雞樅菌菌絲體皂甙含量測定方法的研究

聶曉東, 許泓瑜, 陸震鳴, 許正宏 ＊

(1.江南大學醫藥學院,江蘇無錫 214122;2.江南大學工業生物技術教育部重點實驗室,江蘇無錫 214122)

雞樅菌菌絲體皂甙含量測定方法的研究

聶曉東1,2, 許泓瑜1, 陸震鳴2, 許正宏＊1

(1.江南大學醫藥學院,江蘇無錫 214122;2.江南大學工業生物技術教育部重點實驗室,江蘇無錫 214122)

采用分光光度法測定雞樅菌發酵菌絲體中皂甙含量。以人參皂甙Rg1為對照品,在吸收波長為550 nm下,標準濃度在10～240μg范圍內,濃度與吸光度呈良好的線性關系,回歸方程為:Y=0.003 0X-0.0405,R2=0.998 4。加樣平均回收率為 99.4%,相對標準偏差(RSD)為1.97%,精密度的RSD為1.89%,雞樅菌絲體皂甙類含量為2.69 m g/g菌絲體。方法操作簡單快速,靈敏度高且比較準確。

雞樅菌;菌絲體;皂甙;測定

雞 樅 菌 (Termitomycesalbuminosus(Berkeley&Broome)Heim)是與白蟻共生的真菌[1],主要分布于非洲熱帶、亞洲熱帶、南太平洋島嶼和亞洲的亞熱帶地區[2]。雞樅菌肉質細嫩,氣味濃香,味道鮮美,營養豐富。現代醫學研究證明,雞樅菌有增強人體免疫功能、預防腸癌、養血潤燥健脾胃等功效,適用于食欲不振、虛勞怔忡、痔瘡下血者等[3],為古今中外頗受贊美的名貴食用菌,對其雞樅發酵產品做詳細的研究[4],為近年所關注。

皂甙是雞樅菌中的主要活性成分,是極具潛力的天然產物資源之一,受到人們廣泛的關注。目前,常用正丁醇來萃取中藥材和植物中的總皂甙,然后采用香草醛-高氯酸比色法來測定其含量,該法具有靈敏性高,穩定性好的特點[5]。但是由于該法在香草醛-高氯酸顯色前需要將沸點較高的溶劑正丁醇加熱揮發干,需要較長時間,而且長時間在高溫下烘干可能引起皂甙的結構變化,從而影響結果的準確性。本文在原有香草醛-高氯酸法的基礎上改進條件,采用無水硫酸鎂吸去正丁醇溶液中含有的水份,以避免水對顯色反應的影響,然后對皂甙的正丁醇溶液直接用香草醛-高氯酸法測定皂甙含量。本實驗為研究發酵過程中雞樅皂甙的變化規律提供了簡便快速的測定方法,為雞樅的進一步開發和綜合利用提供理論依據和科學參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

人參皂甙 Rg1:中國藥品生物制品檢定所產品,≥97.7%)。高氯酸、冰醋酸、香草醛等均為分析純。DK-8K型電熱恒溫水槽:上海精宏實驗設備有限公司產品;UV-2100紫外可見光光度計:UN ICO;數顯鼓風干燥箱:上海博迅實業有限公司醫療設備廠產品。

1.2 菌株與培養方法

雞樅菌菌種(JNPF-TA 01):保藏于江南大學醫藥學院制藥工程實驗室;

種子培養基:葡萄糖2 g/dL、酵母粉0.2 g/dL、硫酸鎂0.075 g/dL、磷酸二氫鉀0.15 g/dL,p H值用檸檬酸調為4.5。500 m L搖瓶裝液量為100 m L培養基,在150 r/min,28℃條件下培養3 d。

發酵培養基:葡萄糖3 g/dL、酵母粉0.2 g/dL、硫酸鎂0.1 g/dL、磷酸二氫鉀0.2 g/dL,p H值用檸檬酸調為4.5。接種體積分數為5%,500 m L搖瓶裝液量為100 m L培養基,在150 r/min,28℃條件下培養8 d。發酵結束后發酵液中菌絲體質量分數為1.1%。

1.3 實驗方法

1.3.1 比色條件的選擇

1)最大吸收波長的確定 準確稱取干燥至恒重的人參皂甙Rg1標準品20.0 mg于100 m L的容量瓶中,甲醇溶解并稀釋至刻度,即配制為質量濃度0.2 mg/m L的標準品溶液。

