矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的月桂酸酰化、结构分析及性质评价

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花青素又名花色素、花色苷,分子式为C15H11O6,常见的种类有矢车菊素、锦葵色素、芍药素等,是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素,具有重要的生理功能和良好的开发利用前景。但是其本身存在稳定性差、脂溶性弱、生物利用率低等问题,对花青素的进一步开发和利用造成了一定影响。因此为了更好地将花青素应用于食品领域中,本研究在保持花青素本身良好生理活性的前提下,以花青素中含量最为丰富的矢车菊素-3-O-葡葡糖苷为基础原料,进行化学改性,采用酰基化的方法,获得酰化产物,为实现花青素在食品领域中更有效广泛的利用提供可能。本文采用了源于大兴安岭地区野生蓝莓中的矢车菊素-3-O-葡萄糖苷为原料,通过生物酶法和化学法对其酰化。实验结果表明生物酶法不能使矢车菊素-3-O-葡萄糖苷发生酰化反应;采用月桂酰氯为酰化剂的化学酰化法,反应激烈、选择性低,无法确定酰化产物的结构;而采用月桂酸为酰化剂的化学酰化法,反应温和且选择性高,是进行酰化实验的较理想方法。以DMF(N.,N-二甲基甲酰胺)作为溶剂,HOBT(1-羟基苯并三唑)和EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)反应生成缩合剂后,与月桂酸结合生成月桂酸活化酯作为酰化基团,对矢车菊素-3-O-葡萄糖苷酰化修饰,制得酰化产物——月桂酸酰化矢车菊素-3-O-葡萄糖苷。以薄层色谱追踪反应进程,保证月桂酸酰化基团的有效合成。对酰化产物采用质谱仪监测酰化进程,在反应48h后,利用高效制备型液相色谱(Prep-LC)进行分离纯化,确定酰化率;采用傅里叶红外光谱(FTIR)扫描,对比酰化前后的谱图验证此酰化研究是否得到目标产物;结合液相色谱质谱联用仪(LC-MS)进行结构测定,确定酰化位点。最后与未酰化矢车菊素-3-O-葡萄糖苷进行温度、光照、添加剂、金属离子及氧化还原剂等影响因素的稳定性分析,并且对比其酰化前后的亲脂性,主要研究结果如下:(1)确定了制备月桂酸酰化矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的方法:a.在DMF为溶剂的条件下采用HOBT、EDC和月桂酸缩合生成月桂酸活化酯作为酰化基团;b.将制备好的月桂酸酰化基团溶液和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷进行酰化反应;c.利用质谱仪确定酰化进度;d.借助高效制备型液相色谱对酰化产物分离纯化。结果表明:酰化率为31%左右。结合FTIR和LC-MS分析确定酰化产物相对分子质量为631,为单酰化合物.酰化位点为糖苷按的伯醇羟基,与之前的模拟情况吻合。(2)比较温度、光照和氧化还原剂对酰化前后矢车菊素-3-O-葡萄糖苷稳定性的影响,研究表明酰化后的比未酰化的矢车菊素-3-O-葡萄糖苷在同样条件下稳定性更好;酰化后的矢车菊素-3-O-葡萄糖苷加入不同浓度添加剂、金属离子后的结果表明Vc、苯甲酸钠、蔗糖、葡萄糖、柠檬酸钠等添加剂可以提高酰化后矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的稳定性,而K+Na+Cu2+以及浓度小于0.05mol/L的Fe2+对酰化矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的稳定性无显著性影响;Ca2+、Fe3+以及浓度达到0.1mol/L的Mg2+、Fe2+对酰化产物稳定性具有破坏作用;浓度低于0.05mol/L的Mg2+能增加酰化产物的稳定性。对酰化前后矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的亲脂性研究表明酰化后矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的油水分配系数为7.98,明显高于酰化前的0.24,表明酰化后矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的亲脂性明显增强。
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