張曜武,丁 寧
(青島科技大學化工學院,山東 青島266042)
我國東北地區(qū)紅松(Pinus koraiensis)資源豐富,其果實松子因具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能而被廣泛食用。從摘除松子后的松球鱗片中提取的松子殼多糖具有抗病毒[1-2]、抗腫瘤[3-4]、增強免疫[5]等多種生物活性,而多糖的活性又與其結構組成密切相關[6],因此有必要對其單糖組成和結構特征進行分析。
作者將膜分離技術與離子交換纖維素柱層析聯用,分別得到紅松松子殼總多糖PPSPⅠ-b和其分離純化組分PPSPⅠ-1,采用氣相色譜儀測定多糖樣品的單糖組成及其物質的量比,采用紅外光譜儀對PPSPⅠ-1的結構特征進行初步分析,擬為紅松松子殼多糖成分的深入研究提供參考。
紅松松子殼,青島天元普康生物技術有限公司;DEAE-52離子交換纖維素,北京瑞達恒輝科技發(fā)展有限公司。
鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、氯仿、吡啶、肌醇、三氟乙酸、醋酸酐、甲醇、鹽酸羥胺均為國產分析純試劑。
98-1-B型電子調溫電熱套;SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵;80-2B型臺式低速離心機;RE-52型旋轉蒸發(fā)儀;T6新世紀紫外可見分光光度計;N-300型氣相色譜儀(氫火焰離子檢測器);FTIR-480型紅外光譜儀。
1.2.1 混合單糖標準品溶液的制備[7]
單糖標準品衍生化:稱取單糖標準品10mg,放入具塞試管中,加鹽酸羥胺10mg、內標7mg、無水吡啶0.5mL,放入90℃水浴中加熱30min并振蕩使其完全溶解,取出后冷卻至室溫,加入醋酸酐0.5mL,在90℃下繼續(xù)反應30min進行乙?;?,冷卻后加入少量甲醇,旋蒸除掉溶劑,加入氯仿1mL重新溶解。
分別稱取鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等6種單糖標準品各10mg,按上述方法進行衍生化處理,氯仿溶解,即得混合單糖標準品溶液。
1.2.2 紅松松子殼多糖的提取、分離與純化
稱取一定量紅松松子殼粉末,用15倍水提取3次,每次2h,合并提取液;經活性炭吸附、離心,再經微濾、超濾分離純化,木瓜蛋白酶結合Sevage法脫蛋白,大孔吸附樹脂脫色,醇沉,離心,得總多糖PPSPⅠ-b。
取一定量PPSPⅠ-b溶于蒸餾水,上樣到已平衡的DEAE-52離子交換纖維素柱上,用蒸餾水洗脫,3,5-二硝基水楊酸法(DNS法)跟蹤檢測,根據洗脫曲線的主峰位合并收集液,透析,干燥,即得紅松松子殼多糖純化組分PPSPⅠ-1。
1.2.3 多糖樣品的水解和衍生化[8]
稱取紅松松子殼多糖樣品10mg,置于安瓿瓶中,加入4mol·L-1的三氟乙酸(TFA)2mL,振蕩使其溶解,充氮氣封管后于110℃水解3h;取出冷卻后,將水解液減壓蒸干,然后加少量甲醇溶解,再減壓蒸干,重復上述操作4~5次以完全除盡TFA。
衍生化步驟同1.2.1。
1.2.4 色譜條件
HP-5型 毛 細 管 色 譜 柱 (30m×0.32mm,0.25 μm),載氣為N2,檢測器為FID,汽化室溫度260℃,檢測器溫度260℃;程序升溫:初溫140℃保留5min;以2℃·min-1的速率升溫至180℃,保留5min;以2℃·min-1的速率升溫至210℃,保留10min。
1.2.5 紅外光譜分析[9]
對純化組分PPSPⅠ-1進行紅外光譜分析:取干燥的PPSPⅠ-1樣品2mg,以 KBr壓片,在4 000~400 cm-1區(qū)間進行紅外光譜掃描。
混合單糖標準品溶液、紅松松子殼總多糖PPSPⅠ-b和純化組分PPSPⅠ-1的氣相色譜見圖1。
圖1 混合單糖標準品(a)、PPSPⅠ-b(b)、PPSPⅠ-1(c)的氣相色譜Fig.1 The gas chromatogram of mixed monosaccharide standard(a),PPSPⅠ-b(b),PPSPⅠ-1(c)
