麻椒总黄酮的纯化工艺及其抗氧化性研究
2017-10-18王晓林金龙哲钟方丽秦杰
王晓林,金龙哲,钟方丽*,秦杰
(1.吉林化工学院化学与制药工程学院,吉林吉林 132022;2.延边朝鲜族自治州农业科学院,吉林延吉 133001)
麻椒总黄酮的纯化工艺及其抗氧化性研究
王晓林1,金龙哲2,钟方丽1*,秦杰1
(1.吉林化工学院化学与制药工程学院,吉林吉林 132022;2.延边朝鲜族自治州农业科学院,吉林延吉 133001)
对麻椒总黄酮的纯化工艺条件及其体外抗氧化活性进行了研究。以总黄酮的比吸附量、吸附率及比解吸量、解吸率为考察指标,采用单因素实验对麻椒总黄酮的纯化工艺进行考察;采用分光光度法探索了麻椒总黄酮对羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除活性。结果表明:LSA-21型大孔吸附树脂对麻椒总黄酮纯化的较佳工艺为:控制麻椒提取液总黄酮质量浓度0.96 mg/m L左右,然后用石油醚脱脂,脱脂后麻椒提取液的上样体积与树脂质量之比(m L/mg)为6∶1,吸附流速控制在1.5 m L/min,解吸液p H 8.0的90%乙醇水溶液,解吸流速控制在1.5 m L/min,解吸液体积与树脂质量之比(m L/mg)为10∶1。在此纯化条件下,LSA-21型树脂对麻椒总黄酮的比吸附量平均为5.248 mg/g、吸附率平均为90.79%,比解吸量平均为5.032 mg/g、解吸率平均为95.88%,干浸膏中总黄酮含量由12.12%提高到36.65%。体外抗氧化活性的研究表明:麻椒总黄酮对羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除能力较强,均呈现出量效关系,其清除羟基自由基、超氧阴离子自由基的IC50分别为0.1946,0.1336 mg/m L。麻椒总黄酮的抗氧化活性与其浓度呈正相关,具有质量浓度依赖性的体外抗氧化活性,其清除自由基能力强于维生素C,表明麻椒总黄酮具有较强的体外抗氧化活性。研究结果为麻椒的进一步开发利用提供了依据。
麻椒;总黄酮;大孔吸附树脂;抗氧化
麻椒是川、贵两省特产的一种花椒,成熟后为深绿色,其味道比花椒重,气味芳香,味道麻辣,能够去除食物的腥味,增加食欲,开胃消食,是一种川菜常用的调味品。目前关于麻椒的研究较少,本课题组对麻椒总黄酮的提取与纯化工艺开展了相关实验研究。黄酮类化合物广泛分布于天然植物中,是众多天然植物的活性成分之一,具有抗氧化、提高机体免疫力等多种活性作用,是发展前景非常广阔的一类天然抗氧化剂,关于其抗氧化性能的研究已经有了很大的发展,目前在食品、制药等方面已广泛应用[1-4]。大孔吸附树脂是一种高分子材料,根据其表面性质分为极性、中极性、非极性3种,具有大的比表面积及网状结构,对天然植物中的黄酮类活性成分具有优良的选择吸附性能,因此在天然植物总黄酮的纯化工艺研究中广泛应用[5,6]。目前,国内文献未见对麻椒总黄酮纯化工艺研究的报道。本研究对8种大孔吸附树脂纯化麻椒总黄酮的性能进行了筛选,通过静态和动态实验对麻椒总黄酮的纯化工艺进行了研究,并探索了麻椒总黄酮对羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除活性,为有效开发利用麻椒总黄酮、提高麻椒的经济效益提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
麻椒:购于黑龙江北味集团有限公司;芦丁对照品(供含量测定用):中国食品药品检定研究院;大孔吸附树脂(ADS-17,XDA-8,LSA-21,LSA-10,AB-8,LX-36,D-101,LSA-33型):西安蓝晓科技新材料股份有限公司;邻二氮菲(分析纯):天津市科密欧化学试剂有限公司;三羟甲基氨基甲烷(分析纯):天津市大茂化学试剂厂;邻苯三酚、维生素C、硝酸铝、无水乙醇、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氢氧化钠、亚硝酸钠等均为市售分析纯;水为重蒸馏水。
