王帥,郅麗超,梁馨元,吳哲,張夢(mèng)語(yǔ),任丹丹,何云海,汪秋寬
(大連海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧省水產(chǎn)品加工及綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家海藻加工技術(shù)研發(fā)分中心,遼寧 大連 116023)
籠目海帶KjellmaniellacrassifoliaMiyabe是一種可食用、藥用型經(jīng)濟(jì)藻類,廣泛分布于日本北海道南部水域,因其含有高于普通海帶3~4倍的巖藻多糖(Fucoidan)[1],被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注。目前,本研究團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)了籠目海帶在大連海域的育種栽培。研究表明,籠目海帶中除含有大量糖類外,還含有具有消炎、清除自由基、降血壓等多種生物活性功能的酚類物質(zhì)[2-3]。
褐藻多酚是褐藻藻體中特有的次級(jí)代謝產(chǎn)物。由于水生生物與陸生生物有著不同的生物習(xí)性和結(jié)構(gòu),可能有不同的代謝產(chǎn)物,故褐藻類多酚有著比陸生生物多酚更高的抗氧化活性[4]。多酚結(jié)構(gòu)復(fù)雜[5-6],對(duì)其分離純化難度較大,目前,對(duì)多酚分離純化的研究主要目的是得到活性高的粗多酚提取物、簡(jiǎn)單的粗多酚組分,或是證明該多酚化合物中含有某種已知的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)酚類物質(zhì),尚未見(jiàn)明確表明多酚化合物具體成分組成及結(jié)構(gòu)的研究。分離純化多酚的方法包括有機(jī)溶劑萃取法、大孔樹(shù)脂吸附法、色譜柱層析法(HPLC)、凝膠柱層析法、膜技術(shù)法和高速逆流色譜制備技術(shù)(HSCCC)[7],其中,大孔樹(shù)脂吸附分離純化應(yīng)用較為普遍。Buran等[8]研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)FPX 66大孔樹(shù)脂吸附藍(lán)莓多酚,能有效地去除多糖成分,實(shí)現(xiàn)多酚的有效純化。也有學(xué)者研究了大孔樹(shù)脂對(duì)羊棲菜Sargassumfusiforme[9]、海帶LaminariajapomicaAresch[10]、巨藻Macrocystispyrifera[11]等褐藻多酚吸附解吸的影響,結(jié)果表明,大孔樹(shù)脂分離純化褐藻多酚的效果存在差異,目前并未發(fā)現(xiàn)一種萬(wàn)能的大孔樹(shù)脂對(duì)不同種類多酚均有較強(qiáng)的純化作用。
籠目海帶作為中國(guó)一種新型的褐藻資源,目前對(duì)其多酚的分離純化研究還鮮有報(bào)道。本研究中,以大連海域栽培的籠目海帶為研究對(duì)象,利用乙醇提取粗多酚,通過(guò)不同大孔樹(shù)脂分離純化籠目海帶多酚,對(duì)其分離純化工藝進(jìn)行優(yōu)化,并通過(guò)考察其對(duì)DPPH自由基與羥基自由基的清除能力、總抗氧化能力,以及氧化自由基吸收能力,對(duì)粗多酚及分離純化各組分的抗氧化活性進(jìn)行研究,以期為籠目海帶多酚的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
籠目海帶于2018年7月收獲于大連旅順柏嵐子海域,曬干后帶回遼寧省水產(chǎn)品加工及綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室備用。
