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芦丁-卵磷脂复合物的理化性质研究

2016-08-29马汉军莫海珍娄文娟

农产品加工 2016年14期
关键词:卵磷脂芦丁混合物

耿 升,张 敏,杨 丽,马汉军,莫海珍,娄文娟

(河南科技学院食品学院,河南新乡 453003)



芦丁-卵磷脂复合物的理化性质研究

耿升,张敏,杨丽,马汉军,莫海珍,*娄文娟

(河南科技学院食品学院,河南新乡453003)

芦丁具有较强的药理活性、毒性低,广泛存在于植物界,但其脂溶性低,使其应用受限。采用溶剂法制备芦丁-卵磷脂复合物,并采用紫外(UV)、红外(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示量扫描(DSC)、X-射线衍射(XRD)等波谱手段对该复合物理化性质进行研究。结果表明,芦丁与大豆磷脂复合后,其物相发生了重大改变,芦丁以无定形状态分散于卵磷脂中。在25℃正辛醇中,复合物的溶解度为31.240 μg/mL,而芦丁单体的溶解度仅有0.097 μg/mL,溶解性有显著提高。

芦丁;卵磷脂;复合物;理化性质

芦丁是广泛分布在自然界植物中一种具有代表性的黄酮类化合物,具有消炎、抗氧化、延缓衰老、抗癌等多种生理功效[1-3]。研究表明,槐花具有的凉血止血、清肝泻火、祛痰止咳等多种功效,都与其含有的芦丁有很大关系[4]。这些特性使其在功能性食品、生物制药方面等具有巨大发展前景。因此,芦丁受到国内外学者的广泛研究,但脂溶性低成为限制其广泛应用的主要原因。

卵磷脂(Lecithin)是一类存在于生物界的含磷脂类物质,其对细胞的维持生物活力至关重要,在人体新陈代谢、增强免疫力等方面更是不可或缺[5-8]。磷脂既具有亲水性,又具有疏水性,其中亲水部分是磷酸、胆碱,而疏水部分是脂肪酸的烃基,常被用作乳化剂、包埋剂[9-10]。目前,商业磷脂产品主要来源于蛋黄和大豆。蛋黄中磷脂虽然含量比大豆高,但高纯度蛋黄卵磷脂的获取成本较高,且大豆磷脂与蛋黄卵磷脂相比,不含胆固醇,含有大量不饱和脂肪酸,易于阻止胆固醇在血管中的沉积,所以在食品和药品生产上多使用大豆磷脂[11-12]。

磷脂复合物一般指在非质子传递体系溶剂中,药物与磷脂以一定配比关系结合而形成的复合物。研究发现,多种黄酮类化合物和卵磷脂都有不一般的亲和力,二者很容易形成复合物,并可能表现出与母体不同的理化性质[13-15],如脂溶性明显增强,更便于在机体内发挥作用,有效促进药物的吸收,最大限度地发挥药物的利用效率[16-19]。因此,本研究拟制备芦丁-卵磷脂复合物,并通过多种手段对该复合物的理化性质进行研究。

1 材料与仪器

1.1材料与试剂

芦丁,上海阿拉丁试剂公司提供;卵磷脂,上海生工生物工程有限公司提供(来自大豆);甲醇,上海霍尼韦尔贸易有限公司提供(色谱级);其他试剂皆为分析纯试剂。

1.2仪器

电子天平,上海梅特勒-托利多仪器有限公司产品;磁力加热搅拌器,江苏中大仪器厂提供;TU-1810PC型紫外-可见分光光度计,北京普析通用公司产品;TENSOR 27型傅立叶红外光谱仪,德国Bruker公司产品;Quanta 200型扫描电子显微镜,美国FEI公司产品;Q200型差示量热扫描分析仪,美国TA公司产品;D8型X-衍射,德国Bruker公司产品;WFJ-7200型可见光分光光度计,上海龙尼柯仪器有限公司产品;1260型高效液相色谱,美国Agilent公司产品;超纯水机,郑州金水仪器有限公司产品。