1.2 仪器与设备
TU-1810型紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司;RE-52C型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;SHA-B型水浴恒温振荡器 金坛市科析仪器有限公司;SHB-ⅢA型循环水式多用真空泵郑州长城科工贸有限公司;KQ-250DE型数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司;XMTD-8222型电热鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;FA2004N型电子天平 上海精密科学仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 标准曲线的绘制及供试品的含量测定
称取干燥至恒重的芦丁10 mg,精密称定,置于50 m L容量瓶中,加60%乙醇溶解,定容,摇匀,配制成质量浓度为0.2017 mg/m L的对照品溶液,备用。精密吸取芦丁对照品溶液0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0 m L,置于25 m L容量瓶中,加5%亚硝酸钠溶液1.0 mL,摇匀,放置6 min,加10%硝酸铝溶液1.0 mL,摇匀,放置6 min,加4%氢氧化钠溶液10 mL,再加60%乙醇定容至刻度,摇匀,放置15 min[7]。以相应试剂为空白,按照分光光度法,在505 nm处测定其吸光度。
精密吸取麻椒提取液、大孔树脂吸附后的溶液和解吸液各适量,分别置于25 mL容量瓶中。按标准曲线的绘制方法显色,于505 nm处测定上述溶液的吸光度,计算树脂对麻椒总黄酮的比吸附量、吸附率及比解吸量、解吸率和浸膏中总黄酮的含量[8],计算公式如下:
式中:C0为麻椒提取液总黄酮质量浓度,mg/m L;C1为大孔树脂吸附后溶液总黄酮质量浓度,mg/m L;C2为解吸液中麻椒总黄酮质量浓度,mg/m L;V0为麻椒提取液体积,m L;V1为吸附后液体积,m L;V2为解吸液体积,m L;m0为树脂的称样量,g;m1为解吸液干燥后固体的称样量,mg;m2为解吸液中总黄酮的测定量,mg。
1.3.2 大孔吸附树脂的预处理
称取ADS-17,XDA-8,LSA-21,LSA-10,AB-8,LX-36,D-101,LSA-33型大孔吸附树脂各40 g,根据参考文献[9]所述方法进行预处理,密封备用。
1.3.3 麻椒提取液的制备
称取干燥的麻椒10 g,加入70%乙醇水溶液500 mL水浴回流提取2次,每次2 h,过滤,滤液减压浓缩至相对密度为1.18~1.25(60℃)的稠膏,加蒸馏水定容至250 m L容量瓶中,备用。
1.3.4 大孔吸附树脂的筛选
1.3.4.1 静态吸附与解吸实验
称取8种已预处理好的湿树脂各2 g,分别置于具塞锥形瓶中,随后分别加入麻椒提取液30 m L。在水浴恒温振荡器中室温振荡2 h,静置24 h,过滤,然后将过滤后的不同树脂分别置于具塞锥形瓶中,各加入80%乙醇水溶液50 mL,在水浴恒温振荡器中室温振荡2 h,静置24 h。分别吸取各树脂吸附后的溶液、解吸液各适量,加入25 mL容量瓶中,按1.3.1节方法显色,于505 nm处测定上述各溶液的吸光度,计算各树脂对麻椒总黄酮的比吸附量、吸附率、比解吸量、解吸率[10]。
1.3.4.2 静态平衡吸附特征实验
