芦荟冷冻粉中多糖和的纯化、分离和鉴定

孙远   罗艺

摘要： 以费拉芦荟生产的 100 ： 1 全叶芦荟冷冻干燥粉为材料，用高速逆流色谱和制备色谱从中分离出三种芦荟多糖和一种芦荟甙，并用色谱、光谱定性，多糖纯度达到定量和鉴别用芦荟多糖对照品要求，芦荟甙的纯度达 w=97.93%。

关健词 ： 费拉芦荟；高速逆流色谱；制备色谱；芦荟多糖，芦荟甙

中图分类号 ： Q949.718.23 ； Q656 文献标识码 ： A

芦荟 (Aloe vera Linn) 在化妆品中应用广泛，目前 , 国内外对芦荟的护肤功能作了较多研究 , 这些研究表明 : 芦荟多糖对成纤维细胞的生长有促进作用 , 对肾上腺皮质有某些兴奋作用 , 并且还能促进皮肤的新陈代谢 . 芦荟多糖和芦荟中所含的 19 种微量元素能使芦荟凝胶产生明显的滋润和柔润皮肤的效果 ; 芦荟甙可强烈吸收 290~320nm 范围内的紫外线 , 并有保湿、调理皮肤的作用 , 如与硅油共用 , 能在皮肤外形成吸附性履层 , 不易流失 , 抗晒效果好 ; 若将芦荟原汁取代膏霜配方中的全部水份 , 则化妆品质地细腻 , 显微镜下膏体结构整齐 , 全部颗粒直径为 1~2nm, 达到膏霜类化妆品的最佳结构 , 能被皮肤全部吸收 [1] .

. 本研究主要对海南金翠生物工程有限公司用美国费拉芦荟生产的 100 ： 1 全叶芦荟冷冻干燥粉中的多糖和甙的分离纯化及一些理化性质进行研究 , 先用逆流色谱法 [2.3] 从芦荟中分离出芦荟多糖和芦荟甙 , 并纯化 , 再用气、液相色谱和光谱进一步分离和鉴定 , 从而获得三种芦荟多糖和一种芦荟甙 , 为芦荟的深加工提供了一些理论依据 .

•  材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料 用海南金翠生物工程有限公司生产的 Aloe vera Linn100 ： 1 芦荟全叶冷冻干燥粉 .

1.1.2 仪器 DWI-LB98 高速逆流色谱仪 ( 德国 DWI) 、 LC-6A 高效液相色谱仪 ( 日本岛津 ) 、 FT-IR5DX 付立叶 - 红外光谱仪 ( 美国 Nicolet) 、紫外 / 可见分光光度仪 ( 上海第一仪器厂 ).

1.2 方法

1,2.1 样品的分离与纯化 称取 20g100 ： 1 全叶芦荟冷冻干燥粉 , 置于索氏提取器中 , 以 200ml 丙酮回流提取 2h, 加入 w=2%的活性碳,趁热过滤以除去色素等杂质,将提取液减压浓缩、冷冻干燥后,用100ml混合液(V 氯仿 :V 乙醇 :V 水 =7:12:8)溶解后分5次(20ml/次)作为流动相依次注入 高速逆流色谱仪 , 以该混合液为固定相 , 保留值 80%, 主机 800r . min -1 , 进样 2ml, 流动相由首端向尾端洗脱 , 流速 2.0ml . . min -1 , 示差折射检测仪检测 ( 恒温 30 o C, 放大率 × 0.2), 分别收集保留时间区域为 38~45min 和 112~123min 的 2 个主峰所对应的流份 , 合并 5 次分离所收集的流份 , 分别冷冻干燥 , 保留时间区域为 38~45min 对应为白色粉体共 1136.5mg, 保留时间区域为 112~123min 对应为柠檬黄结晶 865.5mg.