試劑:大孔樹(shù)脂ADS-7(強(qiáng)極性)、ADS-8(非極性)、ADS-21(極性)、D101(弱極性)、AB-8(弱極性)、NKA-9(極性)均為天津南開(kāi)和成公司產(chǎn)品;HP-20(非極性)(日本三菱公司)、XDA-1(非極性)均為西安藍(lán)曉科技新材料股份有限公司產(chǎn)品;沒(méi)食子酸(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)(純度99.0%)、福林酚(北京市索萊寶科技有限公司)、1,1-二苯基-2-苦基肼自由基(DPPH)、水溶性維生素E(Trolox)(東京化成工業(yè)株式會(huì)社)、三吡啶三吖嗪(TPTZ)(梯希愛(ài)(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司(TCI))、熒光素鈉、2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二鹽酸鹽(AAPH)(北京百靈威科技有限公司)。所用各種試劑及藥品均為分析純。
儀器:SynergyH1酶標(biāo)儀(美國(guó)博騰儀器有限公司);SHZ-B水浴恒溫振蕩器(上海龍躍儀器設(shè)備有限公司);RE52CS旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠);BT100-2J恒流泵(保定蘭格恒流泵有限公司);SBS-160數(shù)控計(jì)滴自動(dòng)部分收集器(上海滬西分析儀器有限責(zé)任公司)。
1.2.1 籠目海帶前處理 將籠目海帶淡干品表面的沙子、貽貝及甘露醇等物質(zhì)刷去,在60 ℃下恒溫烘干,用高速粉碎機(jī)粉碎,粉末置于密封袋中,干燥避光保存?zhèn)溆谩=?jīng)測(cè)定,該籠目海帶的巖藻聚糖硫酸酯含量為4%,其中,硫酸基團(tuán)含量為25.14%,多糖含量為63.33%。
1.2.2 籠目海帶多酚提取 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室前期研究確定籠目海帶多酚的提取工藝條件為:取16 g籠目海帶粉,以1∶50(g∶mL)的料液比加入60%(體積分?jǐn)?shù),下同)的乙醇,在75 ℃條件下提取70 min,離心取上清液,沉淀以相同條件重復(fù)提取2次,合并上清液,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇溶液后冷凍干燥得到粗多酚,真空密封避光保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 大孔樹(shù)脂活化與再利用 使用前將8種大孔樹(shù)脂分別在密封條件下用無(wú)水乙醇浸泡24 h,使樹(shù)脂充分溶脹,然后用蒸餾水洗至無(wú)乙醇?xì)馕肚疑锨逡撼吻澹儆皿w積分?jǐn)?shù)為5%的稀鹽酸浸泡12 h,用蒸餾水洗至中性,再用質(zhì)量濃度為50 g/L的氫氧化鈉溶液浸泡12 h,用蒸餾水洗至中性備用。
1.2.4 分離籠目海帶多酚大孔樹(shù)脂類型的確定
1) pH對(duì)大孔樹(shù)脂靜態(tài)吸附的影響。將預(yù)處理好的8種大孔樹(shù)脂分別抽濾,稱取5 g樹(shù)脂于錐形瓶中,分別加入pH為3、4、5、6、7、8的一定質(zhì)量濃度(C0)的多酚樣液50 mL,于25 ℃恒溫振蕩器中震蕩24 h,充分吸附后,抽濾取上層清液測(cè)定多酚質(zhì)量濃度(C1)。吸附率計(jì)算公式為
(1)
其中:C0為吸附前樣液中多酚質(zhì)量濃度(mg/mL);C1為吸附后上層清液中多酚質(zhì)量濃度(mg/mL)。
2) 乙醇對(duì)大孔樹(shù)脂靜態(tài)解吸的影響。將預(yù)處理好的8種大孔樹(shù)脂分別抽濾,稱取5 g樹(shù)脂于錐形瓶中,加入50 mL一定質(zhì)量濃度(C0)的多酚樣液,于25 ℃恒溫振蕩器中震蕩24 h,充分吸附后,取上層清液測(cè)定多酚質(zhì)量濃度(C1)。取吸附飽和的樹(shù)脂分別加入體積分?jǐn)?shù)為30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的乙醇溶液50 mL,于25 ℃恒溫振蕩器中震蕩24 h,抽濾取上層清液,測(cè)定多酚質(zhì)量濃度(C2)。解吸率和純度計(jì)算公式為
(2)
(3)
