王菲,王晨,朱風(fēng)儀,由佳湄,姚玲瓏,孫玉琪,王戰(zhàn)勇
(遼寧石油化工大學(xué) 石油化工學(xué)院,遼寧 撫順 113001)
槐米,別名白槐、槐籽、槐花米,是豆科植物槐的花蕾,在山東、河南、安徽、山西、陜西等地大量生產(chǎn)?;泵字悬S酮含量較為豐富,其所含蕓香苷具有降低毛細血管通透性,減輕脆性以及維護血管抵抗力等作用[1-3]。此外,黃酮還具有抗氧化、抗菌消炎、抗腫瘤、增免等生物活性,研究發(fā)現(xiàn),黃酮類化合物具有治療人體疾病的藥理作用[4-8],功能強大,是一種天然健康安全的保健成分。
近年來,對黃酮類化合的研究越來越受到科技工作者的重視,繼而開發(fā)了大量的黃酮保健品及藥品,迎合了不同人群的消費需求。不同來源黃酮會呈現(xiàn)各自特有的生物活性,本研究選取了資源豐富、黃酮含量較高的,但研究較少的槐米為原料,通過對槐米黃酮進行聚酰胺柱層析純化處理,研究槐米黃酮純化物的生物活性,為其后續(xù)深入開發(fā)利用提供科學(xué)理論基礎(chǔ)。
槐米,遼寧恒生實業(yè)集團有限公司;蘆丁標(biāo)準品(100 mg),色譜純;95%乙醇、鹽酸、過氧化氫、氫氧化鈉、水楊酸、三氯乙酸、硝酸鋁、亞硝酸鈉、抗壞血酸、鄰苯三酚、三羥基氨基甲烷、硫酸亞鐵、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉均為分析純;DPPH,生物試劑;聚酰胺(30~60目)。
ALC-1100.2電子天平;All basic分析研磨機; UV-2600可見分光光度計;RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器;DUG-9021A電熱恒溫干燥箱;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋;SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵;LGJ-10型冷凍干燥機;TDL-40B臺式離心機;DHL-A電腦恒流泵;BS-100A型自動部分收集器。
槐米于50 ℃干燥至恒重,冷卻,粉碎,過40目篩,裝瓶待用。
稱取一定質(zhì)量槐米粉末,加入一定量乙醇溶液和一定濃度的SDS,搖勻,經(jīng)過400 W超聲處理、水浴一定時間,離心,上清即為槐米黃酮粗提液。配制一定質(zhì)量濃度和pH的槐米黃酮上樣液,控制吸附流速和上樣量進行上樣,用蒸餾水淋洗,再用一定濃度、體積的乙醇按照一定流速進行解吸,得到黃酮純化液,用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH法測定黃酮含量[9]。標(biāo)準曲線方程為:Y=0.553 4C-0.001 6,R2=0.999 9。 黃酮得率按下面公式計算:
槐米黃酮得率(mg/g干重)=
1.3.1 清除DPPH自由基能力的測定 0.2 mmol/L的DPPH 2 mL,加入槐米黃酮純化液1 mL,加95%乙醇補至4 mL,混勻靜置。在517 nm波長,以水為參比,測量95%乙醇吸光度為Ac,樣品吸光度為AS[10]。
選擇抗氧化能力較好的Vc作陽性對照,以期對比槐米黃酮的體外抗氧化活性,計算黃酮與Vc的清除率。
清除率/%=[(Ac-As)/Ac]×100
清除率/%=[(Ac-As)/Ac]×100
1.3.3 清除羥基自由基(·OH)能力的測定 取1 mL不同濃度槐米黃酮純化液,分別添加1 mL 10 mmol/L FeSO4,1 mL 10 mmol/L 水楊酸-乙醇,加1 mL 8.8 mmol/L H2O2啟動反應(yīng),37 ℃恒溫水浴鍋中反應(yīng)0.5 h。以去離子水作參比,在510 nm處測定1 mL去離子水AC和樣品AS[12]。Vc為陽性對照計算清除率。
清除率/%=[(Ac-As)/Ac]×100
1.3.4 還原力的測定 取1 mL不同濃度槐米黃酮純化液,依次加入pH 6.6 0.2 mol/L磷酸緩沖液和1% K3Fe(CN)6各2.5 mL混勻,于55 ℃保存20 min,取出,迅速冷卻,加入10%三氯乙酸2.5 mL混合,3 000 r/min離心10 min,取2.5 mL上清液,加水2.5 mL、0.1% FeCl30.5 mL,充分混合后靜置10 min。以去離子水作參比,于700 nm測定1 mL去離子水Ac和樣品AS[13]。Vc為陽性對照計算還原力。
還原力=As-Ac
2.1.1 pH的影響 稱取0.5 g的干聚酰胺樹脂8份,分別放入100 mL三角瓶中,用少量去離子水浸泡4 h,使其達到飽和,濾掉多余水分,分別加入pH值為1.86,2.73,3.89,4.78,5.63,6.89,7.42,8.56,質(zhì)量濃度為5.22 mg/mL上樣液40 mL,于室溫下振蕩吸附24 h,使其完全均衡,并計算相應(yīng)吸附量(Q),結(jié)果見圖1。
