●潘 妍 賈紅亮 林少華 黃廣學 湯久楊(北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學院 北京 102442)
臭黃荊(Premna hainanensia)為馬鞭草科臭黃荊屬植物[1],主要分布于四川、重慶、貴州、湖北及江西等地區(qū)[2]。目前關(guān)于臭黃荊的報道較少,主要集中于臭黃荊的黃酮和多酚物質(zhì),盧秀彬[3]對臭黃荊葉中黃酮和多酚、醇提物抗氧化性、揮發(fā)油成分做了測定分析;黃思雨等[4]對臭黃荊葉水提液的黃酮、多酚含量、抑菌能力、抗氧化能力做了分析測定;徐小青等[5]對2種臭黃荊葉主要揮發(fā)性成分及驅(qū)蟲作用做了研究。關(guān)于臭黃荊中果膠分子量鮮有報道,本研究采用從湖北丹江口移栽至北方(北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學院)的臭黃荊葉,對臭黃荊果膠提取及理化性質(zhì)進行試驗研究,以期為我國開發(fā)果膠新原料提供理論支撐。
臭黃荊由湖北丹江口移栽至北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學院。三氟乙酸(TFA),甲醇,吡啶,三甲基氯硅烷(TMCS),六甲基二硅氮烷(HMDSZ),氯仿,單糖標品(阿拉伯糖,鼠李糖,甘露糖,葡萄糖,半乳糖和半乳糖醛酸)等。
離心機 (Sigma 公司),DSHZ-300 多用途水浴恒溫振蕩(江蘇太倉市實驗設(shè)備廠),新世紀T6紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限公司),高效凝膠色譜LC-20AD型泵,CTO-20A型柱溫箱,KW-G預(yù)柱,KW-803色譜柱(Shimadzu公司),DAWN HELEOS-Ⅱ型激光多角度檢測器,Optilab rex 型示差檢測器(美國Wyatt Technology公司產(chǎn)品),分子量分析軟件:ASTRA(版本號5.3.4.13),(GCMS-QP2010 Plus Shimadzu 公司)。
1.2.1 臭黃荊果膠提取工藝流程臭黃荊鮮葉烘干后粉碎,選取響應(yīng)面優(yōu)化得到最優(yōu)工藝參數(shù),提取溫度69.92℃,提取時間1.53 h,pH 1.89。提取后離心取上清,再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進行減壓濃縮,乙醇沉淀洗滌后,經(jīng)冷凍干燥得到果膠。
1.2.2 臭黃荊果膠測定方法臭黃荊果膠測定采用咔唑比色法。將臭黃荊提取液用水稀釋至適量濃度(含半乳糖醛酸10~70 mg/L)。取1 mL稀釋液,加入6 mL濃硫酸混勻。在65℃水浴中加熱15 min,再冷卻至室溫。加入0.15%咔唑試劑1 mL,避光充分混勻,室溫下放置30 min。以試劑空白調(diào)零,在530 nm波長下測定果膠含量。以D-半乳醛酸標準曲線對所得果膠進行定量。
1.2.3 分子量測定使用分子體積排阻色譜串聯(lián)多角度激光散射檢測器進行果膠的分子量和聚合度分析[6]。果膠樣品濃度為2.5 mg/mL;流動相:0.1 mol/L NaNO2;進樣量為200 μL;色譜柱:KW-G(預(yù)柱)與KW-803 (Shimadzu CO. LTD.)串聯(lián);流速:0.5 mL/min;檢測器:多角度激光散射檢測器(DAWN HELEOS-Ⅱ光散射檢測器)、示差檢測器(Optilab rex)均為Wyatt Technology公司產(chǎn)品,分子量分析軟件:ASTRA(版本號 5.3.4.13)。
1.2.4 果膠單糖測定
