鐘世歡,陳青俊 *,王京,葉佳明,楊琳,王岳,陳云義,孫崇德
1(贊宇科技集團(tuán)股份有限公司,浙江 杭州,310030)2(浙江公正檢驗(yàn)中心有限公司,浙江 杭州,311305) 3(浙江大學(xué) 果實(shí)品質(zhì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州,310058)
柚子在我國栽培時間悠久,種植面積廣,具有清香、涼潤等優(yōu)良特點(diǎn),被人們譽(yù)為果中珍品之一。檸檬苦素類化合物為一類三萜類物質(zhì),是植物次生代謝產(chǎn)物,主要存在于蕓香科和楝科植物中,其中蕓香科柑桔屬植物是檸檬苦素類化合物的主要來源。
近年來,隨著研究的不斷深入,檸檬苦素類化合物的生物活性與藥理功能日益受到重視。有研究表明,檸檬苦素類化合物具有顯著的抗癌活性[1-2],如結(jié)腸癌,胃癌等,還可防治骨質(zhì)疏松癥,提高骨礦物質(zhì)的密度和含量,調(diào)節(jié)體內(nèi)膽固醇水平,抗炎化保護(hù)肝臟等[3-4],檸檬苦素類具有與維生素C相當(dāng)?shù)目寡趸锘钚訹5],且具有一定抗菌性[6],可用于食品防腐,在藥品原料和天然食品添加劑方面具有廣闊的應(yīng)用開發(fā)前景。此外,檸檬苦素類物質(zhì)還具有催眠、抗焦慮、調(diào)節(jié)細(xì)胞色素及改善心腦血管循環(huán)的作用[7]。在農(nóng)業(yè)方面,檸檬苦素類物質(zhì)被認(rèn)為具有部分昆蟲拒食、調(diào)節(jié)作物生長等作用,作為植保方面的綠色殺蟲劑,用于生防也具有較好的前景[8]。將其添加至飼料中可增強(qiáng)動物抗應(yīng)激和解毒能力,有利于動物健康,同時還有利于飼料保藏等[9]。
目前國內(nèi)外報道的關(guān)于測定檸檬苦素類化合物的方法有熒光檢測法[10]、分光光度法[11]、放射免疫法[12]、高HPLC法及液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法等[13-16],但主要測定到的物質(zhì)僅局限于檸檬苦素和諾米林,同時測定檸檬苦素、諾米林、黃柏酮3種化合物的方法較少。且大多數(shù)是局限于某一種柚類果實(shí)或者相同部位的方法,針對不同種類柚類果實(shí)中不同部位的檸檬苦素化合物測定分析尚未有報道。目前帶二極管陣列檢測器(diode array detector,DAD)的HPLC儀應(yīng)用普遍,可對目標(biāo)物進(jìn)行純度分析。我國柚類果實(shí)加工的大量副產(chǎn)物被當(dāng)作廢棄物丟棄,其中的檸檬苦素類化合物若能被高效合理地利用,將會帶來顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
本研究采用QuEChERS-HPLC法同時測定柚類果實(shí)中檸檬苦素、諾米林、黃柏酮3種檸檬苦素類化合物,高效便捷,并測定比較了不同品種柚類果實(shí)以及不同果實(shí)組織部位中含量的差異,為柚類果實(shí)中檸檬苦素類化合物在食品和醫(yī)藥等方面利用研究提供參考。
3種檸檬苦素類似物標(biāo)準(zhǔn)品:檸檬苦素(CAS:80226-00-2,純度≥98%)、諾米林(CAS:1063-77-0,純度≥98%)、黃柏酮(CAS:751-03-1,純度≥98%),中國藥品生物制品檢定所;乙腈、甲醇均為色譜純,賽默飛世爾科技;磷酸(分析純),上海凌峰化學(xué)試劑有限公司;試驗(yàn)用水為超純水。
樣品均為種植基地采摘的‘楚門文旦’、‘早熟暹羅柚’、‘五布紅心柚’、‘強(qiáng)德勒柚’、‘舒化柚’、‘脆香甜柚’和‘馬家柚’,將果實(shí)的果肉、囊衣、白皮層、油胞層4個部位分離,經(jīng)冷凍粉碎后,四分法縮分出適量備用。
1260 HPLC儀,帶DAD檢測器,美國Agilent公司;AR2140電子分析天平,常州奧豪斯儀器有限公司;KS-300EI超聲波清儀,寧波海曙科生超聲設(shè)備公司;Centrifug-5804R臺式離心機(jī),德國Eppendorf公司;均質(zhì)器,德國弗魯克公司;Milli-Q純水,美國Millpore公司。
1.3.1 樣品前處理
