【doc】铁-二氢杨梅素蝥合物的制备及抗氧化活性研究

【doc】铁-二氢杨梅素蝥合物的制备及抗氧化活性研究 铁-二氢杨梅素蝥合物的制备及抗氧化活性 研究 食品,Il斜技 ScienceandTechnologyFoodIndustry 食蟊递刑 铁一二氢杨梅素蝥合物的制备 及抗氧化活性研究 郭清泉',林淑英,李大光',周立清',黄惠民' (1.广东工业大学轻工化工学院,广东广州510090;2.广东省食品药品监督管理局,广东广州510080) 摘要:二氢杨梅素具有优异的抗氧化活性,开发利用前景广阔, 其通过螯合金属离子起到抗氧化作用一本研究利用这一 性质,制备了二氢杨梅素一铁螯合物,同时测定此螯合产 物的抗氧化活性,结合量子化学计算,认为制备的二氢杨 梅素一铁螯合物对其抗氧化活性影响很小,这种螯合物作 为铁强化因子在油脂体系中有实际应用价值 关键词:二氢杨梅素,铁,螯舍物,抗氧化,量子化学 Abstract:Dihydromyricetinhasgoodantioxidantactivityand brightprospectstobeexploredandusedIts antioxidantactivityembodiesbychelatingmetaI ionThepaperstudiesthepreparationofFe— DMYchelateanddeterminationofitsantioxidant activity1tsconcludedthattheantioxidantactivity OfFe—DMYchelateissimilartothatofDMY itself.ThesameconclusionisdrawnfrOm quantumchemistrycomputationFe—DMYchelate asFesupplierusedingreasesystemhas realisticvalue. Keywords:dihydromyricetin;Fe;chelate;antioxidant; quantumchemistry 中图分类号:TS2O23文献标识码:A 文章编号:l002—0306(2006)0l一0166—03 二氢杨梅素是一种优良的天然抗氧化剂,在蛇 葡萄属植物中含量极高,其来源广泛,价格低廉,提 取简便,功能性强,具备大规模工业化开发生产的条 件1.林淑英在其博士学位中认为二氢杨梅素可 以螯合金属离子,并且螯合作用发生在3一羟基一4一羰 基上或3,4酚羟基上,从而消除金属离子对自由基 氧化的催化作用1.铁对人体健康来说是一种重要的 微量元素,缺铁容易导致人体出现缺铁性贫血等一 系列并发症.改善缺铁状况主要是通过膳食营养补 充剂(主要是富含铁或维生素C的食品)和食品营养 强化剂(主要是铁强化等保健食品)等途径来加以预 收稿日期: 作者简介: 基金项目: 2o05一O6—16 鄣清泉(1975一),男,博士,讲师,主要从事植物天然产物的 研究与开发. 广东工业大学博士基金资助. 丽 防和起到辅助治疗的作用1.本研究利用二氢杨梅素 螯合金属离子的特性,制备铁——二氢杨梅素的螯 合物,作为铁强化食品的主要功效成分,起到补充和 强化人体铁元素含量的目的.同时测定此螯合物在 动物油脂体系中的抗氧化活性,并与量子化学计算 相结合,讨论其抗氧化活性的变化规律. 1材料与方法 1.1材料与设备 显齿蛇葡萄芽头干叶产地为广东河源,经形 态学鉴定为原植物;氯化亚铁分析纯级,广州化学 试剂厂产;猪油由新鲜猪板油制得;其他所用试 剂均为分析纯. 