其中:C0為吸附前樣液中多酚質(zhì)量濃度(mg/mL);C1為吸附后上層清液中多酚質(zhì)量濃度(mg/mL);C2為解吸后上層清液中多酚質(zhì)量濃度(mg/mL)。
3)不同樹(shù)脂對(duì)多酚靜態(tài)吸附性能比較。分別稱取預(yù)處理后的大孔樹(shù)脂5 g,在其最適濃度的吸附(pH)、解吸(乙醇體積分?jǐn)?shù))條件下按式(1)和式 (2),計(jì)算各種大孔樹(shù)脂的吸附率、解吸率及純度。
1.2.5 XDA-1樹(shù)脂的動(dòng)態(tài)洗脫
1) 進(jìn)樣質(zhì)量濃度及進(jìn)樣體積。將一定量預(yù)處理的XDA-1型大孔樹(shù)脂濕法裝入直徑為2.6 cm×30 cm的玻璃柱中(上柱高度為20 cm),蒸餾水平衡12 h,以1 mL/min恒定的進(jìn)樣速度分別將不同進(jìn)樣質(zhì)量濃度(15、30、45 mg/mL)的粗多酚樣液(pH 6.5)過(guò)柱子,每5 mL收集一管,測(cè)定流出液中的多酚質(zhì)量濃度。比較不同質(zhì)量濃度的樣液對(duì)該樹(shù)脂吸附多酚能力的影響,根據(jù)泄漏曲線確定進(jìn)樣體積和進(jìn)樣質(zhì)量濃度。
2) 進(jìn)樣流速。XDA-1型大孔樹(shù)脂裝柱填充方法同上。以不同流速(0.5、1.0、2.0 mL/min)將30 mg/mL的粗多酚樣液(pH 3)持續(xù)進(jìn)樣,每5 mL收集一管,測(cè)定流出液中的多酚含量,比較不同進(jìn)樣流速對(duì)吸附的影響,并確定最佳進(jìn)樣流速。
3) 樣液pH。XDA-1型大孔樹(shù)脂裝柱填充方法同上。以1 mL/min恒定的進(jìn)樣速度將不同pH(3.0、3.5、4.0)的15 mg/mL粗多酚樣液持續(xù)進(jìn)樣,每5 mL收集一管,測(cè)定流出液中的多酚含量,比較不同進(jìn)樣pH對(duì)吸附的影響,并確定最佳樣液pH。
4) 洗脫體積及洗脫液體積分?jǐn)?shù)。XDA-1型大孔樹(shù)脂裝柱填充方法同上。進(jìn)樣液100 mL(15 mg/mL粗多酚樣液、pH為3),以1 mL/min的流速?zèng)_一個(gè)柱體積的蒸餾水,使多酚樣液完全吸附。以不同體積分?jǐn)?shù)(60%、70%、80%)的乙醇洗脫,并確定最佳乙醇洗脫液體積分?jǐn)?shù)及洗脫體積。
1.2.6 籠目海帶多酚的抗氧化活性
1)籠目海帶多酚對(duì)DPPH自由基的清除能力。根據(jù)Tohidi等[12]和Chen等[13]試驗(yàn)方案稍做修改。在96孔酶標(biāo)板中,分別加入不同濃度的VC、粗多酚及純化后的多酚樣液40 μL,再加入160 μL 0.1 mmol/L DPPH醇溶液,于25 ℃下避光反應(yīng)30 min后在517 nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度,以VC為陽(yáng)性對(duì)照并做空白試驗(yàn)和平行對(duì)照,計(jì)算各樣液對(duì)DPPH自由基的清除率,計(jì)算公式為
(4)
其中:A0為DPPH與水溶劑混合后的吸光度;A1為樣液與DPPH混合后的吸光度;A2為樣液與乙醇溶液混合后的吸光度。
2) 籠目海帶多酚對(duì)羥基自由基的清除能力。將籠目海帶粗多酚、分離純化組分P1、P2配制成適宜濃度的水溶液,如有沉淀可以8 000 r/min離心5 min取上清液。向試管中分別加入0.5 mL 9 mmol/L的水楊酸醇溶液、0.5 mL 9 mmol/L的FeSO4溶液、0.5 mL樣液及0.5 mL 8.8 mmol/L 的H2O2溶液,于37 ℃下恒溫浴15 min,測(cè)定其在510 nm波長(zhǎng)處的吸光度,計(jì)算各樣液對(duì)·OH自由基的清除率,計(jì)算公式為
(5)
其中:A0為不加樣液的吸光度;A1為加入樣液的吸光度;A2為不加H2O2的吸光度。
