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木犀草素磷脂复合物的制备及其溶解性能研究

2015-08-05孙宇薇

关键词:辛醇草素卵磷脂

孙宇薇,吴 春

(哈尔滨商业大学食品工程学院,哈尔滨150076)

随着食品工业的发展与消费观念的改变,天然活性成分的保健食品成为现代人追逐的目标,其中黄酮类化合物以纯天然、高活性、见效快、作用广泛等特点日益受到人们的关注[1-2].木犀草素是一种很具有代表性的天然黄酮,在植物界分布较广.黄酮类化合物有很强的抗氧化作用,可以通过抑制和清除自由基和活性氧来避免氧化损伤,并且还具有抑菌防腐的作用.

木犀草素微溶于水和油脂,影响其在食品中的利用率.磷脂具有两亲分子结构,两个脂肪酸链为疏水基,磷酸及胆碱等基团为亲水基,是一种乳化剂,可作为表面活性剂,具有界面和胶体性质,能在油水界面上吸附[3-4].因此本实验将木犀草素与大豆卵磷脂结合制成磷脂复合物,并对其进行紫外红外光谱分析和溶解性能的测定,以期达到改变木犀草素溶解性能的效果.

1 材料与方法

1.1 实验材料及仪器

1.1.1 原料与试剂

木犀草素:宁波德康生物制品有限公司;大豆卵磷脂:天津市光复精细化工研究所;

无水乙醇,三氯甲烷,异丙酮,乙醚,无水甲醇,正辛醇均为分析纯.

1.1.2 仪器

恒温磁力搅拌器(天津市欧诺仪器仪表有限公司)

ALC-110.4型电子分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)

DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科学有限公司)

HZS-H型恒温水浴振荡器(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司)

UV-5100B型紫外可见分光光度计(上海元析仪器有限公司)

LD4-2A型低速离心机(北京医用离心机厂)

1.2 实验方法

1.2.1 木犀草素磷脂复合物的制备方法

将一定量的木犀草素和大豆卵磷脂溶于有机溶剂,恒温磁力搅拌,常压蒸馏除去反应溶剂,再加入适量的氯仿,充分溶解其中的卵磷脂及复合物,收集沉淀,干燥并称重.将溶解磷脂复合物的氯仿常压蒸馏至少量,干燥后得到黄色粉末状固体,即为木犀草素磷脂复合物.

1.2.2 复合率的计算

木犀草素的初始添加量(M1)与沉淀量(M2)的差值即为与卵磷脂复合的木犀草素的量,从而计算木犀草素与卵磷脂的结合百分率[6-8].公式如下:

1.3 木犀草素磷脂复合物制备的单因素实验

1.3.1 反应温度对复合率的影响

称取0.04 g木犀草素,按投料比1∶2加入0.08 g大豆卵磷脂,溶于40 mL无水乙醇中,制成木犀草素质量浓度为1 mg/mL的溶液,分别于室温和30、40、50、60℃下恒温磁力搅拌2 h,以木犀草素和大豆卵磷脂的复合率为评估标准,对多个反应温度进行考察,研究反应温度对木犀草素磷脂复合物复合率的影响,结果见图1.

1.3.2 反应时间对复合率的影响

称取0.04 g木犀草素,按投料比1∶2加入0.08 g大豆卵磷脂,溶于40 mL无水乙醇中,制成木犀草素质量浓度为1 mg/mL的溶液,在室温20℃下分别恒温磁力搅拌 0.5、1、1.5、2、3 h,研究反应时间对木犀草素磷脂复合物复合率的影响,结果见图2.

1.3.3 木犀草素质量浓度对复合率的影响[9]

分别称取0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 g 木犀草素,按投料比1∶2加入相应量的大豆卵磷脂,溶于40 mL无水乙醇中,分别制成木犀草素质量浓度为0.5、1、1.5、2、2.5 mg/mL 的溶液,在室温 20 ℃下恒温磁力搅拌2 h,研究药物质量浓度对木犀草素磷脂复合物复合率的影响,结果见图3.

