二氫楊梅素的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗氧化活性研究

二氫楊梅素的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗氧化活性研究

二羥楊梅素（3、3、7、3），4'，5'-6'，3'二羥基黃酮醇，二甲基氧化物，my）是一種多酚羥基黃酮醇。它是一種類似于黃酮類化合物的多酚類化合物。廣泛分布于霞桃科植物中。尤其是對于蛇桃科植物。在帶有牙的蛇桃幼葉中，體重比例為20%28%（干重），幼葉含量更高[1.2]。這種類型的茶葉具有抗炎、止咳、祛痰、鎮(zhèn)痛、抗菌、高血壓、消脂、抗癌、肝臟保護等功效。此外，二羥楊梅素還具有優(yōu)異的耐腐蝕性和抗炎性，預(yù)計將成為一種新的天然防腐劑和添加劑，具有廣闊的發(fā)展前景。鑒于顯齒蛇葡萄的特殊功效,對于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(fù)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(zhì)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(zhǔn)確、快速地測定出其化學(xué)結(jié)構(gòu)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(xué)結(jié)構(gòu)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(yīng)用提供一定的依據(jù).1材料和方法1.1實驗材料與儀器實驗材料: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(xué)試劑均為分析純.1.2實驗方法1.2.1抽提粗品、濃縮法取蛇葡萄幼嫩干葉,加水煎煮,濃縮過濾后,放置,待析出淺黃色顆粒狀結(jié)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(zhì)量比1∶100加蒸餾水稀釋,過濾后放置,析出白色結(jié)晶;所得結(jié)晶再依上法進行數(shù)次重結(jié)晶,最后得白色細針狀結(jié)晶,即二氫楊梅素,經(jīng)高效液相色譜測定,純度為95%.1.2.2測定波長的確定取0.5g二氫楊梅素(純度>95%)溶于900mL水中,煮沸,分別在0～600min取樣5mL,于25mL容量瓶中定容,在200～800nm的波長范圍掃描.1.2.3氫楊樹莓系二氫楊樹素在不同ph值下的溶解度及穩(wěn)定性稱取二氫楊梅素(純度>95%)1.0～1.5g于不同pH值的水溶液中,加熱至100℃保持5min待其溶解,冷卻至室溫,72h后觀察結(jié)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(zhì)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220～800nm的紫外-可見光譜掃描,比較不同pH值下的穩(wěn)定性.1.2.4金屬離子檢測稱取二氫楊梅素(純度>95%)0.05g左右,溶于2000mL蒸餾水中備用.取以上樣品50mL,加入1mL0.1mol/L的金屬離子溶液,混勻后靜置6h后在200～800nm波長范圍掃描.2結(jié)果與討論2.1加熱時間對二氫楊素穩(wěn)定性的影響研究發(fā)現(xiàn),二氫楊梅素的熱穩(wěn)定性與時間關(guān)系密切,由圖1a所示,二氫楊梅素水溶液100℃下加熱30min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(dǎo)致溶質(zhì)質(zhì)量濃度升高所致;但圖1所示的加熱35min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294nm和324nm左右的峰肩沒有發(fā)生變化,但峰高比例下降,同時在350～400nm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(gòu)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(zhì)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(jié)構(gòu),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(dǎo)致370nm左右的吸收不斷增強,294nm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(zhì)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(dāng)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(zhuǎn)變?yōu)轷浇Y(jié)構(gòu),從而引起解環(huán).2.2ph值對二氫楊樹葉片功能性狀的影響由圖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294nm下有特征吸收峰,在324nm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(gòu)型穩(wěn)定.中性條件下,其294nm下的吸收峰有所減小,而324nm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(gòu)型已部分發(fā)生變化,即只是很少部分的量變.在324nm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(gòu)型變化,其特征吸收峰仍為294nm和324nm.在堿性條件下,二氫楊梅素的構(gòu)型發(fā)生了明顯變化,其在294nm處的吸收峰消失,在324nm左右的吸收峰明顯增大,同時在可見光區(qū)498nm左右出現(xiàn)了明顯吸收,低質(zhì)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(gòu)型轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu),故引起相應(yīng)峰帶紅移20nm,并在498nm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(yīng)用和保藏的適宜pH值條件,要避免在堿性條件下應(yīng)用,否則會失去其原有的抗氧化效果.由表1,2可見,pH值對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(jié)晶純化產(chǎn)品品質(zhì)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(yīng)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(yīng)用其添加量一般不超過0.06%,因此并不限制其應(yīng)用,同時可穩(wěn)定其結(jié)構(gòu),綜上所述,建議在pH值4～6左右的微酸性條件下應(yīng)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氫楊樹對ph值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0.2mmol/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(luò)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(yīng).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(yīng),因此結(jié)構(gòu)發(fā)生了徹底的改變導(dǎo)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氫楊樹對二氫楊樹林分穩(wěn)定性的影響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