孟宪昉,白正晨,张弘青
(天津商业大学理学院,天津300134)
蜂胶中的黄酮醇类化合物是一种具有多种生理功能的天然活性物质。它的主要作用为清除自由基,临床上具有广谱抗菌、消炎、抗氧化、增强免疫力、降血压、降血脂、扩张冠脉、抗心律失常、抗肿瘤等作用,对胃及十二指肠溃疡、保肝护肝有一定疗效[1-5]。但由于其一般不易溶于水,口服吸收差,稳定性低,直接影响生物利用度和疗效。羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)是一种环状化合物,由7个葡萄糖单元形成类似圆柱体结构。圆柱体的空腔内相对疏水性,而其外侧则相对亲水性。由于这种特殊结构,使得蜂胶中的黄酮醇被其包合后具有较好的水溶性,便于被人体吸收,从而可以大大扩展黄酮醇类化合物的应用范围[6]。本文就光照、温度、pH、氧化剂、还原剂、金属离子以及几种常见食品添加剂等因素的影响,对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的稳定性进行了研究,确定了蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的使用与贮存的最佳条件。
蜂胶:海南卓津蜂业有限公司提供;羟丙基-β-环糊精:ACROS,美国;槲皮素标准品、正己烷、盐酸、Na2SO3、H2O2、NaOH、ZnCl2、AlCl3、FeCl3、SnCl2、CuCl2、VC、蔗糖、柠檬酸、柠檬酸三钠、苯甲酸钠、乙醇:均为分析纯,购自天津试剂经销公司。
岛津UV-2501PC紫外可见分光光度计:日本岛津公司;旋转蒸发器:天津玻璃仪器厂;HZS-H型水浴振荡器:哈尔滨东联电子技术开发有限公司;AUY120电子天平:日本岛津公司;电热恒温水浴锅:天津中环实验电炉有限公司;DZG-401型电热真空干燥箱:天津天宇机电有限公司;PHS-3C酸度计:天津市航英科技公司。
1.3.1 蜂胶黄酮醇的提取及其和HP-β-CD包合物的制备
取10 g粗蜂胶用玻璃研钵粉碎,与质量分数为65%的乙醇以 1∶15(g/mL)的固液比混合,于 38℃水浴浸提3次(×4 h),合并提取液,充分抽提后,冷却,用纱布初滤,再用滤纸过滤,减压浓缩,回收乙醇,将正己烷和水按1∶4的体积比混合后倒入浓缩液中进行相转移,将脂溶性成分和水溶性成分分离,水溶性成分上树脂柱,用质量分数为60%的乙醇洗脱,然后减压蒸馏,真空干燥,得黄色粉状物,即为蜂胶黄酮醇[7-8]。
称取HP-β-CD 3.70 g于100 mL小烧杯中,加入40 mL蒸馏水,放在电热恒温水浴锅上,60℃热溶,另取1.4 g蜂胶黄酮醇于100 mL小烧杯中,加入50 mL甲醇于60℃热溶,将溶解的HP-β-CD移至250 mL双口烧瓶中,维持50℃,将溶解的蜂胶黄酮醇移至恒压滴液漏斗中,缓慢滴加至双口烧瓶中,于60℃回流4 h,关掉升温装置,自然降温并搅拌3 h,静置过夜,过滤,滤液进行蒸馏,回收甲醇,静置2 h,过滤,滤液进行浓缩,真空干燥,固体研磨即得产品。
1.3.2 分析方法
1.3.2.1 蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的颜色反应与紫外光谱分析
将蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的乙醇溶液滴在滤纸上,干燥后喷1%三氯化铝乙醇溶液,加热烘干,于紫外光下观察其颜色;将蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物溶于1 mL乙醇中,加适量镁粉,滴加浓盐酸,观察其颜色;在试管中加入0.1 mL样品的乙醇溶液,再加等量的2%硼氢化钠的甲醇溶液,1 min后加浓盐酸数滴,观察其颜色。取蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物10 mg,用无水甲醇定容到10 mL的容量瓶中,适当稀释后,在220 nm~400 nm波长范围内进行紫外吸收波长的扫描。
1.3.2.2 标准曲线的绘制
精确称取20 mg蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物加适量蒸馏水溶解后转移到100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容。配置系列浓度的蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物水溶液,选择272 nm处测定其吸光度。
1.3.3 蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的稳定性研究
分别取一定量蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物配制成溶液,测定光照、温度、pH、氧化剂、还原剂、金属离子以及几种常见食品添加剂条件下蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的吸光度,从而判断这些条件对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响。
蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物与三氯化铝、盐酸-镁粉反应均呈阳性,硼氢化钠还原反应呈阴性,提示为黄酮醇类化合物;紫外光谱在272 nm和320 nm处出现两个最大吸收峰,显示有黄酮醇类化合物特征吸收。这与文献报道一致[9-11]。
蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物浓度-吸光度标准曲线[12],见表 1。
表1 蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物浓度-吸光度标准曲线Table 1 Concentration-absorbance standard curve on inclusion compound of propolis flavonol with hydroxypropyl-β-cyclodextrin
称取一定量蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物样品配制成0.125 mg/mL溶液,分别取10 mL该溶液于试管中,置自然光和避光两种情况下进行对比试验,分别于 0、1、2、3、4 d 时取样,在 272 mn 波长下测其吸光度,见表2。