将上述所得白色粉体 50.0mg 加 5.0ml 水超声波助溶 , 上 PARTISIL-5ODS 色谱柱 (150 × 20.0mm,10μm),以水淋洗, 流速 5ml . . min -1 , 柱温为室温 , 检测器为示差折射检测 ( 恒温 30 o C, 放大率 × 0.5), 上柱时分 5 次进样 , 每次 1.0ml, 收集保留时间为 8.2min,11.5min,13.8min 的 3 个流份 . 合并 5 次收集的流份 , 分别冷冻干燥 , 得 3 种白色晶体 , 各为 17.1mg,20.4mg,11.2mg.

1.2.2 芦荟多糖色谱和光谱性质的测定

1.2.2.1 HPLC 分折 [4.5] 将 1,2,1 所得的白色粉体和 3 种白色晶体配成 ρ =0.1mg . ml -1 的A、B、C、D4种溶液,分别上 PARTISIL-5ODS 色谱柱 (150 × 6.0mm,5μm),以水淋洗,流速为1 ml . . min -1 , 柱温为室温 , 检测器为示差折射检测 ( 恒温 30 o C, 放大率 × 10.0), 进样量为 30 μ L.

1.2.2.2 UV 分析 [6.7] 将 3 种白色晶体分别配成 ρ =1mg . ml -1 的水溶液,在 紫外 / 可见分光光度仪上作 190~1000nm 全程扫描 ; 将 3 种白色晶体分别配成 1mg . ml -1 淀粉-硫酸-苯酚液, 在 紫外 / 可见分光光度仪上作 300~1000nm 扫描 .

1.2.2.3 IR 分析 [8.9] 取多糖 20.0MG, 加入适量 KBr 压片 , 在红外光谱仪中测定 .

1.2.3 芦荟甙色谱和光谱性质的测定

1.2.3.1 薄板层析 取柠檬黄结晶体和芦荟甙标准品样品各 5mg, 分别溶于 5mL 甲醇中 . 各取样 5 μ L分别点于同一硅胶G 薄层板上 , 分别在 V 乙酸乙酯 :V 甲醇 :V 水 =100:17:13 和 V 正已烷 :V 乙酸乙酯 :V 甲酸 =30:10:5 系统中展开 , 取出 , 晾干 , 在 365nm 紫外灯下对照斑点 .

1.2.3.2 HPLC 分折取柠檬黄结晶体和芦荟甙标准品样品各 5mg, 分别溶于 5mL 甲醇中 . 上 PARTISIL-5ODS 色谱柱 (150 × 6.0mm,5μm),以甲醇淋洗,流速为1 ml . . min -1 , 柱温为室温 , 检测器为 UV354nm, 进样量为 20 μ L.

1.2.3.3 UV 分析 取柠檬黄结晶体 5mg 溶于 5mL 甲醇中 . 在 紫外 / 可见分光光度仪上作 190~1000nm 全程扫描 .

1.2.3.4 IR 分析 取柠檬黄结晶体 20.0mg, 加入适量 KBr 压片 , 在红外光谱仪中测定 .

•  结果与分析

•  芦荟多糖色谱和光谱性质的测定

2.1.1 HPLC 分折结果 A 溶液经 PARTISIL-5ODS 色谱柱 (150 × 6.0mm,5μm)洗脱分离,得到三个主峰(表1),B、C、D3种溶液经 PARTISIL-5ODS 色谱柱 (150 × 6.0mm,5μm)洗脱分离名得到1个孤峰,其保留值与A的3个主峰分别对应.

2.1.2 UV 分析 3 种白色晶体 的水溶液 全程扫描显示有相同的吸收图谱 , 呈现 PSP 、 PSK 活性多糖相似的紫外 / 可见吸收特征 , 如都有末端吸收 ,400nm 以后有较强吸收等 , 而一般淀粉类多糖无此吸收 [7] ; 3 种白色晶体与淀粉的硫酸 - 苯酚显色液的扫描吸收峰如表 1.