称取1.3.4.1节实验中筛选出的对麻椒总黄酮比吸附量、比解吸量较好的3种树脂(LSA-21,XDA-8,LSA-33)各4 g于100 m L锥形瓶中,加入50 m L总黄酮质量浓度为1.8601 mg/m L的麻椒提取液,在水浴恒温振荡器中室温振荡,分别在10,30,60,90,120,180,240,300,360,420,480 min取样测定上清液的总黄酮质量浓度,计算树脂的比吸附量。然后向吸附480 min后的树脂中各加入50 m L的80%乙醇水溶液,在水浴恒温振荡器中室温振荡0.5,1,2,3,4,6,8 h,分别吸取解吸液适量,测定解吸液的总黄酮质量浓度,计算树脂的比解吸量[11]。
1.3.5 树脂的吸附实验
1.3.5.1 LSA-21型大孔吸附树脂的吸附等温线
称取11份LSA-21型大孔吸附树脂各4 g,分别置于100 m L锥形瓶中,加入50 m L总黄酮质量浓度不同的麻椒提取液,在水浴恒温振荡器中室温振荡24 h,吸取上清液适量,测定其总黄酮质量浓度,计算树脂的比吸附量。
1.3.5.2 LSA-21型大孔吸附树脂的泄漏曲线
称取LSA-21型大孔吸附树脂15 g,湿法装柱,加入320 m L总黄酮质量浓度为0.96 mg/m L的麻椒提取液,以0.5~1.0 m L/min的流速进行动态吸附,收集流出液,每15 m L为1个流份,共21个,测定每个流份的总黄酮质量浓度。以流份体积为横坐标,总黄酮质量浓度为纵坐标绘制泄漏曲线[12]。
1.3.5.3 上样吸附流速对吸附的影响
吸取6份总黄酮质量浓度为0.9634 mg/m L的麻椒提取液各90 m L,分别加入到6根15 g的树脂柱中,分别以0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0 m L/min的流速进行吸附,分别收集流出液,记录体积,计算比吸附量、吸附率。
1.3.6 树脂的解吸实验
1.3.6.1 解吸液乙醇体积分数对解吸的影响
吸取6份总黄酮质量浓度为0.9588 mg/m L的麻椒提取液各90 m L,分别加入到6根15 g的树脂柱中,控制吸附流速为1.5 m L/min进行吸附,分别收集流出液,记录体积,计算比吸附量、吸附率。然后分别用0,10%,30%,50%,70%,90%乙醇水溶液50 mL进行解吸,计算比解吸量、解吸率。
1.3.6.2 解吸液解吸流速对解吸的影响
吸取6份总黄酮质量浓度为0.9625 mg/m L的麻椒提取液各90 m L,分别加入到6根15 g的树脂柱中,按1.3.6.1节方法进行吸附,计算比吸附量、吸附率。然后用90%乙醇水溶液分别以0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0 m L/min的流速进行解吸,计算比解吸量、解吸率。
1.3.6.3 解吸液p H值对解吸的影响
吸取8份总黄酮质量浓度为0.9633 mg/m L的麻椒提取液各90 m L,按1.3.6.1节方法进行吸附,计算比吸附量、吸附率。然后用p H值分别为2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0的90%乙醇水溶液以1.5 m L/min的流速进行解吸,计算比解吸量、解吸率。
1.3.6.4 解吸液用量的考察
吸取总黄酮质量浓度为0.9588 mg/mL的麻椒提取液90 m L,加入到15 g的树脂柱中,按1.3.6.1节方法进行吸附,计算比吸附量、吸附率。然后用p H值为8.0的90%乙醇水溶液以1.5 m L/min的流速进行解吸,每15 mL为1个流份,共收集12个流份,测定每份解吸液中总黄酮的质量浓度,以解吸液中总黄酮质量浓度为纵坐标,解吸液体积为横坐标作图,确定解吸终点。
1.3.7 工艺稳定性验证实验
