天然抗氧剂二氢杨梅素研究进展 |
发布时间:2011-01-11 信息来源:admin 发布人:admin 点击次数:4129 |
王晓云,姜子涛 (天津商学院食品科学与工程系,天津300134) 摘要:二氢杨梅素属黄酮类化合物,具有较高的生物活性。常作为食品杭氧化剂和防腐剂,并且具有去除自由基、消炎、止咳、降脂、保肝护肝等作用。从二氢杨梅素的化学性质、测定方法和提取纯化方法的角度对已有的研究成果进行了综述。 关键词:二氢杨梅素;化学性质;测定方法;提取纯化方法 二氢杨梅素(Dihydromyricetin/ampelopsin,DH M)为天然多酚经基双氢黄酮醇类黄酮化合物,其大量存在于葡萄科植物尤其是蛇葡萄属植物中,而蛇葡萄植物在我国的广东、广西、云南、湖南、湖北及江西等省区有广泛分布。研究发现,这类植物的幼嫩茎叶中DHM的含量(干重)高达27%-28%,幼叶中的心叶部位可达40%以上[1]。另外,该化合物也少量存在于松柏类植物和木材中Pal。在二氢杨梅素的提取分离过程中,由于脱氢反应的发生,所以在二氢杨梅素产品中常含有少量的杨梅素,二者结构式如下:
DHM 用作 食品抗氧剂、防腐剂及开发保健食品,极具研究价值。近年来的药理实验表明DHM对革兰氏阳性、阴性球菌或杆菌抑制作用明显;添加到牛奶中,对导致牛奶酸败的混合菌群和真菌有极强的抑制作用四,能明显地抑制油脂中丙二醛的生成,对动物油和植物油的抗氧化活性相当或超过常用化学合成抗氧化剂(如TBHQ,BHA,BHT)以及常用天然植物抗氧化剂(如茶多酚、迷迭香)等[4。另外其具有明显的祛痰、消炎、止咳、降脂、保肝护肝、解轻度乙醇中毒、抗肿瘤等作用。DHM还具有明显地抑制体外血小板聚集和体内血栓的形成,降低血脂和血糖水平,提高超氧化物歧化酶(SOD)活性、防止敏感细胞感染艾滋病病毒(HIV-1)的作用。因其具有明显拮抗去甲肾上腺素和高K所致的兔胸主动脉收缩反应及钙拮抗作用,且毒性低的特点还可作为抗心律失常、抗心肌缺血、抗高血压的新型药物冈,引起了人们极大的关注和重视。 鉴于 DH M的特殊功效和广阔的应用前景,在当今推崇绿色和天然产物的时代,国内外在二氢杨梅素的化学性质、含量的测定和提取纯化方面的研究日趋活跃,并取得了一定的研究成果,现将其综述如下。 1 DHM的化学性质 为了 更 好 地发挥DHM的生理功效,使其在食品、医药领域得到广泛应用,人们对DHM的化学性质尤其是在作为食品抗氧化剂和防腐剂使用时的稳定性做了大量研究。 DHM 的分 子中含有6个酚经基,具有弱酸性,等电点在pH=5左右,因此其在酸性溶液中构型稳定,在中性和碱性溶液中酚经基易发生解离。尤其是在强碱性条件下由于酚经基大量的解离,改变了分子上的电子云分布,从而使分子发生了彻底的构型转换,在C环的氧原子处发生解环,生成了A环上的一个经基,变成类似于查尔酮的结构。 林淑英等 191研究发现,DHM在水相中的热稳定性与时间关系密切,100℃下加热30 min DHM在水中仍能保持稳定的构型,加热时间更长以后DHM发生氧化,变成亚醒式结构,C环发生断裂。DHM的DSC稳定性分析发现其熔点为245℃左右,在低于此温度没有其他介质的干燥条件下,DHM具有非常好的热稳定性[10]。由此可见常温下酸性和中性环境为DHM应用和保藏的适宜条件。 DH M 分子 中的酸性酚经基和成络基团淡基都很容易和金属离子发生反应,所以加工或提取等工艺过程中引人到食品体系中的金属离子或食品原辅料中固有的金属离子对DHM稳定性的影响不容忽视。研究发现Ca2+,Mg2+,Na+,NH4+和Ba2+对于DHM的稳定性均无明显作用;Al3+易与DHM生成络合物,非共有电子增多,n→π。