由圖1可知,在pH 6.89時,聚酰胺對黃酮吸附量最大,即在pH 6~7之間有較大的吸附效果。這是由于黃酮具有多羥基酚和糖苷鍵結(jié)構(gòu),使其顯弱酸性,所以在弱酸性環(huán)境中吸附良好。因此,上樣液pH控制在6~7較為合適。
2.1.2 上樣液質(zhì)量濃度的影響 用相同方法處理7份樹脂,將40 mL、pH 6.0、濃度分別為1.33,2.66,3.99,5.22,6.65,7.98,9.31 mg/mL的樣品液分別加入7份樹脂中,操作同上,計算吸附量(Q),結(jié)果見圖2。
由圖2可知,吸附率隨黃酮質(zhì)量濃度的增加先增大后減小,在5 mg/mL左右時吸附率最大,故選擇5 mg/mL為最適上樣液質(zhì)量濃度。
2.1.3 吸附流速的影響 將pH 6.0,5.22 mg/mL上樣液按不同吸附流速0.5,1,1.5,2,2.5,3,3.5,4 mL/min上樣,分別計算吸附率,結(jié)果見圖3。
由圖3可知,最大吸附率出現(xiàn)在1.0 mL/min處,之后流速過快,導(dǎo)致吸附不充分,吸附率下降。因此,選擇1.0 mL/min為最佳吸附流速。
2.1.4 上樣量的影響 將pH 6.0,5.22 mg/mL上樣液按柱床體積倍數(shù)1,2,3,4,5 BV進行上樣,吸附流速1.0 mL/min,分管收集流出液,測定其中黃酮濃度,計算聚酰胺對槐米黃酮的吸附率,結(jié)果見圖4。
一般來說,最適上樣量出現(xiàn)在流出液中黃酮質(zhì)量濃度為上樣液中的1/10時,此時停止繼續(xù)上樣。由圖4可知,最佳上樣量為1.5 BV。
2.1.5 沖洗水量的影響 將pH 6.0,5.22 mg/mL上樣液按1 mL/min進行上樣,用1 BV蒸餾水淋洗,共5次,按柱體積分別收集淋洗流出液,測定其中黃酮的殘留量,結(jié)果見圖5。
由圖5可知,沖洗水量超過3 BV時,流出液基本無色。因此,選擇3 BV沖洗水量最為合適。
2.1.6 解吸液濃度的影響 將pH 6.0,5.22 mg/mL上樣液按1 mL/min上樣,用3 BV蒸餾水淋洗聚酰胺柱,再用體積分數(shù)分別30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%乙醇溶液進行洗脫。根據(jù)各階段解吸液中黃酮含量,計算相應(yīng)解吸率,結(jié)果見圖6。
由圖6可知,乙醇體積分數(shù)80%時解吸率最大。因此,解吸液濃度80%較為合適。
2.1.7 解吸流速的影響 將pH 6.0,5.22 mg/mL上樣液按1 mL/min上樣,3 BV蒸餾水淋洗聚酰胺柱,再用體積分數(shù)80%乙醇分別在1,1.5,2,2.5,3,3.5,4,4.5 mL/min解吸流速下洗脫,收集解吸液,并測定黃酮含量,算出相應(yīng)解吸率,結(jié)果見圖7。
由圖7可知,解吸流速增大,解吸率先升高后下降,在1.5 mL/min達到最大,故解吸流速以1.5 mL/min 較為適合。
2.1.8 解吸液用量的影響 將pH 6.0,5.22 mg/mL上樣液按1 mL/min上樣,3 BV蒸餾水淋洗聚酰胺柱,再分別用0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5 BV,80%乙醇按1.5 mL/min進行解吸,分別收集解吸液,測定黃酮含量,結(jié)果見圖8。
由圖8可知,當(dāng)解吸液超過4 BV時,流出液中黃酮濃度顯著減少,說明已基本洗脫完全。故為減少溶劑浪費,解吸液用量選擇4 BV較合適。
2.1.9 聚酰胺柱使用次數(shù)的影響 在一根聚酰胺樹脂柱上進行吸附解吸實驗,計算每一次的黃酮吸附率,結(jié)果見圖9。
由圖9可知,增加使用次數(shù),吸附效果逐漸變差。這與雜質(zhì)堵塞樹脂孔隙有關(guān)。當(dāng)使用次數(shù)增加到6次后,吸附率下降趨勢尤為明顯。因此,聚酰胺柱每用5次就需要再生。
2.2.1 對·DPPH的清除力 由圖10可知,槐米黃酮對·DPPH清除效果較Vc略差,但是相較而言,槐米黃酮在600 μg/mL高濃度區(qū)間內(nèi),對·DPPH 達到了87.14%的清除率,也表現(xiàn)出了對·DPPH 較強的清除效果,但比Vc略差一些。
2.2.3 對·OH的清除力 由圖12可知,Vc對·OH 清除率在1 000 μg/mL時達到了98.92%,效果非常好。與Vc相比較,槐米黃酮在1 000 μg/mL時只有34.57%,僅表現(xiàn)出一定的清除力,效果比Vc差些。
2.2.4 還原力 吸光度越大,表明還原能力越強。由圖13可知,槐米黃酮的還原能力與Vc接近。
(1)槐米黃酮最佳純化條件:用5 mg/mL,pH 6~7的槐米黃酮液按吸附流速1.0 mL/min上樣1.5 BV,用3 BV水淋洗,再用5 BV 體積分數(shù)80%乙醇,按1.5 mL/min解吸,效果最佳,樹脂每使用5次后再生。