態(tài)吸附和解吸實(shí)驗(yàn)對(duì)上樣液濃度、吸附速率、最佳上樣量、水洗體積、洗脫劑、洗脫劑用量分別進(jìn)行考察。

      2.5.1 上樣液濃度的考察 分別取4份羅布麻葉粗提液(12.43 mg·mL-1)90 mL于錐形瓶中,分別加水0,40,90,180 mL稀釋,根據(jù)“2.2”法分別測(cè)定含量,計(jì)算濃度為12.43,8.62,6.04,4.06 mg·mL-1,上柱,以2 BV·h-1流速進(jìn)行吸附,靜置2 h,7 BV水洗,速率為5 BV·h-1,收集流出液,測(cè)定其含量,計(jì)算總多酚吸附量依次為206.06,206.77,217.17,208.51 mg·g-1。上樣液濃度為6.04 mg·mL-1吸附量較高。

      2.5.2 吸附速率的考察 分別取6.0 mg·mL-1羅布麻葉粗提液140 mL ,共4份,分別以1,2,3,4 BV·h-1的流速上樣,靜置2 h,7 BV水洗,流速為5 BV·h-1,收集流出液,測(cè)定其含量,計(jì)算總多酚吸附量依次為185.46,174.98,167.39,162.37 mg·g-1,總多酚吸附量隨著上樣液流速的增加而減小,吸附速率為1 BV·h-1時(shí),總多酚吸附量最大,但考慮到1 BV·h-1可控性差,工作效率較低,而選擇2 BV·h-1。

      2.5.3 泄露曲線考察 分別取6.0 mg·mL-1羅布麻葉粗提液,上樣流速為2 BV·h-1進(jìn)行吸附,按照每次0.5 BV收集流出液,分別測(cè)定其總多酚含量,繪制泄露曲線。從圖3可知,總多酚上樣量從8 BV開始,泄露量明顯增加,所以上樣量不應(yīng)超過8 BV。

      圖3 總多酚泄露曲線圖

      2.5.4 洗脫劑的考察 分別取6.0 mg·mL-1羅布麻葉粗提液140 mL ,共5份,分別上樣,上樣流速為2 BV·h-1進(jìn)行吸附。以流速為5 BV·h-1水洗7 BV,分別用濃度為10%,30%,50%,70%,90%乙醇洗脫,流速2 BV·h-1洗脫7 BV,收集洗脫液,分別測(cè)定其含量,計(jì)算解吸率。由表4可見,70%乙醇與50%乙醇洗脫,解吸率相差較小,從成本考慮選擇50%乙醇為洗脫劑。

      表4 不同濃度洗脫劑的影響

      2.5.5 除雜用水量的選擇 將吸附飽和的樹脂柱用純化水以5 BV·h-1的流速洗脫樹脂之間未被吸附的粗提液及雜質(zhì),按照樹脂柱體積的整數(shù)倍收集流出液,分別測(cè)定總多酚含量。當(dāng)用水量達(dá)到5 BV時(shí),流出液中總多酚的含量明顯減少,且流出液接近無色。

      2.5.6 洗脫劑用量的影響 將吸附飽和的樹脂用5 BV柱體積純化水除雜,流速為5 BV·h-1,再以50%乙醇以2 BV·h-1流速洗脫,按照樹脂床體積的0.5 BV收集洗脫液,測(cè)定其含量。由圖4可知,洗脫劑用量達(dá)到3 BV時(shí),洗脫下來的總多酚含量已經(jīng)很少,繼續(xù)增加洗脫劑的用量,趨勢(shì)基本上穩(wěn)定。

      圖4 洗脫劑的用量的影響

      2.6 抗氧化活性研究 ①ABTS法測(cè)定羅布麻葉總多酚有效部位抗氧化活性實(shí)驗(yàn):將樣品用純化水溶解成10.00,8.00,6.00,4.00,2.00,1.00,0.50,0.25,0.12,0.06 mg·mL-1的溶液,各取樣液16 μL于96孔板,并加入ABTS自由基溶液184 μL為樣品組(At),并設(shè)3組平行;水16 μL加入ABTS自由基溶液184 μL為空白對(duì)照組(A0);16 μL樣液加入184 μL水為樣品對(duì)照組(Bt),200 μL水為調(diào)零組(B0),避光反應(yīng)5 min后,于734 nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度,用維生素C做陽(yáng)性對(duì)照。根據(jù)下式計(jì)算清除率,清除率(%)=[1-(At-Bt)/(A0-B0)]×100%,并計(jì)算半數(shù)抑制濃度(IC50)值[9-10],見表5。②DPPH法測(cè)定羅布麻葉總多酚有效部位抗氧化活性實(shí)驗(yàn):將樣品用水溶解成1.00,0.80,0.60,0.40,0.2,0.1,0.05,0.02,0.01 mg·mL-1不同濃度的溶液,各取樣液100 μL于96孔板,并加入DPPH自由基溶液100 μL為樣品組(At),并設(shè)3組平行;水100 μL加入DPPH自由基溶液100 μL為空白對(duì)照組(A0);100 μL樣液加入100 μL水為樣品對(duì)照組(Bt),200 μL水為調(diào)零組(B0),室溫避光反應(yīng)30 min后,于515 nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度,用維生素C做陽(yáng)性對(duì)照。根據(jù)下式計(jì)算清除率,清除率(%)=[1-(At-Bt)/(A0-B0)]×100%,并計(jì)算IC50值。

