鄒妍，王力，王梅，董楠，*

（1.貴州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，貴州 貴陽 550025）

糖基類表面活性劑是典型的非離子型生物表面活性劑，通常以單糖、寡糖和多糖與長鏈脂肪醇、羧酸及羧酸衍生物發(fā)生酯化、醚化或酰化而合成[1-2]。通常以脂肪酸和辛烯基琥珀酸酐作為長鏈脂肪酸的供體。它們的親水基團(tuán)為糖基，疏水基團(tuán)為長鏈脂肪酸。除具有表面活性外，同時具有良好的生物相容性、可降解性和安全性等優(yōu)點[2]。研究報道中，作為多糖基類表面活性劑與單糖和寡糖類表面活性劑相比，不僅能夠形成分子間自聚集體，而且還能形成分子內(nèi)自聚集體。它們在稀溶液狀態(tài)下，仍能保證一定的乳化效果[3]，還具有更好的分散、乳化、增稠和穩(wěn)定性能。目前，親水性膠體包括淀粉[4]、菊粉[5]、透明質(zhì)酸[6-8]、魔芋葡甘露聚糖[9]等均已實現(xiàn)疏水分子的嫁接，形成辛烯基琥珀酸多糖酯。前期文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，辛烯基琥珀酸淀粉酯可在溶液內(nèi)部，通過疏水基團(tuán)相互靠攏，締合形成以淀粉分子中疏水鏈段為非極性內(nèi)核，親水長鏈與水接觸的極性外殼的膠束。膠束結(jié)構(gòu)有兩種形態(tài)：1）單個分子鏈即能夠卷曲成團(tuán)，疏水鏈段締合形成脫水狀態(tài)（單分子膠束）；2）分子之間相互纏結(jié)，締合成多分子膠束。近幾年，利用這種結(jié)構(gòu)搭載多酚等疏水性應(yīng)用性研究成為熱點。但少有文獻(xiàn)關(guān)注到多酚結(jié)構(gòu)對其與辛烯基琥珀酸淀粉酯相互作用的影響。本文以辛烯基琥珀酸淀粉酯為載體，荷載不同結(jié)構(gòu)類型的多酚，以期為探明二者相互作用的機(jī)制而提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糯玉米淀粉：湛江市恒煜淀粉有限公司；2-辛烯基琥珀酸酐（純度＞99%）：美國Sigma-Aldrich 公司；高良姜素、山奈素、槲皮素、桑色素、芹菜素、木犀草素、香葉木素、黃芪素、染料木素、芒柄花黃素、異鼠李素、柚皮素、圣草酚、柚皮素：成都普瑞法科技開發(fā)有限公司，純度＞98%；黃芪苷、大豆苷、大豆苷元、染料木苷、蘆丁、楊梅素、楊梅苷、柚皮苷、鄰香豆酸、間香豆酸、表兒茶素（epicatechin，EC）、表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）、表沒食子兒茶素（epigallocatechin，EGC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、對香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸、原兒茶素、香草酸、沒食子酸、丁香酸：北京索萊寶科技有限公司，純度＞98%；乙腈（色譜純）：成都市科龍化工試劑廠；鹽酸、氫氧化鈉、磷酸、甲醇、乙醇、異丙醇（分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

85-1 型恒溫磁力攪拌器、PHS-3C 型 pH 計：上海儀天科學(xué)儀器有限公司；QL-866 型漩渦混合器：海門市其林貝爾儀器制造有限公司；METTLER AE100 型分析天平：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；20A 高效液相色譜儀：日本島津公司；ZORBAX Eclipse Plus C18色譜柱：美國 Agilent 公司；DSC 4000 差示掃描量熱儀：美國Perkin-Elmer 公司；TGL-20M 型臺式高速冷凍離心機(jī)：長沙邁佳森儀器設(shè)備有限公司；LGJ-10型真空冷凍干燥機(jī)：北京松源華興科技發(fā)展有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 辛烯基琥珀酸淀粉酯的制備

