花生壳中木犀草素等抑菌活性成分的提取、纯化与研究
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84 2003, Vol. 24, No. 5
食品科学
※工艺技术
表8 正交试验极差分析
试验号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 K1 K2 K3 优水平 Rj 主次顺序
A 0.01 0.01 0.01 0.05 0.05 0.05 0.09 0.09 0.09 3.048 3.188 3.405 1.016 1.063 1.135
采用圆形滤纸片法跟踪测定各种粗提取物和纯 化组分对测试菌的抑菌活性大小。以相对应的溶剂 为对照,抑菌活性大小以减去对照后的抑菌圈直径 大小表示。
2 结果与讨论
2.1 分离纯化结果 乙酸乙酯提取液,以丙酮做展开剂,薄层层析后,
用 FeCl3 显色,分出三个点。自下而上依次为黑绿、 蓝黑、黄色,显然 3 并非多酚或黄酮类,其结果如
1.1.2 试剂 所用试剂均为分析纯。 1.2 实验方法
1.2.1 活性成分的提取 将小心清洗过的花生壳晾干,用粉碎机粉碎至
40 目,称取 200g 花生壳粉,分装于 2 个 1000ml 圆
1.2.3 活性成分的结构确认 移取样品溶液 5 0μl 于蒸发皿中室温挥发干后,
用甲醇转移并最终定容为 50ml,制成甲醇溶液,再 用滴加方式配制其他测定溶液,分别对其进行紫外光 谱扫描。 1.2.4 抑菌活性测定
86 2003, Vol. 24, No. 5
食品科学
图 1 所示: 计算三个点的 R f 值分别为: Rf(1)= 0.26 Rf(2)= 0.87 Rf(3)= 0.94
2.1.1 取一份乙酸乙酯提取液直接经硅胶柱层析得三 组分,根据洗脱的先后顺序分别标号为 1#、2#、3#;
2.1.2 另一份经碱液萃取、酸化、乙酸乙酯反萃 后,同样用硅胶柱层析,得单一色带,编号为 4 # , 贮存。柱层析结果如图 2 所示。
[7] 赵哲勋.天然色素稳定剂研究[J].农牧产品开发,1999, (4):17-18.
[8] 李健,吴春,聂芊等.提高赤豆皮色素稳定性的方法研究 [J].黑龙江商学院学报,2000,16(2):28-31.
花生壳中木犀草素等抑菌活性成分的 提取、纯化与研究
陈春涛,马庆一,高玉美,孙红艳 (郑州轻工业学院食品与生物工程系,郑州 450002)
木犀草素[1]是一种有代表性的天然黄酮。利用其 底烧瓶,注入占烧瓶 1 / 2 体积的甲醇,接上回流冷
具有的抗氧化性,可用来抑制含油食品的哈变[2][4]。 凝管,于水浴中加热回流 3h,滤去残渣,滤液真空
虽有报道披露其可用于食品防腐保鲜[4],但一般描述 浓缩至干,转移至滤纸包,移入索氏提取器,依次
措词简略,缺少细节。木犀草素的天然源植物尽管 用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇分别提取 5 h ,
很多,不过皆含量稀少,提取不易,故鲜见其提纯 浓 缩 , 定 容 。
和应用的详细报道。 农业废弃物花生壳中化学成分非常复杂,除含有
少量黄酮类物质如木犀草素外,还有约3.34%~7.13% 的多酚类物质[3,4] 、大量碳水化合物及粗纤维。根据 黄酮类的性质,我们将花生壳用甲醇粗提、溶剂梯 度萃取并辅以同步抑菌活性跟踪检测,从而得到了抑 菌活性较强、富含黄酮类的组分,并用酸碱沉淀法 富集其强酸性成分以及柱层析纯化得到三种活性化合 物包括木犀草素,显而易见,本实验的结果不仅使 我们更加认识了有关天然抑菌防腐剂,还有利于农产 品废物的综合利用,减轻环境污染。
收稿日期:2002-11-22 作者简介:陈春涛( 1 9 6 9 - ) ,女,硕士,讲师,主要从事微生物学教学与技术研究。
※工艺技术
食品科学
2003, Vol. 24, No. 5 85
的抑制作用。它的紫外图谱具有二氢黄酮的特点,其结构有待进一步实验认证。 关键词:木犀草素;柱层析法;滤纸片法;抑菌活性 A b s t r a c t:In this experiment the flavonoids in peanut hulls with strong antimicrobial activity were found in ethyl acetate component by methanol extraction and then successive polarity-increase solvent extraction to monitor the antimicrobial effect. Through base-acid precipitation, and TLC purification three compounds (1# 2# 3#) were obtained and 2# was confirmed by UV chemical structure analysis as Luteolin (the yield was 0.53 %) to have antimicrobial activities against Staphylococcus Aurous and Bacillus subtilis , while 3# to have activities against Staphylococcus Aurous and Saccharomyces. 