1.2.4.1 果膠單糖衍生化按照文獻[7]進行衍生化。稱取10 mg 果膠,置于安培管中;加入2 mL TFA,密封于110℃,水解2 h;加入適量甲醇,減壓蒸干,重復(fù)3次除盡TFA。在5 mg標準品:阿拉伯糖(Ara)、鼠李糖(Rha)、葡萄糖(Glc)、甘露糖(Man)和半乳糖(Gal)或者上述干燥后的樣品中,加入100 μL吡啶、68 μL HMDS和22 μL TMCS,所得混合溶液70℃水浴30 min。在混合液中加入適量水和氯仿進行液-液萃取。氯仿溶液經(jīng)0.22 μm有機濾膜過濾后供GC-MS分析。
1.2.4.2 色譜柱安捷倫HP-innowax(30 m×0.32 mm×0.25 μm);載 氣:He;進樣 口溫 度:250℃;分 流 比20∶1;進 樣 量:1 μL;流 速:1 mL/min;升溫程序:初溫80℃,以2℃/min速率升到180℃后保持0 min,繼續(xù)以10℃/min升溫到230℃后保持0 min。離子源溫度:230℃,電離能量EI 70 ev,接口溫度230℃,掃描范圍20~1000 m/z,溶劑延遲3min采集數(shù)據(jù)。根據(jù)總離子流圖分離出的各組分,利用標準質(zhì)譜庫檢索質(zhì)譜圖,查閱質(zhì)譜手冊并與文獻核對鑒定出來的化學物質(zhì),采用面積歸一化法計算各種組分的相對含量。
臭黃荊果膠提取液經(jīng)過脫色、純化后得到白色果膠粉末,測定其半乳糖醛酸含量為85.13%。
用高效凝膠色譜測定分子量,通過 ASTRA 5.3.4.13軟件分析可得到相關(guān)結(jié)果,見圖1和表1。
圖1 臭黃荊果膠分子量測定色譜圖
表1 臭黃荊果膠分子量測定數(shù)據(jù)表
由表1可知,臭黃荊果膠粗品中含有4種不同分子量的果膠,平均分子量分別為1.966×105,3.992×104,3.797×104,2.965×104Da;平 均 分子半徑為34.4,48.7,59.1,65.3 nm。重均分子量(MW)/數(shù)均分子量(Mn)值分別為2.072,1.030,1.052,1.046,當重均分子量(MW)/數(shù)均分子量(Mn)接近1,說明臭黃荊果膠粗品中分子量分布集中在平均分子量左右。其中重均分子量(MW)表示聚合物中用不同分子量的分子重量平均的統(tǒng)計平均分子量,數(shù)均分子量(Mn)表示聚合物中用不同分子量的分子數(shù)目統(tǒng)計平均分子量。其中峰1和峰2是主要成分,分別占比53.539%和32.547%。
分別利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析標準單糖衍生物、臭黃荊果膠樣品衍生物,見圖2。
圖2 氣相色譜法測定果膠單糖組成
各種單糖標品衍生物按照出峰的時間依次為阿拉伯糖(Ara)、鼠李糖(Rha)、葡萄糖(Glc)、甘露糖(Man)和半乳糖(Gal)。從圖2可知,臭黃荊果膠中含有鼠李糖、葡萄糖、半乳糖等中性糖,其中葡萄糖為主要成分。
在最佳工藝條件下提取臭黃荊果膠,經(jīng)純化后測得半乳糖醛酸含量為85.13%。再通過高效凝膠色譜測定臭黃荊的果膠分子量,可知臭黃荊果膠含有2個主要成分,分別占比53.539%和32.547%,其平均分子量分別為1.966×105,3.992×104Da;平 均 分 子 半 徑 分 別 為34.4,48.7 nm。用氣質(zhì)聯(lián)用測定果膠中單糖成分,得到果膠中含有鼠李糖、葡萄糖、半乳糖等中性糖,其中葡萄糖為主要成分。
臭黃荊野生資源非常豐富,產(chǎn)量較大,食用和藥用價值較高,本試驗測定了果膠分子量和其他單糖成分,后續(xù)試驗可以對其他性質(zhì)如抑菌性、抗氧化性等進一步分析,為開發(fā)產(chǎn)品提供更多的理論支撐。