第3O卷第10期 中南林业科技大学学报 Journal of Central South University of Forestry&Technology Vo1.3O No.1O 2010年1O月 Oct. 2O1O 柚皮中柚皮甙的提取纯化及结构鉴定 叶翠层,周尽花,吴宇雄,孙汉洲 (中南林业科技大学应用化学研究所,湖南长沙410004) 摘要: 从柚皮中提取分离纯化活性物质柚皮甙可以促进柚果资源的高效利用。采用乙醇一水体系从柚皮巾提 取了柚黄酮类化合物并采用大孑L吸附树脂法对其进行纯化。采用熔点、紫外、红外、核磁共振氢谱和质谱对精制 的柚黄酮单体进行检测分析。实验结果表明:乙醇一水体系和大孑L吸附树脂法可以有效地实现柚黄酮化合物的提 取和纯化;熔点及四大谱图确证了分离纯化精制得到的柚黄酮单体为柚皮甙。 关键词:柚皮甙;提纯;鉴定;黄酮;柚 中图分类号:0629.9 文献标志码: A 文章编号: 1673—923X(2010)10—0121--04 Extraction,purification of naringin from pomelo peel and structure identificati0n YE Cui—ceng,ZHOU Jin-hua,WU Yu-xiong,SUN Han-zhou (Applied Chemistry Institute,Central South University of Forestry 8-Technology,Changsha 410004,Hunan,China) Abstract:Separation and purification of bioactive component naringin from pomelo(Citrus grandis Osbeck)peel can improve the efficient use of pomelo resource.Flavonoids were extracted by ethanol—water solution from pomelo peel and purified by porous resin adsorption method.Ultraviolet(UV),infrared(IR>, H nuclear magnetic resonance ( H NMR).mass spectrometry(MS)and melting point(1TL P.)method were employed to characterize the ob— tained flavonoid monomer.Experimenta1 results show that ethanol—water extraction system and porous resin ad— sorption are effective for the separation and purification of flavonoid.UV,IR, H NMR,MS and I11.P.has con firmed that the flavonoid monomer is naringin. Key words:naringin;purification;characterization;flavonoid;Citrus grandis Osbeck 柚在我国广泛种植,如湖南江永1.3万hm 香 柚基地,广西容县1万hm 沙田柚基地。柚果主要 扩张血管、改善脑循环、抑制血小板活化因子等作 用[ 。如Basile A。等l 3l从Castanea sativa叶子 中提取出的主要含柚皮甙、橙皮甙等的黄酮类化合 鲜食,占全果40 ~50 的皮渣被随意丢弃,既造 成环境污染,也是对资源的巨大浪费。柚皮中含有 物,对格兰氏细菌的最小抑制浓度为64 g・mI ~ 256,ug・mI ,最小杀菌浓度为256 g・mI ~ 柚皮甙等黄酮类化合物,柚皮中柚皮甙的含量大约 为1 ~6 ,分布于柚皮的不同部位,随果实成熟 度增加而降低 ]。黄酮类化合物具有清除自由基、 512 g・rnL。柚皮甙具有抗氧化作用,能抑制亚硝 胺、黄曲霉毒素及其他致癌物的致癌作用,对乳腺癌、 收稿日期:2010-04 25 基金项目:中南林业科技大学引进人才项目(104--0071) 作者简介:叶翠层(1955一),男,湖南长沙人,研究员,从事应用化学研究 通讯作者:周尽花(1973),女,湖南益阳人,副教授,博士,从事天然产物及有机合成研究 122 叶翠层,等:柚皮中柚皮甙的提取纯化及结构鉴定 第8期 肺癌等有一定的预防作用 ]。 