称取3份已预处理的LSA-21型树脂各30 g,湿法装柱,分别加入总黄酮质量浓度为0.9635 mg/m L的麻椒提取液180 mL,按1.3.6.1节方法进行吸附,计算比吸附量、吸附率。然后用300 mL的90%乙醇水溶液(p H 8.0)以1.5 m L/min的流速进行解吸,计算比解吸量、解吸率。分别吸取麻椒提取液、解吸液各适量,制备纯化前及纯化后的麻椒干浸膏。称取干燥至恒重的麻椒干浸膏0.16 g,精密称定,加60%乙醇40 mL,超声使其溶解,过滤,滤液置于50 m L容量瓶中,加60%乙醇定容,作为供试品溶液,备用。吸取供试品溶液适量于25 m L容量瓶中,按1.3.1节测定吸光度,分别计算纯化前及纯化后的麻椒干浸膏中总黄酮的质量。
1.3.8 脱脂及脱脂方法的对比实验
1.3.8.1 麻椒脱脂
称取干燥的麻椒适量,加入到圆底烧瓶中,按料液比(g/m L)1∶5加入石油醚(60~90℃),水浴加热回流2次,每次1 h,过滤,将脱脂后的麻椒放于电热鼓风干燥箱中于60℃烘干。称取脱脂后的干燥麻椒,按1.3.3节方法制备麻椒提取液,然后按1.3.5节方法实验,分别计算比吸附量、吸附率、比解吸量、解吸率,按1.3.7节方法测定麻椒干浸膏中总黄酮的质量。
1.3.8.2 麻椒提取液脱脂
称取干燥的麻椒适量,按1.3.3节方法制备麻椒提取液,然后按提取液与石油醚1∶1配比(m L/m L)加入石油醚脱脂萃取,留取水层备用。吸取经石油醚脱脂萃取后的麻椒提取液,按1.3.5节方法实验,分别计算比吸附量、吸附率、比解吸量、解吸率,按1.3.7节方法测定麻椒干浸膏中总黄酮的质量。
1.3.9 体外抗氧化活性实验
1.3.9.1 对羟基自由基的清除
分别称取干燥的麻椒总黄酮干浸膏、维生素C适量,以50%乙醇为溶剂,分别配制成质量浓度为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6 mg/m L的供试品溶液。分别吸取不同质量浓度的供试品溶液各1.0 m L,分别置于10 m L比色管中,按参考文献[13]所述方法进行操作,在536 nm处测其吸光度As,Ap,Ab。按照下式计算麻椒总黄酮、维生素C对羟基自由基的清除率:
式中:As为各供试品溶液与(邻二氮菲+FeSO4+H2O2)反应后的吸光度值;Ap为蒸馏水代替供试品溶液与(邻二氮菲+FeSO4+H2O2)反应后的吸光度值;Ab为蒸馏水代替供试品溶液与(邻二氮菲+FeSO4)反应后的吸光度值。
1.3.9.2 对超氧阴离子自由基的清除
分别加入1.3.9.1节中不同质量浓度的供试品溶液各0.5 mL,分别置于10 mL比色管中,按参考文献[14]所述方法进行操作,于320 nm波长处测其吸光度A1,A2,A3,按照下式计算麻椒总黄酮、维生素C对超氧阴离子自由基的清除率。
式中:A1为各供试品溶液与邻苯三酚溶液反应后的吸光度值;A2为蒸馏水代替邻苯三酚溶液与各供试品溶液反应后的吸光度值;A3为邻苯三酚溶液代替供试品溶液反应后的吸光度值。
1.4 数据分析
本实验中的实验数据采用Origin 6.0软件进行分析。
2 结果分析
2.1 线性关系考察
以芦丁对照品溶液的吸光度为纵坐标,质量浓度(mg/m L)为横坐标,绘制标准曲线,回归方程:A=8.9377C-0.00365,R2=0.9996。结果表明芦丁进样质量浓度在0.004034~0.04841 mg/m L范围内呈良好线性关系。
2.2 大孔吸附树脂的筛选
2.2.1 静态吸附与解吸实验
通过8种不同型号的大孔树脂对麻椒总黄酮的静态吸附与解吸情况进行实验,实验结果见表1。
表1 大孔树脂的选择实验结果Table 1 Experimental results of selection of macroporous resins
由表1可知,在相同实验条件下,8种大孔树脂经过静态吸附与解吸附实验,比吸附量大于26 mg/g及比解吸量大于22 mg/g的大孔树脂有3种,分别为LSA-33,LSA-21,XDA-8,通过对各种树脂吸附和解吸的综合考虑,选择LSA-33,LSA-21,XDA-8型大孔树脂进行吸附动力学实验,进一步选择更加合适的树脂。