辛烯基琥珀酸淀粉酯的制備：參照文獻(xiàn)[10]稍作修改，用電子天平準(zhǔn)確稱取糯玉米淀粉50.0 g（干重），按質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%將其分散于去離子水中，不斷攪拌，得到淀粉漿。取1.5 mL（淀粉質(zhì)量的3%）辛烯基琥珀酸酐，用7.5 mL 異丙醇稀釋。淀粉漿置于35 ℃恒溫水浴鍋中，邊攪拌邊滴加稀釋后的辛烯基琥珀酸酐，同時滴加NaOH 溶液控制反應(yīng)體系pH 8.5±0.1，辛烯基琥珀酸酐滴加完后（控制在2 h 內(nèi)加完），保持pH 值不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30 min，用稀HCl 溶液調(diào)節(jié)pH 值至6.5±0.1。過濾，所得濾渣用去離子水洗滌3 次，再用70 %乙醇洗滌3 次，抽濾，干燥，過100 目篩后即制得辛烯基琥珀酸淀粉酯，真空袋保存?zhèn)溆谩Ｈ〈冉?jīng)滴定法[11]測定為 0.232±0.043。

1.3.2 多酚單體與辛烯基琥珀酸淀粉酯的相互作用

多酚單體與辛烯基琥珀酸淀粉酯的相互作用：準(zhǔn)確稱取辛烯基琥珀酸淀粉酯40 mg，用20 mL 去離子水混勻，液體加熱至沸后5 min，冷卻至室溫。而后加入多酚1 mg，在恒溫（25 ℃）磁力攪拌器中作用24 h，經(jīng)過離心（8 000×g，10 min），收集上清液，測定多酚在辛烯基琥珀酸淀粉酯中的溶解度（μg/mL）。以未加辛烯基琥珀酸淀粉酯的多酚溶液為對照，測定多酚在蒸餾水中的溶解度（μg/mL）。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算多酚濃度并計算辛烯基琥珀酸淀粉酯對多酚的荷載量：

多酚荷載量/（μg/mg）=[（C1-C0）×V]/（C×V）

式中：C1為辛烯基琥珀酸淀粉酯中的多酚濃度，μg/mL；C0為對照多酚濃度，μg/mL；V 為體系總體積，mL；C 為辛烯基琥珀酸淀粉酯的濃度，mg/mL。

1.3.3 多酚的測定

準(zhǔn)確稱取各多酚單體0.100 0 g，溶于1 000 mL 甲醇中，配制成濃度100 μg/mL 的母液，分別稀釋至5、10、15、20、30、40 μg/mL 的多酚溶液，用于制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。多酚單體的高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）條件如下：色譜柱為ZORBAX Eclipse Plus C18（250 mm×4.6 mm，5 μm），以2 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）磷酸（A）和甲醇（B）為流動相，運行時間50 min，柱溫30 ℃，流速0.8 mL/min，檢測波長280 nm，進(jìn)樣量10 μL。各多酚單體的流動相配比如表1所示。

表1 多酚單體的流動相配比Table 1 The mobile phase during the elution of polyphenol monomer

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 22.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。用Tukey’s HSD 進(jìn)行方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2 結(jié)果與分析

為考察多酚與辛烯基琥珀酸淀粉酯的相互作用，試驗共選取多酚種類7個，單體36 種。其中多酚種類為黃酮類、異黃酮類、黃酮醇類、黃烷醇類、黃烷酮類、羥基肉桂酸類和羥基苯甲酸類。不同多酚的結(jié)構(gòu)及辛烯基琥珀酸淀粉酯對多酚單體的荷載量見表2。

由表2可知，多酚結(jié)構(gòu)不同，辛烯基琥珀酸淀粉酯對多酚單體的荷載量差異顯著。首先，7個種類多酚與辛烯基琥珀酸淀粉酯的相互作用差異顯著；其次，同種多酚不同單體與辛烯基琥珀酸淀粉酯的相互作用也不同，這主要是因為同一主體中不同單體羥基數(shù)量、甲氧基或甲基及糖苷化不同，最終導(dǎo)致各單體與辛烯基琥珀酸淀粉酯的荷載量不同。

表2 多酚主體結(jié)構(gòu)及辛烯基琥珀酸淀粉酯對多酚單體的荷載量Table 2 Chemical structure of polyphenol and polyphenol carrying capacity of starch octenylsuccinate