表2 光照对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响Table 2 Effect of light on inclusion compound of propolis flavonol with hydroxypropyl-β-cyclodextrin
结果表明,光照对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物有降解作用,随着光照时间的延长,降解速度加快,溶液颜色逐渐变浅。在避光条件下降解作用减缓。
称取一定量蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物样品配制成0.100 mg/mL溶液,分别取10 mL该溶液于试管中,在20℃~100℃温度下保温20 min后冷却至室温,在272 mn波长下测其吸光度,见表3。
表3 温度对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响Table 3 Effect of temperature on inclusion compound of propolisflavonol with hydroxypropyl-β-cyclodextrin
结果表明,70℃以下,蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的吸光度呈平缓的下降趋势,当温度超过70℃时吸光度下降幅度增大,溶液颜色由黄色逐渐变为淡黄色,表明,在20℃~70℃温度范围内,蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的热稳定性较好,应在常温或70℃以下使用和保存。
称取一定量蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物样品配制成0.124 mg/mL溶液,分别取10 mL该溶液于试管中,用HCl、NaOH分别调节pH为1~14,静置1 h后在272 mn波长下测其吸光度,见表4。
表4 pH对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响Table 4 Effect of pH value on inclusion compound of propolis flavonol with hydroxypropyl-β-cyclodextrin
结果表明,pH=1~3范围内蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的吸光度数值增大且变化明显;pH=5~10时吸光度数值平缓增大;pH=11~12时吸光度数值增大明显,溶液颜色加深;pH大于12时,溶液颜色进一步加深并开始出现浑浊。结果表明,在pH较低的酸性条件下,蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的稳定性较差;在pH=5~10时蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的吸光度变化不大,稳定性较好;在较强碱性条件下蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性较差。
称取一定量蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物样品配制成0.086 mg/mL溶液,选择H2O2为氧化剂,在食品安全使用范围内(不超过2.0%)[13],配制成含不同浓度H2O2的蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物待测液10mL,摇匀静置,在272 mn波长下测其吸光度,见表5。
表5 氧化剂对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响Table 5 Effect of oxidant on inclusion compound of propolis flavonol with hydroxypropyl-β-cyclodextrin
结果表明,随着氧化剂质量分数的增加,蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的吸光度略有上升,但上升幅度不大,说明氧化剂对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响不大,认为蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物具有抗氧化作用。
称取一定量蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物样品配制成0.086 mg/mL溶液,选择Na2SO3为还原剂,在食品安全使用范围内(不超过0.05%)[13],配制成含不同浓度Na2SO3的蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物待测液各10 mL,摇匀静置,在272 mn波长下测其吸光度,见表6。
表6 还原剂对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响Table 6 Effect of reductant on inclusion compound of propolis flavonol with hydroxypropyl-β-cyclodextrin
结果表明,随着还原剂的质量分数增加,蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的吸光度略有下降,但下降幅度不大,说明还原剂对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响不大,蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物具有较好的抗还原性。
称取一定量蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物样品配制成0.108 mg/mL溶液,分别加入H2O、Fe3+、Sn2+、Al3+、Cu2+和 Zn2+的浓度为 0.05 mg/mL,摇匀,分别放置0、1、2、3、4 d,在 272 mn 波长下测其吸光度,吸光度分别以 A0、A1、A2、A3、A4表示,见表 7。
