藤茶提取物二氫楊梅素的穩(wěn)定性及其影響因素 | 藤茶提取物二氫楊梅素的穩(wěn)定性及其影響因素 |
| 發(fā)布時間:2013-12-19 信息來源:admin 發(fā)布人:admin 點擊次數(shù):3119 |
摘 要:藤茶提取物二氫楊梅素是一種重要的黃酮類物質,具有較好的抗氧化活性.通過溶析稱重法測定了溶解度的變化,采用紫外可見光譜掃描法研究其化學結構的變化,結果表明:二氫楊梅素溶液易發(fā)生氧化,穩(wěn)定性較差,在不超過100℃,加熱時間不超過30 min以及酸性和中性條件可保持其化學結構穩(wěn)定,而過渡態(tài)金屬離子Al3+,Fe3+,Cu2+等對二氫楊梅素的氧化則起到誘導催化作用. 關鍵詞:二氫楊梅素;光譜; pH值;化學結構;穩(wěn)定性 藤茶提取物二氫楊梅素(3,5,7,3’,4’,5’-六羥基-2,3雙氫黃酮醇,Dihydromyricetin,DMY)是多酚羥基雙氫黃酮醇,屬黃酮類化合物,廣泛存在于葡萄科植物中,尤其是在蛇葡萄屬植物中,在顯齒蛇葡萄植物的幼嫩莖葉中,其質量分數(shù)可達20%~28%(占干重),幼葉中的含量更高用顯齒蛇葡萄幼葉制成的類茶產(chǎn)品具有消炎、止咳、祛痰、鎮(zhèn)痛、抑菌、抗高血壓、消脂、防癌、保肝護肝等顯著功效.除此之外,二氫楊梅素還具有優(yōu)異的防腐和抗氧化性能,有望成為新型的天然防腐劑和抗氧化劑,具有廣闊的開發(fā)前景. 鑒于顯齒蛇葡萄的特殊功效,對于藤茶提取物二氫楊梅素提取和生理活性的研究日趨活躍.目前的研究主要集中在兩個方面:一是溶劑提取法,包括復合有機溶劑法和水浸提法;二是層析法,主要為大孔吸附樹脂提取法. 黃酮類物質均具有一定紫外可見吸收光譜,紫外可見吸收光譜掃描法可準確、快速地測定出其化學結構是否發(fā)生變化,因此作者主要采用紫外可見光譜掃描法研究pH值、溫度以及金屬離子對于二氫楊梅素化學結構穩(wěn)定性、溶解度以及色澤的影響,為其在食品、醫(yī)藥及化妝品工業(yè)中應用提供一定的依據(jù)。 1 材料與方法 1.1 實驗材料、儀器與試劑 實驗材料:顯齒蛇葡萄幼嫩葉,采自廣東白云山,依文獻鑒定為原植物;實驗儀器:紫外可見分光光度計,電子天平,恒溫儀;所用化學試劑均為分析純. 1.2 實驗方法 1.2.1 藤茶提取物二氫楊梅素的提取制備 取蛇葡萄幼嫩干葉,加水煎煮,濃縮過濾后,放置,待析出淺黃色顆粒狀結晶后,抽濾干燥,得到粗品;用索式抽提器抽提粗品,濃縮下層溶液,按質量比1∶100加蒸餾水稀釋,過濾后放置,析出白色結晶;所得結晶再依上法進行數(shù)次重結晶,最后得白色細針狀結晶,即二氫楊梅素,經(jīng)高效液相色譜測定,純度為95%. 1.2.2 藤茶提取物二氫楊梅素水相熱穩(wěn)定性的檢測 取0.5 g二氫楊梅素(純度>95%)溶于900 mL水中,煮沸,分別在0~600 min取樣5 mL,于25 mL容量瓶中定容,在200~800 nm的波長范圍掃描. 