2.2.2 静态平衡吸附特征实验
分别以3种树脂(LSA-21,XDA-8,LSA-33)的比吸附量、比解吸量为纵坐标,以吸附时间、解吸时间为横坐标绘制各树脂的静态吸附动力学曲线,结果见图1。
图1 总黄酮在3种树脂上的吸附平衡曲线Fig.1 Time-dependent adsorption rate curves of total flavonoids on three resins
由图1可知,0~6 h内,LSA-21与XDA-8型树脂对麻椒总黄酮的比吸附量随着吸附时间的延长而逐渐增加,6 h后比吸附量基本不再增加,达到吸附平衡,LSA-21型树脂在吸附6 h后的比吸附量为18.365 mg/g,其吸附率为78.81%;XDA-8型树脂在吸附6 h后的比吸附量为19.155 mg/g,其吸附率为82.38%;LSA-33型树脂对麻椒总黄酮的比吸附量在0~8 h内随着吸附时间的延长而逐渐增加,其中在0~5 h内随着吸附时间的延长比吸附量增加明显,在5~7 h内随着吸附时间的延长比吸附量增加缓慢,其比吸附量最大为19.621 mg/g,最高吸附率为84.39%。3种树脂对麻椒提取液吸附8 h后进行解吸,结果见图2。
①见了宝玉,都顺墙垂手立住,独那为首的小厮打千儿,请了一个安,宝玉不识名姓,只微笑点了点头儿。(第五十二回)
图2 总黄酮在3种树脂上的解吸曲线Fig.2 The dynamic desorption curves of total flavonoids on three resins
由图2可知,3种树脂对麻椒总黄酮的比解吸量在0~8 h内均随着解吸时间的延长而增加。其中,LSA-21树脂在解吸4 h后比解吸量增加趋势缓慢,其8 h的比解吸量最大为16.958 mg/g,解吸率为92.09%;LSA-33与XDA-8型树脂在0~6 h内均随着解吸时间的延长而提高,解吸6 h后比解吸量增加趋势不明显,其8 h的比解吸量分别为15.536,15.871 mg/g,解吸率分别为79.18%,82.10%。综合考虑3种树脂对麻椒总黄酮的吸附与解吸,选择LSA-21型树脂作为纯化麻椒总黄酮的大孔树脂。
2.3 树脂的吸附实验
2.3.1 吸附等温线
以LSA-21型大孔树脂的比吸附量为纵坐标,麻椒总黄酮的质量浓度为横坐标绘制吸附等温线,结果见图3。
图3 LSA-21树脂的吸附等温线Fig.3 The adsorption isotherms of LSA-21
由图3可知,在麻椒总黄酮的质量浓度为0.1~0.96 mg/m L范围内随着质量浓度的增加,比吸附量及吸附率均逐渐增加,当麻椒总黄酮的质量浓度大于0.96 mg/m L时,随着质量浓度的增加比吸附量虽然持续增加,但吸附率却开始逐渐下降。因此将0.96 mg/m L作为LSA-21树脂吸附麻椒总黄酮的有效上样质量浓度。
2.3.2 泄漏曲线
以流份的体积为横坐标,流份中的总黄酮质量浓度为纵坐标绘制泄漏曲线,结果见图4。
图4 LSA-21树脂的吸附泄露曲线Fig.4 The adsorption leakage curve of LSA-21
由图4可知,随着麻椒提取液上样体积的增加,流出液中的总黄酮质量浓度也逐渐增加,当上样体积为90 mL时,流出液中的总黄酮质量浓度达到0.0963 mg/mL,超过了上样浓度的10%,结果表明此时已达到泄漏点,因此确定麻椒提取液的上样体积与树脂质量之比(m L/mg)为6∶1。
2.3.3 上样吸附流速对吸附的影响
实验结果见表2。
表2 上样吸附流速的实验数据Table 2 Experimental data of sample adsorption velocity
由表2可知,上样液的吸附流速越慢,比吸附量、吸附率越高,在吸附速率小于1.5 m L/min范围内,吸附率均大于90%,因为吸附流速越慢,上样周期就越长,所以综合考虑,将上样液吸附流速确定为1.5 mL/min,既保证了上样时间,又能使麻椒总黄酮的比吸附量、吸附率较高。
