杜令娟，康寧，李德海，周聰，顧嘉琳，王占斌

(東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，哈爾濱 150040)

粗毛纖孔菌三萜初級純化及體外降血脂研究

杜令娟，康寧，李德海*，周聰，顧嘉琳，王占斌

(東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，哈爾濱 150040)

為研究粗毛纖孔菌三萜類化合物的初級純化工藝及其對體外降血脂功能影響，試驗(yàn)選用粗毛纖孔菌三萜粗提物為原料，采用大孔樹脂法靜-動(dòng)態(tài)篩選最佳純化條件，并考察純化后三萜對體外結(jié)合膽酸鹽降血脂能力的影響。結(jié)果表明，D-101樹脂純化效果最好，其動(dòng)態(tài)純化條件為：上柱流速0.25 mL/min，上樣質(zhì)量濃度2.0 mg/mL，pH值為6；洗脫流速1 mL/min，乙醇體積分?jǐn)?shù)80%，洗脫體積4BV。在此條件下三萜純化物純度為35.4%，比粗提物提高5.36倍。體外膽酸鹽結(jié)合實(shí)驗(yàn)說明，純化前的結(jié)合量1.31±0.09 μmol/100mg，純化后的結(jié)合量為1.58±0.06 μmol/100mg，分別是辛伐他汀的46.33%和58.4%。初步得出結(jié)論：粗毛纖孔菌三萜類化合物降血脂活性與其純度呈正相關(guān)，純化工藝能夠提高粗毛纖孔菌三萜類化合物降血脂功能，本研究結(jié)果為開發(fā)新型高純度降血脂藥物提供科學(xué)依據(jù)。

粗毛纖孔菌；三萜類化合物；純化；大孔樹脂；降血脂

0 引言

粗毛纖孔菌(Inonotushispidus)為銹革孔菌科，纖孔菌屬真菌，主要分布于東北三省等北溫帶地區(qū)[1]，具有促消化、降血壓、降血脂、降血糖等多種功能，常用來治療胃病、痛風(fēng)以及關(guān)節(jié)炎等疾病[2]。研究表明三萜類化合物為粗毛纖孔菌中主要活性物質(zhì)，其具有抗腫瘤、抗炎、降血糖及降血脂等多種生理功能[3]，在醫(yī)藥領(lǐng)域、保健品行業(yè)都有著巨大的應(yīng)用價(jià)值和開發(fā)潛能。因此，關(guān)于粗毛纖孔菌三萜類化合物的研究越來越受人們的關(guān)注。

目前，國內(nèi)外對于天然活性物質(zhì)中三萜類化合物的提取分離純化及功能性研究較多，比如李嬌妹[4]對杏鮑菇三萜純化物抗腫瘤作用的研究；Rui M.[5]等對靈芝子實(shí)體中三萜分離純化工藝的研究；張?jiān)录t[6]對青錢柳葉中三萜的提取分離純化及其抑菌活性的研究；Hao R[7]等采用超臨界萃取法對藍(lán)桉樹中三萜提取工藝的研究。而關(guān)于粗毛纖孔菌三萜類化合物的分離純化以及其體外降血脂功能研究卻少有報(bào)道，因此限制了三萜類化合物的開發(fā)利用和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。大孔樹脂法因具有操作簡便、吸附量大、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，是分離純化三萜類化合物較廣泛的一種方法。本實(shí)驗(yàn)研究了粗毛纖孔菌三萜類化合物的初級純化工藝，并對純化后三萜類化合物進(jìn)行了體外降血脂作用的分析研究，以期為粗毛纖孔菌的資源利用及開發(fā)新型天然降血脂藥物的研究提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

粗毛纖孔菌：采自東北林業(yè)大學(xué)林場，42℃恒溫干燥24 h，粉碎至粉末，過篩(40目)，得粗毛纖孔菌干粉，低溫保藏備用。

AB-8、D-101、NKA-9、X-5大孔樹脂 南開大學(xué)化工廠；胰蛋白酶、胃蛋白酶 Biotopped公司；其它試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

722s紫外分光光度計(jì)，上海第三分析儀器廠；JA2003分析天平，上海良平儀器儀表有限公司；8601精密pH計(jì)，上?？荡鷥x器有限公司；IS-RSDS臺式恒溫振蕩器，上海捷呈實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；DK-8D電熱恒溫水槽，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；FLUKO高剪切乳化機(jī)，上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司；6700 FT-IR傅里葉變換紅外光譜儀，美國。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 粗毛纖孔菌三萜類化合物的制備