3) 籠目海帶多酚的鐵離子還原力 (FRAP)。在96孔酶標(biāo)板中分別加入5 μL不同濃度(0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 mmol/L)的FeSO4溶液和150 μL三吡啶三吖嗪TPTZ工作液(TPTZ工作液現(xiàn)用現(xiàn)配),以蒸餾水作為空白對(duì)照,37 ℃條件下溫育40 min,測(cè)定其593 nm處的吸光度,以FeSO4濃度為橫坐標(biāo),其在593 nm處的吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到曲線方程y=0.405 1x- 0.001 4(R2=0.996 8)。將樣品溶液代替FeSO4溶液進(jìn)行上述操作,樣品的抗氧化活性(FRAP值)以達(dá)到相同吸光度所需的FeSO4量(mmol)表示。
4) 氧自由基吸收能力(ORAC)。依次在96孔酶標(biāo)板中加入25 μL的各多酚樣液,再加入150 μL 熒光素鈉鹽溶液,標(biāo)準(zhǔn)曲線分別以濃度為6.25、12.5、25、50、100 μmol/L的水溶性維生素E(Trolox)繪制??瞻捉M用75 mmol/L磷酸緩沖液代替。酶標(biāo)儀中37 ℃下溫育10 min,立即加入25 μL的AAPH溶液,在激發(fā)波長(zhǎng)485 nm、發(fā)射波長(zhǎng)538 nm條件下進(jìn)行持續(xù)檢測(cè),測(cè)定時(shí)間為3 h。初始的熒光強(qiáng)度記為F0,之后每2 min檢測(cè)一次,記為F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3,…,F(xiàn)n。相對(duì)熒光強(qiáng)度為各時(shí)間點(diǎn)絕對(duì)熒光強(qiáng)度F與初始絕對(duì)熒光強(qiáng)度之比,記為f0,f1,f2,…,fn。以Trolox濃度為橫坐標(biāo),保護(hù)面積NetAUC為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[14],得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.367 5x-1.639 6 (R2=0.977 36)。將樣品物質(zhì)在自由基作用下的熒光衰退曲線的保護(hù)面積NetAUC帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程得到與各個(gè)樣品組分多酚的氧自由基吸收能力等價(jià)的Trolox濃度,最后ORAC值以μmol Trolox/g多酚干質(zhì)量表示。計(jì)算公式為
AUC=2×(f0+f1+…+fn-1+fn)-f0-fn,
(6)
保護(hù)面積NetAUC=AUC抗氧化劑-AUC+AAPH。
(7)
1.2.7 籠目海帶多酚含量的測(cè)定 采用Flion-Ciocalteu法[15]測(cè)定總多酚的含量,并做部分修改。取200 μL反應(yīng)液于96孔板中,在760 nm處測(cè)定其吸光度值,得到?jīng)]食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=0.042 2+0.054 2X(R2=0.999 6),以沒(méi)食子酸(GA)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算相應(yīng)的總酚含量(mg GA/g樣品提取物干質(zhì)量)。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±S.D.)表示,采用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,采用Duncan法進(jìn)行多重比較,顯著性水平設(shè)為0.05。
從圖1可見(jiàn),ADS-7、ADS-21型大孔樹(shù)脂吸附的最適pH為4,其他大孔樹(shù)脂的最適吸附pH均為3,該結(jié)果表明,氫離子在一定程度上促進(jìn)了多酚在大孔樹(shù)脂上的吸附。這可能是多酚呈弱酸性,在酸性條件下多以分子形式存在,而在堿性環(huán)境中發(fā)生電離以離子形式存在,不易被吸附。但酸性過(guò)強(qiáng)(pH<3)時(shí),多酚純化液顏色明顯呈現(xiàn)出不同的綠色,考慮到對(duì)樣品的保護(hù)及試驗(yàn)安全性,不宜采用強(qiáng)酸條件進(jìn)行試驗(yàn)。
