不同产地莲心功能性成分的评价
2017-07-18晁鲁平黄旭东金晶倪佳丹王楠蒋益虹
晁鲁平,黄旭东,金晶,倪佳丹,王楠,蒋益虹
(浙江大学生物系统工程与食品科学学院,馥莉食品研究院,浙江省农产品加工技术研究重点实验室,浙江省食品加工技术与装备工程中心,浙江杭州310058)
不同产地莲心功能性成分的评价
晁鲁平,黄旭东,金晶,倪佳丹,王楠,蒋益虹*
(浙江大学生物系统工程与食品科学学院,馥莉食品研究院,浙江省农产品加工技术研究重点实验室,浙江省食品加工技术与装备工程中心,浙江杭州310058)
测定了建宁、广昌、宝应、湖南、洪湖5个产地中莲心的生物碱、黄酮、甾醇、挥发油的含量。用乙醇超声提取莲心粉末,分光光度法,得到莲心生物碱含量最高的是广昌莲心7.18 mg/g;莲心中黄酮含量最高的是洪湖莲心14.28 mg/g。利用有机溶剂提取法得到甾醇粗提物,经过皂化,SPE柱萃取,衍生,氮吹后,GC-MS测定莲心中甾醇含量,得到莲心中甾醇含量最高的是宝应莲心0.40 mg/g,主要成分为β-谷甾醇。利用水蒸气蒸馏法提取莲心中的挥发油,并利用GC-MS测定挥发油的含量及成分,得到莲心挥发油含量最高的是湖南莲心0.60%,其中亚油酸及亚油酸酯类、棕榈酸及棕榈酸酯含量较多,还有少量的植醇、酚类及角鲨烯。本文通过测定不同产地莲心生物碱、黄酮、甾醇、挥发油的含量,建立相应数据库,以及对不同产地莲心进行功能评价,可为莲心资源的研究提供依据。广昌莲心各功能性成分含量均较高,开发利用广昌莲心资源具有较广的应用前景。
莲心;生物碱;黄酮;甾醇;挥发油;气相质谱
莲心,为睡莲科植物莲(Nelumbo nucifera Gaertn)成熟种子中的绿色幼叶及胚根。莲心主产于湖南、湖北、福建、江苏、浙江等地,为秋季采收莲子时,从莲子中剥取晒干而得,是药食两用且具有保健功能的天然产物[1]。莲心中含有生物碱类化合物、黄酮类化合物、植物甾醇等功能性成分,具有降血压、降血糖、清除自由基、抗心律失常、清热降火等作用[2]。而莲心挥发油中含有较多亚油酸、油酸、棕榈酸、酚类物质[3]等,具有较强的抗氧化性[4],能预防和治疗心血管疾病[5-6],可以作为一种医疗保健油进行开发。目前对莲心生物碱和黄酮的提取多采用超声波辅助提取法[7-8],然后通过分光光度法检测其含量。而对于甾醇和挥发油,一般通过超临界CO2萃取法提取[9],然后采用气质联用的方法测定。
目前对莲心中的莲心碱、黄酮和挥发油的研究较多,而对莲心中的甾醇研究较少,而且缺少对于不同产地莲心不同功能性成分的综合评价研究。本试验通过超声波辅助法提取莲心中生物碱和黄酮,皂化法提取莲心甾醇,水蒸气蒸馏法提取莲心挥发油,然后测定含量。通过测定不同产地(建宁、广昌、宝应、湖南、洪湖)莲心中生物碱、黄酮、甾醇、挥发油的含量,建立部分数据库,对不同产地莲心进行功能评价,为研究莲心药理作用、作用机理提供依据,对莲心的后续有效开发和充分利用其保健和医药价值具有积极意义。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
试验材料选自我国五大莲品系:建宁莲心、广昌莲心、宝应莲心、湖南莲心、洪湖莲心。样品于2014年6月采集于各个地区。将新鲜的莲心样品充分烘干后粉碎,过80目筛,备用。
乙醇、三氯甲烷、冰醋酸、高氯酸、乙醚、正己盐酸、氨水、香草醛(分析纯)、硝酸铝、亚硝酸钠、氢氧化钠:国药集团化学试剂有限公司;莲心碱标准品、芦丁标准品、熊果酸标准品、豆甾醇标准品:阿拉丁试剂有限公司。
RE-52AAA旋转蒸发仪:上海嘉鹏科技有限公司;EL20试验室pH计:METTLER TOLEDO(上海)有限公司;722E型紫外可见分光光度计:上海光谱仪器有限公司;B8/224S电子分析天平(万分之一):北京赛多利斯仪器系统有限公司;SK8210HP超声波清洗器:上海科导(KUDOS)超声仪器有限公司;F30400209水浴加热器:意大利VELP公司;ProElutSilica500mg/6mL/30/pkg:迪马科技有限公司;7890B气相色谱仪、5977A质谱仪:安捷伦科技有限公司。
1.2 生物碱和黄酮的测定
改进孙俊杰[7]的方法,超声辅助提取莲心总碱,以莲心碱为标准品绘制标准曲线(Y=10.343X+0.003 8,R2=0.998 1),测定样品总生物碱的含量[7]。按照吴芳彤的方法,提取黄酮,以芦丁为标准品绘制标准曲线(Y=0.4022X-0.0025,R2=0.9994),测定样品总黄酮含量[8]。
1.3 甾醇含量的测定
对国标GB/T 25223-2010《动植物油脂甾醇组成和甾醇总量的测定气相色谱法》甾醇的测定前处理方法进行改良,甾醇粗提物通过皂化、SPE柱萃取、衍生、氮吹后,气质进样,以豆甾醇为标准品绘制标准曲线(Y=17.638X-57.164,R2=0.997 0),GC-MS 法测定莲心中总甾醇含量。图谱数据库为NIST05版标准质谱图库。
1.4 挥发油的提取
采用水蒸气蒸馏的方法提取莲心中的挥发性成分,应用气相色谱-质谱联用法对化学成分进行鉴定,用峰面积归一化法测定各个化合物在挥发油中的相对百分含量。改进林文津[10]的方法,对样品进行进样。图谱数据库为NIST05版标准质谱图库。
