燕麦纽替皂苷的研究

陆 灿，徐德平

江南大学食品学院，无锡 214122

燕麦(Avena sativa L.)属禾本科燕麦属，是各类谷物中最好的全价营养食品之一。燕麦具有降血脂、防癌、抗高血粘度和血小板聚集、增加人体免疫力、防治动脉粥样硬化、预防和治疗高血压和冠心病等作用。目前国内对燕麦中的功能成分的研究主要集中在β-葡聚糖，而对于皂苷等功能成分的研究报道很少，张民等从裸燕麦麸皮中提取制备了燕麦总皂苷，并确定其具有较强的抗氧化活性［1］。国外学者从燕麦中分离出两个纽替皂苷avenacoside A、avenacoside B［2］。纽替皂苷是甾体皂苷的一种类型，属于变形螺甾烷醇类，其苷元的F环是一个五元四氢呋喃环，天然产物中尚不多见。已报道的纽替皂苷多具有抗肿瘤、抗菌等生理活性［3，4］。燕麦中存在的纽替皂苷是否是燕麦中防癌作用［5］的主要成分尚待进一步研究。

为了进一步探索燕麦功能活性成分，我们对燕麦化学成分进行了研究，发现燕麦中既有甾体皂苷也有三萜皂苷。本文拟对燕麦中的甾体皂苷进行报道。

1 仪器与材料

燕麦(Avena sativa L.)，山西春阳生物科技有限公司提供;氯仿、甲醇、乙醇、正丁醇、硫酸、茴香醛、冰乙酸均为分析纯，由国药集团化学试剂有限公司提供;GF254硅胶板:山东烟台芝罘化工厂生产;AB-8型大孔吸附树脂(100 mm ×1500 mm):天津南开大学化学工厂生产;ODS填料:Nacalai Tosoh Inc。

DFY-600摇摆式高速中药粉碎机:温岭市林大机械有限公司;CQ-005型萃取罐:常州市特威电气自动化系统有限公司;R-1002型旋转蒸发仪:上海申顺生物科技有限公司;核磁共振仪 Avance 500MHz:Buker公司。

2 提取与分离

2.1 燕麦皂苷的提取

将燕麦粉碎过30目筛，称取25 kg燕麦粉加入萃取罐中，以料液比1∶5(w/v)加入体积分数为70%酒精溶液，50℃水浴，提取2 h，过滤出清液，将滤渣再按上述方法重复提取二次，合并清液减压浓缩至无乙醇时止。将醇提物混悬于水中，滤除不溶物，加入石油醚脱脂后用正丁醇萃取，收集正丁醇相，减压蒸干，得燕麦皂苷粗品。

2.2 燕麦皂苷的粗分

将上述燕麦皂苷粗品上样大孔树脂(100 mm×1500 mm，树脂为型号为AB-8)，调节层析柱流速约10 mL/min，用去离子水和体积分数为30%、50%、70%、95%的乙醇-水梯度洗脱，TLC法跟踪检测洗脱液，将Rf值相同的洗脱液合并，利用L-B反应以及起泡性将30%、50%乙醇洗脱液合并浓缩得燕麦总皂苷。

2.3 燕麦皂苷的分离

将燕麦总皂苷加水稀释，上样MCI柱，调节流速8 mL/min，上样结束后加入1500 mL去离子水洗脱，再分别用不同浓度的乙醇-水梯度洗脱，15 mL收集一管，经TLC鉴定和硫酸茴香醛显色，将洗脱液分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个部分，其中Ⅱ、Ⅲ部分含有皂苷。将Ⅱ、Ⅲ部分浓缩至一定体积后再分别反复上ODS柱(30 mm ×1000 mm)，分别用体积分数30%～60%的乙醇-水梯度洗脱，洗脱流速3 mL/min，15 mL收集一管，经TLC鉴定纯度，共得3个纯化合物 1、2、3。

3 结构鉴定

以吡啶为溶剂，四甲基硅烷(TMS)为内标物，将上述三个化合物经氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)等光谱数据分析，结合文献确定其化学结构。

化合物1 白色无定形粉末，可溶解于甲醇、乙醇、水，Liebermarm-Burchard反应呈阳性。从1H NMR图谱可见，δ6.0有1个双峰H信号，δ4.81～5.22共有4个质子信号，可能为糖的端基信号，推测该化合物含有4个糖基，δ3.2～4.6之间应为糖上其余 H 信号，δ0.88、1.15、1.52有3个单峰甲基信号，δ1.12和1.73有2个双峰甲基信号。13C NMR(C5D5N，100 MHz)δ:37.7(C-1)，30.3(C-2)，78.3(C-3)，39.1(C-4)，140.9(C-5)，122.0(C-6)，32.4(C-7)，31.8(C-8)，50.4(C-9)，37.3(C-10)，21.3(C-11)，40.0(C-12)，40.7(C-13)，56.6(C-14)，32.3(C-15)，81.1(C-16)，62.6(C-17)，16.4(C-18)，19.6(C-19)，38.7(C-20)，15.3(C-21)，120.4(C-22)，33.3(C-23)，34.1(C-24)，84.0(C-25)，77.6(C-26)，24.6(C-27)，105.6(Glc)，105.3(Glc)，102.0(Rha)，100.2(Glc)，在δ120.4处有1个季碳信号，从此信号可判断该化合物母环为纽替皂苷元(nuatigenin)，在135DEPT谱中，可见δ77.6处有1个-CH2信号，该碳信号为C-26，从C-26的化学位移值来判断，该化合物为原甾体皂苷。四个糖的链接方式:端基信号δ105.6的葡萄糖与苷元的C-26相连，而端基信号为δ100.2的糖连在C-3位上，鼠李糖连在该糖的C-4位上，δ105.3的葡萄糖连在该糖的C-2位上。以上数据与文献［2］报道基本一致，可知该化合物为avenacoside A。

