苦荞麦中富含黄酮部分中提取黄酮类化合物和识别主要的类黄酮
原文作者 Benguo Liu Yongyi Zhu
摘要:为了充分利用苦荞麦,介绍了从整个荞麦粒中富含类黄酮的部分中分离和提纯黄酮化合物过程的一种新方法。通过紫外-可见光谱法(紫外法)和电喷雾电离质谱(质谱法),确认主要的类黄酮在过去的产品是芦丁。
关键词:苦荞麦;黄酮;芦丁;提取;质谱
1引言
大量的研究表明,从天然植物中提取的抗氧化剂能有效地抑制食物的氧化和减少与年龄相关疾病的风险。(Burda amp; Oleszek, 2001; Zou, Lu, amp; Wei, 2004)。黄酮类化合物丰富存在于水果、蔬菜、茶、药用植物中而且已经得到了很大的关注和广泛的研究。因为它们是一种非常有效的抗氧化剂和毒性低于合成抗氧化剂的化合物,如丁基羟基茴香醚、二叔丁基对甲酚等(Pekkarinen, Heinonen, amp; Hopia,1999)。
根据已发表的报道(Yan amp; Zhang, 1995;Zhao, Tang, amp; Wang, 2001),苦荞麦主要分布在中国,富含大量的黄酮类化合物。Gu (1999)报道的内容显示苦荞麦中黄酮类化合物可能高达7%。Li, Xiao, and Ding(2001)发现在苦荞麦中黄酮类化合物的类型有槲皮素、山奈酚、芦丁、山奈酚-芸香糖苷。还发现在苦荞麦类黄酮与不同的成分属于一种优秀的多效抗氧化剂在亚油酸体系中(Li, Xiao, amp; Ding, 2000)。介绍了一些从苦荞麦中提取黄酮类化合物的方法(Li, Liu, amp; Huo, 2002),但这些方法是基于整个苦荞麦的,并没有充分利用苦荞麦的资源。众所周知,苦荞麦不仅富含黄酮类化合物,同时也富含淀粉和蛋白质(Zhao et al., 2001)。为了充分利用苦荞麦,在本文中介绍了从整个荞麦粒中富含类黄酮的部分中分离和提纯黄酮化合物过程的一种新方法,此外确定在过去的产品中主要的黄酮类化合物的种类。
2材料和方法
2.1材料
苦荞麦购买于山西农业科学院
芦丁购买于Tianmei化学公司
AB-8树脂购买于南开大学化工厂
其他化学试剂均为分析纯
2.2准备富含类黄酮的部分
苦荞麦的谷物放入碾碎机碾碎和分离通过不同大小的筛子,利用筛子把在38GG和7XX之间的粉末收集起来。将富含黄酮类的部分放置在一个大索氏提取器,在80℃, 用足够乙醚回流八小时以去除石油醚和叶绿素。等到乙醚挥发后,富含黄酮类的部分被保存在瓶内密封和冷藏。
2.3黄酮的提取
称取去油了的富含黄酮类的部分约2g,用61.57%乙醇提取并放在70摄氏度下水浴11分钟,当溶剂的比例为16.8时停止。然后将混合物过滤,然后将乙醇蒸发。将溶液倒入色谱柱内(400·2.5 cm i.d.),用AB-8树脂将其灌满。当溶液被完全吸收后,用足够的蒸馏水洗涤该色谱柱以去除碳水化合物,然后用95%乙醇洗脱黄酮。将富含黄酮类化合物的洗脱液收集并集中在40摄氏度Laborata4000旋转蒸发仪上直到沉淀形成(Heidolph, Germany)。将圆底烧瓶中的沉淀收集起来,在在40摄氏度的真空中干燥,沉积物就是从苦荞麦中提取出来的黄酮类化合物的固态产品。
2.4总黄酮含量的测定
一种改性方法(Chen,1998)的使用:1ml含有黄酮类化合物的稀释液,0.7毫升的5%(w/w)亚硝酸钠和30ml(v/v)乙醇混合5分钟,然后加入0.7ml10%氯化铝(w/w)混合。6分钟后,加入5ml 1mol/l的氢氧化钠,随后,用30%的乙醇将溶液稀释至25ml。静置10分钟后,用UNICO WFJ2000分光光度计测定溶液的吸光度为500nm(Unico, Shanghai,PR China)。结果表明,在相同情况下,黄酮类化合物以芦丁的标准曲线计,以mg/g干重表示。
2.5最后产品纯度的测定
根据改进的方法, 用Waters 590 高效液相色谱仪(Waters, USA)检测最后产物的纯度(Merken amp; Beecher, 2000)。取约10mg的固态产物,用甲醇将其溶解并稀释至25ml,在色谱分析前通过0.45 LM微孔滤膜过滤。分析在Hypersil ODS2柱(260·4.6 mm i.d.; 5 lm particle size).中进行。注射量为50micro;L,流动相为2% CH3COOH (v/v):CH3OH:CH3CN (7:1:2,v/v/v),流速为0.8 mL/min,检测波长为259nm。结果用同一条件下的芦丁标准曲线进行比较,结果用百分率表示。
2.6主要黄酮类化合物的鉴定