从柚皮中提取分离柚皮甙等黄酮类化合物,可 以提高柚果的经济附加值,高效利用资源,并因而 提高柚农的种植积极性,促进农民增收和农村产业 结构调整。 1 实 验 1.1主要原料及仪器 柚皮(广西沙田柚皮,切碎,烘干并粉碎);95 9/6 乙醇,大孔吸附树脂(非极性树脂,粒径:0.3 mm~ 1.25 mm,平均孔径:29.0 nm~30.0 nm,孔容: 1.20 mL/g~1.24 mL/g,比表面积:500 m /g~ 600 m /g>;甲醇(色谱纯);氘代丙酮(光谱纯);溴 化钾(分析纯)。 WS2—133—74恒温水浴锅(广东汕头医疗器 械厂),旋转蒸发仪(上海申科机械研究所),蠕动泵 (武汉亚法生物技术有限公司),756MC紫外可见分 光光度计(上海精密科学仪器公司),AVATAR360 型红外光谱仪(美国Nicolet公司),Varian 400核 磁共振波谱仪(美国瓦立安公司),GCMS—QP2010 型质谱仪(日本岛津),wRS一1数字熔点仪(上海 物理光学仪器厂),wL一1显微熔点测定仪(厦门 教学仪器厂)。 1.2柚黄酮的提取 采用乙醇一水体系从柚皮中提取柚黄酮。准确 称取50.0 g柚皮粗粉,按料液比r为2O加入提取 剂80 (体积分数)乙醇(料液比r为提取剂的体积 V(mL)与原料质量rn(g)之比),控制提取温度为 90 ̄C,提取时间为90 min,重复提取3次,得柚黄酮 提取液。 1.3柚皮甙的分离纯化 1.3.1大孔吸附树脂法分离纯化柚黄酮 采用常规湿法将大孔吸附树脂装填至玻璃层 析柱中,柱高:内径一10:1,柱体积为6O mL,采 用蠕动泵控制流速。大孑L吸附树脂对柚黄酮动态 吸附的条件为:室温,上柱流速2 BV・h-。,上柱液 柚黄酮浓度为3.73 mg・mI ,树脂处理的溶液量 为8 BV,上柱液pH范围为6~8。 在固定流速下使大孔吸附树脂对柚黄酮的动 态吸附达饱和,然后用蠕动泵控制不同流速用洗脱 液洗脱,收集目标组分的流出液。树脂动态解吸的 条件为:先用约6.7 BV的蒸馏水以5 BV・h 的 流速将糖等杂质洗脱,然后用约为2.6 BV的6O (体积分数)乙醇溶液洗脱,流速为2 BV・h一。 将收集的目标组分流出液旋转蒸发浓缩,浓缩 液置于4 ̄C冰箱中冷藏24 h,析出大量针状晶体,过 滤,冷冻干燥,得固体样品——柚黄酮。 1.3.2柚皮甙的精制 将经大孔吸附树脂纯化后的柚黄酮进一步精 制:粗产品柚黄酮先用蒸馏水重结晶4次,然后用 60 (体积分数)乙醇重结晶一次,最后再用蒸馏水 重结晶一次,每次样品溶解过滤后需将滤液置于温 度为2℃的冰箱中冷藏16 h,然后迅速过滤。将经 多次重结晶后的产品真空干燥至恒重,得白色晶 体——柚黄酮单体。 1.4柚皮甙的结构鉴定 1.4.1紫外光谱(UV) 以甲醇为溶剂,使用1 cm石英比色皿,采用 756MC紫外可见分光光度计进行样品柚黄酮单体 的紫外光谱(UV)检测。扫描范围:200 nm~400 nm,扫描时狭缝宽度为2 nm,步长0.5 nm,扫描速 度为快速,参比:溶剂甲醇。 1.4.2红外光谱(IR) 采用AVATAR360型红外光谱仪进行样品柚 黄酮单体的红外光谱(IR)检测。溴化钾压片法制 样,扫描范围:500 cm_。~4 000 cm~。 1.4.3核磁共振氢谱(1H NMR) 采用Varian 400核磁共振波谱仪进行样品柚 黄酮单体的核磁共振氢谱( H NMR)检测。溶剂: 氘代丙酮,内标:四甲基硅烷(TMS)。 1.4.4质谱(MS) 采用GCMS--QP2010型质谱仪进行样品柚黄 酮单体的质谱(MS)检测。溶剂:甲醇,直接进 样法。 2结果与讨论 2.1熔点 采用wL一1显微熔点测定仪测得精制样品柚 黄酮单体的熔点为170.0 ̄C~171.5 ̄C,与文献[9] 第3o卷 中南林 报道的柚皮甙熔点171℃非常吻合。 2.2紫外光谱 样品柚黄酮单体的UV光谱见图1。强的带Ⅱ 吸收在283 nm,而带I以低强度吸收峰出现在 331 nm,这是明显的二氢黄酮的吸收。该谱图与文 献E9 ̄IE道的柚皮甙的UV谱图一致。 2.3红外光谱 样品柚黄酮单体的红外光谱图如图2所示。 