结果表明,蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的吸光度受Cu2+和Sn2+的影响而明显下降,Zn2+几的吸光度变化与不添加金属离子的H2O组类似,说明Zn2+对包合物没有影响,而Fe3+和Al3+对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的吸光度的影响甚微,其吸光度下降的幅度小于不添加金属离子的H2O组,说明对包合物具有稳定作用。
表7 金属离子对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响Table 7 Effect of metal ion on inclusion compound of propolis flavonol with hydroxypropyl-β-cyclodextrin
称取一定量蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物样品配制成0.093 mg/mL溶液,在不超过各食品添加剂在食品中的安全使用范围的基础上[13],配置成含不同浓度食品添加剂的蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物待测液10 mL,摇匀,在272 mn波长下测其吸光度,见表8。
表8 几种常用食品添加剂对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稳定性的影响Table 8 Effect of some food additives on inclusion compound of propolis flavonol with hydroxypropyl-β-cyclodextrin
结果表明,柠檬酸和VC对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物稍有降解作用,柠檬酸三钠、蔗糖和苯甲酸钠对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的影响甚微。
1)通过对产品的紫外光谱分析,其主要化学成分蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物为黄酮类类化合物。
2)在低温和pH5~10条件下蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物较为稳定,当温度超过70℃以及pH小于5和大于10时其稳定性较差。
3)Sn2+、Cu2+以及光照对其具有降解作用,随着时间的延长,降解速度加快。在贮存和运输过程中应尽量避免日光照射,并避免与含Sn2+和Cu2+的容器接触。柠檬酸和VC对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的影响很小,Fe3+、Al3+、Zn2+以及柠檬酸三钠、蔗糖和苯甲酸钠对蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物的影响甚微。
4)蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物具有良好的耐氧化性和耐还原性。
5)蜂胶黄酮醇和HP-β-CD包合物以水作为介质,便于人体吸收,在食品、医药和化工等行业应用更加广泛。
[1] 郭芳彬.蜂产品中黄酮类化合物的保健作用[J].养蜂科技,2005(2):28-31
[2] Burdock G A.Review of the biological properties and toxicity of bee propolis[J].Food hem toxicol,1998,36(4):347-363
[3] Marcucci M C,Ferres F,Garcia-Viguera,et al.Phenolic compounds from Brazilian propolis woth pharmacological activities[J].Journal of ethnophamacology,2001,74(2):105-112
[4] Arjun H,Banskota,Takema N,et al.Antiproliferative activity of the Netherlands ptopolis and its active principles in cancer cell lines[J].Journal of Enthn-ophamacology,2002,80(1):67-73
[5] 王爱平,贾存英.蜂胶的药用价值[J].时珍国医国药,1998,9(5):464
[6] 丁平田,吴雪梅.药物制剂的新型辅料2-羟丙基-β-环糊精[J].国外医学·合成药生化药制剂分册,1996,17(2):10
[7] 白正晨,梁新义,张树海,等.相转移催化合成氨基乙酸[J].精细化工,1998,15(4):12-13
[8] 欧阳平,张高勇,康保安.类黄酮提取的基本原理、影响因素和传统方法[J].中国食品添加剂,2003,60(5):54-57
[9]Yong Kun Park,Masaharu Ikegaki.Preparation of water and ethanolic extracts of propolis and evaluation of the preparations[J].Bioscitechnol Biochem,1998,62(11):2230-2232
[10]赵静,李熠,薛晓锋,等.蜂胶高生物活性黄酮组分的研究[J].中国养蜂,2005,56(3):9-10
[11]中国科学院上海药物研究所,植物化学研究室.黄酮体化合物鉴定手册[M].北京:科学出版社,1981:389-392,399-400
[12]Alessandro Balbi,Enzo Sottofattori,Teresa Grandi,et al.Synthesis and complernentary complen formation properties of oligonucleotides covalently Linked to new stabilizing agent[J].Tetrahedron,1994,50(13):4009
[13]刘程,周汝忠.食品添加剂应用大全[M].北京:北京工业大学出版社,1994:131-133