葡萄籽原花青素的分离纯化及其抗氧化活性研究与ab-凯发官方首页

      

朱靖蓉1,王忠民2,李瑾瑜1,马兴旺3
(1 新疆农业大学食品科学学院,乌鲁木齐  830052;2 新疆食品药品监督管理局,乌鲁木齐 830002;
3 新疆农业科学院,乌鲁木齐  830091)

摘 要:本文以脱脂葡萄籽为原料从中提取原花青素,研究用大孔吸附树脂对原花青素分级纯化方法,以及纯化的原花青素产品**超氧阴离子自由基、亚油酸体系的抗氧化等方面的抗氧化活性。结果显示:ads-8大孔树脂对葡萄籽原花青素具有较强的吸附能力,得到的产物纯度达95%以上,是分离葡萄籽原花青素较理想的吸附剂;20%和40%的乙醇原花青素洗脱液具有很强的**o2-·的能力,抑制邻苯三酚自氧化率分别达88.35%和67.2%,说明葡萄籽原花青素为抗自由基的有效活性成分;在亚油酸体系中,opc’s的抗氧化能力高于vc和ve。
关键词:葡萄籽;原花青素;大孔吸附树脂;自由基

原花青素是迄今为止所发现的*有效的自由基**剂之一,它对近70多种**具有直接或间接的预防**作用,具有广泛的生化和药理活性,在医药、化妆品及保健食品等领域具有广泛的用途[1]。原花青素广泛存在于各种植物(如葡萄、银杏、白桦树、可可豆等)的核、皮或种籽中,大多数原花青素产品从各种植物中提取,但多数的原花青素含量比较低。目前普遍认为葡萄籽是提取原花青素的较好来源[2,3],但葡萄籽提取物是多酚(polypheno1)类黄酮,由单体(儿茶素、表儿茶素等)、基于此单体的聚合物(原花青素proanthocyanidln)和其它酚类组成。这一组成分中生物活性*强的部分是低聚(二,三聚体)原花青素,即opcs(oligomericproanthocyaniditns)[4]。在葡萄籽提取物中opcs含量高低就成为产品质量的*关键指标。葡萄籽粗提物中原花青素含量较低,需进一步分离纯化。在各种分离方法中,由于近年来发展起来的大孔吸附树脂吸附洗脱法具有选择性好、吸附容量大、再生处理方便,及吸附迅速、解吸容易等优点,在天然产物工业化提取分离中得到广泛应用。本文以葡萄籽为原料从中提取原花青素,并选用大孔吸附树脂对自制的原花青素进一步吸附、洗脱分离,进行纯化,就纯化后的原花青素产品在不同体系中**自由基的活性进行研究,探索提取高纯度原花青素的方法,为进一步开发利用原花青素提供参考。
1  实验材料
1.1  实验仪器
waters公司高压液相色谱仪,hhs型电热恒温水浴锅,shz-82水浴恒温振荡器,uv-2100紫外/可见分光光度仪,zfq-85a旋转蒸发仪,td5a-ws台式低速离心机。
1.2  实验材料
ab-8、ads-8和s-8型大孔树脂;原花青素标准品(浓度≥95%),购自天津尖峰天然产物有限公司;葡萄籽是新疆葡萄酒厂下脚料;亚油酸(不含抗氧化剂,含量≥90%)由本实验室用红花油提取;工业级乙醇、tris(三羟甲基氨基甲烷)及所用其他化学试剂均为分析纯。
2  实验方法
2.1  葡萄籽原花青素粗提方法
称取10.000g经石油醚脱脂葡萄籽粉(40目),用体积分数70%的乙醇溶液搅拌提取3次,合并提取液,离心过滤,得澄清的滤液。滤液在40℃以下减压浓缩,经真空干燥,得葡萄籽原花青素粗提物。此样品用于静态吸附及解吸性能试验。
2.2  原花青素含量分析方法
采用盐酸—香草醛法[5,6],以原花青素标准品作标准曲线,计算样品中原花青素含量。
2.3  大孔树脂筛选
2.3.1  静态吸附量及解吸率的测定
准确称取吸附树脂2g,用少量乙醇湿润后,以蒸馏水洗去乙醇,再吸干其表面水分后置于150ml三角瓶中,加入40ml原花青素溶液(15mg/ml),置于水浴摇床,30℃,120r/min振荡36h后过滤,再用100ml95%乙醇洗脱树脂,分别测定滤液及洗脱液中原花青素总量,计算树脂的吸附量及解吸率。
2.3.2  ads-8树脂的吸附流出曲线与解吸曲线的绘制