取一定量粗毛纖孔菌干粉，以料液比(1∶53)加入75%乙醇溶液，在25℃、10 000 r/min條件下，剪切提取3 min，重復(fù)3次，在67℃水浴鍋中浸提5.25 h，取出冷卻，在4 000 r/min條件下離心10 min，上清液抽濾、減壓濃縮，42℃烘干，得粗毛纖孔菌三萜粗提取物，低溫冷藏備用[8]。

1.3.2 三萜類化合物含量的測定

采用香草醛-冰乙酸法[9]。準(zhǔn)確稱取白樺脂醇標(biāo)品，用95%乙醇溶解，定容于5 mL容量瓶中，得標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 ug/mL)，分別取0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL，沸水浴蒸干乙醇后加入0.20 mL 5%香草醛-冰乙酸溶液和0.80 mL高氯酸并搖勻，再以70℃水浴15 min，常溫放置3 min后以乙酸乙酯定容，于551 nm處進(jìn)行比色測定，繪制三萜標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為Y=0.012 58X+0.0103 6(R2=0.999 2)，將樣品吸光度帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出樣品中三萜含量。

1.3.3 粗毛纖孔菌三萜類化合物的初級純化工藝

(1)大孔樹脂的靜態(tài)篩選

分別準(zhǔn)確稱取經(jīng)預(yù)處理后的4種型號樹脂AB-8、D-101、NKA-9、X-5各8 g于錐形瓶中，加入50 mL粗毛纖孔菌三萜粗提液，恒溫振蕩12 h(120 r/min)后過濾，后用50 mL體積分?jǐn)?shù)為80%乙醇洗脫樹脂，測定濾液及洗脫液中三萜的含量，計(jì)算樹脂的吸附率和解吸率，以回收率為評價(jià)指標(biāo)篩選出純化效果最佳的大孔吸附樹脂。

(1)

(2)

回收率(%)=吸附率×解析率×100。

(3)

(2)大孔樹脂動(dòng)態(tài)純化三萜類化合物

取預(yù)處理后的D-101型樹脂適量，濕法裝柱，柱高20 cm。每次取30 mL質(zhì)量濃度(0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 mg/mL)和pH值(4、5、6、7、8)的樣品溶液以流速(0.25、0.5、1、1.5、2 mL/min)上柱，吸附完成后，以4BV蒸餾水洗脫至無色，再用體積分?jǐn)?shù)(50%、60%、70%、80%、90%、100%)的乙醇溶液以洗脫流速(0.25、0.5、1、2、4 mL/min)進(jìn)行洗脫，每0.5BV體積收集一管，共收集8管，用分部收集器收集流出液。通過測定三萜類化合物的質(zhì)量濃度，以三萜類化合物回收率為考察指標(biāo)，篩選最佳上樣流速、上樣液質(zhì)量濃度、上樣液pH值、洗脫流速、乙醇體積分?jǐn)?shù)、洗脫體積。

1.3.4 三萜類化合物體外降血脂作用的測定

(1)膽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

根據(jù)劉榮[10]等的方法稍作修改。取具塞試管，依次加入2.5 mL樣液和7.5 mL60%硫酸溶液，以70℃水浴20 min后再冰浴5 min，于387 nm波長處測定其吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

(2)膽酸鹽結(jié)合能力的測定

參照文獻(xiàn)[11]，略作修改。取具塞三角瓶，分別加入1 mL三萜純化液和粗提液，然后再依次加入3 mL 胃蛋白酶(10 mg/mL)和1 mL 的HCl溶液(0.01 mol/L)，在37℃恒溫振蕩消化1 h，以氫氧化鈉溶液(0.1 mol/L)調(diào)pH至6.3后加入4 mL 胰蛋白酶(10 mg/mL)，振蕩消化1 h后再分別加入4 mL膽酸鹽(1 mmoL/L)，恒溫振蕩1 h，離心20 min(4 000 r/min)，分析上清液中的膽酸鹽。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)均以(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)表示，每個(gè)實(shí)驗(yàn)均平行測定3次，所有數(shù)據(jù)均用SPSS17.0和Origin 8.6等軟件處理完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 粗毛纖孔菌三萜類化合物初級純化工藝的研究

2.1.1 大孔吸附樹脂的靜態(tài)篩選分析

大孔吸附樹脂純化效果與樹脂的種類及自身的性質(zhì)有關(guān)，因此試驗(yàn)選取不同類型和極性的樹脂進(jìn)行吸附和解析試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 大孔樹脂靜態(tài)吸附及解吸效果