化合物2 白色无定形粉末，可溶解于甲醇、乙醇、水，Liebermarm-Burchard反应呈阳性。从1H NMR图谱可见，δ6.0有1个双峰H信号，δ4.80～5.26共有5个质子信号，可能为糖的端基信号，δ3.2-4.6 之间为糖上其余 H 信号，δ0.87、1.16、1.51有3个单峰甲基信号，δ1.10和1.76有2个双峰甲基信号。13C NMR(C5D5N，100 MHz)δ:37.7(C-1)，30.3(C-2)，78.1(C-3)，39.1(C-4)，140.9(C-5)，122.0(C-6)，32.5(C-7)，31.8(C-8)，50.5(C-9)，37.3(C-10)，21.3(C-11)，40.0(C-12)，40.7(C-13)，56.6(C-14)，32.4(C-15)，81.1(C-16)，62.7(C-17)，16.4(C-18)，19.6(C-19)，38.8(C-20)，15.4(C-21)，120.4(C-22)，33.3(C-23)，34.1(C-24)，84.1(C-25)，77.6(C-26)，24.6(C-27)，106.0(Glc)，105.6(Glc)，104.7(Glc)，102.0(Rha)，100.1(Glc)，与化合物1的碳信号对比，该化合物的母环与化合物1相同，不同的是糖链，在糖的部分共有5个端基碳信号，这五个糖的链接方式为:端基信号δ105.6的葡萄糖与苷元的C-26相连，而端基信号为δ100.1的糖连在C-3位上，鼠李糖连在该糖的C-4位上，δ104.7的葡萄糖连在该糖的C-2位上，δ106.0的葡萄糖连在δ104.7的葡萄糖的C-2位上。以上数据与文献［2］报道基本一致，可知该化合物为avenacoside B。

化合物3 白色无定形粉末，可溶解于甲醇、乙醇、水，Liebermarm-Burchard反应呈阳性。从1H NMR图谱可见，δ6.30有1个双键H信号，δ4.81～5.22共有3个质子信号，可能为糖的端基信号，δ3.9 ～4.1 为糖上的其余 H 信号，δ0.87、1.18、1.50有3个单峰甲基信号，δ1.14和1.76有两个双峰H信号。13C NMR(C5D5N，100 MHz)δ:37.7(C-1)，30.4(C-2)，78.0(C-3)，39.1(C-4)，141.0(C-5)，121.9(C-6)，32.4(C-7)，31.8(C-8)，50.4(C-9)，37.3(C-10)，21.3(C-11)，40.0(C-12)，40.7(C-13)，56.6(C-14)，32.3(C-15)，81.1(C-16)，62.6(C-17)，16.4(C-18)，19.6(C-19)，38.7(C-20)，15.3(C-21)，120.4(C-22)，33.3(C-23)，34.1(C-24)，84.0(C-25)，77.6(C-26)，24.6(C-27)，105.6(Glc)，102.2(Rha)，100.5(Glc)，与化合物1、2一样，该化合物的母环也是纽替皂苷元，在糖的部分只有3个端基碳信号，糖的链接方式:端基信号δ105.6的葡萄糖与苷元的C-26相连，而端基信号为δ100.5的糖连在C-3位上，鼠李糖连在该糖的C-4位上。该化合物在禾本科植物中未见报道。

1 Bi CM(毕重铭)，Cao XH(曹小红)，Zhang M(张民)，et al.Extraction of oat saponin and its antioxidant activity.J Tianjin Univ Sci＆ Techol(天津科技大学学报)，2008，4:49-51.

2 Önning G，Asp NG.Analysis of saponins in oat kernels.Food Chem，1993，48:301-305.

3 Xiao C(肖超).The synthesis of nuatigenin.Yunnan:Yunnan University(云南大学)，PhD.2009.

4 Li LY(李莉娅)，Deng ZW(邓志威)，Yu SJ(于善江).Metabolites of endophytic fungus GT20036029 isolated from the mangrove plant Hibiscus tiliaceus.Nat Prod Res Dev(天然产物研究与开发)，2007，19:956-959.

5 Xu ZX(徐志祥).The nutritional therapy health care function and application development of oat.Food Res Dev(食品研究与发展)，2002，23(6):78-79.