1# should even broader antimicrobial effects on Staphylococcus Aurous,Saccharomyces , Bacillus subtilis,and Penicilliam. According to UV, 1# might belong to flavanones, and need to be determined further. K e y w o r d s:Luteolin;TLC purification;antimicrobial activity 中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2003)05-0084-05
A3 0.119
因 素
B
C
0.03 0.08
0.05
0.1
0.07 0.12
0.03
0.1
0.05 0.12
0.07 0.08
0.03 0.12
0.05 0.08
0.07
0.1
3.351 3.317
2.997 3.018
3.293 3.306
1.117 1.106
0.999 1.006
1.098 1.102
3.1 越桔天然色素短时受热和光照不变色,但较长
时间的加热和光照有较强的降解作用,耐氧化性差, 对普通还原剂较稳定。越桔色素在酸性条件下稳定, 在碱性条件下变色,蔗糖对越桔色素无不良影响。 除 Fe3+ 外,其他金属离子对越桔色素无不良影响,且 有一定的护色作用。Fe3+ 对色素溶液有很大影响,易 使色素发生褪色或沉淀。 3 . 2 食品添加剂中苹果酸、丁二酸、阿魏酸、芦 丁、柚皮苷、对羟基苯甲酸对提高越桔色素稳定性有一 定的作用。其中丁二酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸、柚皮 苷等四种物质作用效果较强,它们的组合使用效果更 明显,正交试验表明,最优水平组合为:丁二酸0.09%、 阿魏酸 0.03%、对羟基苯甲酸0.08%、柚皮苷0.01%。
2.2.1.1 测定样品在甲醇溶液中的 UV 光谱,将对
1# 在 285nm 有一吸收峰,说明分子中有 A 环苯甲
层析纯化后各组分样品的 0.01% 甲醇溶液紫外扫描、 酰基,具二氢黄酮结构;2# 在 240~400nm 区间出现
记录,并以吸光度 A、波长λ为纵、横坐标作图,见图 两个吸收峰,分别为 258nm(Ⅱ),336nm(Ⅰ),因而
[4] 章建浩,陈松,刘海斌等.食用玫瑰茄红色素的稳定性研究 [J].食品科技,2001,(1):49-55.
[5] Giuliani F.The cultivation and Roselle,1998,82(4): 715-728.
[6] Ando J.Chemical analyses of Roselle wood,1987,13: 79-80.
参考文献:
[1] 程素美,胡正强.食用天然色素的开发技术及前景初探[J]. 江苏科技信息,1995,(12):31-33.
[2] 李丹,林琳.越桔食品资源的开发与利用[J].食品与发酵 工业,2000,26(4):76-81.
[3] 孔书敬,殷丽君,王萍.越桔色素的性质研究[J].黑龙江商 学院学报,2000,(16):25-28 .
B1
C1
0.118 0.1
DABC
试验结果 D 吸光度(A) 0.01 1.183 0.03 0.798 0.07 1.067 0.07 1.037 0.01 1.108 0.03 1.043 0.03 1.131 0.07 1.091 0.01 1.183 3.474 2.972 3.195 1.158 0.991 ∑=9.641 1.065 D1 0.167
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌种 供试的六种菌如下,由本系微生物实验室提供 大肠杆菌 Escherichia.coli; 枯草杆菌 Bacillus subtilis; 金黄色葡萄球菌 Staphylococcus Aurous; 青霉 Penicilliam ; 黑曲霉 Aspergillus niger; 酿酒酵母 Saccharomyces。