試驗選取兩組羥基數(shù)量相同，但主體結(jié)構(gòu)不同的類黃酮類多酚，以進(jìn)一步考察類黃酮主體碳架結(jié)構(gòu)對辛烯基琥珀酸淀粉酯多酚荷載量的影響。兩組羥基數(shù)量相同的多酚單體分別為①3個羥基的多酚單體：高良姜素、芹菜黃素、柚皮素、染料木素；②4個羥基的多酚單體：山奈素、木犀草素、圣草酚。與辛烯基琥珀酸淀粉酯的相互作用從小到大為①高良姜素＜染料木素＜芹菜黃素＜柚皮素；②山奈素＜木犀草素＜圣草酚。不同類黃酮異構(gòu)體與辛烯基琥珀酸淀粉酯的作用以黃酮醇最強(qiáng)，其次為黃酮，再次為異黃酮，黃烷酮作用最弱。

2.1 羥基化作用對辛烯基琥珀酸淀粉酯-多酚相互作用的影響

黃酮類多酚是由一個氧原子、一個3 碳鏈和兩個苯環(huán)連接而成的三環(huán)結(jié)構(gòu)（C6-C3-C6 分別對應(yīng)A、C、B 環(huán)）。黃酮類多酚兩個苯環(huán)間的電子共振對其抗氧化活性及其它生理活性有重要作用。羥基化對辛烯基琥珀酸淀粉酯多酚荷載量的影響見表3。

表3 羥基化對辛烯基琥珀酸淀粉酯多酚荷載量的影響Table 3 Effects of hydroxylation of flavonoids on their loading into starch octenylsuccinate

如表3所示，黃酮類單體的羥基數(shù)量不同，與辛烯基琥珀酸淀粉酯的相互作用差異顯著。在B 環(huán)的3′碳位置（芹菜黃素→木犀草素）、C 環(huán)的3 碳原子（芹菜黃素→山奈素）和B 環(huán)的2′碳原子（槲皮素→楊梅素）上引入羥基使得黃酮類物質(zhì)和黃酮醇類物質(zhì)荷載量顯著降低。羥基數(shù)目相同，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量也有所不同，如辛烯基琥珀酸淀粉酯對山奈素荷載量低于木犀草素。由此可知，B 環(huán)的3′H→OH 比C環(huán)的3H→OH 更有利于與辛烯基琥珀酸淀粉酯的作用。在碳原子上引入羥基后，單體發(fā)生變化，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量也產(chǎn)生相應(yīng)變化，如辛烯基琥珀酸淀粉酯對槲皮素的荷載量比對木犀草素的荷載量高32.0%，而槲皮素即為木犀草素C 環(huán)上引入羥基變化而來；在黃酮醇B 環(huán)的4′碳原子上引入羥基，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量提高了740.0%；在山奈素B 環(huán)的3′和5′碳原子上引入羥基變?yōu)殚纹に睾蜕Ｉ兀料┗晁岬矸埘λ鼈兊暮奢d量分別提高了476.1%和1 778.0%。

盡管槲皮素和桑色素B 環(huán)上的羥基數(shù)量相同，但辛烯基琥珀酸淀粉酯對槲皮素（9.98±0.75）μg/mg 的荷載量低于桑色素（31.52±3.75）μg/mg。這說明辛烯基琥珀酸淀粉酯與B 環(huán)5′碳原子上的羥基作用強(qiáng)于B 環(huán)3′碳原子上的羥基。槲皮素B 環(huán)2′碳原子上引入羥基變?yōu)闂蠲匪兀料┗晁岬矸埘ζ浜奢d量反而降低了68.0%。大豆苷元A 環(huán)5 碳原子引入羥基變?yōu)槿玖夏舅兀料┗晁岬矸埘λ暮奢d量提高了101.0%。同時，柚皮素B 環(huán)的4′碳原子上引入羥基變?yōu)槭ゲ莘?，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量也有所提高。

2.2 糖苷化作用對辛烯基琥珀酸淀粉酯/菊粉酯-多酚相互作用的影響

植物中大多數(shù)黃酮以β-糖苷的形式存在，主要包括3-O-糖苷和7-O-糖苷。糖苷化對辛烯基琥珀酸淀粉酯多酚荷載量的影響見表4。

表4 糖苷化對辛烯基琥珀酸淀粉酯多酚荷載量的影響Table 4 Effects of glycosylation of flavonoids on their loading into starch octenylsuccinate

