瓜蒌为葫芦科植物栝楼(Trichosanthes kirikrwii Maxim.)或双边栝楼(Trichosanthes rosthornii Harms) 的干燥成熟果实,其果肉、果皮、果籽均可入药, 但不同部位的药理作用有一定差异。传统医学认为, 瓜蒌皮性味甘、微苦寒,具有涤痰清热、宽胸散结、 滑肠润燥作用,用于痰浊黄稠、肺热咳嗽、心痛胸痹、肠痈肿痛、结胸痞满、大便秘结等的治疗。现 代研究表明,瓜蒌皮提取物具有降低胆固醇、扩张 冠状动脉、抑制血小板聚集、抗菌消炎、抗氧 化等多种作用,是治疗心血管系统疾病(特别是冠 心病)的常用药物。目前,人们从瓜蒌皮中分离鉴定 出挥发油、甾醇类、黄酮类、有机酚酸类等多种化学成分,但对这些成分的提取纯化工艺少见报道。 多酚类化合物是一类具有酚羟基结构的化合物,包 括黄酮类、单宁类、酚酸类及花色苷等,它们通常 具有良好的抗癌、抑菌、抗氧化等多种生物活性, 在药品、功能食品、抗氧化等方面具有广阔的开发 利用前景。本研究中,采用大孔吸附树脂法富集纯 化瓜蒌皮中的多酚化合物,探索其提取纯化的工艺 条件,并对其抗氧化活性进行研究,旨在为瓜蒌皮 的进一步开发利用提供依据。
供试瓜蒌产于湖南省衡阳县,经鉴定为双边栝 楼,于 2018 年 11 月上旬果实成熟时采收。 主要试剂:AB–8、D101、HPD500、NKA–9、 NKA–2、ADS–17 等 6 种大孔吸附树脂(沧州宝恩吸附 材料科技有限公司);没食子酸标准品(京科奥科技有 限公司);福林酚(天津市大茂化学试剂厂);无水乙醇、 无水碳酸钠(国药集团化学试剂有限公司);1,1–二苯 基–2–苦基肼、过硫酸钾、2,2’–联氮–双–3–乙基苯并 噻唑啉–6–磺酸(Sigma–Aldrich (上海)贸易有限公司)。
高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公 司);72–1 型电热恒温干燥箱(湖北省黄石市医疗器 械厂);AR2140 电子天平(奥豪斯国际贸易有限公 司);UV–1800PC 紫外–可见分光光度计(上海奥析 科学仪器有限公司);Thermo Savant 冷冻干燥机(赛默飞世尔科技有限公司);超声波清洗仪器(昆山舒美美超声仪器有限公司)。
新鲜瓜蒌皮经 40 ℃烘干,粉碎过筛(孔径小于 630 µm),用 50 倍质量的 40%乙醇 50 ℃超声提取 50 min,过滤,滤渣用同样的方法提取 1 次,合并 提取液,50 ℃旋转蒸发,除去乙醇,冷冻干燥后得 多酚粉末,置于–18 ℃冰箱中备用。
采用 Folin–Ciocalteu 法测定多酚含量。以没 食子酸为标准品,以吸光度为纵坐标,没食子酸质 量浓度为横坐标绘制标准曲线 y=11.229x+0.003,R2 =0.998 9。根据标准曲线计算瓜蒌皮多酚含量。 1.3.3 树脂的预处理 用 95%乙醇浸泡 6 种供试大孔吸附树脂 24 h, 装柱,然后用蒸馏水洗至无醇味。
将预处理好的 6 种大孔吸附树脂除湿后各称取 1 g 置于 250 mL 具塞锥形瓶中,加入 0.24 mg/mL 瓜 蒌皮多酚粗提液 50 mL,避光密封,置于 25 ℃恒温 摇床,100 r/min 条件下振荡 12 h,计算各树脂的吸 附量。将充分吸附后的树脂用少量蒸馏水冲洗,除 湿后加入体积分数为 70%的乙醇溶液 100 mL,避光 密封,置于 25 ℃恒温摇床上振荡解吸 12 h,计算解 吸率。根据吸附量与解吸率,选择最合适的树脂。
1) 上样料液 pH 值的确定。取 50 mL 多酚质量 浓度为 0.24 mg/mL 的料液 5 份,分别用盐酸和氢 氧化钠将 pH 调节至 2、3、4、5、6 和 7,然后加 入 1.0 g 已去表面水的经优选的大孔吸附树脂,置 于 25 ℃恒温摇床上振荡吸附 24 h,过滤,测定滤 液中的多酚含量,选择较佳 pH 值。
