Key Laboratory of Biodiversity FormationMechanism and Comprehensive Utilization ofQinghai-Tibetan Plateau in Qinghai Province
概 述
OVERVIEW
Food Chemistry(IF=5.399)发表的论文"The application of an aqueous two-phase system combined with ultrasoniccell disruption extraction and HPLC in the simultaneous separation andanalysis of solanine and Solanum nigrum polysaccharide from Solanum nigrum unripe fruit"(Publication time:30 January, ; DOI:https:// / 10.1016/j.foodchem. . 125383)。该论文阐述了从未成熟的龙葵中同时提取和分离茄碱和龙葵多糖。
前 言TNTRODUCTION
龙葵是一种一年生草本植物，遍布欧洲，亚洲和美洲的温带和热带地区。龙葵的叶子和小浆果是可食用的。龙葵浆果中有许多具有生物活性的化合物。龙葵作为一种优良的药用植物，含有两种主要的有效成分，即茄碱和龙葵多糖。
糖生物碱茄碱是19世纪Desfosses（Conner，1937）在自然界中首次发现的。茄碱是一种从植物或未成熟果实的各个部位提取的生物碱，其中含有茄碱，茄甘精等。迄今为止，已经从超过三百五十种植物中提取并确定了一百多种这些化合物，例如马铃薯，番茄，茄子，龙葵等。茄碱具有抗癌，强健心脏，抗过敏和抗微生物的功能。由于茄碱对癌细胞的活性具有重要的抑制作用，因此它在降低癌细胞的扩散速率，抗转移，抑制肿瘤细胞增殖和诱导肿瘤细胞凋亡方面发挥着作用。
龙葵多糖是一种水溶性复合多糖，具有降低血管通透性，抑制透明质酸酶的生物活性，促进抗体形成，减少血液凝固和抑制心脏兴奋的免疫功能。许多实验表明，龙葵多糖对许多细菌都具有抑制作用，例如伤寒杆菌，变形杆菌，金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，铜绿假单胞菌等。
由于ATPE具有工艺简单，成本低，操作条件温和且无毒的特点，水相两相萃取（ATPE）的应用始于1950年代的食品工业，环境科学，医学工业和生物医学工业领域的分离。迄今为止，ATPE已用于各种物质的提取和分离，包括蛋白质，酶，多肽，氨基酸，遗传物质，金属离子，化学物质，细胞色素和抗生素。水性两相系统（ATPS）意味着有两种或多种溶解在水中的物质，当两种物质的浓度达到临界浓度时，该系统将成为两相系统。在范德华力，疏水作用，静电作用和界面张力的作用下，系统的每个成分都富集在上层相或下层相中，从而实现了对象在两相中的选择性分布，从而达到了分离的目的。近年来，ATPS已成功用于多种天然产物的提取，其中包括甘草甜素，罂粟碱，人参皂苷，糖和花色苷等。
方 法METHOD1.通过超声细胞破碎仪提取:乙醇浓度对提取率的影响
通过超声破碎细胞壁，检查了乙醇浓度对茄碱，茄边碱和龙葵多糖提取效率的影响。发现，随着乙醇浓度从0％变为100％，三个目标的提取效率均提高。还表明，当乙醇浓度高于60％时，萃取效率的变化范围很小。因此，为了减少有机溶剂的使用，在样品的制备中将乙醇的浓度设定为60％。
2.通过超声细胞破碎仪提取:提取时间对提取率的影响
在超声波破坏细胞壁的提取过程中，还研究了提取时间对茄碱，茄边碱和龙葵多糖提取效率的影响。图2（a）显示了茄碱，茄边碱和龙葵多糖的提取效率随时间的变化曲线。发现所有三种材料的萃取效率随时间增加。但是，当提取时间超过60分钟时，提取效率几乎没有提高。因此，在该实验中，将样品置于超声细胞破碎仪中50min。
图2.各因素对萃取效率和分配效率的影响。(a)提取时间对萃取效率的影响，(b) K2CO3浓度对分配效率的影响，(c)乙醇浓度对分配效率的影响，(d)温度对分配效率的影响。3.ATPE盐的选择 对于ATPS，影响液液平衡的一个重要因素是盐的类型。以前对ATPS的研究表明，盐的类型是影响目标对象分配的重要因素，因此建议使用七种盐作为相形成盐。这些盐如下：KOH，(NH4)2SO4，NaH2PO4，K2CO3，K2HPO4，Na2SO4和K3PO4。表1列出了这七个ATPF在三种材料中的分配效率。发现表1中乙醇-K2CO3 ATPE和乙醇-K3PO4ATPE明显优于其他ATPE。选择乙醇-K2CO3ATPE作为分配系统，因为二价盐比三价盐温和得多。 表1.三种材料的不同ATPFs的分配效率 4.乙醇-K2CO3ATPE中的物质分布:K2CO3浓度对分配效率的影响 当K2CO3的浓度在0.17mg/mL到0.27mg/mL范围内时，检查三种材料的分配效率，因为K2CO3的浓度对分布有显着影响在两个阶段中的材料。