2 结果与分析
2.1 不同产地莲心生物碱、黄酮、甾醇、挥发油的含量分析
不同产地莲心生物碱、黄酮、甾醇、挥发油的含量见表1。
表1 不同产地莲心生物碱、黄酮、甾醇、挥发油的含量Table 1 Contents of alkaloids,flavonoids,sterol,volatile oil in the Plumula nelumbinis of different origins
由表1可知,不同产地的莲心生物总碱含量差异较大。生物总碱含量最高的是广昌莲心7.18 mg/g,含量最低的是湖南莲心1.33 mg/g。莲心中黄酮含量最高的是洪湖莲心14.28 mg/g,含量最低的是湖南莲心10.32 mg/g。不同产地莲心中的甾醇含量无明显差异,甾醇含量最高的是广昌莲心和宝应莲心0.40 mg/g,含量最低的是洪湖莲心0.33 mg/g。根据GC-MS分析,莲心中的甾醇主要为β-谷甾醇。
2.2 莲心挥发油的成分含量分析
不同产地莲心挥发油主要成分见表2,不同产地莲心挥发油的GC-MS总离子图见图1。
图1 不同产地莲挥发油GC-MS总离子图Fig.1 Total ion chromatogram of GC-MS of Plumula nelumbinis oil from different origins
表2 不同产地莲心挥发油主要成分Table 2 Main constitute of volatile oil of Plumula nelumbinis from different origins
莲心挥发油得率最高的是湖南莲心0.60%,最低的是湖建宁莲心0.44%。由图1和表2得出,建宁、广昌、宝应、莲心的挥发油主要成分较相似,主要成分为二十一烷,棕榈酸乙酯,亚油酸乙酯等,而湖南和湖北洪湖莲心的挥发油主要成分差异较大,但都含有棕榈酸等。
表3 湖南莲心挥发油成分Table 3 Volatile oil constitute of Hu Nan Plumula nelumbinis
湖南莲心挥发油成分见表3。
从表3中,湖南莲心挥发油共检测到29个峰,占总挥发油的90.98%。鉴定得到的化合物中,烷烃类(C10~C25)占 28.48%,n-棕榈酸及酯类 19.51%,亚油酸酯类27.31%,植醇4.6%,萘类化合物2.67%,芥酸酰胺2.55%,酚类2.34%,角鲨烯1.08%等。
3 讨论与结论
陈笑用超声结合回流提取湖南莲心总碱的平均得率可达10.06 mg/g,而单一回流提取总碱得率为7.14 mg/g[11]。杨健用回流法提取,HPLC检测,得到湖北洪湖的莲心碱含量为0.748%[12]。潘杨用超声提取,HPLC检测不同产地莲心莲心碱的含量,得到湖南湘潭的为0.489%,江苏宝应的为0.115%~0.719%,江西广昌的为0.612%,福建建宁为0.637%[13]。本文用乙醇超声提取莲心粉末,分光光度法,得到莲心生物碱含量最高的是广昌莲心7.18 mg/g,最低的是湖南莲心1.33 mg/g。湖南莲心的莲心碱含量较低,而湖北莲心莲心碱含量较高。处于长三角地区的3种子莲品种,江苏宝应红莲、江西广昌赣莲以及福建建莲的莲心碱含量都较高。
肖贵平以建莲莲心为原料,用正交确定最佳条件:浸提温度90℃、浸提时间45min、料液比3∶100(g/mL),水浸提取黄酮,得到莲心黄酮含量为0.988 2%[14]。吴芳彤用最优提取工艺参数:乙醇体积分数70%,料液比3∶100(g/mL),超声波功率500 W,提取时间25 min,超声辅助提取建宁莲心黄酮类,提取率为1.893%[8]。本文通过超声辅助提取建宁莲心黄酮,得率为1.051%,与以上结果一致。黄酮含量最高的是洪湖莲心14.28 mg/g。
不同产地莲心中的甾醇含量差异不大,且主要成分都是β-谷甾醇。广昌、建宁、宝应莲心中的挥发油差异不大,主要成分含量主要成分二十一烷,棕榈酸乙酯,亚油酸乙酯等,而湖南和湖北莲心挥发油主要成分含量差异较大。
研究结果表明,莲心的这些功能性成分含量差异受到地域的影响,湖南和湖北的莲心功能性成分差异较大,江苏宝应莲心和福建建宁莲心的各功能性成分含量相近,但与江西广昌莲心的差异较大。各功能性成分含量均较高,莲心碱含量最高,黄酮、甾醇、挥发油含量也都较高,因此开发利用广昌莲心具有较广的前景。
本试验通过测定不同产地莲心的生物碱、黄酮、甾醇、挥发油含量的差异,对不同产地莲心功能性成分进行综合评价,建立了不同产地莲心的部分功能性成分数据库,为研究莲心药理作用、作用机理奠定基础,对莲心的后续有效开发和充分利用其保健和医药价值具有积极意义。而广昌莲心各功能性成分含量均较高,因此开发利用广昌莲心资源具有较广的应用前景。
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Evaluation of Functional Components of Plumula nelumbinis from Different Regions