2 试验方法

2.1芦丁-卵磷脂复合物制备

精确称取400 mg芦丁和800 mg卵磷脂,并用300 mL四氢呋喃溶解,用封口膜将烧杯封住,在室温下磁力搅拌24 h,静置1 h,取上清液并在通风橱中进行70℃水浴,使溶剂完全挥发,移至干燥处冷却至常温,对烧杯底部淡黄色固体进行收集,即为所制备芦丁-卵磷脂复合物。

2.2芦丁及卵磷脂物理混合物制备

精密称取500 mg芦丁和1 000 mg卵磷脂,在研钵中均匀研碎,制得芦丁与卵磷脂的物理混合物。

2.3紫外光谱

分别称取芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的复合物及其物理混合物各2 mg,配成10 mL溶液,稀释一定倍数之后,于220~400 nm波长范围内进行扫描。

2.4红外光谱

取适量芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的复合物及物理混合物和溴化钾混合压片,在中红外光谱区进行红外光谱扫描。

2.5扫描电子显微镜

分别将芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的复合物及物理混合物按扫描电子显微镜的要求制样后,放入Quanta 200型扫描电子显微镜进行样品观察。

2.6差示扫描量热分析方法

按DSC取样要求对卵磷脂、芦丁、芦丁与卵磷脂的复合物及物理混合物进行取样,在氮气下进行DSC扫描分析,扫描起始温度50℃,终止温度300℃,每1 min升温10℃。数据采用DSC Proteus Analysis软件进行处理。

2.7X-衍射分析方法

按X-衍射取样要求对卵磷脂、芦丁、芦丁与卵磷脂的复合物及物理混合物进行取样,采用CuKa靶,石墨单色器衍射单色化,衍射角扫描范围为5°~80°。

2.8芦丁脂溶性测定

取芦丁及芦丁与卵磷脂的复合物于50 mL离心管中,加入5 mL正辛醇,将水浴振荡器温度设为25℃,振荡1 d左右,取上清液合理稀释并采用HPLC对芦丁含量进行测定。色谱柱:DIKMA-C18(2)型反相柱(5 μm,250 mm×4.6 mm);进样量:10 μL;检测波长:280nm;进样温度:25℃;流动相:甲醇和水(3∶2);流量:1 mL/min。色谱数据的记录和处理,采用Agilent OpenLAB ChemStation软件。

3 结果与讨论

3.1紫外光谱分析

紫外吸收光谱可以反映化合物不饱和键的变化情况。

芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物紫外图谱见图1。

图1 芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的紫外图谱

由图1可知,芦丁、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的紫外特征吸收峰都出现在260 nm,365 nm处,而卵磷脂没有出现特征吸收峰。芦丁、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的吸收峰形状相同,且复合物在扫描范围内没有出现新的特征吸收峰。从紫外吸收光谱可以说明,芦丁与卵磷脂在复合过程中并没有形成新的不饱和键。

3.2红外光谱分析

芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物红外图谱见图2。

由图2可知,芦丁与卵磷脂的红外色谱具有明显差别。芦丁与卵磷脂物理混合物的红外光谱上芦丁与卵磷脂特征吸收峰依然存在,红外光谱表现为2种物质红外光谱的叠加,各峰只是信号强度发生变化,波数没有大的变化,说明2种物质之间没有发生相互作用。复合物中卵磷脂大部分峰依然存在,但芦丁的特征吸收峰有部分消失了,说明芦丁与卵磷脂存在相互作用。但复合物的光谱没有出现新吸收峰,说明复合物没有形成新的共价键,芦丁、卵磷脂化学结构没变化。

图2 芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的红外图谱

3.3扫描电镜分析

芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的扫描电镜见图3。

图3 芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的扫描电镜

由图3可知,芦丁放大倍数为2 000倍,卵磷脂放大倍数为800倍,其混合物放大倍数为1 000倍,复合物放大倍数为1 000倍。从图3(1) 中可以看见芦丁呈现小针状晶体;图3(2)卵磷脂呈现大的无定形状态,其明显大于芦丁;在图3(3)中,2种物质状态都有;图3(4)复合物为无定形状,与芦丁和卵磷脂的状态明显不同。