产品中的主要黄酮类化合物通过紫外-可见光谱和电喷雾电离质谱鉴定,取10mg样品,用甲醇溶解并稀释至25ml,待用。根据一种改进的方法(Markham, 1990),用 TU-1800PC紫外分光光度计(Purkinje, PR China)进行分析,质谱图通过 Esquire 3000 ion-trap LC/MSn系统获取(Bruker,Germany)。ESI/MS方法在过去的产品通过扫描从50到1000 m / z的主要黄酮类化合物的分子量。
3结果与讨论
3.1从苦荞黄酮丰富的部分中提取黄酮类化合物
用38GG筛子筛下来的部分(A部分),主要包括苦荞麦的壳,它的质量达到整个荞麦的26%。用38GG到7XX之间的筛子筛下来( B部分)的水、蛋白质、脂肪和灰分含量分别为12.3%、31.59%、8.22%、4.56%,这些包含从荞麦壳上掉下来的棕色碎屑和黄色的糠壳。基于上述结果,B部分包括粉碎胚、糊粉层和几皮糠。该部分通过7XX筛子筛下来的(C部分),主要由从苦荞胚乳中得到的面粉,它的质量达到整个荞麦的58%。在这个实验中,总黄酮含量在整个荞麦中。通过对A部分和B部分的测定,B部分的总类黄酮含量高于整个荞麦或A部分。B部分的重量仅为整个荞麦的16%,但它拥有约整个荞麦总类黄酮的47%。所以B部分是整个荞麦黄酮最丰富的部分,据一份报告(Suzuki, Honda,Funatsuki, amp; Nakatsuka, 2002)大部分黄酮类化合物均分布于荞麦胚中,它的结果与本实验的结果一致。用足够的61.57%的乙醇在70摄氏度下从富含黄酮部分中提取黄酮化合物11分钟,在这种情况下,超过95%的黄酮来化合物可以从富含类黄酮素的部分中提取出来。纯化后,用高效液相色谱法测定最后产品的纯度为72.36%。介绍了从苦荞麦中提取黄酮类化合物的相关方法(Li et al., 2002),这是基于从整个荞麦中提取黄酮类化合物,并没有充分利用苦荞麦的资源。众所周知,苦荞麦不仅富含类黄酮,而且富含淀粉和蛋白质(Zhao et al., 2001)。因此,从富含黄酮类的部分中提取黄酮类化合物,可以更好地利用它,因为通过7 XX筛面粉含有黄酮类化合物可以用于制作健康食品。
3.2识别在产品中的黄酮类化合物
在最后的产品中主要的黄酮类化合物通过紫外光谱和质谱鉴定,具有权威性。通过紫外光谱、羟基自由基对benzo-c-pyrane组的地方可以确定。获得了五种不同的转移助剂,在甲醇和甲醇中含有六的黄酮类化合物的紫外吸收光谱(NaOH, AlCl3AlCl3/HCl,NaAc, NaAc/H3BO3)。本研究获得的主要黄酮类化合物的紫外吸收光谱如下:UV, kmax (nm) (MeOH) 257.0, 358.5; (MeONa) 271.0,325.8, 409.5; (AlCl3) 274.5, 433.0; (AlCl3/HCl) 269.0,299.4, 364.4, 401.5; (NaAc) 272.5, 390.5; (NaAc/H3BO3)264.6, 389.2。据马卡姆介绍的方法,在产品这个主要的黄酮类化合物被确定为5,7,30,40-羟黄酮醇,3-羟基被取代的。
ESI-MS质谱的新发展,它可以精确地测量小分子和生物大分子的分子量。为了确保在最后产品中的主要黄酮类化合物的确切分子量,ESI-MS的两种模式[M -H]-和 [M Na] 同时启动。据测定,该产品的主要黄酮类化合物的分子量约为610.3。
本研究获得的主要黄酮的紫外吸收光谱符合标准的紫外光谱:UV, kmax(nm) (MeOH) 259, 266sh, 299sh, 359; (MeONa) 272, 327,410; (AlCl3) 275, 303sh, 433; (AlCl3/HCl) 271, 300,364sh, 402; (NaAc) 271, 325, 393; (NaAc/H3BO3) 262,298, 389 (Hang amp; Yu, 1988)。芦丁标准分子量是610.51,正好与质谱结果,本品中的主要黄酮类化合物被鉴定为芦丁。
芦丁等黄酮类化合物是紫外吸收植物次生代谢产物在高等植物中,苔藓植物和蕨类植物,以保护它们免受UV-B辐射和疾病的有害影响(Fabjan, Rode, Kosir, amp;Wang, 2003)。众所周知,芦丁可以减少毛细血管脆性与出血性疾病相关的风险,以及降低高血压,降低血管通透性,具有清除自由基的能力(Li et al., 2000)。所以本实验中,在苦荞麦的最后产物中含有芦丁,可以作为一种功能性成分添加在食品中,对人体健康有许多有益的影响。
外文文献出处:Journal of Food Engineering 78 (2007) 584–587
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