※工艺技术
图4 2# 样液的光谱图
图1 薄层层析示意图 图2 柱层析示意图
经薄层层析验证 2# 和 4# 具有相同的 Rf 值,它们可 能是同一物质。 2.2 组分的结构确认[1]
图 5 3#样液的光谱图
2.2.1 紫外(UV)分光光度计法分析
基系统电子跃迁所引起的吸收[1] 。
摘 要:本实验以甲醇粗提、溶剂梯度萃取、配合抑菌活性跟踪检测,得到了抑菌活性较强、富含黄酮类的花 生壳乙酸乙酯组分,并用酸碱沉淀、柱层析等法纯化得到三种化合物(1#,2#,3#)。其中 2# 从紫外光谱法确认为 木犀草素,得率为 0.53%。它对金黄色葡萄球菌和枯草杆菌有一定的抑制效果。实验还发现3# 对金黄色葡萄球菌、酿 酒酵母有一定的抑菌活性;1# 则具有更广的抑菌谱,它对金黄色葡萄球菌、酿酒酵母、枯草杆菌和青霉均有较强
1.2.2 活性成分的分离纯化 取少量乙酸乙酯提取液点样,用自制的硅胶 G分
析板层析,选用丙酮为展开剂,以 1% FeCl3 溶液显 色。
a) 取 50ml 提取液真空浓缩到约 10ml 进行硅胶柱 层析,丙酮洗脱,最后阶段使用甲醇。
b)另取 50ml乙酸乙酯提取液,用20ml 5%NaHCO3 水溶液萃取两次,合并水相,HCl 酸化至 pH2.0,以 15ml 乙酸乙酯反萃两次,合并有机相, 无水 Na2SO4干 燥,过滤,浓缩至约 1 0 m l ,硅胶柱层析,分别接 取分开的色带浓缩并定容。
其紫外扫描结果见图 6 。
2.2.1.3 于 MeOH/NaAc 溶液中再加一滴 2%硼酸溶液, 紫外扫描结果见图 7 。
由图 6 、图 7 光谱图可观察到峰值的红移现象, 结果如表 1 、表 2 所示。
3、4 和 5。
初步断定,组分 2 # 具有黄酮类化合物的结构;3 # 在
多 数 黄 酮 类 化 合 物 由 两 吸 收 带 组 成 , 带Ⅰ在 0~400nm 无吸收峰,而且 FeCl3 显色为阴性,进一
300~400nm 区间,由 B 环桂皮Βιβλιοθήκη Baidu基系统的电子跃迁所 步说明它不是黄酮或多酚类。
引起的;带Ⅱ位于 240~285nm 区间,由 A 环苯甲酰 2.2.1.2 2# 的10倍甲醇稀释液加一滴1% NaAc溶液,
由表 8 可见,影响越桔天然色素吸光度因素的主 次顺序为:D > A > B > C ,即柚皮苷>丁二酸>阿 魏酸>对羟基苯甲酸。根据 K1、K 2、K 3 确定各因素 的最优水平组合为 A3B1C1D1,即丁二酸 0.09%、阿魏 酸 0.03%、对羟基苯甲酸 0.08%、柚皮苷 0.01%。
3 结 论
食品科学
※工艺技术
表8 正交试验极差分析
试验号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 K1 K2 K3 优水平 Rj 主次顺序
A 0.01 0.01 0.01 0.05 0.05 0.05 0.09 0.09 0.09 3.048 3.188 3.405 1.016 1.063 1.135
采用圆形滤纸片法跟踪测定各种粗提取物和纯 化组分对测试菌的抑菌活性大小。以相对应的溶剂 为对照,抑菌活性大小以减去对照后的抑菌圈直径 大小表示。
2 结果与讨论
2.1 分离纯化结果 乙酸乙酯提取液,以丙酮做展开剂,薄层层析后,
用 FeCl3 显色,分出三个点。自下而上依次为黑绿、 蓝黑、黄色,显然 3 并非多酚或黄酮类,其结果如
1.1.2 试剂 所用试剂均为分析纯。 1.2 实验方法
1.2.1 活性成分的提取 将小心清洗过的花生壳晾干,用粉碎机粉碎至
40 目,称取 200g 花生壳粉,分装于 2 个 1000ml 圆
1.2.3 活性成分的结构确认 移取样品溶液 5 0μl 于蒸发皿中室温挥发干后,
用甲醇转移并最终定容为 50ml,制成甲醇溶液,再 用滴加方式配制其他测定溶液,分别对其进行紫外光 谱扫描。 1.2.4 抑菌活性测定
86 2003, Vol. 24, No. 5
食品科学
图 1 所示: 计算三个点的 R f 值分别为: Rf(1)= 0.26 Rf(2)= 0.87 Rf(3)= 0.94
2.1.1 取一份乙酸乙酯提取液直接经硅胶柱层析得三 组分,根据洗脱的先后顺序分别标号为 1#、2#、3#;
2.1.2 另一份经碱液萃取、酸化、乙酸乙酯反萃 后,同样用硅胶柱层析,得单一色带,编号为 4 # , 贮存。柱层析结果如图 2 所示。
[7] 赵哲勋.天然色素稳定剂研究[J].农牧产品开发,1999, (4):17-18.
[8] 李健,吴春,聂芊等.提高赤豆皮色素稳定性的方法研究 [J].黑龙江商学院学报,2000,16(2):28-31.