1.3.4 投料比对复合率的影响

称取0.04 g 木犀草素,分别按投料比 2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4 加入相应量的大豆卵磷脂,溶于 40 mL无水乙醇中,制成木犀草素质量浓度为1 mg/mL的溶液,在室温20℃下恒温磁力搅拌2 h,研究投料比对木犀草素磷脂复合物复合率的影响,结果见图4.

1.4 木犀草素磷脂复合物理化性质测定

1.4.1 紫外线光谱扫描[9]

取少量的木犀草素、卵磷脂、木犀草素磷脂复合物充分溶解于蒸馏水中,配成木犀草素、卵磷脂、木犀草素磷脂复合物的水溶液,进行紫外光谱分析,所得图谱见图5~7.

1.4.2 红外线光谱扫描

取木犀草素、卵磷脂及木犀草素磷脂复合物,经干燥后分别制成KBr窗片,用红外光谱仪扫描,所得图谱见图7~9.

1.4.3 溶解度测定

1)标准曲线的绘制

采用异丙酮-乙醚-无水乙醇(体积比1∶1∶1)作为稀释溶剂.精密称量木犀草素对照品适量,配成质量浓度为300 μg/mL甲醇溶液100 mL,从中取出0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 mL 于 50 mL 量瓶中,依此补充甲醇至5 mL,再加入5 mL蒸馏水,并用稀释溶剂定容,得不同质量浓度的木犀草素标准溶液.依次取5 mL甲醇和5 mL水于50 mL量瓶中,用稀释溶剂稀释至刻线,配制成空白对照液.在确定波长下测定对照品溶液的吸收光度值,并对质量浓度进行线性回归,得标准曲线.

用同样方法绘制磷脂复合物在水中溶解的标准曲线.

2)溶解度的测定[10-11]

取少量水于磨口三角瓶中,加入过量木犀草素,在振荡器上震荡使其充分溶解,8 h后将样品转移到离心管中,离心10 min取上清液5 mL与50 mL容量瓶,加5 mL的甲醇,再加稀释溶剂至刻度,在353 nm波长处测其吸光度,代入标准曲线求得木犀草素在水中的表观溶解度.

用同样方法可测得磷脂复合物在水中的表观溶解度.

1.4.4 油水分配系数的测定

1)水饱和正辛醇和正辛醇饱和水的配制

用量筒量取50 mL正辛醇与150 mL蒸馏水于具塞三角瓶中,振荡24 h,使二者相互饱和,静止分层后,分液漏斗分离,保存备用.其中,上层为水饱和正辛醇,下层为正辛醇饱和水.

2)油水分配系数测定

配制木犀草素的正辛醇饱和水溶液,于207 nm处测定吸光度A.精密量取该液10.00 mL置具塞三角烧瓶中,加水饱和正辛醇溶液10.00 mL,摇匀,恒温振荡48 h直至平衡.取出,静置分层,吸取水层1 mL,无水乙醇稀释并定容至5 mL,测吸光度Aw,分别将 A、Aw代入1.4.3下标准曲线求得平衡前水中木犀草素总质量浓度C、平衡后水层木犀草素质量浓度Cw,根据Ko/w=(C-Cw)/Cw计算木犀草素在正辛醇/水中的油水分配系数[12-13].用同样方法可测得磷脂复合物的表观油水分配系数.

2 结果与讨论

2.1 木犀草素磷脂复合物的制备单因素实验结果与分析

2.1.1 反应温度对复合率的影响结果与分析

由图1可知,在相同条件下,随着反应温度的升高,复合率逐渐下降,在室温下进行反应时,复合率最高,达到77.95%.所以,反应温度在室温下,即20℃时即可.

图1 反应温度对复合率的影响

2.1.2 反应时间对复合率的影响结果与分析

由图2可见,在相同条件下,随着反应时间的增加,复合率逐渐升高,反应进行2 h后,复合率趋于平稳,说明2 h左右,反应基本完成.所以,反应时间控制在2 h.