上lilt电子天平FA2004上海天平仪器厂;数显 恒温水浴锅中外合资深圳天南海北有限公司;电 热恒温鼓风干燥箱DHG一90oA型上海博迅实业有 限公司医疗设备;pHs一25型pH计上海精密科学 仪器有限公司;752紫外光栅分光光度计上海分析 仪器制造总厂. 1.2实验方法 121二氢杨梅素的提取及纯品制备参照文献[4】 二氢杨梅素纯品制备方法进行. 12.2铁——二氢杨梅素螯合物的制备取适量上 述制备的二氢杨梅素纯品溶于一定量水中,加热,过 滤,加入重量百分比为80%(w氯化亚铁重/w总重) 氯化亚铁水溶液,搅拌,同时滴加5%重量百分比(W 氢氧化钠重/w总重)氢氧化钠水溶液5mL,恒温反应 5min后,出现黑色沉淀,再滴加5%体积百分比(V纯 盐酸体积/V,tfi,体积)盐酸水溶液,调体系pH为55, 室温冷却,过滤,反复水洗(滤液用重量百分比为5% 氢氧化钠水溶液测定,不产生白色沉淀为止),得黑 色铁——二氢杨梅素螯合物. 1.2.3测定制备物中铁及含量采用硫氰酸盐比色 食景刑 食品,II斜枝 法【,同时采用二杨梅素纯品水溶液作对照,通过吸 光值差异确定制备物中铁的存在. 1.2.4铁——二氢杨梅素螯合物在猪油体系中抗氧 化性测定称取猪油30g,铁——二氧杨梅素螯合物 的添加量分别为0.02%,0.04%,0.06%和0.08%重量 比(W铁——二氢杨梅素螯合物/W猪油),同时也制 备二氢杨梅素的添加量分别与此对应的对照组,于 70oC恒温振荡器水浴中加热保温,每48h测定一次丙 二醛含量,测定方法参照文献【6】. 1.2.5量子化学计算抗氧化活性由Gaussian系列 程序计算9-氢杨梅素平面构型以及含铁螯合物最低 空轨道与最高占有轨道能量差Eo-Hoo.计算方法为 从头计算法,选取基集为6-31G. 2结果与讨论 2.1铁的螯合率确定 暑 重《0 铁含量(g) 图1铁含量标准工作曲线 通过实验测定表明,在6-501~g/lOmL的浓度范 围内准确测定Fe的量,R值为0.9995,线性高度相 关,具有较高的准确性和灵敏度,可满足分析工作的 要求. 确定好铁含量的标准工作曲线后,通过测定制 备得到的Fe一二氢杨梅素螯合物的吸光值,根据线性 方程换算得到制备的螯合物中铁含量,然后根据在 制备过程中使用的Fe元素的量,计算出Fe的螯合 率为43.62%.为: Fe螯合率=螯合物中Fe量/制备中使用的Fe量 根据螯合率结果可以看出,本研究采用的制备 Fe一二氢杨梅素螯合物方法,铁的螯合率较高,这一方 面说明二氢杨梅素极易与铁金属元素形成螯合体,另 一 方面也说明本研究采用的制备方法较为成功. 2-2铁——二氢杨梅素螯合物在猪油体系中的抗氧 化性 本实验选取0.02%,0.04%,0.06%,0.08%不同二 氢杨梅素添加量,测定其对猪油中丙二醛含量的影 响,其关系如图2所示.由图2可以看出,70~C恒温放 置13d后,各处理组的丙二醛生成量随时间的延长 而增加,其中空白组到第5d氧化速度开始加快,而 添加二氢杨梅素组都表现出了良好的抗氧化活性. Vo1.27,.No.O1,2006 1.2 1.0 g0.8 0.6 O.4 0.2 O 02468l012l4 天数(d) 图2猪油体系中二氢杨梅素不同添加量与丙二醛含量的关系 在贮存第l3d,二氢杨梅素添加量0.04%,0.06%, 0.08%组的丙二醛含量比较接近,分别为0.325, 0.26l,0.189,而空白组的丙二醛含量已经超过测量 范围,经稀释测定,还原其值为1.045,可见二氢杨梅 素具有良好的抗氧化性能.