花生壳中木犀草素等抑菌活性成分的 提取、纯化与研究
陈春涛,马庆一,高玉美,孙红艳 (郑州轻工业学院食品与生物工程系,郑州 450002)
木犀草素[1]是一种有代表性的天然黄酮。利用其 底烧瓶,注入占烧瓶 1 / 2 体积的甲醇,接上回流冷
具有的抗氧化性,可用来抑制含油食品的哈变[2][4]。 凝管,于水浴中加热回流 3h,滤去残渣,滤液真空
虽有报道披露其可用于食品防腐保鲜[4],但一般描述 浓缩至干,转移至滤纸包,移入索氏提取器,依次
措词简略,缺少细节。木犀草素的天然源植物尽管 用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇分别提取 5 h ,
很多,不过皆含量稀少,提取不易,故鲜见其提纯 浓 缩 , 定 容 。
和应用的详细报道。 农业废弃物花生壳中化学成分非常复杂,除含有
少量黄酮类物质如木犀草素外,还有约3.34%~7.13% 的多酚类物质[3,4] 、大量碳水化合物及粗纤维。根据 黄酮类的性质,我们将花生壳用甲醇粗提、溶剂梯 度萃取并辅以同步抑菌活性跟踪检测,从而得到了抑 菌活性较强、富含黄酮类的组分,并用酸碱沉淀法 富集其强酸性成分以及柱层析纯化得到三种活性化合 物包括木犀草素,显而易见,本实验的结果不仅使 我们更加认识了有关天然抑菌防腐剂,还有利于农产 品废物的综合利用,减轻环境污染。
收稿日期:2002-11-22 作者简介:陈春涛( 1 9 6 9 - ) ,女,硕士,讲师,主要从事微生物学教学与技术研究。
※工艺技术
食品科学
2003, Vol. 24, No. 5 85
的抑制作用。它的紫外图谱具有二氢黄酮的特点,其结构有待进一步实验认证。 关键词:木犀草素;柱层析法;滤纸片法;抑菌活性 A b s t r a c t:In this experiment the flavonoids in peanut hulls with strong antimicrobial activity were found in ethyl acetate component by methanol extraction and then successive polarity-increase solvent extraction to monitor the antimicrobial effect. Through base-acid precipitation, and TLC purification three compounds (1# 2# 3#) were obtained and 2# was confirmed by UV chemical structure analysis as Luteolin (the yield was 0.53 %) to have antimicrobial activities against Staphylococcus Aurous and Bacillus subtilis , while 3# to have activities against Staphylococcus Aurous and Saccharomyces. 1# should even broader antimicrobial effects on Staphylococcus Aurous,Saccharomyces , Bacillus subtilis,and Penicilliam. According to UV, 1# might belong to flavanones, and need to be determined further. K e y w o r d s:Luteolin;TLC purification;antimicrobial activity 中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2003)05-0084-05
A3 0.119
因 素
B
C
0.03 0.08
0.05
0.1
0.07 0.12
0.03
0.1
0.05 0.12
0.07 0.08
0.03 0.12
0.05 0.08
0.07
0.1
3.351 3.317
2.997 3.018
3.293 3.306
1.117 1.106
0.999 1.006
1.098 1.102
3.1 越桔天然色素短时受热和光照不变色,但较长
时间的加热和光照有较强的降解作用,耐氧化性差, 对普通还原剂较稳定。越桔色素在酸性条件下稳定, 在碱性条件下变色,蔗糖对越桔色素无不良影响。 除 Fe3+ 外,其他金属离子对越桔色素无不良影响,且 有一定的护色作用。Fe3+ 对色素溶液有很大影响,易 使色素发生褪色或沉淀。 3 . 2 食品添加剂中苹果酸、丁二酸、阿魏酸、芦 丁、柚皮苷、对羟基苯甲酸对提高越桔色素稳定性有一 定的作用。其中丁二酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸、柚皮 苷等四种物质作用效果较强,它们的组合使用效果更 明显,正交试验表明,最优水平组合为:丁二酸0.09%、 阿魏酸 0.03%、对羟基苯甲酸0.08%、柚皮苷0.01%。
2.2.1.1 测定样品在甲醇溶液中的 UV 光谱,将对
1# 在 285nm 有一吸收峰,说明分子中有 A 环苯甲
层析纯化后各组分样品的 0.01% 甲醇溶液紫外扫描、 酰基,具二氢黄酮结构;2# 在 240~400nm 区间出现
记录,并以吸光度 A、波长λ为纵、横坐标作图,见图 两个吸收峰,分别为 258nm(Ⅱ),336nm(Ⅰ),因而
[4] 章建浩,陈松,刘海斌等.食用玫瑰茄红色素的稳定性研究 [J].食品科技,2001,(1):49-55.