從圖2可見(jiàn),隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加,各種大孔樹(shù)脂的解吸率均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),但各種大孔樹(shù)脂的最適乙醇洗脫體積分?jǐn)?shù)有所不同,其中D101最適的乙醇洗脫體積分?jǐn)?shù)為60%,ADS-7為90%,其余樹(shù)脂最適的乙醇洗脫體積分?jǐn)?shù)均為70%。
在上述各種大孔樹(shù)脂最適樣液pH和乙醇洗脫條件下,進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗(yàn)。從圖3可見(jiàn):各種大孔樹(shù)脂對(duì)籠目海帶多酚均具有較好的吸附性能;XDA-1型大孔樹(shù)脂的吸附率最高(平均為73.38%), 與其他大孔樹(shù)脂存在顯著性差異(P<0.05),ADS-7的吸附率次之(平均為72.44%),再次為ADS-21(平均為63.67%)、ADS-8(平均為62.55%)。綜合考慮吸附率、解吸率及純度,后期選擇XDA-1型大孔樹(shù)脂對(duì)籠目海帶多酚進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)。
2.2.1 進(jìn)樣流速的確定 從圖4可見(jiàn),進(jìn)樣流速小時(shí),有利于其吸附,較慢流速使多酚在層析柱中停留時(shí)間較長(zhǎng),能夠讓樹(shù)脂與多酚充分接觸??偟膩?lái)看,進(jìn)樣流速對(duì)大孔樹(shù)脂吸附率影響較小,考慮到實(shí)際分離純化的效率和對(duì)分離柱的穩(wěn)定性,本試驗(yàn)中選擇1.0 mL/min的流速進(jìn)樣。
2.2.2 進(jìn)樣質(zhì)量濃度及進(jìn)樣體積的確定 從圖5A和表1可見(jiàn):當(dāng)進(jìn)樣體積達(dá)到45 mL時(shí),多酚開(kāi)始出現(xiàn)泄露,當(dāng)進(jìn)樣液質(zhì)量濃度為15 mg/mL時(shí),其流出液體積為100 mL時(shí)達(dá)到吸附動(dòng)態(tài)平衡,平衡時(shí)吸附率與對(duì)其他質(zhì)量濃度樣液的吸附率存在顯著性差異(P<0.05),其吸附率平均為71.21%;當(dāng)進(jìn)樣液質(zhì)量濃度為30、45 mg/mL時(shí),泄漏點(diǎn)也為45 mL,但在130~150 mL時(shí)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,平均吸附率分別為53.59%和38.49%。因此,選擇進(jìn)樣液質(zhì)量濃度為15 mg/mL時(shí)效果最佳。本研究中考慮到實(shí)際生產(chǎn)分離的效率,未選取泄漏點(diǎn)時(shí)的體積為進(jìn)樣體積,而是選取進(jìn)樣量達(dá)到動(dòng)態(tài)吸附平衡時(shí)的體積為進(jìn)樣體積,即為100 mL。
表1 不同進(jìn)樣質(zhì)量濃度、pH下籠目海帶多酚的吸附率
2.2.3 進(jìn)樣液pH的確定 從圖5B和表1可見(jiàn):進(jìn)樣液的pH在3.0~4.0范圍時(shí),隨著pH的增大,多酚的吸附率逐漸降低,可能是由于多酚大量的羥基呈弱酸性,在酸性條件下更容易被樹(shù)脂吸附;當(dāng)pH為3.0時(shí)多酚的吸附率與pH為3.5和4.0時(shí)存在顯著性差異(P<0.05),考慮到分離的得率,選擇pH為3時(shí)樣品進(jìn)樣最佳,此時(shí)的吸附率最高,為73.75%。