      結(jié)果見表5,經(jīng)大孔樹脂純化后的總多酚抗氧化作用明顯高于純化前粗提物的活性,通過本研究所述方法獲得的羅布麻葉總多酚有效部位具有較好的抗氧化能力。

      表5 ABTS法和DPPH法測(cè)定提取物及純化物抗氧化活性結(jié)果(IC50)

      2.4 工藝驗(yàn)證 取等量羅布麻葉粗提液3份,按照上述優(yōu)化條件實(shí)驗(yàn),精制后的樣液減壓濃縮,45 ℃真空干燥,得到深褐色粉末,總多酚含量分別為45.93%,47.15%,46.91%,平均值為46.66%,RSD=1.38%,重復(fù)性較好,該純化方法簡(jiǎn)單可行,可用于羅布麻葉總多酚的制備。

      3 討論

      筆者通過10種大孔吸附樹脂對(duì)羅布麻葉粗提液進(jìn)行靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)篩選,以吸附量和解吸率為指標(biāo),確定HPD-300大孔吸附樹脂對(duì)羅布麻葉總多酚具有良好的吸附與解吸性能。通過動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)確定羅布麻葉總多酚的最佳純化工藝參數(shù):上樣濃度6.0 mg·mL-1,吸附速率2 BV·h-1,樹脂最大上樣量8 BV ,除雜用水量5 BV,以50%乙醇溶液作為洗脫劑,洗脫劑用量3 BV,洗脫速率2 BV·h-1,所得樣品通過Folin-Ciocalteu比色法測(cè)定總多酚含量為47%,且純化后的樣品抗氧化能力明顯增加。

      通過對(duì)羅布麻葉總多酚純化工藝的優(yōu)化及其總多酚抗氧化活性評(píng)價(jià),為其藥理作用和保健功效更好的發(fā)揮提供了基礎(chǔ)研究。該方法簡(jiǎn)單、可行,便于工業(yè)生產(chǎn)。

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      Purification Process of Total Polyphenols fromApocynumVenetumL.Leaves and Its Antioxidant Activity

      SHI Lijuan1,2, YILI Abulimiti1, AISA Hajiakber1, HE Fei1,3, LI Yinqing1,2, HUANG Jingfeng4

      (1.KeyLaboratoryofPlantResourcesandChemistryofAridZone,StateKeyLaboratoryBasisofXinjiangIndigenousMedicinalPlantsResourceUtilization,XinjiangTechnicalInstituteofPhysicsandChemistry,ChineseAcademyofSciences,Urumqi830011,China; 2.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China; 3.EbinurGaubauKender(Xinjiang)Ltd,Jinghe833307,China; 4.AletaiGaubauKender(Xinjiang)Ltd,Aletai836500,China)

      Objective To investigate the purification technology and antioxidant activity of the total polyphenols from the leaves ofApocynumvenetumL.. Methods The adsorption rate and desorption rate served as detection indicators.Optimum HPD-300 resin for purification of total polyphenols was determined by static adsorption experiments.The conditions of the optimum macroporous resin were investigated through the experiment of dynamic adsorption and desorption experiment. Results The optimum conditions of purification were as follows: sample concentration was 6.0 mg·mL-1, flow rate was 2 BV·h-1and maximum solution treatment capacity was 8 BV.The eluting agent was 5 BV purified water, with the total polyphenols being desorbed by 3 BV of 50% alcohol at the flow rate 2 BV·h-1. Conclusion Under the optimum conditions mentioned above, the purity of total polyphenols shows better antioxidant effect after purification.

      ApocynumvenetumL.; Total polyphenols; Purification; Antioxidant activity; Macroporous resin

      2014-01-01

      2014-02-25

      *新疆高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(201315108);中國(guó)博士后基金(2013M540785)

      石麗娟(1988-),女,苗族,重慶酉陽(yáng)人,碩士,從事中藥及天然藥物的研究與開發(fā)。電話:0991-3836733,E-mail:shiada901927@163.com。

      阿吉艾克拜爾·艾薩,研究員,博士,研究方向:有機(jī)化學(xué)。電話:(0)13899892388,E-mail:haji@ms.xjb.ac.cn。

      R284.2;R927.1

      B

      1004-0781(2015)02-0235-05

      DOI 10.3870/yydb.2015.02.026

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