2) 上样料液质量浓度的确定。取多酚质量浓度 为 0.80 mg/mL 的原液 5 份,每份 150 mL,分别稀 释至质量浓度为 0.80、0.60、0.48、0.40、0.34 mg/mL (同时调节 pH 值为 3),通过装有 150 mL 优选大孔 吸附树脂的层析柱,以 3 BV/h 的流速进行吸附。收 集流出液并测定多酚浓度,选择较佳质量浓度的上 样液。
3) 上柱流速的确定。取多酚质量浓度为 0.60 mg/mL 原料液 5 份,每份 150 mL,pH 值调至 3, 分别以 1、2、3、4、5 BV/h 流速通过装有 150 mL 优选大孔吸附树脂的层析柱,测定流出液中多酚浓 度,选择较佳的上柱流速。
4) 上样体积的确定。取质量浓度为0.60 mg/mL 的料液,以 2 BV/h 的流速通过装有 150 mL 优选的 大孔吸附树脂的层析柱,每 150 mL 为 1 个流分, 收集 16 个流分,检测流出液多酚的含量,确定较 合适的上样体积。
5) 洗脱溶剂浓度的选择。取 5 份优选的大孔吸 附树脂,每份 150 mL,按上述得到的较佳上样条件 进行吸附,吸附完毕后静置 0.5 h,用 200 mL 蒸馏水 洗去残留的杂质,分别用 6 BV 20%、40%、60%、70%、90%乙醇溶液以 3 BV/h 洗脱,收集洗脱液,测定多酚 含量,计算洗脱率,确定较佳的洗脱剂浓度。
6) 洗脱流速的确定。吸附完毕后,用 6 BV 60% 乙醇溶液分别以 1、2、3、4、5 BV/h 流速进行洗脱, 测定洗脱液中多酚含量,确定较佳的洗脱流速。
7) 洗脱体积的确定。吸附完毕后,用 60%乙醇 溶液以 2 BV/h 的流速洗脱,每 BV 收集 1 份,测定 解吸液中多酚含量,确定较佳的洗脱体积。
取 150 mL AB–8 大孔吸附树脂,按 1.3.5 的方 法和洗脱工艺参数纯化验证 3 次,将获得的洗脱液 浓缩后冷冻干燥,测定纯化产物中的多酚含量。
按文献的方法进行 DPPH+ 自由基清除能力 的测定;按文献的方法进行 ABTS+ 自由基清除能 力的测定。
实验选择的 6 种大孔吸附树脂吸附量及解吸率 见表 1。除 ADS–17 树脂外,其他 5 种大孔吸附树 脂对多酚都有良好的吸附能力,但解吸率差异较 大。AB–8 大孔吸附树脂吸附和解吸的效果均较优, 因此,选择 AB–8 为本实验中最佳大孔吸附树脂。
由图 1 可知,料液 pH 值对大孔吸附树脂的吸 附作用有较大影响。pH 值为 3 时,滤液中多酚含 量最低,可能是酸性条件下多酚化合物多呈分子状 态,更容易被大孔吸附树脂吸附,但酸度过高会使 化合物结构改变;所以,样品上柱前 pH 值调至 3 最合适。
本研究筛选了大孔吸附树脂纯化瓜蒌皮中的 多酚类化合物的最佳工艺参数,并对纯化前后的产 物的抗氧化活性进行研究。通过对 6 种不同极性及 孔径的大孔吸附树脂进行吸附与解吸实验,发现 AB–8 大孔吸附树脂对瓜蒌皮多酚具有良好的吸附 与解吸性能,其最佳纯化工艺参数为料液 pH 值 3、上样液中多酚质量浓度为 0.60 mg/mL、上样流速 2 BV/h、上样体积 4 BV;洗脱液为 60%乙醇、洗脱 体积 6 BV、洗脱流速 2 BV/h;纯化后样品中多酚 的含量达 49.52%,较纯化前提高了 57 倍。该工艺 操作简单、重复性好,可作为分离纯化瓜蒌皮多酚 提取液的有效方法。
瓜蒌皮多酚纯化前后对 DPPH+ 自由基清除作用 的 IC50分别为 2.01 mg/mL 和 0.53 mg/mL,对 ABTS+ 自由基清除作用的 IC50 分别为 0.62 mg/mL 和 0.13 mg/mL,纯化后抗氧化活性增强了 4~5 倍,说明经 分离纯化后的瓜蒌皮多酚的抗氧化能力得到提升。