[5] Giuliani F.The cultivation and Roselle,1998,82(4): 715-728.
[6] Ando J.Chemical analyses of Roselle wood,1987,13: 79-80.
参考文献:
[1] 程素美,胡正强.食用天然色素的开发技术及前景初探[J]. 江苏科技信息,1995,(12):31-33.
[2] 李丹,林琳.越桔食品资源的开发与利用[J].食品与发酵 工业,2000,26(4):76-81.
[3] 孔书敬,殷丽君,王萍.越桔色素的性质研究[J].黑龙江商 学院学报,2000,(16):25-28 .
B1
C1
0.118 0.1
DABC
试验结果 D 吸光度(A) 0.01 1.183 0.03 0.798 0.07 1.067 0.07 1.037 0.01 1.108 0.03 1.043 0.03 1.131 0.07 1.091 0.01 1.183 3.474 2.972 3.195 1.158 0.991 ∑=9.641 1.065 D1 0.167
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌种 供试的六种菌如下,由本系微生物实验室提供 大肠杆菌 Escherichia.coli; 枯草杆菌 Bacillus subtilis; 金黄色葡萄球菌 Staphylococcus Aurous; 青霉 Penicilliam ; 黑曲霉 Aspergillus niger; 酿酒酵母 Saccharomyces。
※工艺技术
图4 2# 样液的光谱图
图1 薄层层析示意图 图2 柱层析示意图
经薄层层析验证 2# 和 4# 具有相同的 Rf 值,它们可 能是同一物质。 2.2 组分的结构确认[1]
图 5 3#样液的光谱图
2.2.1 紫外(UV)分光光度计法分析
基系统电子跃迁所引起的吸收[1] 。
摘 要:本实验以甲醇粗提、溶剂梯度萃取、配合抑菌活性跟踪检测,得到了抑菌活性较强、富含黄酮类的花 生壳乙酸乙酯组分,并用酸碱沉淀、柱层析等法纯化得到三种化合物(1#,2#,3#)。其中 2# 从紫外光谱法确认为 木犀草素,得率为 0.53%。它对金黄色葡萄球菌和枯草杆菌有一定的抑制效果。实验还发现3# 对金黄色葡萄球菌、酿 酒酵母有一定的抑菌活性;1# 则具有更广的抑菌谱,它对金黄色葡萄球菌、酿酒酵母、枯草杆菌和青霉均有较强
1.2.2 活性成分的分离纯化 取少量乙酸乙酯提取液点样,用自制的硅胶 G分
析板层析,选用丙酮为展开剂,以 1% FeCl3 溶液显 色。
a) 取 50ml 提取液真空浓缩到约 10ml 进行硅胶柱 层析,丙酮洗脱,最后阶段使用甲醇。
b)另取 50ml乙酸乙酯提取液,用20ml 5%NaHCO3 水溶液萃取两次,合并水相,HCl 酸化至 pH2.0,以 15ml 乙酸乙酯反萃两次,合并有机相, 无水 Na2SO4干 燥,过滤,浓缩至约 1 0 m l ,硅胶柱层析,分别接 取分开的色带浓缩并定容。
其紫外扫描结果见图 6 。
2.2.1.3 于 MeOH/NaAc 溶液中再加一滴 2%硼酸溶液, 紫外扫描结果见图 7 。
由图 6 、图 7 光谱图可观察到峰值的红移现象, 结果如表 1 、表 2 所示。
3、4 和 5。
初步断定,组分 2 # 具有黄酮类化合物的结构;3 # 在
多 数 黄 酮 类 化 合 物 由 两 吸 收 带 组 成 , 带Ⅰ在 0~400nm 无吸收峰,而且 FeCl3 显色为阴性,进一
300~400nm 区间,由 B 环桂皮Βιβλιοθήκη Baidu基系统的电子跃迁所 步说明它不是黄酮或多酚类。
引起的;带Ⅱ位于 240~285nm 区间,由 A 环苯甲酰 2.2.1.2 2# 的10倍甲醇稀释液加一滴1% NaAc溶液,
由表 8 可见,影响越桔天然色素吸光度因素的主 次顺序为:D > A > B > C ,即柚皮苷>丁二酸>阿 魏酸>对羟基苯甲酸。根据 K1、K 2、K 3 确定各因素 的最优水平组合为 A3B1C1D1,即丁二酸 0.09%、阿魏 酸 0.03%、对羟基苯甲酸 0.08%、柚皮苷 0.01%。
3 结 论