2.4 树脂的解吸实验
2.4.1 解吸液乙醇体积分数对解吸的影响
实验结果见表3。
表3 乙醇体积分数的实验数据Table 3 Experimental data of ethanol volume fraction
由表3可知,随着乙醇体积分数的提高,总黄酮的比解吸量、解吸率不断升高,当乙醇体积分数达到90%时,比解吸量、解吸率分别达到3.137 mg/g,59.79%。所以,选用90%乙醇水溶液作为麻椒总黄酮的解吸液。
2.4.2 解吸液解吸流速对解吸的影响
实验结果见表4。
表4 解吸流速的实验数据Table 4 Experimental data of desorption velocity
由表4可知,解吸流速越慢,比解吸量及解吸率越高,解吸性能越好。但如果解吸流速过慢,解吸时间就越长,导致生产成本增加。实验结果表明解吸流速在0.5~1.5 mL/min范围内时总黄酮的比解吸量、解吸率相对较高。从生产周期及生产成本考虑,将解吸液解吸流速确定为1.5 mL/min。
2.4.3 解吸液p H值对解吸的影响
实验结果见表5。
表5 解吸液p H值的实验数据Table 5 Experimental data of p H values of desorption solvent
由表5可知,随着解吸液p H值的升高,树脂的比解吸量及解吸率逐渐增大,当p H值大于8之后,随着p H值的继续升高,树脂的比解吸量及解吸率变化较小。所以,将解吸液调至p H值为8即可。
2.4.4 解吸液用量的考察
以解吸液体积为横坐标,以每份解吸液中总黄酮的质量浓度为纵坐标绘制趋势图,结果见图5。
图5 解吸终点Fig.5 Desorption end point
由图5可知,随着解吸液用量的增加,解吸液中总黄酮的质量浓度不断降低,当解吸液用量为150 mL时,解吸液中总黄酮质量浓度较低,而且变化较小,故用150 mL 90%乙醇水溶液可以将麻椒总黄酮基本解吸完全。因此,解吸液用量为解吸液体积与树脂质量之比(m L/mg)为10∶1。
2.5 工艺稳定性验证实验
实验结果见表6。
表6 工艺验证实验结果Table 6 Verification test results
由表6可知,经LSA-21型大孔吸附树脂处理麻椒提取液后,麻椒总黄酮的比吸附量平均为5.248 mg/g、吸附率平均为90.79%,比解吸量平均为5.032 mg/g、解吸率平均为95.88%。干浸膏中总黄酮含量由12.12%提高到31.29%。
2.6 脱脂及脱脂方法的对比实验
无论是将麻椒先用石油醚脱脂还是制成提取液后脱脂,均可以提高麻椒总黄酮的比吸附量、吸附率、比解吸量、解吸率、干浸膏中总黄酮含量。其中干浸膏中总黄酮含量提高明显。可能是因为应用石油醚处理后,可以除去部分脂溶性物质,从而使干浸膏中总黄酮含量有所提高。
2.7 体外抗氧化性实验
2.7.1 对羟基自由基的清除
实验结果见图6。
图6 供试品对羟基自由基的清除能力Fig.6 The clearance ratio of test samples to·OH
由图6可知,随着麻椒总黄酮及维生素C质量浓度的增加,其对羟基自由基的清除率均呈逐渐上升趋势,其抗氧化能力均逐渐增强,其对羟自由基的清除能力呈现一定的浓度依赖性。半数清除浓度(IC50值)常被用作评价抗氧化剂能力强弱的指标,IC50值越小说明供试品的抗氧化能力越强,麻椒总黄酮对羟基自由基的清除率与质量浓度的线性回归方程为Y=0.2794+1.1337X,R=0.9887,IC50值为0.1946 mg/m L;维生素C对羟基自由基的清除率与质量浓度的线性回归方程为Y=0.1448+0.4724X,R=0.9976,IC50值为0.7591 mg/m L。实验结果表明:麻椒总黄酮对羟基自由基的清除能力强于阳性对照维生素C,但麻椒总黄酮对羟基自由基的清除率与质量浓度的线性回归性弱于阳性对照维生素C。