二共扼加强,使其紫外一可见吸收光谱出现红移效应;过渡态的高价金属离子Fe3+ 和Cu2+,易与DHM发生鳌合,使其氧化。而Fe3+和Cu2+是许多自由基产生过程的催化剂,所以这也是DHM具有抗氧化作用的作用机制之一。 DH M 分 子中的酚经基还能和一些酸、脂肪酞卤、糖等反应生成新的化合物,这些性质为DHM提供了更广阔的应用潜力。如李卫p1等用月桂酞氯对DHM的经基进行醋化,合成了二氢杨梅素月桂酸醋。通过对DHM及二氢杨梅素月桂酸醋在猪油中抗氧化性能的比较试验,证实二氢杨梅素月桂酸酷能够持久、稳定地在猪油中发挥抗氧化作用,而且抗氧化能力比DHM还要强。 专利报道 DHM在惰性有机溶剂中用碱性催化剂或金属催化剂催化,反应温度在25℃一120℃和脂肪酞卤反应可制备DHM脂肪酸酷。Matsumo等rn在实验中发现,从Salix sachalinensis中提取的DHM对Cladosporium herbarum真菌具极强的抑制作用,但DHM甲醋的抑菌能力为DHM的4倍。宁正祥[12]等采用黄酮糖贰酶催化合成了DHM葡萄糖贰。通过对158例糖尿病患者为期9个月的治疗发现,DHM葡萄糖贰能使其血糖代谢基本回归到正常水平,其反应式如下: 2 DHM的测定方法 DHM的测定方法有红外光谱法[13],DSC差热扫描法[12]、质谱法、高效逆流色谱法[14]、高效液相色谱法、薄层扫描法等。 杨铃等 [13]采用红外光谱法对藤茶中的DHM进行了定性分析,这种方法对化合物的鉴定和有机物的结构分析具有鲜明的特征性,它通过对红外图谱上吸收峰的位置、相对强度以及峰的形状提供化合物的结构信息,其中以吸收峰的位置最为重要。 林淑英等 [12]用纯度达95%以上的DHM进行热稳性分析,采用5 9C/min的升温速率,进行50℃-280℃温度范围的DSC图谱扫描,图谱显示DHM在低于230℃表现出很好的稳定性,在232℃开始吸热融化,吸热峰值即熔点为245.3 ℃,图中无杂质吸收峰出现,可作为DHM定性鉴定的谱图。但这种方法无法提供化合物结构方面的信息。 Du等[14]利用高效逆流色谱法对显齿蛇葡萄叶提取物中的黄酮糖贰类化合物进行分离,得到包括DHM在内的5种化合物,并通过电喷雾电离质谱及核磁共振谱的分析鉴定出DHM的鼠李糖基杨梅贰化合物。这种方法在定性与定量分析上灵敏度和精确度都非常高,但所用仪器贵重,对试剂的纯度要求高,难以普及。 田森林等分别用反相高效液相色谱法和薄层扫描法测定了显齿蛇葡萄中DHM的含量[1],这两种方法是比较常用的微量分析法,在此不再多述。 随着 对 D HM研究的不断深人,相信在不久的将来,人们将利用DHM所具的还原性、弱酸性和与金属离子的鳌合性等方面的化学性质,探索出更多简便、快速、准确的测定方法。3 DHM的提取及纯化方法 国 内外 已 经有很多学者开展了从植物中提取DHM的研究,比较常规的传统提取方法有热提取法(煎煮法、回流提取法)和浸泡提取法(渗透法、冷浸法)。这两种方法常常存在着费时、费溶剂、效率低、重现性差、提取率低等不足之处。而且所用溶剂通常有毒,易对环境和操作人员造成危害。超临界萃取DHM虽具有节省试剂,无污染等优点,但回收率较差,为了获得超临界条件,设备的一次性投资较大,运行成本高。目前对DHM的提取方法研究较多的是大孔树脂吸附法、微波萃取法和逆流法。 张友 胜 等 成功地利用大孔吸附树脂发明了“增温溶解,保温过柱,温水洗脱”的方法提取DHM[5]。杨铃[13]等通过正交实验设计对微波萃取DHM的工艺条件进行了研究,试验结果表明影响DHM提取率的因素为提取温度>微波辐射时间>料液比,优选出了最佳提取条件。