取人參皂甙Rg1標準品溶液0.4 mL于10 m L具塞磨口試管中,水浴加熱蒸干,加0.4 mL用硫酸鎂干燥后的正丁醇,加新鮮配制的體積分數為5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 m L和高氯酸0.8 m L,搖勻,60℃水浴加熱15 min,取出后立即用冰水冷卻,加入5 mL冰醋酸稀釋,搖勻,在400～700 nm處掃描,確定最大吸收波長。

圖1 顯色體系的吸收光譜圖Fig.1 Absorption spectrum of color system

將顯色溶液在400～700 nm范圍內進行掃描,如圖1所示,在550 nm處有最大吸收峰,所以選用此波長為比色分析的波長。

2)香草醛用量的選擇 取人參皂甙Rg1標準品溶液0.4 m L于10 mL具塞磨口試管中,水浴加熱蒸干,加0.4 m L用硫酸鎂干燥后的正丁醇,加不同體積新鮮配制的體積分數5%香草醛-冰醋酸溶液和高氯酸0.8 m L,搖勻,60℃水浴加熱15 min,取出后立即用冰水冷卻,加入5 mL冰醋酸稀釋,搖勻,在550 nm波長下測定吸光度。

如圖2所示,當體積分數為5%香草醛-冰醋酸溶液用量達到0.2 mL后,反應的吸光度變化很小,所以選用0.2 m L體積分數5%香草醛冰醋酸溶液用量為香草醛-冰醋酸溶液的最適用量。

3)高氯酸用量的選擇 取人參皂甙Rg1標準品溶液0.4 m L于10 mL具塞磨口試管中,水浴加熱蒸干,加0.4 m L用硫酸鎂干燥后的正丁醇,加新鮮配制的體積分數5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 m L和不同體積的高氯酸,搖勻,60℃水浴加熱15 m in,取出后立即用冰水冷卻,加入5 m L冰醋酸稀釋,搖勻,在550 nm波長下測定吸光度。

圖2 體積分數5%香草醛-冰醋酸溶液用量對顯色反應的影響Fig.2 Effect of 5%van illin-acetic acid dosage on the color reaction

圖3 高氯酸用量對顯色反應的影響Fig.3 Effect of perchloric acid dosage on the color reaction

如圖3所示,當高氯酸用量大于0.8 m L時,反應的吸光度變化很小,所以選用0.8 mL高氯酸用量為高氯酸的最適用量。

4)顯色溫度的選擇 取人參皂甙Rg1標準品溶液0.4 m L于10 mL具塞磨口試管中,水浴加熱蒸干,加0.4 m L用硫酸鎂干燥后的正丁醇,加新鮮配制的體積分數5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 m L和高氯酸0.8 m L,搖勻,不同溫度下水浴加熱15 min,取出后立即用冰水冷卻,加入5 m L冰醋酸稀釋,搖勻,在550 nm波長下測定吸光度。

圖4 顯色溫度對顯色反應的影響Fig.4 Effect of color temperature on the color reaction

如圖4所示,反應的吸光度隨著溫度的提高而增加,當溫度超過60℃后,反應的吸光度下降很小,所以選用60℃為反應的最適溫度。

5)顯色時間的選擇 取人參皂甙Rg1標準品溶液0.4 mL于10 m L具塞磨口試管中,水浴加熱蒸干,加0.4 m L用硫酸鎂干燥后的正丁醇,加新鮮配制的體積分數5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 m L和高氯酸0.8 m L,搖勻,60℃水浴加熱不同時間,取出后立即用冰水冷卻,加入5 mL冰醋酸稀釋,搖勻,在550 nm波長下測定吸光度。

圖5 顯色時間對顯色反應的影響Fig.5 Effect of color time on the color reaction

如圖5所示,反應的吸光度隨著時間的增加而增加,當時間超過15 min后,反應的吸光度增加減慢,所以選用15 min為反應的最適時間。

1.3.2 標準曲線的測定 依次精確吸取人參皂甙Rg1標準品溶液 0.00、0.05、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 、1.20 mL 至 10 m L 的具塞試管中,加熱揮盡溶劑,加0.4 mL用硫酸鎂干燥后的正丁醇,按前述方法顯色,550 nm處測定吸光度,并以人參皂甙 Rg1質量(μg)為橫坐標,吸光度為縱坐標,。以試劑空白為參比液,繪制成標準曲線,求出回歸方程、相關系數以及線性范圍。