2.2.4 洗脫體積及乙醇體積分?jǐn)?shù)的確定 由靜態(tài)解吸試驗(yàn)可知,70%的乙醇解吸的多酚含量最高,因此,本試驗(yàn)中選取60%、70%、80%的乙醇解吸XDA-1樹(shù)脂,不同體積分?jǐn)?shù)乙醇對(duì)籠目海帶多酚的洗脫曲線如圖6所示,從整體上看,洗脫75 mL時(shí)出峰,洗脫液達(dá)到115 mL時(shí)第一個(gè)峰(P1)洗脫完畢,洗脫液達(dá)到200 mL時(shí)第二個(gè)峰(P2)洗脫完畢,之后無(wú)明顯峰。由此,確定洗脫體積為200 mL(即2 BV)。洗脫曲線與x軸圍成的面積即為洗脫面積,其大小可表示洗脫量,因此,比較60%、70%、80%乙醇的洗脫曲線面積,可知60%乙醇洗脫出的兩個(gè)峰面積較小,即多酚含量相對(duì)較低,70%乙醇洗脫P(yáng)1峰形尖銳,且峰面積較大,P2組分峰形與80%乙醇洗脫曲線面積相當(dāng),綜合考慮選取體積分?jǐn)?shù)較低的70%乙醇為洗脫劑較佳。
2.2.5 籠目海帶多酚含量 本研究中,最終確定XDA-1型大孔樹(shù)脂為籠目海帶多酚最佳洗脫樹(shù)脂,其最適洗脫條件為pH為3的15 mg/mL樣液以1 mL/min的流速進(jìn)樣100 mL,70%乙醇洗脫200 mL(2 BV)。在此條件下,經(jīng)XDA-1型大孔樹(shù)脂分離純化得到組分P1、P2,其多酚含量分別為(44.62±6.61)、(10.45±0.02)mg GA/g,而籠目海帶未純化的粗多酚含量?jī)H為(2.84±0.15) mg GA/g。經(jīng)大孔樹(shù)脂分離純化后其多酚含量有顯著提高(P<0.05)。
籠目海帶粗多酚及其分離純化的各組分均有一定的抗氧化活性,籠目海帶多酚對(duì)DPPH自由基的清除能力不如抗氧化劑VC;多酚各組分之間相比,粗多酚與P2組分無(wú)顯著性差異(P>0.05),但二者均與P1組分有顯著性差異(P<0.05),其中,P1組分清除DPPH自由基的IC50比粗多酚低23.5%(表2)。
籠目海帶多酚對(duì)羥自由基的清除能力明顯優(yōu)于VC;籠目海帶粗多酚清除羥自由基的IC50為(148.77±5.26)μg/mL,XDA-1型大孔樹(shù)脂分離純化的P1與P2組分的IC50與VC組分間存在顯著性差異(P<0.05)(表2)。
籠目海帶粗多酚、P1、P2組分和VC在鐵離子還原力FRAP測(cè)定中均顯示出一定的抗氧化活性,純化后的P2多酚組分比粗多酚的抗氧化活性有顯著性提高(P<0.05);P2組分的FRAP值為(16.43±0.89)mmol FeSO4/g,P1組分的鐵離子還原力與VC相當(dāng)(P>0.05)(表2)。
籠目海帶粗多酚的氧化自由基吸收能力ORAC與VC能力相當(dāng)(P>0.05),分離純化的P1、P2組分,其氧化自由基吸收能力與粗多酚存在顯著性差異(P<0.05),其中P2組分的ORAC值為VC的35.6倍,顯示出良好的抗氧化活性(表2)。
表2 籠目海帶多酚的體外抗氧化活性Tab.2 Antioxidant activities in vitro of polyphenols from brown alga Kjellmaniella crassifolia Miyabe
本研究中,利用XDA-1樹(shù)脂有效分離純化了籠目海帶多酚,在動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程中,綜合考慮到較慢流速能使多酚在層析柱中停留較長(zhǎng)時(shí)間,可與樹(shù)脂充分接觸[16],進(jìn)樣濃度低可減少雜質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)性吸附和避免樣品絮狀懸浮或沉淀[17],進(jìn)樣體積少(泄漏點(diǎn)時(shí)為進(jìn)樣體積)會(huì)減少實(shí)際生產(chǎn)效率[18]等因素的影響,確定分離純化條件,得到兩個(gè)分離組分P1、P2,P1凍干粉為紅棕色,P2為黃綠色。本研究中推測(cè)組分的差異可能與溶劑極性相關(guān),這與Sun 等[19]的研究結(jié)果相似。當(dāng)加入70%乙醇洗脫時(shí),其體系中乙醇體積分?jǐn)?shù)的逐漸增加,P1可能為低濃度醇洗脫組分,極性比P2組分大。