準(zhǔn)確稱取樣品5.00 g(精確至0.01 g)至離心管,加25.00 mL乙腈,均質(zhì)勻漿,加5.0 g氯化鈉后再次勻漿,放入超聲波中超聲提取20 min,離心分層后取10.0 mL上清液加入裝有900 mg MgSO4,450 mgN-丙基乙二胺(N-propylenediamine,PSA)和50 mg石墨化炭黑(graphitized carbon black,GCB)凈化管中凈化,離心取上清液,經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾后供HPLC分析。
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
準(zhǔn)確稱取檸檬苦素、諾米林、黃柏酮標(biāo)準(zhǔn)品各0.01 g(精確至0.000 1 g)于同一10.00 mL棕色容量瓶中,用甲醇溶解并定容刻度,得到檸檬苦素、諾米林、黃柏酮質(zhì)量濃度均為1.0 mg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液,在-20 ℃避光保存。將混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液用甲醇稀釋配制成系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
1.3.3 色譜條件
色譜柱:CAPCELL PAK C18MG(250 mm×4.6 mm,5 μm);流速1.0 mL/min;進(jìn)樣量:10.0 μL;柱溫:35 ℃;檢測器:DAD,檢測波長:210 nm;流動相:A為0.2%(體積分?jǐn)?shù))磷酸水溶液,B為乙腈;梯度洗脫程序見表1。
表1 梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution procedure
本方法用DAD在190~700 nm對檸檬苦素、諾米林和黃柏酮的色譜峰進(jìn)行掃描,選擇210 nm為檢測波長。
本研究選用了3種C18色譜柱,分別為Inertsil ODS-3 C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)、Eclipse XDB C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)、CAPCELL PAK C18MG (250 mm×4.6 mm,5 μm),并對其分離效果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,3種色譜柱在分離效果方面相當(dāng),目標(biāo)峰對稱性均良好。相比較3種色譜柱,CAPCELL PAK C18MG (250 mm×4.6 mm,5 μm)色譜分析柱基線波動較小,目標(biāo)峰附近基線平穩(wěn),故選之。不同色譜柱分離效果色譜圖見圖1。
流動相選用0.2%磷酸水溶液和乙腈兩相體系進(jìn)行梯度洗脫,經(jīng)優(yōu)化,確定了表1的梯度洗脫程序,3種檢測目標(biāo)物得到完全分離。
1-檸檬苦素;2-諾米林;3-黃柏酮(下同) a-Inertsil ODS-3 C18;b-Eclipse XDB C18;c-CAPCELL PAK C18 MG圖1 不同色譜柱分離效果色譜圖Fig.1 Chromatogram of separation effect of different chromatographic column
根據(jù)該3種化合物的性質(zhì),本方法考察了不同溶劑對其提取效率,比較了甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、二氯甲烷及乙酸乙酯溶液的提取效果。由圖2可知,以乙腈作為提取劑時,3種檸檬苦素類化合物響應(yīng)均高于其他提取溶劑,且測定過程不需要轉(zhuǎn)換溶劑,所以本方法采取乙腈作為提取溶劑。
圖2 不同溶劑提取效果Fig.2 Extraction effects of different solvents