由表4可知，黃酮糖苷化后辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量均顯著提高。與各自的配基相比，辛烯基琥珀酸淀粉酯對黃芪苷荷載量提高了6 093.5%，對楊梅苷荷載量提高了15 768%，對蘆丁荷載量提高了257.5 %，對大豆苷荷載量提高了454.3 %，對染料木苷荷載量提高了140.3 %，對柚皮苷荷載量提高了377.2 %。這可能是因為糖苷化使得黃酮的水溶性提高，親水基團(tuán)更容易與辛烯基琥珀酸淀粉酯的親水外殼發(fā)生作用。

2.3 甲基化作用對辛烯基琥珀酸淀粉酯/菊粉酯-多酚相互作用的影響

甲基化和甲氧基化對辛烯基琥珀酸淀粉酯多酚荷載量的影響見表5。

表5 甲基化和甲氧基化對辛烯基琥珀酸淀粉酯多酚荷載量的影響Table 5 Effects of methylation and methoxylation of polyphenols on their loading into starch octenylsuccinate

由表5可知，甲基化對多酚的影響較為復(fù)雜。在黃酮類主體木犀草素單體B 環(huán)4′碳原子上引入甲基，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量提高了176.2%。然而，當(dāng)甲基化發(fā)生在異黃酮類大豆苷元，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量下降了59.3%；甲基化發(fā)生在黃酮醇類槲皮素，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量下降了98%；甲基化發(fā)生在黃烷酮類圣草酚，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量下降了35.4%。就羥基肉桂酸而言，當(dāng)咖啡酸甲基化變成阿魏酸，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量提高了149.1%；阿魏酸甲氧基化變成芥子酸，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量則降低了52.6%。對于羥基苯甲酸而言，原兒茶素3位碳原子甲基化變成香草酸，辛烯基琥珀酸淀粉酯對其荷載量提高了61.3%。沒食子酸和香草酸分別甲基化和甲氧基化后變成丁香酸，辛烯基琥珀酸淀粉酯對它們衍生物的荷載量均有所降低。

2.4 香豆酸和兒茶素與辛烯基琥珀酸淀粉酯/菊粉酯-多酚相互作用的對比

如表2所示，辛烯基琥珀酸淀粉酯對香豆酸同分異構(gòu)體荷載量的順序為：對位＜間位＜鄰位。這可能是因為香豆酸官能團(tuán)所處的位置不同，活性不同，最終導(dǎo)致辛烯基琥珀酸淀粉酯對它們的荷載量存在差異。鄰香豆酸和間香豆酸主要以氫鍵的方式與辛烯基琥珀酸淀粉酯結(jié)合，相互作用效果較強(qiáng)；而對香豆酸主要是疏水基與之結(jié)合，相互作用較弱。EC 經(jīng)過沒食子酸?；笞?yōu)?ECG，荷載量由（72.92±1.10）μg/mg 下降為（0.68±0.02）μg/mg，荷載量顯著降低；同樣，EGC經(jīng)過沒食子酸?；笮料┗晁岬矸埘ζ浜奢d量明顯降低。這可能是因為兒茶素引入沒食子酸后，分子的疏水性變強(qiáng)，親水性變?nèi)酢?/p>

3 結(jié)論

多酚與辛烯基琥珀酸淀粉酯之間相互作用受到多酚結(jié)構(gòu)影響顯著。不同主體結(jié)構(gòu)間與其作用強(qiáng)度存在顯著差異，且同一主體結(jié)構(gòu)中，羥基數(shù)量、糖苷化、甲基或甲氧基化都會影響到最終與辛烯基琥珀酸淀粉酯的相互作用。類黃酮異構(gòu)體與辛烯基琥珀酸淀粉酯的作用強(qiáng)弱順序為：黃烷酮＜異黃酮＜黃酮＜黃酮醇。糖苷化后，黃酮與辛烯基琥珀酸淀粉酯的相互作用顯著提高。辛烯基琥珀酸淀粉酯對香豆酸的荷載力高低順序為：對香豆酸＜間香豆酸＜鄰香豆酸。辛烯基琥珀酸淀粉酯與EC 和 EGC 的相互作用強(qiáng)于與 ECG 和EGCG 的相互作用。