1.2.3 pH值變化對于二氫楊梅素穩(wěn)定性的檢測 稱取藤茶提取物二氫楊梅素(純度>95%)1.0~1.5 g于不同pH值的水溶液中,加熱至100℃保持5 min待 其溶解,冷卻至室溫,72 h后觀察結晶狀態(tài)、顏色以及上清液顏色差異,真空抽濾后,稱量濾渣質量,計算二氫楊梅素在不同pH值下的溶解度.取上清液進行波長在220~800 nm的紫外可見光譜掃描,比較不同pH值下的穩(wěn)定性. 1.2.4 金屬離子對于二氫楊梅素穩(wěn)定性的檢測 稱取二氫楊梅素(純度>95%)0.05 g左右,溶于2 000 mL蒸餾水中備用.取以上樣品50 mL,加入1mL 0.1 mol/L的金屬離子溶液,混勻后靜置6 h后在200~800 nm波長范圍掃描。 2 結果與討論 2.1 水相藤茶提取物二氫楊梅素的熱穩(wěn)定性 研究發(fā)現(xiàn),二氫楊梅素的熱穩(wěn)定性與時間關系密切,由圖1a所示,二氫楊梅素水溶液100℃下加熱30 min其紫外可見光譜圖未見改變,圖中所示的峰高不同為隨時間延長,水蒸氣蒸發(fā)導致溶質質量濃度升高所致;但圖1所示的加熱35 min后,隨加熱時間的延長,溶液的紫外可見掃描光譜圖發(fā)生了很大變化,其在紫外光區(qū)的最大吸收峰294 nm和324 nm左右的峰肩沒有發(fā)生變化,但峰高比例下降,同時在350~400 nm之間又出現(xiàn)吸收有較為明顯的增強趨勢,并且隨加熱時間的延長其峰高不斷增加,溶液也出現(xiàn)了肉眼可見的顏色加深現(xiàn)象.
以上現(xiàn)象均表明:水相中隨著加熱時間的延長,二氫楊梅素的構型發(fā)生了變化,產(chǎn)生了在370nm處有較大吸收的基團,并且加熱時間越長,產(chǎn)生的該物質越多.以上變化可能是由于二氫楊梅素的氧化引起的,氧化后的二氫楊梅素變成亞醌式結構,B環(huán)發(fā)生斷裂,并且隨著加熱時間的延長,氧化程度不斷加深,導致370 nm左右的吸收不斷增強,294 nm處的吸收逐漸減少,表明二氫楊梅素在水相中隨時間和溫度的增加會變得不穩(wěn)定,發(fā)生氧化,且一定程度不可逆. 另外需要指出,前期研究中采用DSC差熱掃描儀對于二氫楊梅素的熱穩(wěn)定性進行了研究,發(fā)現(xiàn)其熔點為245℃左右,高于此溫度就會發(fā)生分解,而低于此溫度在沒有其他介質條件下,二氫楊梅素在干燥條件下則表現(xiàn)出非常好的熱穩(wěn)定性.在二氫楊梅素溶液中,水充當媒介,從而為溶解態(tài)的二氫楊梅素的氧化提供了條件,氧化后的二氫楊梅素轉變?yōu)轷浇Y構,從而引起解環(huán). 2.2 pH值對于藤茶提取物二氫楊梅素穩(wěn)定性的影響 由圖2~4可見,隨著pH值的增大,二氫楊梅素的紫外可見光譜圖發(fā)生了顯著變化.