1.3.3 測定方法的評價

1)測定方法的穩定性 取人參皂甙Rg1標準品溶液0.4 m L于10 mL具塞磨口試管中,水浴蒸干,加0.4 m L用硫酸鎂干燥后的正丁醇,加入體積分數5%的香草醛-冰醋酸溶液0.2 mL,加入高氯酸0.8 mL,搖勻,60℃恒溫水浴加熱15 min,取出后立即冷卻,加入5 mL冰醋酸稀釋,同時做空白,在550 nm波長下測定吸光度在不同時間的變化。

2)測定方法的精密度 采用Lu的方法提取雞樅菌絲體皂甙類化合物[6]。分別準確稱取6份烘至恒重的雞樅菌絲體0.6 g,加10 m L水80℃浸提2 h,過濾,濾液用5 m L石油醚萃取2次。棄去石油醚相,水相用5 m L水飽和正丁醇萃取兩次,合并正丁醇相,用無水硫酸鎂干燥至無水,定容至10 m L。取樣品溶液0.4 mL于10 m L具塞磨口試管中,按前述方法顯色并測定吸光度,同時做空白,在550 nm波長下測定吸光度。

3)加樣回收率 將樣品準確測定后,加入已知量人參皂甙Rg1標準品溶液進行測定,以實際測得的樣品中皂苷含量的增加量除以加標量即為加標回收率。

1.3.4 雞樅快速測定方法與原來測定方法的比較

采用Lu的方法提取雞樅菌絲體皂甙類化合物[6]。取0.6 g烘至恒重的雞樅菌絲體,加10 m L水80℃浸提2 h,過濾,濾液用5 m L石油醚萃取2次。棄去石油醚相,水相用5 mL水飽和正丁醇萃取兩次,合并正丁醇相,用無水硫酸鎂干燥至無水,定容至10 m L。取樣品溶液0.4 m L于10 mL具塞磨口試管中,按前述方法顯色并測定吸光度,計算皂甙的含量。另外,按照傳統的香草醛-高氯酸法測定吸光度,計算皂甙的含量,比較兩種方法測定的結果。

1.3.5 雞樅菌絲體和子實體中總皂甙的提取和含量的分析 采用Lu的方法分別提取雞樅菌絲體和子實體的皂甙類化合物[6]。分別取0.6 g烘至恒重的雞樅菌絲體和雞樅子實體,加10 mL水80℃浸提2 h,過濾,濾液用5 m L石油醚萃取2次。棄去石油醚相,水相用5 m L水飽和正丁醇萃取兩次,合并正丁醇相,用無水硫酸鎂干燥至無水,定容至10 mL。取樣品溶液0.4 m L于10 m L具塞磨口試管中,按前述方法顯色并測定吸光度,計算皂甙的含量。

圖6 人參皂甙的標準曲線Fig.6 Standard curve of the sapon in

如圖6所示,以人參皂甙Rg1的微克數為橫坐標,吸光度為縱坐標,得到標準曲線,其回歸方程為:Y=0.003 0X-0.040 5,其中:X為質量(μg),Y為吸光度,R2=0.998 4。說明在10～240μg范圍內呈良好的線性關系。

2 結果與討論

2.1 測定方法的評價

2.1.1 測定方法的穩定性 圖7為人參皂甙標樣經顯色反應后反應溶液的吸光值隨時間變化曲線。從圖中看出,顯色反應后20 m in內反應溶液的吸光度變化很小,而20 min以后則溶液吸光度緩慢下降,所以吸光度測定應該在顯色后20 min內進行。

圖7 顯色反應的穩定性Fig.7 The stability of color reaction

2.1.2 測定方法的精密度 測定方法的精密度如表1所示,6次實驗所得樣品的平均吸光度為0.155,RSD=1.89%,說明該測定方法具有較好的精密度。

表1 測定方法的精密度Tab.1 Determ ination of precision

2.1.3 加樣回收率 不同加樣量的加樣回收率測定結果如表2所示。6次加樣回收率實驗的回收率在97.6%～102.2%范圍內,加樣回收率的平均值為99.4%,RSD=1.97%,表明加樣回收率符合要求,該測定方法的準確度較高。

表2 測定方法的回收率Tab.2 Determination of recovery

續表2

2.1.4 雞樅皂甙測定方法比較 本實驗將優化后的皂甙測定方法與傳統的香草醛-高氯酸顯色法進行比較,結果如表3所示。與香草醛-高氯酸顯色法相比,本實驗的皂甙快速測定方法測得的的皂甙含量略低,但是相差不明顯。考慮到本實驗優化的皂甙測定方法不需要將正丁醇加熱揮發干,所用時間大大減少,因此皂甙快速測定方法可以替代傳統香草醛-高氯酸顯色法進行雞樅皂甙類化合物的測定。