在實(shí)際樣品測定時,部分樣品有干擾物存在,本方法考察了3種QuEChERS凈化管對其凈化效果,分別是a(900 mg MgSO4+450 mg PSA+50 mg GCB),b(900 mg MgSO4+300 mg C18),c(900 mg MgSO4+150 mg PSA)。該3種凈化管對樣品凈化效果如圖3所示。結(jié)果表明凈化管中的PSA可有效去除糖和有機(jī)酸等糖類等極性干擾物,GCB可去除色素等干擾物。測定時比較了通過各凈化管得到的色譜圖峰高,無顯著差異,說明凈化管對樣品中目標(biāo)物無吸附。如圖3-a所示,3種檸檬苦素類化合物色譜峰對稱,除雜效果明顯,尤其是檸檬苦素色譜峰無雜質(zhì)影響,所以本方法采取a(900 mg MgSO4+450 mg PSA+50 mg GCB)作為凈化管。
a-(900 mg MgSO4+450 mg PSA+50 mg GCB);b-(900 mg MgSO4+300 mg C18);c-(900 mg MgSO4+150 mg PSA)圖3 不同凈化管的色譜圖Fig.3 Chromatograms of different purification tubes
配制0.1、1.0、10.0、50.0、100.0、200.0 μg/mL系列質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)工作液,分別注入液相色譜儀中,測定相應(yīng)的峰面積,以標(biāo)準(zhǔn)系列工作液中各組分的濃度為橫坐標(biāo),以峰面積的響應(yīng)值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。采用逐級稀釋的方法,以3倍信噪比確定檢出限。線性方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限分別見表2。結(jié)果顯示,檸檬苦素、諾米林和黃柏酮在0.1~200.0 μg/mL 線性關(guān)系良好。
在1.3方法條件下,選取‘楚門文旦’樣品,加入適量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液,按照1.3.1重復(fù)測定6次,由表3可知,各樣品測得加標(biāo)回收率為99.0%~100.3%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%~2.1%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本方法精密度和回收率均良好。
表2 線性方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限Table 2 Linear equation, correlation coefficient and detection limit
表3 加標(biāo)回收率結(jié)果(n=6)Table 3 Results of recovery rate(n=6)
采用本方法分別測定不同品種柚子果實(shí)的果肉、囊衣、白皮層、油胞層不同部位檸檬苦素、諾米林、黃柏酮的含量,結(jié)果見表4。4個組織部位中,囊衣中的3種檸檬苦素類似物含量較高,與其他部位差異顯著。3種檸檬苦素類化合物中,檸檬苦素和諾米林的含量高于黃柏酮。幾個柚類果實(shí)品種中,‘早熟暹羅柚’、‘強(qiáng)德勒柚’和‘舒華柚’的檸檬苦素類化合物的含量較高,其中‘舒華柚’的囊衣中諾米林含量達(dá)678.9 mg/kg?!嘞闾痂帧汀R家柚’的檸檬苦素類化合物含量較低,其中‘脆香甜柚’的囊衣中諾米林含量僅為269.7 mg/kg,而‘馬家柚’囊衣中的檸檬苦素含量僅為193.6 mg/kg。
表4 不同品種柚類果實(shí)的不同部位中檸檬苦素類化合物含量 單位:mg/kg
本方法建立了檸檬苦素類似物的QuEChERS-HPLC檢測方法,并測定柚類果實(shí)中檸檬苦素、諾米林、黃柏酮含量。樣品凈化選擇了900 mg MgSO4+450 mg PSA+50 mg GCB QuEChERS凈化管處理方式,有效去除了柚類果實(shí)中糖、有機(jī)酸、色素等干擾雜質(zhì)。方法操作簡單,快速高效,具有較強(qiáng)抗干擾能力,線性、精密度和回收率均良好。
應(yīng)用本方法測定比較了柚類果實(shí)不同品種以及不同果實(shí)組織部位中檸檬苦素、諾米林、黃柏酮含量,發(fā)現(xiàn)存在較大差異,各組織部位中,囊衣中的檸檬苦素含量最高,且檸檬苦素和諾米林的含量高于黃柏酮的含量。‘早熟暹羅柚’、‘強(qiáng)德勒柚’和‘舒華柚’品種中檸檬苦素類化合物的含量較高量。這一規(guī)律可為柚類果實(shí)中檸檬苦素類化合物在食品和醫(yī)藥等方面進(jìn)行利用研究提供參考。