处理后的ads-8树脂于水中湿法装柱,玻璃柱  o11.9×42cm,其中树脂装填高度32cm,床体积约90ml。将葡萄籽原花青素粗提物用水稀释至原花青素浓度分别为5.8、15.0mg/ml,以2ml/min流速上样分步收集流出液(10ml/管),测定其中原花青素浓度。以流出液体积(bv)为横坐标、流出液中原花青素浓度c与进样原花青素浓度c0之比(c/c0)为纵坐标,绘制吸附透过曲线。
当流出液中原花青素浓度达进样浓度的1/10时认为已达到吸附的穿透点,停止进样,计算吸附通量。达吸附通量后的树脂,先以4bv去离子水洗柱,后用一定浓度的乙醇解吸,流速2ml/min,分步收集洗脱液,测定其中原花青素浓度,以洗脱液体积(bv)为横坐标、洗脱液中原花青素浓度(mg/ml)为纵坐标,绘制解吸曲线。
2.4  葡萄籽原花青素的层析纯化及分级提取
用体积分数10%、20%、40%、50%、70%的乙醇溶液进行解吸,流速2bv/h,洗脱体积3bv。将洗脱液真空浓缩,得到葡萄籽原花青素纯化物浓缩液。
2.5  研究葡萄籽原花青素**自由基活性的方法
2.5.1  **o2-·自由基试验
在试管1中加入2.8ml tris-hcl溶液、0.1ml水和0.1ml的0.01 mol hcl,在试管2中加入2.8mltris.hcl溶液、0.1ml 0.01molhcl,在试管3中加入2.8mltris-hcl溶液、0.1ml水,在试管4中加入2.8mltris-hcl溶液,将试管1~4、邻苯三酚溶液、2.4中提取原花青素溶液于25℃保温20min。然后以试管1作为参比,取0.1ml原花青素溶液加入到试管2中,迅速摇匀,420nm处测量吸光值a1;取0.1ml邻苯三酚溶液加入到试管3中,迅速摇匀,每隔30s测一次420nm处吸光值a2;分别取0.1ml原花青素溶液和0.1m1邻苯三酚溶液加入到试管4中,迅速摇匀,每隔30s测一次420nm处吸光值a3。按下式计算各样品对o2-·的**率i(%)。
2.5.2  原花青素对亚油酸体系抗氧化能力的检测——硫氰酸铁法(ftc法)
取1ml已溶解于无水乙醇的样品溶液,加入1ml含2.51%(v/v)亚油酸的无水乙醇溶液,2ml0.05m、ph7.0的磷酸盐缓冲液,1ml蒸馏水,密封后40℃恒温避光氧化,以乙醇代替抗氧化剂做空白对照。
过氧化值的测定采用硫氰酸铁法:取0.1ml亚油酸乳化液,依次加入9.7ml 75%的乙醇和0.1ml30%的硫氰酸氨,再加入0.1ml0.02m溶解于3.5%盐酸的氯化亚铁,快速混匀,反应3min后测定500nm吸光度,以a500nm表示亚油酸氧化程度,0时刻测定,以后每隔24h测定一次,扣除0时刻值即为t时刻过氧化值。各样品的抗氧化能力以192h时的氧化程度按下式计算,以抑制率(%)表示:
3  结果与分析
3.1  三种大孔吸附树脂对原花青素静态吸附及解吸性能比较
由表1中吸附量看,ab-8、ads-8和s-8型树脂均对原花青素具有相对较强的吸附能力。但从解吸效果来看,s-8树脂对原花青素的解吸回收率很低,很难再洗脱下来。而ads-8树脂不仅对原花青素吸附量高、解吸率高,对原花青素的选择性较强而且能够较容易地解吸下来。所以,从吸附与解吸特性综合衡量,ads-8树脂优于其它二种吸附树脂,是分离葡萄籽原花青素较理想的吸附剂,可用于原花青素的层析分离。
图1显示,浓度分别为5.8、15.0mg/ml的原花青素水溶液通过ads-8树脂时,吸附通量分别为8.7、3.9bv,即ads-8树脂对原花青素吸附量分别为53、58.5mg/g树脂,表明一定范围内原花青素的进样浓度越高,树脂的吸附量越大。
表1  三种大孔吸附树脂对原花青素静态吸附量及解吸率
 树脂 吸附量(mg/g树脂) 解吸率(%)
 ads-8 101 96.7
 ab-8 89 96.3
 s-8 126 29.4