2.7.2 对超氧阴离子自由基的清除
实验结果见图7。
图7 供试品对超氧阴离子自由基的清除能力Fig.7 The clearance ratio of test samples to·O2-
由图7可知,麻椒总黄酮及维生素C对超氧阴离子自由基的清除能力较强,均呈现出一定的量效关系,麻椒总黄酮对超氧阴离子自由基的清除率与质量浓度的线性回归方程为Y=0.3641+1.0171X,R=0.9731,IC50值为0.1336 mg/m L;维生素C对超氧阴离子自由基的清除率与质量浓度的线性回归方程为Y=0.1464+1.5554X,R=0.9598,IC50值为0.2273 mg/mL。实验结果表明:麻椒总黄酮对超氧阴离子自由基的清除能力及清除率与质量浓度的线性回归性均强于阳性对照维生素C。
3 结论
本研究以总黄酮的比吸附量、吸附率和比解吸量、解吸率为指标,考察了ADS-17,XDA-8,LSA-21,LSA-10,AB-8,LX-36,D-101,LSA-33共8种大孔树脂对麻椒总黄酮的纯化效果,结果表明LSA-21型大孔吸附树脂能够较好地吸附和解吸麻椒总黄酮,其对麻椒总黄酮的比吸附量平均为5.248 mg/g、吸附率平均为90.79%,比解吸量平均为5.032 mg/g、解吸率平均为95.88%,为上述8种大孔树脂中纯化麻椒总黄酮的最佳树脂类型。通过静态、动态吸附和解吸实验,考察了麻椒总黄酮在LSA-21树脂上的吸附特性,确定LSA-21树脂纯化麻椒总黄酮的生产工艺条件为:控制麻椒提取液总黄酮质量浓度为0.96 mg/m L左右,然后用石油醚脱脂,脱脂后麻椒提取液的上样体积与树脂质量之比(m L/mg)为6∶1,吸附流速控制为1.5 m L/min,解吸液为p H 8.0的90%乙醇水溶液,解吸流速控制为1.5 mL/min,解吸液体积与树脂质量之比(mL/mg)为10∶1。在此纯化条件下,麻椒提取液经LSA-21型大孔吸附树脂纯化后,麻椒干浸膏中总黄酮含量由12.12%提高到36.65%,总黄酮含量提高了3倍。体外抗氧化活性的实验结果表明:麻椒总黄酮对羟基自由基、超氧阴离子自由基均具有较强的清除能力,而且清除能力均强于阳性对照维生素C,其清除羟基自由基、超氧阴离子自由基的IC50分别为0.1946,0.1336 mg/mL,清除能力均随着麻椒总黄酮质量浓度的增加而升高,均呈现出一定的量效关系。结果表明:麻椒总黄酮具有较强的体外抗氧化活性。上述实验结果为麻椒总黄酮在食品、药品行业的综合利用提供了前期实验基础。
[1]曹纬国,刘志勤,邵云,等.黄酮类化合物药理作用的研究进展[J].西北植物学报,2003,23(12):2241-2247.
[2]郑瑞生,封辉,戴聪杰,等.植物中抗氧化活性成分研究进展[J].中国农学通报,2010,26(9):85-90.
[3]Yao Xincheng,Zhu Ling,Chen Yuxin,et al.In vivo and in vitro antioxidant activity andα-glucosidase,α-amylase inhibitory effects of flavonoids fromCichorium glandulosumseeds[J].Food Chemistry,2013,139(1):59-66.
[4]Saint T,Thitima L,Nuanchawee W,et al.Eriosema chinense:a rich source of antimicrobial and antioxidant flavonoids[J].Phytochemistry,2013,96:353-359.
[5]汪璇,张建新,孙长江,等.大孔吸附树脂分离黄粉虫黄酮及其抗氧化活性研究[J].中国食品学报,2014,14(1):87-93.