由圖1a可知,6種標準單糖可以得到較好的分離。以肌醇為內標,在混合標準單糖衍生物中逐一加入標準單糖,根據相應色譜峰面積的變化,可鑒定出各單糖的出峰順序依次為:鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖。
由圖1b可知,PPSPⅠ-b是由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等單糖組成的雜多糖,其物質的量比為3.40∶1.40∶0.79∶7.82∶10.67∶18.35。
由圖1c可知,PPSPⅠ-1是由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等單糖組成的雜多糖,其物質的量比為0.96∶2.30∶2.97∶10.60∶6.91。在PPSPⅠ-b和PPSPⅠ-1色譜圖保留時間為16min附近均有一個色譜峰,因缺乏相應的標準品未能鑒別歸屬。
純化組分PPSPⅠ-1的紅外光譜見圖2。
由圖2可知,PPSPⅠ-1在1 000~1 200cm-1、2 800~3 000cm-1、3 200~3 500cm-1區(qū)域內均具有多糖的特征吸收峰。3 431.27cm-1處為分子間O-H伸縮振動吸收峰;2 933.33cm-1處為C-H伸縮振動吸收峰;1 629.58cm-1處為多糖的水合振動吸收峰;1 452.03cm-1處是C-H 變角振動吸收峰;1 040.48 cm-1處是吡喃糖環(huán)的醚鍵C-O-C的吸收峰,表明PPSPⅠ-1中的單糖是以吡喃糖的形式存在;806.34 cm-1處是α-端基差向異構的C-H變角振動吸收峰。
圖2 PPSPⅠ-1的紅外光譜Fig.2 The FTIR spectrum of PPSPⅠ-1
采用膜分離技術對紅松松子殼熱水提取物進行分離純化,經脫蛋白、脫色后得到總多糖PPSPⅠ-b,經DEAE-52離子交換纖維素柱層析分離得到純化組分PPSPⅠ-1。PPSPⅠ-b主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成;PPSPⅠ-1主要由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成;PPSPⅠ-1的紅外光譜中具有多糖特征吸收峰,顯示其中存在吡喃糖和α-構型糖苷鍵。
[1]SAKAGAMI H,KONNO K,NONOYAMA M.Anti-HIV agents:US,4985249A[P].1991-01-15.
[2]HARADA H,SAKAGAMI H,NAGATA K,et al.Possible involvement of lignin structure in anti-influenza virus activity[J].Antiviral Res,1991,15(1):41-49.
[3]呂永俊,王士賢,彭芳,等.松果有效成分研究.Ⅵ.紅松與油松松塔及松子殼的抗癌活性[J].大理學院學報(綜合版),2008,7(2):1-2.
[4]NAGASAWA H,IWAI Y,IWAI M,et a1.Suppression by apine cone extract of Pinus parviflora Sieb et Zucc of mammary tumour virus in milk of mice[J].Anticancer Res,1992,12(3):845-847.
[5]劉中祿,呂鐵鋼,張永亮.松子殼多糖對小鼠主要免疫細胞功能的影響[J].中國比較醫(yī)學雜志,2010,20(10):33-37.
[6]張松,徐章蔭.多糖類醫(yī)藥生物活性研究進展[J].中國生化藥物雜志,1996,17(6):272-274.
[7]康學軍,曲見松.白芷多糖中單糖組成的氣相色譜分析[J].藥物分析雜志,2006,26(7):891-894.
[8]鄧穎琳.金針菇子實體多糖的提取、分離純化及結構鑒定[D].杭州:浙江工業(yè)大學,2011.
[9]柳紅,張靜.用氣相色譜和紅外光譜對羧甲基化南瓜多糖結構的研究[J].光譜實驗室,2008,25(3):313-318.