表3 雞樅菌皂甙快速測定方法與香草醛-高氯酸顯色法測定皂甙含量的比較Tab.3 Determination of saponin content in comparison between rapid determination and vanillin-perchloric acid method

2.1.5 雞樅菌菌絲體和子實體中皂甙含量的分析

本實驗將優化后的皂甙測定方法用于測定雞樅菌菌絲體皂甙類化合物的含量,并與雞樅子實體皂甙含量進行比較,比較結果如表4所示。雞樅菌菌絲體中皂甙類化合物的含量為2.69 mg/g菌絲體,RSD=2.91%;雞樅菌子實體中皂甙類化合物的含量為5.56 mg/g菌絲體,RSD=1.66%。由此可見,雞樅菌菌絲體的皂甙含量要低于雞樅子實體,這可能是由于皂甙類化合物為真菌次級代謝產物,而雞樅菌菌絲體深層培養的時間較短(8 d),皂甙類化合物尚未大量形成所致。

3 結 語

皂甙含量測定的方法主要有重量法、比色法、薄層層析法(TLC)和高效液相色譜法(HPLC)[7-10]。重量法主要利用皂甙在某些試劑中的最大溶解性或不溶性,而采取萃取或沉淀的方法來制取樣品。其缺點是操作過程較長,誤差較大不夠精確,同時在溶液的轉移和沉淀的轉移上都容易損失。薄層層析法和高效液相色譜法一般是以人參皂甙Rb1等極少數幾種物質作為標準,相應地測定原料或產品中某幾種皂甙含量,而無法測定總皂甙含量。目前香草醛-高氯酸比色法被認為是較方便、準確測定總皂甙含量的方法,適用于少量樣品的測定。常規的香草醛-高氯酸比色法需要在皂甙溶液和顯色劑進行顯色反應前將待測皂甙溶液中的水分和沸點較高的正丁醇加熱揮發干,其目的是為了避免用于萃取總皂甙的水飽和正丁醇溶液中含有的微量水分對于顯色反應所產生的較大影響。但是該法在樣品溶劑揮發時需要較長時間,而且長時間在高溫下揮發可能引起皂甙的結構變化,從而影響結果的準確性。因此本實驗考慮采用無水硫酸鎂吸去正丁醇溶液中含有的水份,以避免水對顯色反應的較大影響,進一步研究在正丁醇溶液中進行香草醛-高氯酸法反應的各種反應條件。本方法為研究雞樅菌絲體發酵過程中總皂甙的變化規律提供了簡便快速的測定方法。

本文在香草醛-高氯酸比色法的基礎上改進條件,確定的最佳實驗條件為:依次加入待測試樣0.4 m L正丁醇溶液,新制的體積分數5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 m L及高氯酸0.8 m L,60℃水浴15 min,取出后立即用冰水冷卻,搖勻,在波長為550 nm處測定雞樅菌絲體皂甙,加樣平均回收率為99.4%,其RSD為 1.97%,精密度的RSD為1.89%,雞樅菌絲體皂甙類含量為2.69 mg/g菌絲體。結果表明,結果穩定,重現性好,且操作簡便快捷。

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Determination of Saponins from the Mycelia of Termitomyces albuminosus in Submerged Culture

NIE Xiao-dong1,2, XU Hong-yu1, LU Zhen-ming2, XU Zheng-hong＊1
(1.School of Medicine and Pharmaceutics,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;2.The Key Lab of Industrial Biotechnology,Ministry of Education,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

In this study,the spectropho tometric method was used for determining the content of saponins from the mycelia in submerged culture.Ginsenoside Rg1 as the standard,at 550 nm,the linear range of the saponins concentration was from 10μg to 240μg,and the regressive equation wasY=0.003 0X-0.040 5,R2=0.998 4.The recovery rate was 99.4%and the relative standard deviation(RSD)w as 1.97%.The relative standard deviation(RSD)of the accuracy was 1.89%.The content of saponins from the mycelia in submerged culture was about 2.69 mg/g.The method presented here has been proven to be convenient to operate and the result is accurate and highly sensitive.

Termitomyces albuminosus,mycelia,saponins,determination

Q 939.9

A

1673-1689(2010)02-0288-06

2008-09-17

國家863資助項目(2007AA 021506);國家973資助項目(2007CB707800);教育部新世紀優秀人才支持計劃(NCET20720380)。

＊

許正宏(1971-),男,江蘇姜堰人,工學博士,教授,博士生導師,主要從事生物制藥方面的研究。Email:zhenghxu@163.com

book=293,ebook=452

(責任編輯:楊萌)