注：不同小寫字母表示組間有顯著性差異(P<0.05)。

由表1可知，三萜類化合物的吸附強(qiáng)弱及解析的難易程度存在顯著性差異(P<0.05)。其中非極性樹脂(D-101)對三萜類化合物的純化效果明顯高于其它三種大孔樹脂，吸附率為44.23±0.43%、解析率為89.17±0.61%，總回收率可達(dá)39.44±0.76%，這是由于非極性樹脂能夠有效地從極性溶劑中吸附非極性物質(zhì)，而粗毛纖孔菌三萜類化合物一般為非極性物質(zhì)或弱極性物質(zhì)，故選擇D-101為純化效果最佳的大孔樹脂。

2.1.2 上樣液pH對樹脂吸附性能影響

調(diào)節(jié)上樣液pH值分別為4.0、5.0、6.0、7.0、8.0，比較各pH值條件下三萜類化合物回收率的差異，研究pH值條件對D-101吸附粗毛纖孔菌三萜類化合物效果的影響，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，D101型大孔樹脂對粗毛纖孔菌三萜類化合物的吸附效果隨上樣液pH值的變化而發(fā)生顯著性的變化。其吸附效果先隨上樣液pH值的增大而增強(qiáng)，再隨pH值的增大而減弱，于弱酸性(pH=6)時(shí)達(dá)到最佳，此時(shí)三萜類化合物回收率最高，值為70.24±0.38%。三萜皂苷因其分子中的羧酸基而呈酸性，屬酸性皂苷，容易在酸性溶液中被吸附[12]，溶液隨pH的升高而逐漸澄清，同時(shí)三萜類化合物在大孔樹脂中擴(kuò)散速度加快，因此確定最佳上樣液pH為6。

圖1 樣品液pH值對樹脂吸附的影響Fig.1 Effect of pH on polyphenols adsorption by macroporous resin

2.1.3 上樣液濃度對樹脂吸附性能影響

比較不同上樣液濃度條件下三萜類化合物回收率的差異，研究不同上樣濃度對D-101吸附粗毛纖孔菌三萜類化合物效果的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 上樣濃度對回收率的影響Fig.2 Effect of sample solubility on the recovery rate

由圖2可知，三萜類化合物回收率與上樣液呈濃度依賴性關(guān)系，在0.5～2.0 mg/mL時(shí)隨上樣液濃度的增大而上升，在2.0～3.0 mg/mL時(shí)隨上樣液濃度的增大而下降，于2.0 mg/mL上樣液濃度時(shí)達(dá)到最高，值為66.18±0.27 %。隨著三萜類化合物濃度的逐漸增大，三萜分子與樹脂間接觸面積增大，擴(kuò)散速度加快，但當(dāng)三萜類化合物濃度增加到一定程度時(shí)，樹脂表面反而會(huì)由于接觸三萜分子過多而阻礙其它三萜分子擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致樹脂回收率下降[13]，因此選擇2.0 mg/mL為最佳的上樣濃度。

2.1.4 上樣液流速對樹脂解析性能影響

不同的上樣液流速直接影響了樹脂對樣品的吸附效果，因此，本實(shí)驗(yàn)研究三萜提取液的流速對吸附效果的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 上樣液流速對樹脂吸附的影響Fig.3 Effect of flow rate on adsorption efficiency by macroporous resin

由圖3可知，三萜類化合物回收率與上樣液流速呈負(fù)相關(guān)，其在0.25～2.0 mL/min范圍內(nèi)隨上樣液流速的增大而降低，于0.25 mL/min上樣流速時(shí)達(dá)到最高，為66.59±0.13%。低流速可以促進(jìn)樹脂對三萜類化合物的吸附，但流速過低不僅會(huì)延長操作時(shí)間，同時(shí)也會(huì)增大洗脫液的用量進(jìn)而造成資源的浪費(fèi)，因此在評價(jià)樹脂的吸附效果時(shí)不僅要考慮能最大限度地回收樣品，同時(shí)也要縮短工作周期及減少成本[14]，經(jīng)綜合考慮后選擇0.25 mL/min作為最佳的上樣速度。