2.1.3 IR 分析 3 种多糖的红外光谱特征吸收峰如表 1, 在 3.43 × 10 3 cm -1 或 3.40 × 10 3 cm -1 左右都有强宽峰,是分子内的-OH键的收缩振动所致,而 3.43 × 10 3 cm -1 则是分子内和分子问羟基( 糖 羟基和羧基 )形成多种方式的氢键所致; 2.92 × 10 3 cm -1 左右有吸收峰,说明有乙酰基的存在;在 1.64 × 10 3 cm -1 、 1.066 × 10 3 cm -1 左右有吸收峰, 说明有羧酸的存在,因而这些 多糖均为酸性多糖 . 在 7.968 × 10 2 cm -1 处是甘露 糖的特征吸收峰 .

表 1 多 糖的色谱和光谱特征值

白色晶体 HPLC 保留 UV 谱特征 IR 谱特征吸收峰 / cm -1

时间 /min 吸收峰 /nm

2,3 乙酰化 β -(1→4) 10.5 492 426 321 3 402.5(s) 2 926.7(m) 1 732.1(m)

D-甘露聚 糖 1 646.6 (s) 1 248.5(m) 1 072.1(m)

6乙 酰化 β -(1→4) 13.7 488 421 323 302 3 431.3(s) 2 928.8(m) 1 741.2(m)

D-甘露聚 糖 1 642.2 (m) 1 239.5(s) 1 067.4(s)

β -(1→4) 15.1 488 423 303 3 433.6(s) 2 929.5(m) 1 740.5(s) 1 647.1(m)

葡萄甘露聚 糖 1 253.5 (s) 1 058.4(s) 769.3(w)

表 1 的数据经与 IASC ALOE VERA STANDARD DATABASE 数据库 ( 由国际芦荟协会提供 ) 比较 , 3 种白色晶体应分别对应 2,3 乙酰化 β -(1→4) D-甘露聚 糖、 6 乙酰化 β -(1→4) D-甘露聚 糖、和 β -(1→4) 葡萄甘露聚 糖 .

2.2 芦荟甙色谱和光谱性质的测定

2.2.1 薄板层析 柠檬黄结晶体样品和芦荟甙标准品样品的甲醇溶液在 硅胶 G 薄板上展开后斑点一致 .

2.2.2 HPLC 分折 在 PARTISIL-5ODS 色谱柱 (150 × 6.0mm,5μm)上分离时, 柠檬黄结晶体样品和芦荟甙标准品样品的甲醇溶液的保留值分别是 11.3min 和 11.4min, 保留时间基本一致 .

2.2.3 UV 分析 柠檬黄结晶体样品和芦荟甙标准品样品的甲醇溶液紫外光谱相似 , 在 359nm 、 298nm 、 269nm 处都有最大吸收峰 .

2.2.4 IR 分析 柠檬黄结晶体样品的红外光谱在 3.43 × 10 3 cm -1 -处有O-H键的收缩振动,在63×10 3 、1.62×10 3 、1.60×10 3 、1.57×10 3 、1.46×10 3 、3.43×10 3 处都有芦荟的特征峰.

以上数据说明柠檬黄结晶体是芦荟甙 , 且 HPLC 外标法分折表明 , 柠檬黄结晶体中所含的芦荟甙纯度达 w=97.93%.

•  讨论

3.1 本研究从海南金翠生物工程有限公司生产的 Aloe vera Linn100 ： 1 芦荟全叶冷冻干燥粉中 , 应用高速逆流色谱一次分离出芦荟多糖和纯度为 w=97.93% 的芦荟甙 , 再应用液相制备柱将芦荟多糖进行高效分离 ,2.1.1 的孤峰说明制备柱的分离达到了定量和鉴别用芦荟多糖对照品的要求 . 利用色谱、光谱的特征值和 IASC ALOE VERA STANDARD DATABASE 数据库 , 还成功地对芦荟中的多糖进行了定性 .

3.2 由于芦荟多糖和芦荟甙的组成与含量随着芦荟生长环境、收获时间和采后处理方法的不同会发生较大的变化 [1] , 因此本研究无疑可用于对芦荟部分品质进行评价 .

3.3 芦荟内具有医疗、保健和美容作用的化学成份都溶于水 , 常规分离方法困难 , 而用本文提供的方法则高效、实用 .

参考文献

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----- 本文刊于《海南大学学报》（自然科学版） 2002.2