3.2  ads-8树脂的解吸特性
用不同浓度的乙醇溶液梯度洗脱ads-8树脂吸附的原花青素时,原花青素解吸曲线均出现明显的峰值(图2),而且峰形比较集中,说明不同浓度的乙醇对原花青素的洗脱具有选择性,即一定浓度的乙醇能够选择性地洗脱具有相近性质的原花青素。在2ml/min的流速下,4bv40%树脂吸附的原花青素被洗脱时,一些非黄烷三醇类杂质在此乙醇浓度下不会被洗脱,从而可以选择性地洗脱得到高含量的原花青素[7],其洗脱峰形也比较集中,4~5bv也基本可以洗脱此乙醇浓度下所能洗脱的原花青素。经ads-8大孔树脂层析分离,原花青素的纯度可达95%。
3.3  原花青素的梯度洗脱效果
从表2看,50%的乙醇可以较完全地将吸附在ads-8树脂上的原花青素解吸下来,这在工业生产中是可行的。70%的乙醇已经基本能够洗脱吸附于树脂上的绝大部分固形物,可以用于树脂柱的初步再生。这充分证明了树脂法分离原花青素时简单、高效的特点。
表2  不同浓度乙醇对ads-8树脂吸附原花青素的解吸率
         乙醇浓度(%)              解吸率(%)
 10 5.5
 20 76.9
 40 90.6
 50 97.5
 70 97.8

3.4  纯化的原花青素**超氧阴离子自由基o2·能力
从图3看出,原花青素粗提取物经ads-8大孔树脂层析分离,不同浓度乙醇溶液洗脱得到的纯化原花青素**超氧阴离子自由基o2·的能力不同,20%乙醇洗脱液抗氧化活性*强。当原花青素质量浓度达到10mg/ml时,**率达到88.35%,说明葡萄籽原花青素为抗自由基的有效活性成分。
3.5  原花青素对亚油酸体系的抗氧化能力
亚油酸乳化体系是用以检验抗氧化剂在食品体系中抗氧化作用的*常用的体系。图4是高聚和低聚原花青素对亚油酸体系氧化抑制率(原花青素抗氧化性)分别为93.04%和76.88%,而同浓度的vc及ve抑制率分别为35.52%和64.28%。在所研究的两种聚合度下原花青素抗氧化效果低于bht,但与空白对照相比,10μg/ml浓度时原花青素对亚油酸乳化体系的抗氧化效果已很明显,而且其抗氧化效果在一定范围内随浓度的增加而增强,在实际应用中可以通过适当增加其添加量而达到与bht相近的抗氧化效果。
4  结论
(1)ads-8大孔树脂对葡萄籽原花青素具有较强的吸附能力,得到的产物纯度高,是分离葡萄籽原花青素较理想的吸附剂。
(2)不同浓度的乙醇对原花青素的洗脱具有选择性,即一定浓度的乙醇能够选择性地洗脱具有相近性质的原花青素,能够分离出生物活性*强的部分低聚原花青素,乙醇溶液是较好的原花青素洗脱液。
(3)20%和40%的乙醇原花青素洗脱液具有很强的**o2·的能力,抑制邻苯三酚自氧化率分别达88.35%和67.2%。说明葡萄籽原花青素为抗自由基的有效活性成分。
(4)在亚油酸体系中,原花青素的抗氧化能力高于vc和ve。相同质量浓度时,二聚体的抗氧化性能*强,opc’s的抗氧化性随添加量增加而增加。◇

参考文献
[1]吕丽爽.天然抗氧化剂低聚原花青素的研究进展.食品科学,2002,23(2):147-150.
[2]victor a p. characterization of oligomer and polymericprocyanidins from grape seed by liquid secondary ionmassspectrometry.phytochemistry,1998,49(5):1435—1441.
[3]赵保路.氧自由基和天然抗氧化剂.北京:科学出版社,2002,77.
[4]崔介君,孙培龙,马新.原花青素的研究进展.食品科技,2003,2:92-95.
[5]broadhurst,r.b.jones.w.t analysis of condensed tanning usingacidified vanillin j.sci.food agric,1978,29(9):788-796.
[6]孙芸,谷文英.硫酸-香草醛法测定葡萄籽原花青素含量.食品与发酵工业,2003,29(9):43-45.
 *基金项目:新疆维吾尔自治区重点科技攻关项目(2001ba507a04-p02)。
  作者简介:朱靖蓉(1972~  ),女,新疆乌鲁木齐人,实验师,硕士研究生,研究方向为食品活性成分。


 
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