3426 cm 处为 伸缩振动吸收峰,而且吸收峰很 强(这也与样品带结晶水有关);2 930 cm 处为糖 甙中甲基和亚甲基的碳氢伸缩振动吸收峰; l 647 cm 处为较强的 伸缩振动吸收峰; 1 590 cm、1 518 cIn、1 451 CITI 为苯环的骨架 振动吸收峰。样品柚黄酮单体的红外光谱图与文 献[9]报道的柚皮甙红外谱图一致,证明此化合物 是柚皮甙化合物。 : 要 \ 琵 2 — 图1样品柚黄酮单体的紫外光谱 Fig.1 UV spectrum of flavonoid monomer 图2样品柚黄酮单体的红外光谱 Fig.2 IR spectrum of flavonoid monomer 堂堂 123 2.4 H NMR 样品柚黄酮单体的核磁共振氢谱图如图3所 示,其化学位移如下( H NMR,CH。COCHs—ds, ):1.27(3H,d),2.05(2H,S),2.87(2H,q), 3.23—3.96(14H,q),4.66(1H,d),5.18(1H,d), 5.51(1H,q),6.16(1H,d),6.90(3H,d),7.40 (2H,d),8.57(1H,s),12.09(1H,s)。具体解析 如下(参见图5柚皮甙的结构)[1¨]: ; 癸 善1 I j I囊 兰i 兰 吸收强度/×】0“ 图3样品柚黄酮单体的核磁共振氢谱 Fig.3 H NMR spectrum of flavonoid monomer A环:H一6和H一8分别以双重峰出现在6.9~ 5.7之间,且H一6的双重峰比H一8的双重峰位于较 高的磁场区,H一6在6.17~6.15(双峰)出现,H一8 在6.92~6.89(双峰)出现; B环:H一2 、3 、5 和6 的化学位移出现在7.5~ 6.8,位于比A环质子稍低的磁场。四个质子可以 分成H 2 、H一6 和H一3 、H一5 两组,前组比后组位于 稍低的磁场,这是由于C环对H一2 、H一6 的去屏蔽 效应以及H一3 、H一5 受到4 一()R取代基的屏蔽效应 的缘故。每组质子均表现为双重峰,H一2 、H一6 在 7.42~7.40(双峰)出现,H一3 、H一5 在6.92~6.89 (双峰)出现,且与H 8的峰重叠。 C环:H一2因受两个不等价的H一3偶合,故被 裂分成一个四重峰,中心位于5.51处。两个H一3 各因偕偶和邻偶(与H 2),也分别被裂分成一个四 重峰,中心位于2.87处。 糖基上的质子:葡萄糖甙的端基质子峰出现在 5.16~5.2O之间,葡萄糖六位上的亚甲基质子的化 学位移出现在2.05;鼠李糖上的端基质子的化学位 124 叶翠层,等:柚皮中柚皮甙的提取纯化及结构鉴定 第8期 移在4.65~4.66,而化学位移出现在1.27~1.28 的是属于鼠李糖的C-CH。质子峰,鼠李糖的这两个 峰的出现说明两个糖的连接方式为甙元一() ̄葡萄糖 (2—1)鼠李糖。糖的其他质子的化学位移出现在 3.23~3.96之间,为多重峰。 酚羟基质子:5—0H质子的化学位移 现在 12.O9,而4 0H质子的化学位移出现在8.57,均为 单峰。 2.5质谱 样品柚黄酮单体的质谱图见图4。由于黄酮氧 甙类的主要裂解是先失去糖,得到的甙元离子都很 强,然后按照甙元所属类型进行裂解,因此看不到 活性单体的分子离子峰。其主要峰如下(MS,m/ z):272(63),153(100),120(83)。这与文献[11]是 一致的。 4O 6O 80 100 120 140 160 l 80 200 220 240 260 280 300 320 340 质衙比(m/z)图4样品柚黄酮质谱 Fig.4 Mass spectrum of flavonoid monomer 综合以上实验数据分析,可以确认精制的黄酮 单体为柚皮甙,其分子式为Cz HszO ・2H O。不 含结晶水的柚皮甙的结构式如图5所示。 CH OH oH H0// 、 一O、 HO / 。 H 图5柚皮甙的结构 Fig.5 Structure of naringin 3 结 语 采用乙醇水体系从柚皮中提取柚黄酮并采用 大孔吸附树脂法对柚黄酮进行纯化,然后,进一步 地从柚黄酮中精制获得柚黄酮单体。熔点、紫外、 红外、核磁共振及质谱分析确证了所分离纯化精制 得到的单体为柚皮甙。 参考文献: [1] 肖润林,陈朝明,李玲.不同品种柑桔果实中柚皮苷的含量 变化lJ].植物生理学通讯,1990,(6):24~26. 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