2.1.5 乙醇體積分?jǐn)?shù)對樹脂洗脫效果的影響

在對樹脂中被吸附物質(zhì)進(jìn)行解析時(shí)，洗脫液濃度的大小會(huì)對被吸附物質(zhì)的溶解度產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而會(huì)影響樣品的回收率。因此，本實(shí)驗(yàn)研究乙醇體積分?jǐn)?shù)對D-101樹脂中三萜類化合物解析效果的影響，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，三萜類化合物的解析效果與乙醇濃度存在一定的量效關(guān)系，其解析效果先隨乙醇濃度的升高而增強(qiáng)，于80%乙醇濃度時(shí)達(dá)到最強(qiáng)，此時(shí)回收率為67.56±0.82%，后隨乙醇濃度的繼續(xù)升高，其解析效果反而有所下降，這可能是由于過高的樣液濃度導(dǎo)致三萜類化合物的溶解性降低，洗脫效果不好，造成資源浪費(fèi)。這與李從鎮(zhèn)[15]在大孔樹脂分離純化蟲草素時(shí)結(jié)果一致，考慮實(shí)際效果以及綜合成本等因素，所以選擇最佳的乙醇洗脫液濃度為80%。

圖4 不同分?jǐn)?shù)乙醇對樹脂洗脫效果的影響Fig.4 Effects of different fractions of ethanol on the elution of resin

2.1.6 洗脫流速對樹脂洗脫效果的影響

在對飽和吸附的樹脂進(jìn)行解析時(shí)，洗脫液流速極大地影響了被吸附物質(zhì)的溶解度與解離程度。因此，本實(shí)驗(yàn)研究洗脫流速對洗脫效果的影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5 洗脫流速對樹脂吸附的影響Fig.5 Effect of elution rate on desorption efficiency of macroporous resin

由圖5可知，三萜類物質(zhì)的解析效果與洗脫流速呈一定的量效關(guān)系。三萜類物質(zhì)的回收率先隨洗脫流速的增大而上升，于1 mL/min時(shí)達(dá)到最高，值為69.53±0.08%，后隨洗脫流速的增大而降低，這可能是由于洗脫流速過快導(dǎo)致洗脫劑未能充分地與三萜相作用，進(jìn)而無法將其從樹脂中解析出來，造成三萜回收率下降，同時(shí)過快的洗脫流速易造成純化周期延長，純化成本增加[16]。因此選擇1 mL/min作為洗脫液流速為最佳條件。

2.1.7 洗脫體積對樹脂洗脫效果的影響

合適的洗脫體積不僅能提高樣品的回收率，同時(shí)也能節(jié)約原料，降低成本。因此，本實(shí)驗(yàn)研究洗脫體積對樹脂洗脫效果的影響，如圖6所示。

從圖6可以看出，飽和的D-101型大孔吸附樹脂，先用一定量蒸餾水洗去吸附的可溶性糖類等水溶性雜質(zhì)，再以80%乙醇進(jìn)行洗脫。三萜類物質(zhì)在0.5～2BV范圍內(nèi)洗脫效果明顯，當(dāng)洗脫體積高于2BV時(shí)，洗脫劑對三萜類化合物基本無解析效果，為節(jié)約成本，選擇2BV作為三萜物質(zhì)的最佳洗脫體積，這與孫靜[17]在大孔樹脂提純黃花油點(diǎn)草總黃酮工藝的研究結(jié)果一致。

圖6 洗脫體積對回收率的影響Fig.6 Effect of elution volume on the recovery rate

2.2 樣品純度分析

粗毛纖孔菌三萜類化合物經(jīng)D-101型大孔樹脂的最佳工藝條件純化后，三萜類化合物的純度、質(zhì)量、含量與純化前進(jìn)行比較分析，結(jié)果見表2。

表2 三萜類化合物純化前與純化后比較

粗毛纖孔菌三萜類化合物純化后，純度提高了5.36倍，回收率高達(dá)76.26%，三萜含量高達(dá)45.35±0.48%，說明定量分析時(shí)樣品中含有三萜，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)。試驗(yàn)結(jié)果表明：用D-101型大孔樹脂純化三萜類化合物是可行的，最佳純化工藝流程：以濃度2.0 mg/mL，pH6的三萜溶液上柱，流速為0.25 mL/min，依次用4BV蒸餾水、2BV80%乙醇溶液進(jìn)行洗脫，洗脫流速控制為1 mL/min。經(jīng)D-101型樹脂分離純化工藝操作簡單分離效果較好，對實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

2.3 三萜類化合物對體外降血脂作用的影響

以辛伐他汀片為陽性對照，三萜類化合物濃度為40 mg/mL時(shí)，對純化前后三萜類化合物的降血脂活性進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果見表3。