在此过程中，固定了其他参数。图2(b)显示了K2CO3浓度对分配效率的影响。发现，在不同的K2CO3浓度下，茄碱和茄边碱的分配效率增加。然而，关于龙葵多糖，分配效率随着K2CO3浓度的增加而降低。主要原因是盐析效应：高浓度的K2CO3导致顶部相中乙醇的浓度增加，然后茄碱和茄边碱可以更容易地溶解于顶部相中。另一方面，高浓度的K2CO3也会导致底相中K2CO3的浓度增加，与水结合的电解质K2CO3比龙葵多糖更容易溶解，因此，当K2CO3的浓度增加时，龙葵多糖会从底部相转移到顶部相中因其在顶部阶段有更多的自由水。5.乙醇-K2CO3ATPE中的物质分布:乙醇浓度对分配效率的影响作为其他相形成材料，乙醇对物体的分布也有重要影响。本文讨论了乙醇浓度对三个对象分配效率的影响。对于乙醇浓度为24％至44％的范围，分配效率的变化在图2(c)中给出。发现当乙醇浓度从24％增加到44％时，茄碱和茄边碱的分配效率开始上升，然后缓慢上升。这是因为在较高的乙醇浓度下，茄碱和茄边碱可以很容易地进入顶相。但是，当乙醇浓度达到32％时，几乎所有的茄碱和茄边碱都进入了上流相。在这一点上，即使乙醇的浓度增加，茄碱和茄边碱的分配效率变化也会缓慢发生。对于龙葵多糖，当乙醇浓度从24％变为44％时，分配效率从98％下降至70％。最重要的原因是系统中的水量减少。固定盐浓度和系统总体积后，乙醇浓度的增加会降低工作系统中的水含量。在ATPS中，一些水用于溶解盐，一些水用于溶解龙葵多糖。因此，当水含量降低时，由于水分子与盐之间的竞争能力较弱，ATPS中没有足够的水来溶解龙葵多糖。因此，随着乙醇浓度的增加，龙葵多糖的分配效率降低。6.乙醇-K2CO3ATPE中的物质分布:温度对分区效率的影响 研究了温度在15°C至45°C范围内对三种材料的分配行为的影响，结果如图2(d)所示。此图表明分区效率随着系统温度的升高，这三个物体中的所有物体均减小，而减小的范围很小。在该实验中发现高温抑制了物体的分配。 7.多因素实验 三种因素对三种材料的分配效率的影响如图3所示。在3D响应曲面图中，可以直接观察到三个响应与具有不同实验水平的每个变量之间的关系，并且还可以直观地看到这两个变量之间的相互作用。通过观察响应面图，还可以确定变量的最佳范围。通过图3和补充表B的分析获得最佳值，茄碱和茄边碱的分配效率为99.06％和99.21％。当K2CO3浓度，乙醇浓度和温度分别为0.25mg/mL、44％和15°C时，出现最佳值。当碳酸钾浓度，乙醇浓度和温度为0.21mg/mL、36％和8°C时，龙葵多糖的最佳分配效率可以达到98.39％。为了获得三种材料的更好的分配效率，最终的实验条件如下：K2CO3的浓度为0.21mg/mL，乙醇的浓度为36％，温度为15°C。在这些条件下，茄碱，茄边碱和龙葵多糖的分配效率分别为96.21％，96.92％和97.36％。 图3.K2CO3浓度、乙醇浓度和温度交互效应的三维响应面图，其他变量均设为固定值 8.方法验证 在最佳条件下，使用七组不同重量的龙葵未成熟果实和干龙葵未成熟果实进行方法验证。表3给出了这三种材料的分配效率和提取效率。发现，当龙葵未成熟果实的重量在10g-1000g范围内时，该方法可以很好地工作。 表3.研究了不同重量下龙葵生果(A组)和干龙葵生果(B组)的分配效率和提取率 结 果RESULT本文采用超声细胞破碎提取法和乙醇K2CO3 ATPS法从龙葵未成熟果实中提取并分离茄碱，茄边碱和龙葵多糖。对于有效的超声细胞破碎提取，通过单因素实验确定了最佳条件，条件是60％乙醇和50min提取。为了有效分离茄碱和龙葵多糖，通过响应面法的多因素实验设计确定了最佳条件。在最佳条件下，碳酸钾浓度为0.21mg/mL，乙醇浓度为36％，温度为15℃。茄碱，茄边碱和龙葵多糖的分配效率分别为96.21％，96.92％和97.36％。三种材料的提取效率分别为1.95–2.19mg/g、1.83–2.25mg/g和7.11–9.05mg/g。这也为该同时提取和分离方法是否适用于从其他植物中提取和分离茄碱的方法提供了依据。 扫描二维码 关注我们 获取更多信息 免责声明：Tibet Plateau-A NaturalLaboratory（青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室）尊重并倡导保护知识产权，本文所引述机构或个人的观点、言论、数据及其他信息仅作参考和资讯传播之目的，不代表Tibet Plateau-A Natural Laboratory（青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室）赞同其观点或证实其描述。如发现违法或不良信息，请发送邮件至1021@，我们将及时处理。 如果觉得《【天然产物化学】龙葵未成熟果实中茄碱和龙葵多糖的提取分离》对你有帮助，请点赞、收藏，并留下你的观点哦！