在酸性(pH值2.0~3.5)條件下,二氫楊梅素在294 nm下有特征吸收峰,在324 nm左右有肩峰,可見光區(qū)沒有明顯的特征吸收峰出現(xiàn),且pH值變化特征吸收峰沒有發(fā)生改變,說明酸性條件下二氫楊梅素構型穩(wěn)定.中性條件下,其294 nm下的吸收峰有所減小,而324 nm左右的肩峰明顯增高,可見光區(qū)仍無明顯吸收,說明二氫楊梅素的構型已部分發(fā)生變化,即只是很少部分的量變.在324 nm左右的肩峰增大表明,二氫楊梅素分子上的羥基部分解離,這是由于二氫楊梅素分子中含有6個酚羥基,具有弱酸性,等電點接近pH值5左右,因此隨著堿的加入,酚羥基開始解離,但這種解離并未引起整個分子的構型變化,其特征吸收峰仍為294 nm和324 nm.在堿性條件下,二氫楊梅素的構型發(fā)生了明顯變化,其在294 nm處的吸收峰消失,在324 nm左右的吸收峰明顯增大,同時在可見光區(qū)498 nm左右出現(xiàn)了明顯吸收,低質量濃度二氫楊梅素溶液的顏色由微黃色變?yōu)闇\棕色(見表2),即隨著強堿的加入,其分子上的酚羥基逐漸解離,同時由于酚羥基的解離,改變了分子上的電子云分布,從而使分子發(fā)生了徹底的構型轉換,在B環(huán)的氧原子處發(fā)生解環(huán),生成了A環(huán)上的一個羥基,類似于查爾酮結構,故引起相應峰帶紅移20 nm,并在498 nm可見光區(qū)處出現(xiàn)吸收峰.因此,由以上的分析可知,酸性和中性條件為二氫楊梅素應用和保藏的適宜pH值條件,要避免在堿性條件下應用,否則會失去其原有的抗氧化效果. 由表1,2可見,pH值對藤茶提取物二氫楊梅素的溶解度影響較小,在pH值4~5左右溶解度較小,中性范圍內(nèi)溶解度較高,但是對于結晶純化產(chǎn)品品質影響較大,其中pH值過高都會產(chǎn)生不良的顏色變化.其水溶液顏色在pH值4~6表現(xiàn)出較好的淡黃色,保證其淺淡的顏色不影響應用.雖然在此范圍內(nèi)其溶解度最低,但前期研究表明作為抗氧化劑和防腐劑應用其添加量一般不超過0.06%,因此并不限制其應用,同時可穩(wěn)定其結構,綜上所述,建議在pH值4~6左右的微酸性條件下應用和保存二氫楊梅素,從而取得較好抗氧化和抑菌的效果.
2.3 金屬離子對于二氫楊梅素穩(wěn)定性的影響 金屬離子存在于各種食品原輔料中,并可通過加工或提取等工藝引入到食品體系,因此研究金屬離子對二氫楊梅素穩(wěn)定性的影響就顯得非常必要.作者發(fā)現(xiàn)二氫楊梅素對于金屬離子的敏感程度不盡相同,需指出因加入的金屬離子濃度很低(0.2mmol/L),而且均為金屬氯化物,因此對pH值的影響響很小,可忽略.由圖5可見,Al3+,Fe3+,Cu2+表現(xiàn)出較為明顯的作用(加入0.2 mmol/L濃度的Fe3+二氫楊梅素溶液濃度,因吸光值增大較多,稀釋了4倍進行測定),這是因為二氫楊梅素螯合金屬離子Al3+,形成了二氫楊梅素鋁絡合物,非共有電子增多,n→π共軛加強,所以出現(xiàn)了紅移效應.而Fe3+,Cu2+引起其吸收光譜較大改變,是因為過渡態(tài)的高價金屬離子是許多自由基產(chǎn)生過程的催化劑,鰲合金屬離子也是二氫楊梅素的抗氧化作用機制之一,二氫楊梅素鰲合Fe3+,Cu2+后發(fā)生了氧化反應,因此結構發(fā)生了徹底的改變導致其吸收光譜的改變.鰲合金屬離子也是二氫楊梅素抗氧化作用機制之一.
3 結 論 1)二氫楊梅素在水相中隨時間和溫度的增加會變得不穩(wěn)定,發(fā)生氧化,且不可逆,建議在提取和加工過程中避免過高的加熱溫度,以達到沸騰不超過30 min為宜. 2)pH值是影響藤茶提取物二氫楊梅素穩(wěn)定性的重要因素.酸性和中性條件(pH<7.0)為二氫楊梅素應用和保藏的適宜pH值條件. 3)金屬離子Ca2+,Mg2+,Na+,NH4+,Ba2+對于二氫楊梅素穩(wěn)定性均無明顯的作用,而Al3+,Fe3+,Cu2+則是二氫楊梅素提取和應用過程中要避免接觸的. |