表3 純化前后三萜類化合物的體外降血脂作用

注：表3中不同大寫字母表示同一列比較具有顯著性差異(P<0.05)。

從表3可以看出，辛伐他汀作為一種降血脂藥物的主要成分，結(jié)合膽酸鹽的能力顯著高于純化前后三萜類化合物(P<0.05)。純化后三萜對膽酸鹽結(jié)合能力高于三萜粗提物，但差異性不顯著(P>0.05)。說明純化前后三萜類化合物都對膽酸鹽有結(jié)合能力，結(jié)合量越高，說明其降膽固醇效果越好，降血脂活性越強(qiáng)，因?yàn)榻Y(jié)合膽酸鹽能力越強(qiáng)，膽固醇在肝臟中轉(zhuǎn)化膽汁酸越快，從而達(dá)到降脂的目的[18]。純化后三萜類化合物結(jié)合?；悄懰徕c能力最強(qiáng)，結(jié)合量最大1.58±0.06 μmol/100mg，相對辛伐他汀的吸附率最高，值為55.83±0.56 %；Kim等[19]認(rèn)為這是由于在羥基含量相同時(shí)，?；悄懰徕c疏水性強(qiáng)，能更好的通過疏水作用力吸附于其他羥基中，導(dǎo)致純化后三萜類化合物降血脂作用明顯。

3 結(jié)論

本文研究結(jié)果表明，對粗毛纖孔菌三萜類化合物純化效果較好的大孔樹脂為D101型，其吸附率為44.23±0.43%，解吸率為89.17±0.61%，動(dòng)態(tài)純化工藝參數(shù)為：上柱流速0.25 mL/min，上樣質(zhì)量濃度2.0 mg/mL，pH值為6，洗脫流速1 mL/min，乙醇體積分?jǐn)?shù)80%，洗脫體積4BV，在此條件下三萜類化合物純度為35.4%，比粗提物提高5.36倍。分離純化后三萜類化合物對三種膽酸鹽結(jié)合能力均有提高，且對牛磺膽酸鈉的結(jié)合能力最強(qiáng)，純化后的結(jié)合量為1.58±0.06 μmol/100 mg，達(dá)到了辛伐他汀的58.4%，具有較好的降血脂功效。因此，對粗毛纖孔菌三萜類化合物的純化還有待進(jìn)一步研究，提高其純度和降血脂作用。

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PrimaryPurificationandinvitroHypolipidemicActivityofTriterpenoidfromInonotushispidus

Du Lingjuan，Kang Ning，Li Dehai*，Zhou Cong，Gu Jialin

(College of Forestry，Northeast Forestry University，Harbin 150040)

In order to study the primary purification process of triterpenoid fromInonotushispidusand their effects invitrohypolipidemic activity，triterpenoid fromInonotushispiduswas selected as raw material and macroporous resin was used to screen the best purification conditions.Then，the effect of purified triterpeniod combined with bile salt invitrohypolipidemic activity was studied.The results showed that D-101 resin was the best，and its dynamic purification conditions were as follows：the column flow rate was 0.25 mL/min，loading mass concentration was 2.0 mg/mL，pH was 6；elution flow rate was 1 mL/min，ethanol volume fraction was 80%，elution volume was 4BV.Under these conditions，the purity of triterpenoids was 35.4%，which was 5.36 times higher than that of the crude extract.The experiment result of bile salts-combined in vitro indicated that，the binding amount before purification was 1.31±0.09μmol/100 mg，the after purification was 1.58±0.06μmol/100 mg，which was 46.33% and 58.4% of simvastatin respectively.The preliminary conclusion was that the hypolipidemic activities of terpenoid fromInonotushispiduswas positively related to their purity，and the purification process can improve the hypolipidemic activities.The results would provide a scientific basis for the development of new highly purified hypolipidemic drugs.

Inonotushispidus；triterpeniod；purification；macroporous resin；hypolipidemic activity

S 131

：A

：1001-005X(2017)05-0029-06

2017-05-16

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(2572014CA19)；黑龍江省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(C2015062)

杜令娟，碩士研究生。研究方向：食品化學(xué)及林下資源植物有效成分研究。E-mail：562918463@qq.com

李德海，博士，副教授。研究方向：食品化學(xué)及林下資源植物有效成分研究。E-mail：lidehaineau@163.com

杜令娟，康寧，李德海，等.粗毛纖孔菌三萜初級純化及體外降血脂研究[J].森林工程，2017，33(5)：29-34.