[6]周苏果,李大方,沈忱,等.中极性大孔吸附树脂分离纯化菊米总黄酮[J].高校化学工程学报,2014,28(3):680-684.
[7]崔蕊静,申淑琦,郭朔.复合酶协同微波处理提取紫背天葵叶片总黄酮工艺[J].中国食品学报,2014,14(2):72-77.
[8]钟方丽,王晓林,王志敏,等.大孔吸附树脂法纯化玉竹总黄酮工艺研究[J].食品与机械,2013,29(1):131-134.
[9]王晓林,薛健飞,陈帅,等.大孔树脂法纯化锦灯笼宿萼总黄酮的工艺[J].食品科学,2014,35(14):58-61.
[10]甘芝霖,倪元颖,郭悦,等.大孔树脂分离纯化玫瑰果多酚及其抗氧化性[J].农业工程学报,2015,31(24):298-304.
[11]郑红岩,于华忠,刘建兰,等.大孔吸附树脂对蓝莓花色苷的分离工艺[J].林产化学与工业,2014,34(4):599-644.
[12]易海燕,何桂霞,欧阳文,等.大孔吸附树脂分离纯化藤茶总黄酮的研究[J].中草药,2011,42(1):74-77.
[13]杨润亚,明永飞,王慧.无花果叶中总黄酮的提取及其抗氧化活性测定[J].食品科学,2010,31(16):78-82.
[14]钟方丽,王文姣,王晓林,等.刺玫果总黄酮的双水相萃取工艺及其抗氧化能力[J].林产化学与工业,2016,36(4):64-72.
Study on Purification Technology and Antioxidant Activity of Total Flavonoids from Pepper
WANG Xiao-lin1,JIN Long-zhe2,ZHONG Fang-li1*,QIN Jie1
(1.School of Chemistry and Pharmaceutical Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin 132022,China;2.Yanbian Korean Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences,Yanji 133001,China)
The process for purifying total flavonoids from pepper and the antioxidant activity of total flavonoids are studied.The purification process of TFs is optimized by single factor and orthogonal tests using adsorption capacity,adsorption ratio,desorption capacity,desorption ratio as indexes for investigation.The scavenging activity of total flavonoids from pepper on hydroxyl radical and superoxide anion free radical is studied by spectrophotometry.The results show that the optimum purification conditions of TFsin pepper are as follows:keep the total flavonoids concentration at about 0.96 mg/mL,and then degrease with petroleum ether,the ratio of sample volume of defatted pepper extract with resin mass(mL/mg)is 6∶1,the adsorption velocity is 1.5 mL/min,the eluate is 90%(volume fraction)ethanol solution(p H 8.0),the desorption velocity is 1.5 mL/min,the ratio of the desorption volume with resin mass(mL/mg)is 10∶1.Under the conditions of purification,the average adsorption capacity of LSA-21 resin to total flavonoids is 5.248 mg/g,the average adsorption ratio is 90.79%,the average desorption capacity of LSA-21 resin to total flavonoids is 5.032 mg/g,the average desorption rate is 95.88%,the purity of TFs in pepper extract could be changed from 12.12%to 36.65%.The scavenging ability of total flavonoids from pepper to hydroxyl radical and superoxide anion radical is stronger,both shows dose-response relationship,scavenging hydroxyl radical,superoxide anion radical IC50values are 0.1946,0.1336 mg/mL.The antioxidant activity of total flavonoids is positively correlated with its concentration,in vitro antioxidant activity with mass concentration dependent,its ability to scavenge free radicals is stronger than vitamin C.The results show that the total flavonoids have strong antioxidant activity in vitro.The results have provided basis for further development and utilization of pepper.
pepper;total flavonoids;macroporous resin;antioxidant
TS201.1
A
10.3969/j.issn.1000-9973.2017.10.008
1000-9973(2017)10-0033-08
2017-04-10 *通讯作者
王晓林(1969-),男,山东五莲人,教授,硕士,主要从事天然产物有效成分的提取纯化及药物的研发;钟方丽(1970-),女,山东安丘人,教授,博士,主要从事食品及天然药物的研发。