李卫等[15]研究了用逆流法提取DHM的工艺条件。逆流法提取是指提取剂从第一级加人流向最后一级,而物料从最后一级加入流向第一级,即两相逆向流动。由于DHM在热水和冷水中的溶解度差别很大,故可以选择以水为提取剂采用逆流法对原料中的DHM进行提取。实验发现温度越高越有利于DHM的提取,用沸水收率最大,提取时间在60 min以前DHM的收率随提取时间的延长而增加,用偏碱性的水比用中性或酸性水要好。这种方法具有降低能耗,节约生产成本,提高安全性的优点。另外还有微波与逆流相结合的提取方法,这种提取方法已经申请了发明专利[16],此方法将大大提高DHM在工业上的提取率。 Yoo等[17] 最近报道了利用萃取吸附技术从Hovenia dulcis 中提取DHM的方法。这是一种相对简单、经济、适合工业化生产的方法。其具体工艺是:先将原料用热水浸渍,浸渍液过滤浓缩后用乙醚萃取,萃取液室温下减压干燥。得到的固体经甲醇溶解后,活性粘土P-1吸附过滤,滤饼用乙醚或甲醇洗提,将滤液减压干燥后,再将得到的固体用甲醇溶解,硅藻土过滤,甲醇洗提,洗液过硅胶柱后乙醚洗提,洗液经浓缩蒸发可得到纯度达50%的DHM粗品。这将大大降低进一步用柱层析法纯化DHM的难度。 随着 对 D HM更深人的研究,纯化出纯度尽可能高的样品变得尤为必要。张友胜[18]和杜琪珍[19]等采用高速逆流色谱法(HSCCC)从原料中提制的粗品进行纯化得到99%以上的纯品。所谓的HSCCC是一种不用固态支撑体或载体的液一液分配色谱和能实连续有效的分配功能的分离技术。它利用单相流体动力平衡原理,在平衡体系中两种互不混溶的溶剂在转动螺旋管中单相分布。在高速逆流色谱仪工作时,重力和螺旋管转动组合形成的阿基米德螺线力促使固定相移向螺旋管的人端,使得固定相予以保留,同时两相溶剂在螺旋管中得以混合,溶质在两相溶剂中达到分配平衡,从而使不同成分得到分离。这种方法避免了分离样品与固态载体表面发生化学反应而变性以及不可逆吸附等缺陷;管道内残留溶剂容易在较短时间内冲净,不会对后续分离产生影响,提高分离样品的回收率。这种方法的关键之处在于合适的溶剂系统的选择和配比。技工作者的紧迫任务。 4 结语 我国 的 D HM资源丰富、来源广泛,具有很高的开发利用价值。但就目前来讲,关于DHM的研究还仅仅局限在表面,加快对DHM的生产和直接应用研究,使其尽快发挥在食品、医药领域的广泛用途,成为我国科技工作者的紧迫任务。 参考文献: [I]田森林,张友胜.反相高效液相色谱法测定显齿蛇葡萄中二氢杨梅素 的 含 量[.1].湖南农业大学学报,,2002,28(l):32 --34. [2]孙文基,绳金房天然活性成分简明手册【M].中国医药科学出版社, 19 93 :564. [3]董倩倩,陈立峰.二氢杨梅素药理研究进展[J].中南药学,2005,3(5) :29 5- 298. [4]张友胜,宁正祥.天然植物抗氧剂二氢杨梅素抗氧活性影响因素研究 [J ].中 国食品学报,,2004,4(2):52 55. [5]张友胜,杨伟丽.“增温溶解,保温过柱,温水解吸”提制二氢杨梅素(一 )[J] .