CHAO Lu-ping,HUANG Xu-dong,JIN Jing,NI Jia-dan,WANG Nan,JIANG Yi-hong*
(College of Biosystems Engineering and Food Science,Zhejiang University,Fuli Institute of Food Science,Zhejiang Key Laboratory for Agri-Food Processing,Zhejiang R&D Center for Food Technology and Equipment,Hangzhou 310058,Zhejiang,China)
This research studied the contents of alkaloids,flavonoids,sterol as well as volatile oil from the Plumula nelumbinis of the five origins of Jian Ning,Guang Chang,Bao Ying,Hu Nan,Hong Hu.With ethanol as extraction solvent,we extracted physiologically active substances from Plumula nelumbinis powders by ultrasonic extraction way,and measured with spectrophotometry.The highest content of alkaloids in Plumula nelumbinis was Guang Chang Lotus 7.18 mg/g.The highest content of flavonoids in Plumula nelumbinis was Hong Hu Lotus 14.28 mg/g.Extract by organic solvents,saponification,solid phase extraction,derivation,and nitrogen blow,and then detect the content of sterol in the Plumula nelumbinis by Gas Chromatography-Mass Spectrometer.The highest content of sterol in Plumula nelumbinis was Bao Ying Lotus 0.40 mg/g,and the main kind of sterol was β-sitosterol.Extract the volatile oil by steam distillation,and detect it by Gas Chromatography-Mass Spectrometer.The highest content of volatile oil in Plumula nelumbinis was Hu Nan Lotus 0.60%.The content of linoleic acid and linoleic acid esters,palmitic acid and palmitic acid ester played a major part,and the content of phytol,phenols,and squalene accounted for a minor place.This article established the database and conducts functional evaluation of Plumula nelumbinis of different areas for further study of Plumula nelumbinis resource,by detecting the contents of alkaloids,flavonoids,sterols and volatile oil of Plumula nelumbinis in five origins.Guang Chang Plumula nelumbinis had a relative high functional ingredients,it is promising to develop and use Guang Chang Plumula nelumbinis resource.
Plumula nelumbinis;alkaloids;flavonoids;sterol;volatile oil;gas chromatography mass spectrometry
2016-10-16
10.3969/j.issn.1005-6521.2017.14.006
晁鲁平(1991—),女(汉),硕士,研究方向:天然产物的研究开发。
*通信作者:蒋益虹,副教授。