图2 反应时间对复合率的影响

2.1.3 木犀草素质量浓度对复合率的影响结果与分析

由图3可知,反应物质量浓度对磷脂复合物的复合率有较大影响,在其他条件不变的情况下,随着木犀草素质量浓度的增加,磷脂复合物的复合率先升高,而后逐渐降低,在1 mg/mL处复合率达到最大值65.75%.这是由于随木犀草素和大豆卵磷脂量的增加,复合率由于两者接触率升高而升高,但体系溶剂量不变,随着木犀草素质量浓度的增加,在木犀草素与磷脂的质量比不变的情况下,磷脂添加量成比例增加,反应体系粘度增加,不利于两者碰撞发生反应,因此体系反应的复合率随着木犀草素质量浓度的增加而减少.所以,制备磷脂复合物的木犀草素质量浓度应控制在1 mg/mL.

图3 木犀草素质量浓度对复合率的影响

2.1.4 投料比对复合率的影响结果与分析

由图4可知,木犀草素磷脂复合物的复合率先是随着木犀草素在体系中所占的比例减少而增加,在投料比1∶1时达到最大值74%,然后复合率随木犀草素在体系中所占的比例减少而降低.原因可能是:一方面,大豆卵磷脂对木犀草素有一定的增溶作用,另一方面,两种反应物的投料比逐渐接近完全反应的比例,有利于木犀草素与大豆卵磷脂之间充分的相互作用,生成磷脂复合物.所以,投料比控制在1∶1为宜.

图4 投料比对复合率的影响

2.2 木犀草素磷脂复合物理化性质分析

2.2.1 紫外光谱扫描结果分析

通过紫外光谱扫描可知,木犀草素的最大吸收波长为207 nm,大豆卵磷脂最大吸收波长为202 nm,木犀草素磷脂复合物最大吸收波长为207 nm.磷脂复合物与木犀草素的紫外光谱图形状相似,且有相同的最大吸收波长,紫外光谱图表明,磷脂复合物中木犀草素的发色团没有发生变化.见图5~7.

图5 木犀草素紫外光谱扫描曲线

图6 大豆卵磷脂紫外光谱扫描曲线

图7 木犀草素磷脂复合物紫外光谱扫描曲线

2.2.2 红外光谱扫描结果分析

通过红外光谱扫描图可以看出,木犀草素磷脂复合物保留了3 420 cm-1处代表-OH基的吸收峰,以及1 655 cm-1处—C=C—的吸收峰,并且还体现了大豆卵磷脂2 925 cm-1处代表饱和烃的-CH2-基团,说明木犀草素磷脂复合物结合了木犀草素和大豆卵磷脂,但没有产生新的物质,基本保留了木犀草素的最大吸收峰,保留了木犀草素的性质.见图8~10.

图8 木犀草素红外光谱图

图9 大豆卵磷脂红外光谱图波数

图10 木犀草素磷脂复合物红外光谱图

2.2.3 木犀草素磷脂复合物溶解性结果

由表1可知,木犀草素磷脂复合物在水中的溶解度大于木犀草素,说明磷脂复合物改善了反应物木犀草素的溶解性.

表1 木犀草素和磷脂复合物在水中的表观溶解度

2.2.4 木犀草素磷脂复合物油水分配系数测定结果

由表2可知,木犀草素磷脂复合物的油水分配系数接近木犀草素的2倍,也就是表明磷脂复合物改善了木犀草素的脂溶性.

表2 木犀草素和磷脂复合物的油/水分配系数

3 结语

以木犀草素、大豆卵磷脂为原料,无水乙醇为溶剂,恒温磁力搅拌制备磷脂复合物,分别考察反应温度、反应时间、木犀草素质量浓度和投料比对木犀草素磷脂复合物复合率的影响,确定最佳工艺条件即反应温度为室温,反应时间2 h,木犀草素质量浓度为1 mg/mL,投料比为1∶1时复合率较高.紫外、红外光谱扫描结果显示,木犀草素和大豆卵磷脂结合形成了木犀草素磷脂复合物,并且磷脂复合物的紫外最大吸收波长、红外最大吸收峰与木犀草素相似,说明磷脂复合物仍能显示木犀草素的性质.通过对溶解度和油水分配系数的考察,可以证明,木犀草素磷脂复合物的脂溶性和水溶性均有所提高,即磷脂复合物达到了改善木犀草素脂溶性和水溶性的效果.

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