天 然产物研究与开发,,2002,14(3):5053. [6]LinD Y,Ye7 T ,YangW H,etal .A mpelopsin,asm allm oleculein hibitor of H I V- 1i nfectiont argetingH IV entry 田.Biomed.E nviron.Sci.,200 4, 17 (2):153. [7] MatsumoT ,T aharaS .A mpelopsin,a m ajora ntifungalc onstituent from S ali xs achailnensis,an di tsm ethylet hers[ J].J.Jp n.So c.B iosci.Bio tec hn. Ag rochem.,20 01,75 (6):65 9-667. [8] HaseK ,OhsugiM ,X iongQ B .H epatoportectivee fectof H ovenia dul cis T h unb.on e xperimentalli verin juriesin ducedb yc arbont etrachl orid e o rD -galactosamine/l ipopolysaccharide田.Biolog.P harm.Bu ll. ,19 97,20(4):38 1-385. [9]林淑英,高建华.二氢杨梅素的稳定性及其影响因素[J].无锡轻工大学 学报, 2004,23(2):17-20. [10]林淑英,张友胜‘天然抗氧化剂二氢杨梅素的热稳定性及抗氧化性质研 究[ J].现代化=,2003,23蹭):188-190. [11]李卫,郑成.二氢杨梅素月桂酸脂在猪油中的抗氧化性研究[J].食品科 学,20 05,26(9):73 -75. [12]宁正祥,战宇一二氢杨梅素葡萄糖昔的合成及对糖尿病的疗效[J].食品 与生 物技术学报,,2005,24(6):92 -110. [13]杨铃,郑成.正交实验设计优选二氢杨梅素的提取工艺[i].食品工业科 技,2 005,26(5):95 -97. [14]D uQ Z,ChenP ,Perparativese parationo ffla vonoidg lycosidesin le aves ext rac to f A mpelopsisg orssedentatau singh igh-speedc ounter-curren tch or matography田,J.Ch ormatogra.A ,20 04,10 40:14 7149. [15]李卫,宁正祥.逆流法提取二氢杨梅素研究[J].食品科学,,2004,25(11 ):1 92 -194. [16]郑成,李卫一种从藤茶中提取二氢杨梅素的方法:中国,CN2005101 02 12 9.4[P].2006-06-14. [17]Y onS M,CaiW J.Recoverya ndp re-purificationof (+ )-dihydromyricetin fro mH ov eniad ulci朔.ProcessB iochem.,20 06,41:56 7570. [18]张友胜,林淑英.高速逆流色谱法纯化二氢杨梅素[J].天然产物研究与 开 发 ,2003,15(5):42 6-428. [19]D uQ Z,CaiW J.Pu rificationo f (1)-dihydormyricetinfor ml eavese xtrac to fA mpelopsisg rossedentatau singh igh-speedc ountercurernt chr om ato graphw iths cale-upt riplec olumns田.J.C hromatogra.A ,20 02 ,9 73:217-220. 产品链接: 杜仲提取物 绿原酸 金银花提取物 苦杏仁苷 枇杷叶提取物-熊果酸 大花紫薇提取物-科罗索酸 上禾生物 专注植提 精于高纯 基于您对天然产物需求持续创新 |