目前,研究報(bào)道的褐藻多酚組分通常為混合組分[20]。大孔樹(shù)脂是分離純化多酚類物質(zhì)的常用手段,后期可將HPLC、HPLC-MS等技術(shù)應(yīng)用于大孔樹(shù)脂分離純化多酚組分的分析,為進(jìn)一步分析多酚結(jié)構(gòu)提供幫助。童鑫等[21]通過(guò)HPLC技術(shù)將HPD-300大孔樹(shù)脂分離純化前后的米糠酚類提取物的總酚含量、已知各種酚單體含量及總黃酮類含量進(jìn)行比對(duì),結(jié)果顯示,大孔樹(shù)脂HPD-300對(duì)米糠酚類物質(zhì)分離效果顯著,但HPLC技術(shù)只能在確定是否含有及含有量上提供多酚相關(guān)數(shù)據(jù)變化,不能檢測(cè)出多酚全部單體種類。Abolulla等[6]通過(guò)HPLC-QTOF-MS技術(shù)在不同碰撞能量(CE)值下以負(fù)電噴霧電離(ESI)模式定性分析了多酚化合物,在研究的石榴皮提取物中共檢測(cè)出35種可水解單寧和15種類黃酮,并首次在石榴皮中鑒定出六羥基二苯甲酰基-戊烯?;?葡糖苷(HHDP-戊烯酰基-葡萄糖苷)。因此,今后還需結(jié)合多種分析手段探索籠目海帶多酚的結(jié)構(gòu),以明確其具體結(jié)構(gòu)信息。
Akowuah 等[22]研究了不同極性萃取劑提取的酚類物質(zhì)對(duì)DPPH自由基清除能力的影響,研究發(fā)現(xiàn),5種提取劑(水、50%甲醇、甲醇、70%丙酮和氯仿)提取腎茶Orthosiphonstamineus多酚,其中,70%丙酮提取物表現(xiàn)出最高的DPPH自由基清除能力,檢測(cè)丙酮提取物中含有較高的3′-羥基-5,6,7,4′-四甲氧基黃酮(3′-hydroxy-5,6,7,4′-tetramethoxyflavone, TMF),其次為甲醇提取物中有較高含量的迷迭香酸(rosmarinic acid, RA)。本研究中考慮到籠目海帶中多糖對(duì)多酚提取的影響及提取產(chǎn)率等因素,選取了60%乙醇溶液提取多酚,推測(cè)可能與甲醇提取物相似。相比其他藻類多酚,籠目海帶P1組分對(duì)DPPH自由基清除能力比龍須菜GracilarialemaneUbrmis粗酚[23]高20%?;\目海帶多酚對(duì)羥自由基的清除能力明顯優(yōu)于VC,這與楊小青[24]的研究結(jié)果一致,有力地證明了在清除羥基自由基方面褐藻多酚有著較強(qiáng)的能力。本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn),多酚含量高的P1組分,其清除羥基自由基的能力遠(yuǎn)不及P2組分,P1可能是由于低濃度醇洗脫組分,因此,其分子量大或極性較大,多酚聚合度較高,其空間構(gòu)象影響了羥基活性,隨著多酚聚合度的增加,其抗氧化能力減弱[25-26]。而極性較弱的P2對(duì)羥自由基的IC50僅為VC的5%,其可作為極具潛力的天然抗氧化劑?;\目海帶粗多酚的ORAC值比Wang 等[27]測(cè)得的墨角藻、泡葉藻、北方海帶等8種藻多酚的氧化自由基清除能力強(qiáng),顯示出良好的抗氧化活性。
1)本研究中確定了XDA-1型大孔樹(shù)脂為籠目海帶多酚的最適純化樹(shù)脂,并通過(guò)大孔樹(shù)脂動(dòng)態(tài)分離得到P1、P2兩個(gè)組分。
2)通過(guò)體外抗氧化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),籠目海帶多酚分離組分具有較強(qiáng)的抗氧化活性,其中,P2抗氧化活性顯著優(yōu)于多酚其他組分。
3)與其他褐藻相比,新品種籠目海帶多酚抗氧化活性較高,具有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值。分離純化的籠目海帶多酚可作為天然抗氧化劑應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。