3.4差示扫描量热分析

芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的DSC图谱见图4。

图4 芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的DSC图谱

由图4可知,在165℃处芦丁出现吸热峰,即为该物质的熔融峰;卵磷脂无定没有明显的吸热峰,是因为其为一种无固定熔点的无定型物质;混合物DSC图谱为芦丁和卵磷脂图谱的叠加,芦丁熔融峰仍能观察到;而复合物中熔融峰消失,图谱与卵磷脂的DSC图谱相似,表明芦丁已完全分散于卵磷脂中。

3.5X-衍射分析方法

芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的X-衍射见图5。

由图5(1)可知,芦丁尖锐的衍射峰有许多,揭示其内部为结晶状态;由图5(2)可知,卵磷脂仅在20℃附近有出现宽大的吸收峰,说明其具有不定形状态[20];由图5(3) 可知,混合物中既有尖锐的结晶衍射峰,也有宽大吸收峰;由图5(4)可知,复合物衍射图中尖锐的峰消失,宽大吸收峰依然存在,与卵磷脂衍射图谱类似,表明在复合物中,芦丁已完全分散于卵磷脂中,与卵磷脂形成了一种无定形物质。

3.6溶解度分析

取50 mg芦丁加入到甲醇中配成100 mL溶液,再从其中分别取1,2,4,8,10 mL到10 mL玻璃管中,用甲醇定容至10 mL。取上述不同质量浓度溶液按照液相色谱分析的进样条件处理后进样,所得芦丁标准品不同质量浓度与波峰面积的标准曲线方程为Y=15 260X-481.17,R2=0.999。经HPLC分析得芦丁在25℃正辛醇中的溶解度仅为0.097 μg/mL;而与卵磷脂复合后,其溶解度达到31.240 μg/mL,其脂溶性得到了显著提高。

芦丁、芦丁-卵磷脂复合物在正辛醇中溶解度的比较见图6。

4 结论

图5 芦丁、卵磷脂、芦丁与卵磷脂的物理混合物及复合物的X-衍射

图6 芦丁、芦丁-卵磷脂复合物在正辛醇中溶解度的比较

本研究采用溶剂法制备了芦丁和卵磷脂的复合物。紫外吸收光谱说明,芦丁与卵磷脂在反应中并没有形成新的不饱和键;红外吸收光谱说明,芦丁与卵磷脂发生了相互作用,但复合物并没有生成新的共价键;电镜、X-射线衍射、差示扫描量热分析表明,复合物的形态与芦丁、卵磷脂及其物理混合物有明显的不同,且芦丁已完全分散在卵磷脂中,与卵磷脂形成了一种无定形物质。HPLC分析表明,芦丁的脂溶性得到显著提高。芦丁在自然界中易于获得,且含量丰富,并具有良好的生物活性。20世纪90年代以来,世界范围内的药物化学和现代制剂技术飞速发展,功能性食品研究如火如荼,在这些有利的大环境推动下,相信芦丁在功能性食品和药物开发等方面会有更大的发展及应用,本研究能为其发展提供一定参考。

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Research on Phyemical Properties of Rutin-lecithin Complex

GENG Sheng,ZHANG Min,YANG Li,MA Hanjun,MO Haizhen,*LOU Wenjuan
(School of Food Science,He'nan Institute of Science and Technology,Xinxiang,He'nan 453003,China)

Rutin,with strong pharmacological activity and low toxicity,exist widely in plant kingdom.But its application is limited because of its low solubility in fat.This paper prepares rutin-lecithin complex by a solvent method and its physicochemical properties are analyzed by ultraviolet-visible spectrometry, infrared spectrometry, scanning electron microscopy,differential scanning calorimetry,and X-ray diffractometry.Results show that the physical phase of rutin significantly changed after forming a complex with lecithin,where it remained in an amorphous state and completely dispersed in lecithin.In 25℃isoctanol,the solubility of the complex is 31.240 μg/mL,and the solubility of rutin monomer is only 0.097 μg/mL,shows that the soluble of rutin-lecithin complex is improved significantly.

rutin;lecithin;complex;physicochemical property

O69

A

10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2016.07.043

1671-9646(2016)07b-0047-04

2016-06-07

河南省高校科技创新团队支持计划项目(13IRTSTHN006,16IRTSTHN007)。

耿升(1990— ),男,硕士,研究方向为食品化学。

娄文娟(1989— ),女,硕士,助理实验师,研究方向为功能性食品与食品安全性。

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