二氢杨梅素分子中有六 个羟基,具有很强的还原供氢能力,可以阻断氧化过 程中游离基链式反应【.林淑英在其研究中测定二氢 杨梅素在猪油体系中的抗氧化能力,也认为二氢杨 梅素明显阻碍了油脂体系氧化过程的发生嘲. 1.2 1.0 O.8 善0.6 0.4 0.2 O ..一 一. 一 024681O1214 天数(d) 图3猪油体系中铁一二氢杨梅素螯合物 不同添加量与丙二醛含量的关系 由图3可以看出,铁一二氢杨梅素螯合物添加到 猪油体系中,其体系的丙二醛含量变化与直接采用 二氢杨梅素的情况大致相同,只不过由于铁在螯合 物中要占据一定的比例,导致实际添加到体系中的 二氢杨梅素量减少.所以从图3反映的情况可以看 出,当添加铁一二氢杨梅素的螯合物为体系的0.06% 以上时,体系的丙二醛含量增加不显着,即可以有效 的组织体系氧化的发生.此实验结果也说明,本实验 制备的铁一二氢杨梅素螯合物对二氢杨梅素的抗氧 化活性影响不大. 2.3量子化学表征的抗氧化活性 林淑英通过研究发现,从显齿蛇葡萄植物中提 取的二氢杨梅素具有两种空间构型,其中平面构型 能量较低,为其主要存在形式t21.故本研究中,通过 Gausslan程序计算时,选取的为平面构型参数,计算 结果见表1. E为分子最高占有轨道能,量度分子给电子 的能力,EnoMo越小,该轨道中的电子越稳定;E为 食品,II斜妓 ScienceandTechnologyofFoodIndustry 表l二氢杨梅素及其铁螯合物的量子化学计算结果 分子最低空轨道能,最度分子接受电子的能力,E.. 越小,电子进入轨道后体系的能量降低得越多;ELI'Mo一 .为分子最低空轨道和最高占有轨道能差,量度分 子稳定性,值越大,反应活性越差因为物质之间发 生的化学反应从微观角度讲就是构成物质的分子, 原子之间得失电子的过程. 通过量子化学计算结果可以看出,二氧杨梅素 与它的铁螯合产物的E?0-?0m相差不大,即其反应 活性相差不大,这也说明了发生铁蝥合作用对二氢 杨梅素的抗氧化活性影响不大,这样二氢杨梅素就 可以作为补铁的抗氧化剂,应用到食用油脂中,从而 起到多重功效;同时与前面抗氧化性能测定作比较, 发现本研究采用的Gaussian程序计算分析结果与之 相吻合,说明采用量子化学手段以很好的指导此 类黄酮类物质的研究 3结论 以往的研究工作经证明,二氢杨梅素在天然 植物显齿蛇葡萄中单体含量极高,同时其具有多种 显着生理功能,所以开发前景极大….本研究正是在 以往研究工作的基础上,探讨了铁一一二氢杨梅素 螯合物的制备及其抗氧化活性测定,得出如下结论: 二氢杨梅素容易与铁发生螯合作用,铁的螯合率较 食景加刑 高,有实际应用价值;二氢杨梅素与铁发生螯合作用 后,对螯合物的抗氧化活性影响不大;借助量子化学 的手段可以正确的预测和指导黄酮类物质的结构与 性质关系研究. 参考文献 [1】熊皓平,杨伟丽,张友胜,肖文军.天然植物抗氧化剂的研 究进展IJ1.天然产物研究与开发.200l,13(5):75-79. f2】林淑英.显齿蛇葡萄中二氢杨梅素的提取纯化及抗氧化 活性研究[D1.华南理工大学2001级博士毕业论文,2004,7:74. 【3】顾维雄.保健食品(第一版)【M】.上海:上海人民出版社, 2001.1.336. [4】张友胜.类茶植物显齿蛇葡萄化学成分的分离鉴定与 DMY提制技术的研究fD】.湖南农业大学博士学位论文,2001, 7:35. 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